Αρχαιομαγνητική χρονολόγηση

Η αρχαιομαγνητική χρονολόγηση είναι μέθοδος απόλυτης χρονολόγησης για ορισμένα είδη αρχαιολογικών κατασκευών που συνδέονται με την πυροτεχνολογία, ιδιαίτερα in situ εστίες, κλίβανους και φούρνους. Η συγκεκριμένη τεχνική χρονολόγησης εισήχθη στον τομέα της αρχαιολογίας το 1960 από τον ερευνητή Ρομπέρ Ντυμπουά (Robert Dubois).

 Η αρχαιομαγνητική χρονολόγηση βασίζεται κυρίως σύγκριση του αρχαίου γεωμαγνητικού πεδίου, έτσι όπως καταγράφεται στα αρχαιολογικά υλικά, με ένα υπάρχον αρχείο αλλαγών στο γήινο πεδίο μιας ιδιαίτερης γεωγραφικής περιοχής. Οι γεωμαγνητικές αλλαγές ως προς την κατεύθυνση (απόκλιση και κλίση) και τη δύναμη (ένταση) και η αρχαιομαγνητική χρονολόγηση βασίζεται στις αλλαγές διεύθυνσης του πεδίου, στις αλλαγές έντασης ή σε συνδυασμό των δύο. Η μέθοδος λειτουργεί επειδή τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε τέτοιες κατασκευές περιλαμβάνουν μόρια σιδηρούχων υλικών, όπως ο αιματίτης. Όταν αυτά τα υλικά θερμαίνονται πάνω από τους 650°C (σημείο Κιουρί) όλες οι προγενέστερες ευθυγραμμίσεις των μαγνητικών μορίων καταστρέφονται. Αργότερα, καθώς το υλικό ψύχεται, τα μόρια ευθυγραμμίζονται εκ νέου σύμφωνα με το γήινο φυσικό μαγνητικό πεδίο. Καθώς το μαγνητικό πεδίο αλλάζει κατεύθυνση στη διάρκεια του χρόνου, είναι δυνατόν να σχεδιαστούν τοπικές και περιφερειακές ακολουθίες στο πρότυπο της μαγνητικής απόκλισης σε ό,τι αφορά τα in situ αρχαιολογικά κατάλοιπα, που υποδεικνύουν πότε συνέβη η τελευταία μείζων θέρμανση πάνω από τους 650°C. Η τεχνική είναι πολύ ευαίσθητη και χρησιμοποιείται ενίοτε για τον υπολογισμό του χρονικού σφάλματος που παρατηρείται μεταξύ των εσωτερικών και των εξωτερικών τοιχωμάτων κλιβάνων και φούρνων που χρησιμοποιήθηκαν επί μακρόν στο παρελθόν. Μετά την in situ δειγματοληψία στο εργαστήριο χρησιμοποιείται μαγνητόμετρο για τη μέτρηση του μαγνητισμού των δειγμάτων. Η συγκεκριμένη μέτρηση υποδεικνύει τη σχετική ένταση και διεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του δείγματος. Κατόπιν διερευνάται η σταθερότητα μαγνήτισης του δείγματος με την τοποθέτηση του δείγματος σε μαγνητικά πεδία αυξανόμενης έντασης και τη βαθμιαία αφαίρεση της μαγνήτισης. Οι μετρήσεις απομαγνήτισης επιτρέπουν την αφαίρεση ασταθών μαγνητίσεων που συνέβησαν μετά τη μείζονα θέρμανση του υλικού ή είναι προϊόντα ύστερων αποθέσεων. Η μαγνήτιση που απομένει μετά από τη διαδικασία της αφαίρεσης, είναι εκείνη που ενδιαφέρει από αρχαιολογικής άποψης. Ο προσδιορισμός της σταθερότητας της μαγνήτισης ενός μεμονωμένου δείγματος στη διαδικασία της απομαγνήτισης γίνεται με τη χρήση ενός Καταλόγου Σταθερότητας (Stability Index) που διαμορφώθηκε στη δεκαετία '60-'70. Οι μαγνητικές διευθύνσεις δειγμάτων που αναμένεται να έχουν την ίδια ημερομηνία συνδυάζονται, προκειμένου να δώσουν τη μέση κατεύθυνση, η ακρίβεια της οποίας προδιορίζεται μέσω συγκεκριμένης στατιστικής μεθόδου. Σε αυτή την περίπτωση μια τιμή π.χ. 098 αναπαριστά την πιθανότητα 98% να βρίσκεται η αληθής κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου μέσα σε έναν κώνο εμπιστοσύνης γύρω από την παρατηρηθείσα μέση κατεύθυνση και αναμένεται η διαφορά να είναι μικρότερη από 5° για τους ιδιαίτερους σκοπούς της χρονολόγησης. Οποιαδήποτε μεγαλύτερη τιμή υποδεικνύει ότι οι μαγνητικές διευθύνσεις των δειγμάτων είναι διεσπαρμένες και επομένως δεν καταγράφουν όλες το ίδιο μαγνητικό πεδίο, πιθανώς καθιστώντας τα δείγματα μη χρονολογήσιμα. Eighmy, Jeffrey L. and Jerry B. Howard 1991, Direct dating of prehistoric canal sediments using archaeomagnetism. American Antiquity 56(1), 88-102. Fisher, R.A., 1953. Dispersion on a sphere. Proc. R. Soc. Lond., A217, 295-305. Molyneux, L., 1971. A complete result magnetometer for measuring the remanent magnetisation of rocks. Geophys. J. R. astr. Soc., 24: 429-433. Tarling, D.H. and Symons, D.T.A., 1967. A stability index of remanence in palaeomagnetism. Geophys. J. R. astr. Soc., 12: 443-448.