Technika datovania

Technika datovania zahŕňa rôzne metódy určovania veku hornín či archeologických artefaktov, od metód využívajúcich prirodzenú radioaktivitu, paleomagnetiku až po metódy výskumu pomocou prírastkových vrstiev v horninách či dreve. Rôznymi metódami možno analyzovať miliardy rokov staré horniny no i podstatne mladšie drevené trámy z 19. storočia, sa používajú rôzne metódy. Tieto metódy sú nenahraditeľným výskumným prostriedkom pre geológiu, antropológiu a archeológiu. Rozlišuje sa absolútne datovanie veku, pri ktorom možno s odchýlkou vypočítať celkový vek skúmanej vzorky v rokoch, relatívny vek, pri porovnávaní vzoriek, možno určiť iba to, ktorá z nich je staršia, ale ich samotný vek určiť nemožno.

Existujú i metódy lingvistického rozboru textu a rozbor reálií nachádzajúcich sa v texte.

 Metódy absolútneho datovania 
 Metódy založené na štúdiu prirodzenej rádioaktivity 
Veľa metód určovania veku objektov je založených na princípe prirodzenej rádioaktivity. Na možnosť takéhoto merania upozornil Pierre Curie roku 1902. 

Ide o chemické metódy. Vek sa vypočítava z koncentrácie materských a dcérskych prvkov alebo izotopov. Atómy rádioaktívnych izotopov (nestabilné formy niektorých chemických prvkov) sa časom spontánne rozpadajú (atóm izotopu sa mení na atóm iného prvku a súčasne vyžiari alfa alebo beta častice – tzv. radiácia). Hodnota rozpadu izotopu je konštantná a je nazvaná polčas rozpadu, čo je vlastne čas, ktorý je potrebný na rozpad polovice atómov izotopu. Polčas rozpadu teda predstavuje akési zabudované hodiny, ktoré sú vytvorené rádioaktívnym izotopom začleneným do štruktúry objektu. Z celkového množstva asi 230 známych prírodných rádionuklidov podstatná časť rádioaktivity pochádza od rádionuklidov draslíka 40K, uránu 238U a thória 232Th.

Vek sa určuje meraním pomeru množstva izotopu a jeho rozpadového produktu (táto metóda sa používa pri rádiometrickom určovaní veku hornín). Existuje viacero rádiometrických metód, najvýznamnejšie z nich sú uránovo-olovená (238U → 206Pb alebo 235U → 207Pb) a tóriovo-olovená metóda 232Th - 208Pb. Ďalšie z rádiometrických metód sú káliovo-argónová (40K → 40Ar), rubídium-stronciová (87Rb → 87Sr). Pre archeológiu má najväčší význam metóda rádiouhlíková, ktorá je založená na rozpade 14C získaného premenou vzdušného dusíka na uhlík 14N → 14C.

Ďalšia metóda zahŕňa skúmanie priamych účinkov rádioaktívneho rozpadu v zrnách minerálov, tzv. metóda stôp štiepenia (fission tracks). Napríklad pri rozpade atómov izotopu uránu 238U sa vytvárajú v štruktúre nerastu poruchové stopy alebo štiepne dráhy vyžarujúce častice. Rádioaktivita sa využíva aj pri luminiscenčnej technike datovania: meria sa akumulácia „zadržaných“ elektrónov v objektoch vystavených prírodnému žiareniu.

Medzi nevýhody týchto metód, ktoré je potrebné zohľadniť pri interpretácii je najmä možné „omladenie“ veku skúmanej vzorky otvorením systému a difúziou prvkov a ich izotopov, k čomu môže dôjsť v dôsledku, tektonických, geochemických a metamorfných procesov. Presnosť rádiometrických analýz dosahuje asi 5% (chyba pri určení polčasu rozpadu asi 3%, analytická chyba asi 2%).

Určovanie veku pomocou rádioaktívneho izotopu uhlíka 14C

Rádiouhlíková metóda sa používa pri určovaní veku objektov organického pôvodu, obsahujúcich uhlík (C). Jej princíp spočíva v meraní pomerov izotopov uhlíka zabudovaných v tkanivách organizmov. Rádioaktívny izotop uhlíka vzniká pri reakcií vzdušného dusíka 14N → 14C, za prispenia kozmického žiarenia. Izotop uhlíka 14C absorbujú do svojich buniek všetky živé organizmy a s ním absorbujú taktiež stabilné izotopy 12C a 13C. Prísun uhlíka sa skončí po smrti organizmu a existujúci 14C sa postupne stráca vďaka rádioaktívnemu rozpadu (polčas rozpadu uhlíka 14C je približne 5730 rokov). Vek sa zisťuje meraním zostávajúceho 14C v pomere k celkovému množstvu uhlíka. Má primárne využitie v archeológii, pretože umožňuje datovať vzorky maximálne 50 – 70 000 rokov staré.

 Paleomagnetizmus 
Existujú však aj metódy, ktoré sa principiálne neopierajú o rádioaktivitu. Patrí k nim archeomagnetometrické, častejšie označované ako paleomagnetické určovnie veku, ktoré je založené na občasných zmenách v zemskom magnetickom poli. Pomocou týchto metód možno približne datovať niektoré udalosti v pliocéne a kvartéri.

Ďalšou z magnetických metód je tzv. magnetostratigrafia, ktorá sa zameriava na štúdium stupníc založených na zmenách polarity zemského magnetizmu. Táto metóda však podáva iba výsledky relatívnych vekov. Magnetostratigrafická škála však už bola kalibrovaná aj rádiometrickými metódami a možno ju za priaznivých okolností používať napríklad na datovanie kontinentálnych sedimentov, ktoré nie je možné inak datovať biostratigrafickými metódami pre chýbanie vhodných fosílií.

 Metódy relatívneho datovania 
 Dendrochronológia a stratigrafické metódy 

Dendrochronológia je metóda, pri ktorej sa stanovuje vek dreva na základe počtu letokruhov. Využívajú sa poznatky o tom, že rast stromov podlieha zmenám klimatických faktorov počas roka (napríklad obdobie dažďov a obdobie sucha). Jednotlivé vzorky sa zosavujú do prekrývajúcich sa radov, na základe ktorých sú vytvárané dendrochronologické škály. Tento typ datovania je vhodný hlavne pre archeológiu, keďže nájdené drevo má prevažne holocénny vek. Dendrochronológia nie je použiteľná v pásme dažďových lesov, kde stromy nemajú letokruhy. Tento typ datovania má len regionálny charakter. Na Slovensku existujú dendrochronologické laboratória v Bratislave (Katedra archeológie FiFUK) a vo Zvolene (Katedra fyziky, elektrotechniky a aplikovanej mechaniky TU vo Zvolene), v Česku je výskumných pracovísk niekoľko – 4 dendrochronologické laboratóriá (Dendrochronologická laboratoř Ústavu nauky o dřevě Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity, Dendrochronologická laboratoř Botanického ústavu AV ČR, Dendrochronologická laboratoř Archeologického ústavu AV ČR a Dendrochronologická laboratoř Biologické fakulty Jihočeské univerzity) a 2 súkromné laboratóriá (Jaroslav Dobrý - Praha, Josef Kyncl - Brno).

Stratigrafické metódy sa opierajú o základné princípy geológie ako pravidlo superpozície a rovnakých skamenelín. Veľmi veľkú presnosť datovania dosiahla najmä biostratigrafia. Pre kvartérnu geológiu je okrem toho typická varvová stratigrafia, ktorá skúma striedanie tmavých a svetlých vrstiev jazerných ľadovcových sedimentov.

 Zdroj