沒有文字記錄的三星堆文物，我們?nèi)绾沃獣运鼈兊哪甏?

近年來，三星堆出土的文物一直是大眾關(guān)注的熱點(diǎn)。這些巧妙而神秘感十足的文物到底是什么時(shí)候制造出來的，又是誰創(chuàng)造了這樣燦爛輝煌和別具一格的文化呢？

在考古學(xué)家眼里，“時(shí)間”是最有魅力的詞語，一方面它展現(xiàn)了文物的古老性，時(shí)光流逝，文物依舊，器物和時(shí)間達(dá)到了完美和諧的共振。另一方面，時(shí)間也代表著科學(xué)與理性思維的光芒，考古學(xué)家綜合多種方法來判斷一件器物、一個(gè)遺址及一種文化的年代，從而揭露文物背后的歷史與文化。

來源丨國家文物局官網(wǎng)

恰如長(zhǎng)期以來對(duì)三星堆文化的年代爭(zhēng)議，這次在科學(xué)探測(cè)法的幫助下，也基本得到了確認(rèn)。在這一輪的三星堆考古中，考古學(xué)家對(duì)近200個(gè)樣品進(jìn)行碳十四測(cè)年（Carbon-14 dating），最終得出測(cè)年數(shù)據(jù)集中在公元前1131年至公元前1012年?？梢?，對(duì)于文物年齡的認(rèn)定并不是空穴來風(fēng)的主觀臆測(cè)或者毫無根據(jù)的猜想，而是基于科學(xué)手段的合理研判。在石器時(shí)代和青銅時(shí)代的文物年齡的測(cè)定上，碳十四（碳14、C-14）測(cè)年方法正在顯示出其強(qiáng)大的能力。

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碳14法如何揭開文物的時(shí)間面紗？

碳元素（C）是自然界中含量較高的元素，主要有三種同位素（質(zhì)子數(shù)都為6，但中子數(shù)不同），即穩(wěn)定同位素C-12、C-13和放射性同位素C-14。其中，C-12最常見，C-14含量較少。那么，C-14是怎么來的呢？在宇宙射線的作用下，空氣中氮原子原子核中的質(zhì)子數(shù)量發(fā)生改變，原來的7個(gè)質(zhì)子變成了6個(gè)，形成一種分子量是14的碳同位素——C-14。

碳同位素C-14的形成示意圖

來源｜百家號(hào)

C-14無法單獨(dú)存在很久，與空氣中的氧反應(yīng)最終形成二氧化碳。植物光合作用會(huì)吸收二氧化碳，動(dòng)物和人類則因?yàn)槭秤弥参锒g接吸入C-14。在生物活著的時(shí)候，會(huì)一直通過呼吸作用保證自己和自然界的碳交換，因此體內(nèi)的C-12和C-14濃度與環(huán)境中的保持平衡。

碳14發(fā)生β-衰變，變成更穩(wěn)定的氮14

來源｜騰訊網(wǎng)

由于具有放射性，C-14會(huì)發(fā)生β衰變，變?yōu)镹-14。因此，一旦生物死亡，生物遺骸中的C-14含量就逐漸減少，而碳C-12的含量保持不變。如果想要知道這一生物的死亡時(shí)間，只需測(cè)定其C-14與C-12的含量比例，并依照C-14的放射性衰變公式進(jìn)行計(jì)算。C-14衰減到原來質(zhì)量一半的時(shí)間，稱為“半衰期”，經(jīng)測(cè)定為5730年（我國采用的標(biāo)準(zhǔn)）。

生物體和自然界的碳交換及碳14的衰減示意圖

來源｜webexhibits.org

通過C-14來測(cè)定時(shí)間的方法也經(jīng)歷了從粗略到相對(duì)精確的階段。該方法出現(xiàn)伊始，測(cè)量的是衰變過程中所釋放的β線，其弊端在需要的材料多且精度不夠。直到70年代AMS法（加速器質(zhì)量分析法）的出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)了這一尷尬局面，用加速器確認(rèn)C-14的原子數(shù)量不僅耗費(fèi)更少的測(cè)試材料，同時(shí)在年代測(cè)定上的精準(zhǔn)度也大大提高了。

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碳14法真的準(zhǔn)確嗎？

雖然碳14測(cè)定法在考古學(xué)上應(yīng)用頗廣，但是，單純依靠碳14測(cè)年方法是不夠的。因?yàn)槿缃竦奈覀儫o法獲知文物當(dāng)年所處環(huán)境的大氣中的碳14水平，只能在理想前提下假定數(shù)千年來大氣中的碳14水平一直保持不變。

但實(shí)際上，大氣中的碳14濃度是有所波動(dòng)的，因此利用現(xiàn)代碳14放射性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定的遺存年代就會(huì)存在不小的偏差。要解決這一問題，需借助樹木年輪法進(jìn)行年齡矯正。

樹木年輪

來源｜unsplash

在我們無法直接得到當(dāng)年大氣中的碳14水平時(shí)，樹木年輪卻通過其生物特征記錄了當(dāng)年大氣中的碳14放射性比度的相對(duì)變化情況。因?yàn)闅鉁亍⒔邓牟町?，樹木在生長(zhǎng)過程中年輪會(huì)有疏密變化。

烏普薩拉大學(xué)展出的古埃及鱷魚木乃伊

來源丨惠俊博

選取同一氣候區(qū)，當(dāng)我們把不同時(shí)期、同一樹種的樹木年輪信息綜合起來，由近及遠(yuǎn)進(jìn)行排列，就制成了年輪變化表，其精度可以達(dá)到一兩年的誤差。以碳14年代為縱坐標(biāo)，樹輪年代為橫坐標(biāo)，就得到了樹輪年代校正曲線。將碳14測(cè)年得到的數(shù)據(jù)放在校正曲線中進(jìn)行比較，就可以得到校正后更加準(zhǔn)確的年代，即日歷年代。碳14測(cè)年方法和樹輪年代校正曲線相互補(bǔ)充輔正，就可以揭開文物的時(shí)間密碼。

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考古中的時(shí)間測(cè)定法

知道碳-14測(cè)年法的原理后，我們也能很快了解到它的局限性：這種方法能測(cè)定的樣品只能是曾從大氣中獲取碳-14的有機(jī)物質(zhì)，如木炭、木材、骨骼、紙張、皮革等。但是文物的類別遠(yuǎn)不止這幾類，同時(shí)碳-14測(cè)年法也只能準(zhǔn)確測(cè)出五六萬年以內(nèi)的古物。

來源丨新華網(wǎng)

因此，在考古學(xué)中，還有不少其他的時(shí)間測(cè)定法：如地磁斷代法，即利用考古遺存中的磚瓦、陶器等遺物的熱剩磁性進(jìn)行斷代；熱釋光斷代法，利用陶器和火燒土絕緣晶體的熱釋光現(xiàn)象斷代；還有主要針對(duì)舊石器時(shí)代遺址的檢測(cè)死亡動(dòng)物骨骼與地下水交換吸附得到鈾的鈾系斷代法等。

烏普薩拉大學(xué)展出的古埃及文物

來源丨惠俊博

文物是凝固的歷史，發(fā)掘出土后，先后經(jīng)歷信息整理、文物修復(fù)、背景研究等等步驟，我們才有可能在博物館一睹它的真容。走進(jìn)博物館，一件件精美絕倫的文物令人眼花繚亂，不知道你是否有注意附在一旁的小銘牌，上面一般會(huì)記錄文物的出土地址，介紹文物名稱及年代等信息。曾經(jīng)的我們或許會(huì)忽略這些介紹，但今天知道了文物年齡的測(cè)定之難后，之后可別忘了細(xì)細(xì)品讀哦。