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。這些巧妙而神秘感十足的文物到底是什么時候制造出來的，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，“時間”是最有魅力的詞語，一方面它展現(xiàn)了文物的古老性，時光流逝，文物依舊，器物和時間達到了完美和諧的共振。另一方面，時間也代表著科學(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)

恰如長期以來對三星堆文化的年代爭議，這次在科學(xué)探測法的幫助下，也基本得到了確認。在這一輪的三星堆考古中，考古學(xué)家對近200個樣品進行碳十四測年（Carbon-14 dating），最終得出測年數(shù)據(jù)集中在公元前1131年至公元前1012年。可見，對于文物年齡的認定并不是空穴來風(fēng)的主觀臆測或者毫無根據(jù)的猜想，而是基于科學(xué)手段的合理研判。在石器時代和青銅時代的文物年齡的測定上，碳十四（碳14、C-14）測年方法正在顯示出其強大的能力。

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碳14法如何揭開文物的時間面紗？

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個質(zhì)子變成了6個，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

C-14無法單獨存在很久，與空氣中的氧反應(yīng)最終形成二氧化碳。植物光合作用會吸收二氧化碳，動物和人類則因為食用植物而間接吸入C-14。在生物活著的時候，會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間，只需測定其C-14與C-12的含量比例，并依照C-14的放射性衰變公式進行計算。C-14衰減到原來質(zhì)量一半的時間，稱為“半衰期”，經(jīng)測定為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來測定時間的方法也經(jīng)歷了從粗略到相對精確的階段。該方法出現(xiàn)伊始，測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C-14的原子數(shù)量不僅耗費更少的測試材料，同時在年代測定上的精準(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測定法在考古學(xué)上應(yīng)用頗廣，但是，單純依靠碳14測年方法是不夠的。因為如今的我們無法獲知文物當(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。

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

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，樹木年輪卻通過其生物特征記錄了當(dāng)年大氣中的碳14放射性比度的相對變化情況。因為氣溫、降水的差異，樹木在生長過程中年輪會有疏密變化。

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)我們把不同時期、同一樹種的樹木年輪信息綜合起來，由近及遠進行排列，就制成了年輪變化表，其精度可以達到一兩年的誤差。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測年得到的數(shù)據(jù)放在校正曲線中進行比較，就可以得到校正后更加準(zhǔn)確的年代，即日歷年代。碳14測年方法和樹輪年代校正曲線相互補充輔正，就可以揭開文物的時間密碼。

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考古中的時間測定法

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

來源丨新華網(wǎng)

因此，在考古學(xué)中，還有不少其他的時間測定法：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；還有主要針對舊石器時代遺址的檢測死亡動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)的我們或許會忽略這些介紹，但今天知道了文物年齡的測定之難后，之后可別忘了細細品讀哦。