Datowanie termoluminescencyjne

Metoda termoluminescencyjna, metoda TL – metoda określania wieku używana w archeologii do datowania przede wszystkim ceramiki i cegieł w badaniach archeologicznych oraz do datowania osadów czwartorzędowych w geologii.

Metoda

Wprowadzono ją w latach '50 XX wieku, lecz bardziej precyzyjne metody pojawiły się w latach '70. Metoda opiera się na zjawisku powszechnej wśród niektórych minerałów (głównie kwarcu i skaleni) luminescencji. Natężenie stymulowanej termicznie luminescencji rośnie wraz z energią pochłoniętego promieniowania wzbudzającego. Energia wzbudzająca, której źródłem jest naturalne promieniowanie tła jest akumulowana. Czas t, w ciągu którego energia wzbudzenia promieniowania jest akumulowana, jest czasem, kiedy obiekt, a po termicznie wzbudzonym wyświeceniu, został wyzerowany, czyli nasza datą.

Obliczenia wykonuje się zgodnie z zasadą: t=D/D1, gdzie t-czas, D- dawka promieniowania odpowiedzialna za wzbudzenie TL, D1- dawka roczna (Oczkowski 2001).

Najważniejszą cechą tej metody jest to, że nie datujemy osadu a jedynie ostatni epizod ekspozycji na światło i/lub transportu albo ostatnie podgrzanie do temp. co najmniej 300 C.

Mechanizm metody termoluminescencyjnej

W ceramice znajdują się drobne ziarna minerałów o własnościach termoluminescencyjnych. Minerały te są pobudzane promieniowaniem tła, a pobudzone po podgrzaniu świecą. Ilość wydzielonego światła jest proporcjonalna do pochłoniętego promieniowania jonizującego. Podgrzanie kasuje centra pobudzenia.

W geologii używana jest do datowania ostatniej ekspozycji osadu na światło słoneczne lub transportu powodującego tzw. wyzerowanie próbki. Datowanie wykonuje się dla ziarn kwarcu najczęściej z przedziału 63-45 µm w utworach eolicznych lessach i piaskach wydmowych rzadziej w osadach fluwialnych. Założeniem metody jest określenie dawki geologicznej promieniowania kosmicznego i pierwiastków promieniotwórczych tła, pochłoniętej przez osad od jego ostatniego kontaktu ze światłem słonecznym i/lub epizodu transportu (Oczkowski 2001). Metoda ta jest coraz rzadziej stosowana w badaniach osadów czwartorzędowych. Powodem tego jest znaczny błąd metody sięgający 15% i zawężenie zastosowania w zasadzie tylko do osadów wulkanicznych (spełniających kryterium termicznego wyzerowania). Niektóre niedoskonałości datowania metodą termoluminescencji (TL) udało się wyeliminować dzięki zastosowaniu nowocześniejszej metody optycznie stymulowanej luminescencji (OSL).

Datowanie murów w praktyce

W laboratorium Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu w 2008 roku przeprowadzono badania TL polegające na próbie określenia daty wypalenia cegieł wykorzystanych do budowy zamku w Malborku, a w 2014 roku badania cegieł z których zbudowano kościół św. Jakuba w Toruniu.

Bibliografia

• GlobalNet.co.uk, Quaternary TL Surveys - Guide to thermoluminescence date measurement
• Aitken, M.J., Thermoluminescence Dating, Academic Press, London (1985) – Standard text for introduction to the field. Quite complete and rather technical, but well written and well organized. There is a second edition.
• Aitken, M.J., Introduction to Optical Dating, Oxford University Press (1998) – Good introduction to the field.
• JCRonline.org, Ķeizars, Z., Forrest, B., Rink, W.J. 2008. Natural Residual Thermoluminescence as a Method of Analysis of Sand Transport along the Coast of the St. Joseph Peninsula, Florida. Journal of Coastal Research, 24: 500-507.
• Keizars, Z. 2008b. NRTL trends observed in the sands of St. Joseph Peninsula, Florida. Queen's University. Presentation: Queen's University, Kingston, Ontario, Canada.
• Liritzis, I., 2011. Surface Dating by Luminescence: An Overview. Geochronometria, 38(3): 292-302 <http://search.informit.com.au/documentSummary;dn=993492375664325;res=IELHSS> ISSN: 0312-2417. [cited 04 Feb 15].
• Antiquity.ac.uk, Rink, W. J., Bartoll, J. 2005. Dating the geometric Nasca lines in the Peruvian desert. Antiquity, 79: 390-401.
• Blain S, Guibert P, Bouvier A, Vieillevigne E, Bechtel F, Sapin C and Baylé M, 2007. TL-dating applied to building archaeology: The case of the medieval church Notre-Dame-Sous-Terre (Mont-Saint-Michel, France). Radiation Measurements 42(9): 1483–1491, DOI[1]
• Cicha A, Niełatwe odkrywanie klasztoru toruńskich cysterek-benedyktynek. Forum Scientae Cisterciense. Przyszłość badań nad historią i kulturą cysterską w Polsce. (Not easy exploration of Toruń Cisterician-Benedictine nunnery. The future of research on the history and culture of the Cistercians in Poland.), ed.Łużyniecka & Galar. Wrocław 2010. pp. 181–196
• Guibert P, Bailiff IK, Blain S, Gueli AM, Martini M, Sibilia E, Stella G and Troja SO, Luminescence dating of architectural ceramics from an early medieval abbey: The St Philbert Intercomparison (Loire Atlantique, France). Radiation Measurements 2009, 44(5–6): 488–493, DOI
• L. Lindner (red.), 1992. Czwartorzęd. Wyd. PAE, Warszawa.
• Oczkowski H. L., 2001- Datowanie luminescencyjne. Materiały XXXVI Zjazdu Fizyków Polskich, Toruń.