问题

金字塔的建造时间有没有经过碳十四测定?

回答
关于金字塔建造时间的测定,虽然我们常听说的碳十四测定法听起来很科学很准确,但实际上,它在金字塔研究中的应用并没有想象中那么直接和简单,并且存在一些限制和争议。

首先,我们得明白什么是碳十四测定。这是一种利用有机物中放射性碳同位素衰变的原理来测定年代的方法。简单来说,生物在活着的时候会从环境中吸收碳,包括普通的碳12和少量的放射性碳14。一旦生物死亡,碳14就开始以一种相对恒定的速率衰变,变成氮14。科学家们可以通过测量剩余的碳14与碳12的比例,然后根据碳14已知的半衰期(大约是5730年),来推算出这个有机物死亡了多久,进而推算出它所在的年代。

那么,金字塔的建造时间有没有经过碳十四测定?答案是肯定的,有进行过,而且这是目前考古学上测定古代遗物年代最常用的方法之一。

不过,这个过程比我们想象的要复杂一些,并且并非直接测定金字塔石头本身的年代,而是通过金字塔中发现的与建造过程相关的有机材料。

具体来说,通常会从以下几个方面进行碳十四测定:

木材样本: 在金字塔的建造过程中,会使用大量的木材作为支撑、脚手架、工具的把手,甚至在某些部位作为连接材料。如果在金字塔内部或周边挖掘出这些与建造时期直接相关的木材碎片,就可以提取出来进行碳十四测定。例如,在胡夫金字塔内部发现的一些木质结构件,就曾被用来进行年代测定。
有机黏合剂或填充物: 古埃及人可能会使用含有有机物的材料作为黏合剂或填充物来固定石头或进行一些修补工作。如果能找到这些材料的样本,也能进行测定。
墓室内的有机物: 虽然金字塔的墓室(如国王墓室)通常是石头结构,但有时候里面可能会有陪葬品,或者在建造过程中,工匠们在里面留下的生活痕迹,比如草料、食物残渣等。如果这些有机物能够明确地与金字塔本身的建造时期关联起来,也可以作为测定样本。
周围的营地遗迹: 在金字塔建造地附近,通常会建立起庞大的工人营地。这些营地中会留下大量的有机生活垃圾,如木炭(燃烧过的木材)、骨头(食物残渣)、植物纤维(衣物、铺垫等)。如果能够找到与金字塔建造活动直接同时期的营地遗迹,里面的有机物也可以用于测定。

但这里面有一些关键的“但是”和需要注意的地方:

1. 样本的关联性: 最关键的问题在于,找到的有机物样本是否真的与金字塔建造的时间点直接相关。例如,在金字塔附近挖到的动物骨头,可能是后人狩猎留下的,而不是当时工人的食物。找到的木材,也可能是在金字塔建成后才被搬运到这里的。考古学家需要非常仔细地判断样本的来源和年代的关联性。
2. “污染”问题: 样本在埋藏过程中可能会受到后来的有机物“污染”,导致测定结果不准确。例如,样本可能被后来的微生物分解产物污染,或者在挖掘过程中接触到现代的有机物。这需要非常谨慎的样本采集和处理程序。
3. 碳十四测定本身的局限性:
年代范围: 碳十四测定法在测定非常古老的物品时会遇到困难。虽然它的理论上限很长,但在超过约5万年之后,样本中剩余的碳14会少到几乎无法准确测量。幸运的是,金字塔的建造时间(大约是公元前26世纪)在这个范围之内。
校准曲线: 早期的碳十四测定结果需要进行“校准”。这是因为地球大气层中的碳14含量并不是完全恒定的,它会受到太阳活动、地磁场变化等因素的影响。科学家们通过测定已知年代的年轮木材等样本来建立“校准曲线”,以修正碳十四测定的原始数据。现在的碳十四测定技术已经非常成熟,校准也更加精细。
样本量: 测定需要一定量的有机物样本,太小的样本量可能会影响测定的精度。
4. 并非唯一证据: 碳十四测定结果通常需要与其他考古证据(如铭文、陶器类型、建筑风格等)相互印证,才能形成一个更可靠的年代判断。毕竟,直接刻在石块上的铭文,如果确认为建造时期的,其证据力往往比间接的有机物测定更强。

所以,总结来说,碳十四测定法确实被用于测定金字塔建造时间的证据,考古学家们也通过分析金字塔内部或周边发现的木材、草料等有机物样本来进行测定。这些测定结果通常会与传统的埃及王表、铭文记录等信息进行比对和印证,以得出一个相对准确的建造年代范围。

举个例子,一些对胡夫金字塔的碳十四测定,其结果大致落在公元前2600年到公元前2500年之间,这与历史学家通过埃及王表推算的年代是比较吻合的。

但正如前面提到的,这个过程需要非常严谨的科学操作和对样本来源的仔细考量。它不是简单地把一块石头扔进机器就能得出答案,而是通过一系列间接的、与建造活动紧密相关的有机“线索”来“追溯”金字塔的年代。这正是考古研究的魅力所在,也是它充满挑战的地方。

网友意见

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金字塔相关的有机遗物的碳十四测年补充一个:

早稻田大学对胡夫第二艘太阳船的木材碳十四测年结果:“木材样品的C14日期:BC2650-2620”。由于太阳船的木材来源雪松是长寿命的树种,测年结果会偏老一点。

93年早稻田考古队在船坑顶部的盖石开孔对胡夫太阳船进行取样,图片来源:吉村作治のエジプトピア EGYPTPIA


这个问题下面很多回答说石头无法测碳十四,这是对的,但石头建成的建筑并非就无法直接测年了,因为我们现在有“表面光释光测年法”。当吉萨金字塔的石灰岩花岗岩从采石场开采出来,运输至吉萨高地后一块块垒砌起来,其建筑过程利用表面光释光测年法就给了我们测年的可能。

表面光释光测年 Surface luminescence dating (SLD),原理是石材表面的石英和长石颗粒在日光下曝光后地质的释光信号归零,当石材用作建筑被堆叠起来后表面被屏蔽不再见光,而由于环境放射性的照射释光信号重新积累,只要测量出石材表面的石英和长石颗粒在最后的一次光照晒退后到至今所吸收的环境电离辐射剂量除以年接收速率,就可以计算出表面被遮蔽到迄今的时间,也即建筑年代。

参考:(PDF) Novel approaches in surface luminescence dating of rock art: A brief review ,Mediterranean Archaeology and Archaeometry, Vol. 17, No 4, (2017), pp. 89-102

2014年希腊爱琴大学环境考古实验室的Ioannis Liritzis教授对埃及的古建筑(河谷神庙,孟卡拉金字塔,吉萨狮身人面像,阿拜多斯的塞提一世神庙等)做了表面光释光测年。I. Liritzis, A. Vafiadou, 'Surface Luminescence Dating of Some Egyptian Monuments', Journal of Cultural Heritage (2014), dx.doi.org/10.1016/j.cu


框出来孟卡拉金字塔的SLD测年结果,虽然目前这种技术相比于C14还是大了一个数量级的误差,但可以定性说明建筑年代的久远。

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当然有了。比如

Bonani G, Haas H, Hawass Z, Lehner M, Nakhla S, Nolan J, Wenke R, Wölfli W. “Radiocarbon Dates of Old and Middle Kingdom Monuments in Egypt,” Radiocarbon 43, No. 3 (2001), 1297-1320(24).

摘取一部分附表是这样:



一般人对绝对年代测定还是存在很多误解。以为要知道哪个东西的年代必须对其本身进行取样然后测量。虽然能直接测量是最好的,但现实中多半不行,或者说代替方案更可行。考古学上的可用的C14绝对年代数据,起码99%以上都不是直接测量某件遗物或遗迹,大部分都是木头(或木炭)、植物种子、碎骨这样常见的东西(在绝大多数全新世遗址中都普遍存在),测出来的时间,指的是动植物的死亡年龄。

那考古学年代框架是怎么靠这些东西建立起来的?

比方说,我随便在地上捡个烧过的树枝或者从食物垃圾中找点骨头,交给C14实验室,就能坐等金字塔建造时间出炉?也许测年是可以出结果的,但是这样得出的样品年龄和古人的某个行为或事件的年龄之间完全是八竿子打不着的关系。

所以可测年的物质是极多的(埃及比较干燥的埋藏条件下能保存更多),问题的关键不是测不测,而是说怎么证明待测年的样品和历史事件之间的联系,或者说,能解决你问题的这种样品要到哪里找?很显然这是依赖于干考古的而不是纯粹搞自然科学的。考古发掘中取得的样品能保证清晰的层位和埋藏介质,通过地层单位和遗址形成过程的研究,得到一组年代样品和历史事件之间的对应关系,只有这些有代表性的样品测出来才对解决历史问题有帮助。

例如考古工作比较充分的吉萨金字塔,理解它很重要的一点是,金字塔不止是一个一次性的、仅用来埋葬国王的陵墓,而是经过多年建设的一个大型城市遗址或者遗迹群,至少有几万人在这里居住,有大规模的地表改造,有采石场和运输通道,有围墙,有贵族官邸(行政管理中心)和墓地,有普通建设者的住房、公共区域、生活垃圾和墓地。可以相比的是秦始皇陵陵区+陵邑(除了封土堆或地下墓室,还有垣墙、礼制建筑、陪葬坑、陪葬墓、修陵人和守陵人遗迹等,光这些地方足够发掘几百年了)。在这个遗址中可以用C14测的物质当然是极其丰富的,而且可以很有把握地和金字塔的兴建过程建立足够的关联。具体的考古工作成果可以去美国古埃及研究协会(AERA)的官方网站了解:Ancient Egypt Research Associates ,他们很多出版物比如工作年报是可以免费下载的,有很多精美的照片也很容易阅读,而且他们会招募志愿者去参加发掘工作。

大致画风是这样:




中文的相关介绍比如:揭秘:金字塔的建设者们是怎样生活的?--文史--人民网古埃及文明的建设者-光明日报-光明网

比起一些莫名其妙的脑洞,多看点干货更好。而且,实在不相信的话,就去参加发掘呗,反正又没人有藏着捂着不让看

反过来,如果某些遗址存在可用样品却没有用C14测年,这只能怪考古工作做得不够。甚至很多时候样品结果不理想,也是因为采样的考古工作者对于样品在遗址形成过程中的位置把握不够清楚所致,也就是说样品年代不能代表历史事件的年代。

类似的问题:考古学家是如何知道一件石器工具是 100 万年前造的,而非一块 100 万年的石头在 100 年前制成了工具?

考古学不是说对什么遗物(或遗迹)感兴趣就孤立地测量那件遗物的年代,而是说,出土的所有(特别强调是“所有”)考古遗存都必须放置在一个可靠的时间框架中,然后才谈得上接下来的研究

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