OSL-datering

Introductie

OSL-dateringOSL-datering (Optical Stimulated Luminescence) gaat uit van het gegeven dat mineralen zoals kwarts en veldspaat licht (luminescentie) kunnen uitstralen. Met de methode wordt het moment van afzetting en begraving van sediment bepaald, of het moment van bakken van aardwerk. (Optical Stimulated Luminescence) gaat uit van het gegeven dat mineralenEen mineraal is een in de natuur voorkomende stof van een vaste chemische samenstelling en kristalvorm. Namen van mineralen worden soms gebruikt om kunstmatige materialen aan te duiden die dezelfde eigenschappen hebben. (bouwmaterie,Conservation Dictionary) zoals kwartsKwarts is de minerale vorm van siliciumdioxide (SiO<sub>2</sub>); het komt veel voor in rots en edelstenen. en veldspaatAlgemene benaming voor een mineraal dat overvloedig voorkomt. Het wordt gebruikt voor emaille, aardewerk, tegels en glas en in kunstmest, vloeimiddelen en korrelige dakbedekkingsmaterialen. Verder wordt het gebruikt als schuurmiddel in zeep en schoonmaakmiddelen. (bouwmaterie) licht (luminescentie) kunnen uitstralen. Met de methode wordt het moment van afzetting en begraving van sediment bepaald, of het moment van bakken van aardwerk.

In het kort

DoelGewenste verandering in de organisatie, een doelgroep of de samenleving waar voor een gerichte inspanning geleverd moet worden.: dateren, verifiëren van typologische dateringen, authenticiteitstoetsing.
Bruikbaar voor: ouderdomsbepaling van natuurlijke en antropogene sedimenten van 0 tot 500.000 jaar, zoals duinverstuivingsfasen, rivierafzettingen, plaggendekken, opvullingen en opwerpingen. Ouderdomsbepaling van artefactenIn algemene zin, objecten die zijn gemaakt of bewerkt door mensen, gewoonlijk handgereedschap, gebruiksvoorwerpen, sieraden of kunst. In de archeologie is een artefact een object dat is vervaardigd door een menselijke cultuur en wordt onderscheiden van natuurlijke resten, en later is aangetroffen bij archeologische werkzaamheden. Zie ook 'culturele artefacten' voor de context van objecten die specifiek worden verzameld door musea. Gebruik de term niet in de technische en medische betekenis, dat wil zeggen voor een product of effect dat niet aanwezig is in de natuurlijke toestand van een organisme of een systeem, maar optreedt wegens het onderzoek zelf of het gevolg is van een andere externe activiteit. (AAT-Ned)", "Een artefact (Latijn: arte factum - 'kunstmatig gemaakt') is in de archeologie de benaming voor ieder verplaatsbaar object dat door de mens is vervaardigd, bewerkt en/of gebruikt. Artefacten worden meestal bij archeologische opgravingen gevonden. Enkele voorbeelden van artefacten: een vuurstenen vuistbijl, een terracotta amfora, een bronzen fibula, een barnstenen kraal, textiel, een gouden munt, een benen vishaak etc.") en bouwwerken, waaronder de koppeling tussen absolute en typologische datering.
Nodig: voor sediment: ca. 500 gram materiaal. Voor aardwerkscherven en overige artefactenIn algemene zin, objecten die zijn gemaakt of bewerkt door mensen, gewoonlijk handgereedschap, gebruiksvoorwerpen, sieraden of kunst. In de archeologie is een artefact een object dat is vervaardigd door een menselijke cultuur en wordt onderscheiden van natuurlijke resten, en later is aangetroffen bij archeologische werkzaamheden. Zie ook 'culturele artefacten' voor de context van objecten die specifiek worden verzameld door musea. Gebruik de term niet in de technische en medische betekenis, dat wil zeggen voor een product of effect dat niet aanwezig is in de natuurlijke toestand van een organisme of een systeem, maar optreedt wegens het onderzoek zelf of het gevolg is van een andere externe activiteit. (AAT-Ned)", "Een artefact (Latijn: arte factum - 'kunstmatig gemaakt') is in de archeologie de benaming voor ieder verplaatsbaar object dat door de mens is vervaardigd, bewerkt en/of gebruikt. Artefacten worden meestal bij archeologische opgravingen gevonden. Enkele voorbeelden van artefacten: een vuurstenen vuistbijl, een terracotta amfora, een bronzen fibula, een barnstenen kraal, textiel, een gouden munt, een benen vishaak etc."): een voldoende groot monster zodat de binnenzijde niet aan licht blootgesteld is, en voor nauwkeurige datering ook omliggend sediment.

Afbeelding 1. Het principe van luminescentiedatering- afbeelding J. Wallinga
Afbeelding 1. Het principe van luminescentiedatering - afbeelding J. Wallinga
Artefact voor luminecentiedatering - foto Rijksmuseum van Oudheden
Artefact voor luminecentiedatering - foto Rijksmuseum van Oudheden

Zie afbeelding 1
Het principe van luminescentiedatering:

  1. Het optisch gestimuleerde luminescentie (OSL) signaal wordt binnenHet binnenmilieu is wat men binnen in een gebouw ervaart. enkele minuten op nul gesteld door zonlicht of verhitting.
  2. Het OSL signaal bouwt in de loop van tientallen tot duizenden jaren op door absorptie van natuurlijke achtergrondstraling.
  3. Na bemonstering wordt het natuurlijke OSL signaal uitgelezen in de DOKA van het luminescentielab.
  4. De palaeodosis wordt bepaald door het natuurlijke OSL signaal te vergelijken met een in het lab opgebouwd signaal.

Het luminescentiesignaal wordt bij verhitting of blootstelling aan (zon)licht tot nul gereduceerd (de nul-stelling), en bouwt weer op als de mineralenEen mineraal is een in de natuur voorkomende stof van een vaste chemische samenstelling en kristalvorm. Namen van mineralen worden soms gebruikt om kunstmatige materialen aan te duiden die dezelfde eigenschappen hebben. (bouwmaterie,Conservation Dictionary) geen licht of hitte meer zien. Deze opbouw komt door het opnemenEen voorwerp wordt in een collectie opgenomen als het daadwerkelijk in ontvangst wordt genomen. van energie uit natuurlijke radioactiviteit. De hoeveelheid van deze ‘ioniserende straling’ is afhankelijk van de ter plaatse aanwezige radioactieve elementen, zoals uranium, thorium en kalium.

Voor datering worden twee grootheden gemeten. De jaarlijkse stralingsdosis die de mineralenEen mineraal is een in de natuur voorkomende stof van een vaste chemische samenstelling en kristalvorm. Namen van mineralen worden soms gebruikt om kunstmatige materialen aan te duiden die dezelfde eigenschappen hebben. (bouwmaterie,Conservation Dictionary) ontvangen bepaalt het tempo waarin de luminescentie wordt opgebouwd. Dit dosistempo (eenheid Gray/jaar) wordt berekend uit de natuurlijke radioactiviteit van het monster en zijn omgeving. De hoeveelheid straling die de mineralenEen mineraal is een in de natuur voorkomende stof van een vaste chemische samenstelling en kristalvorm. Namen van mineralen worden soms gebruikt om kunstmatige materialen aan te duiden die dezelfde eigenschappen hebben. (bouwmaterie,Conservation Dictionary) ontvangen hebben sinds de laatste nulstelling (paleodosis, eenheid Gray), wordt bepaald door het natuurlijke luminescentiesignaal uit te lezen en te vergelijken met in het lab opgewekte signalen. Tot slot deelt men de paleodosis door het dosistempo om het aantal jaren dat verstreken is sinds de laatste nul-stelling te berekenen.

Kansen en beperkingen

De methode wordt met name toegepast voor datering van sediment als de afzettingenAfzettingen zijn neerslagen of bezinkingen van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)", "sedimentatie is het afzetten van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)") geen geschikt materiaal voor 14C-datering bevatten. Bij de analyseAnalyse is het onderzoek van een voorwerp met instrumentele en analytisch-chemische methoden. Men doet dit om bijvoorbeeld de samenstellende materialen te identificeren of de vervaardigingswijze te achterhalen. van sedimenten kan het gaan om natuurlijke (vorming van het landschap) en antropogene (inrichting van het landschap) processen. Hierbij moet steeds zorgvuldig afgewogen worden wát er gedateerd wordt. De bedekking van een bewoningslaag geeft de uiterste datum van bewoning aan, maar een bewoningslaag/ loopoppervlak kan al veel ouder zijn dan de bewoning zelf. Vullingen van greppelsSmalle en ondiepe uitgraving of sleuf in het land, waarlangs overtollig hemelwater wordt afgevoerd naar de sloten. en paalgaten of opwerpingen van terpen of grafheuvels geven juist weer een directere link met menselijke activiteit.

Naast sedimentanalyse kan de methode gebruikt worden voor het analyseren van aardewerkAardewerk is een breekbaar, bij lage temperatuur gebakken (600-900°C), poreus ceramiek dat allerlei kleur kan hebben, met of zonder glazuur.. Daarbij kan een onderscheid gemaakt worden tussen authenticiteitstoetsing en datering. Bij authenticiteitstoetsing wordt de paleodosis gemeten om vast te stellen dat het om authentiek aardewerkAardewerk is een breekbaar, bij lage temperatuur gebakken (600-900°C), poreus ceramiek dat allerlei kleur kan hebben, met of zonder glazuur. gaat en niet om een moderne replica. Hiervoor is een kleine hoeveelheid materiaal uit de kern van de pot(bodemNULL) nodig, zodat zonder te grote beschadeging een meting kan worden gedaan. Om aardewerkAardewerk is een breekbaar, bij lage temperatuur gebakken (600-900°C), poreus ceramiek dat allerlei kleur kan hebben, met of zonder glazuur. (incl. baksteen en dakpannenDakpannen zijn uit klei gebakken tegels (tegenwoordig ook van cementsteen) ter dekking van een dak, schubsgewijs over elkaar liggend. (Haslinghuis)) te dateren moeten zowel paleodosis als dosistempo bepaald worden. Daar is in de meeste gevallen ook een omgevingsmonster voor n dig, omdat het grootste deel van de ioniserende straling afkomstig is van buiten het artefact.

Hoe neem je een monster

Luminescentiedatering is een vrij complexe methode. Daarom wordt aangeraden om contact op te nemen met een specialist om gezamenlijk de mogelijkheden voor datering en de bemonsteringsstrategie te bepalen. Blootstelling aan licht moet voorkomen worden, bewerkingWerk dat is gebaseerd op ander werk, is aangepast en wordt vervaardigd voor een ander doel en voor een ander gebruik of medium dan het origineel. (AAT-Ned) van de monstersEen monster is een stukje van een voorwerp dat eraf is genomen voor onderzoek, analyse of voor het archief. Men moet erop letten dat het monster representatief is voor het materiaal dat men wil onderzoeken. (Conservation Dictionary) vindt plaats bij gedimd oranjeKleur die dat deel van het spectrum weergeeft dat zich tussen rood en geel in bevindt, met een golflengte tussen 585 en 620 nanometer. De term kan verwijzen naar alle in helderheid en verzadiging variërende kleurschakeringen binnen deze groep kleuren. Een voorbeeld van de kleur oranje in de natuur is de kleur van de citrusvrucht de sinaasappel. Oranje is een secundaire pigmentkleur (ontstaan door vermenging van geel en rood). (AAT-Ned) licht in een donkere kamer.

Sedimentmonsters:

  • Sla een PVC buis horizontaal in de putwand (bv 20 cm lang, 5 cm doorsnee).
  • Vermijd menging in de buis tijdens monstername, en sluit de buis gelijk na monstername goed af (wateren lichtdicht).
  • Neem het monster bij voorkeur op tenminste 20 cm afstand van duidelijke lithologische overgangen.
  • Zandige afzettingenAfzettingen zijn neerslagen of bezinkingen van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)", "sedimentatie is het afzetten van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)") zijn geschikter dan kleiKlei is het verweringsproduct van stollingsgesteente en metamorf gesteente. Klei bestaat uit gehydrateerde aluminiumsilicaten.- of siltrijke afzettingenAfzettingen zijn neerslagen of bezinkingen van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)", "sedimentatie is het afzetten van materiaal. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed)") (vanwege fluctuaties in watergehalte).
  • Vermijd indien mogelijk lagenLagen zijn reeksen aaneengevoegde stenen van gelijke dikte op hun plat, horizontaal, soms in hellende stand of op hun kant (rollaag) gelegd. De hoogte van bakstenen metselwerk wordt naar het aantal lagen opgegeven. Een laag waarin alleen de korte zijden van de bakstenen zichtbaar zijn, heet een koppenlaag. die waarin alleen de lange zijden vertonen noemt men een strekkenlaag. (Haslinghuis) waar het grondwater heeft gefluctueerd.
  • Om de nauwkeurigheid te verhogen: neem bij voorkeur meerdere monstersEen monster is een stukje van een voorwerp dat eraf is genomen voor onderzoek, analyse of voor het archief. Men moet erop letten dat het monster representatief is voor het materiaal dat men wil onderzoeken. (Conservation Dictionary) per site in stratigrafische context (of uit één laag).

ArtefactenIn algemene zin, objecten die zijn gemaakt of bewerkt door mensen, gewoonlijk handgereedschap, gebruiksvoorwerpen, sieraden of kunst. In de archeologie is een artefact een object dat is vervaardigd door een menselijke cultuur en wordt onderscheiden van natuurlijke resten, en later is aangetroffen bij archeologische werkzaamheden. Zie ook 'culturele artefacten' voor de context van objecten die specifiek worden verzameld door musea. Gebruik de term niet in de technische en medische betekenis, dat wil zeggen voor een product of effect dat niet aanwezig is in de natuurlijke toestand van een organisme of een systeem, maar optreedt wegens het onderzoek zelf of het gevolg is van een andere externe activiteit. (AAT-Ned)", "Een artefact (Latijn: arte factum - 'kunstmatig gemaakt') is in de archeologie de benaming voor ieder verplaatsbaar object dat door de mens is vervaardigd, bewerkt en/of gebruikt. Artefacten worden meestal bij archeologische opgravingen gevonden. Enkele voorbeelden van artefacten: een vuurstenen vuistbijl, een terracotta amfora, een bronzen fibula, een barnstenen kraal, textiel, een gouden munt, een benen vishaak etc."):

  • Verpak potscherven direct in zilverfolie of dik zwart plasticKunststoffen zijn chemische verbindingen die door niet-natuurlijke scheikundige processen worden gemaakt. (Wikipedia).
  • Neem bij potscherven een omgevingsmonster (sediment) van tenminste 300 gram.
  • Voor bouwwerken: bemonster bij voorkeur een brokstuk met meerdere bakstenenBakstenen zijn stenen die ontstaan door klei, hoofdzakelijk gewonnen in de uiterwaarden van de grote rivieren, te vormen in blokken en vervolgens op hoge temperatuur (c. 800 - 1100 °C) te bakken. Aan de hand van het vormingsprocedé onderscheiden we handvormstenen, vormbakpersstenen en strengpersstenen. Na te zijn gedroogd, worden de stenen opgestapeld en gebakken. De kwaliteit van de steen is afhankelijk van de temperatuur waarop deze gebakken is; hogere temperaturen geven hardere stenen, te hoge temperaturen gesmolten misbaksels. Omdat de stapel of 'tas' niet overal aan dezelfde temperatuur blootgesteld wordt, dient na het bakken gesorteerd te worden op hardheid en kleur. Dit gebeurt zowel visueel als op klank; Hardere stenen hebben een donkere kleur en geven een heldere klank als ze tegen elkaar geslagen worden (klinkers), zachtere stenen kleuren feller en klinken dof. Naar gelang ijzeroxide of calciumoxide de overhand heeft in de klei, kleurt de steen rood of geel. Bakstenen werden reeds gebruikt in de oudheid, aangenomen wordt dat in Nederland de productie techniek is herondekt door de kloosterlingen omstreeks 1250..
  • Bemonstering van het artefact gebeurt in het donkere kamer-laboratorium.

Combineren met andere methoden

Luminescentiedatering heeft een groter meetbereik dan de veelgebruikte 14C-methode en kan bovendien toegepast worden op andersoortige materialenEen materiaal is een natuurlijke of kunstmatig geproduceerde stof, grondstof of ingrediënt die bestemd is om verwerkt te worden tot het maken van objecten. (Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed). De beide methoden zijn dus wat betreft materiaal en ouderdom complementair. BinnenHet binnenmilieu is wat men binnen in een gebouw ervaart. een zelfde onderzoek kunnen zij elkaar controleren en ondersteunen. Luminescentie is bewezen nauwkeuriger bij de relatief recentere dateringen van de laatste 250 jaar.

Hoe interpreteer je de resultaten

Bij het dateren van potscherven met deze methode verkrijgt men de maakdatum van het aardewerkAardewerk is een breekbaar, bij lage temperatuur gebakken (600-900°C), poreus ceramiek dat allerlei kleur kan hebben, met of zonder glazuur.. Het dateren van sedimenten kan leiden tot uitspraken over het openliggen of afdekken van bijbehorende bewoningslagen. Aangeraden wordt diverse monstersEen monster is een stukje van een voorwerp dat eraf is genomen voor onderzoek, analyse of voor het archief. Men moet erop letten dat het monster representatief is voor het materiaal dat men wil onderzoeken. (Conservation Dictionary) te nemen om uitschieters te vermijden en altijd gebruik te maken van diverse aanvullende dateringsmethoden (absoluut of relatief).

Resultaten delen

Alle onderzoeksresultaten, verkregen bij de specialist, dienen als primaire data in de basisrapportage te worden weergegeven, desnoods in een voetnoot of bijlage. De gebruikte methode van monstername, hoeveelheid monstersEen monster is een stukje van een voorwerp dat eraf is genomen voor onderzoek, analyse of voor het archief. Men moet erop letten dat het monster representatief is voor het materiaal dat men wil onderzoeken. (Conservation Dictionary), relativering van data-precisie, en eventuele overwegingen/aanpassingen zijn van belang voor vervolgonderzoek, maar ook voor de vergelijking met het onderzoek op andere sites.

Lees verder

  • Wallinga, J., 2005: 5. Luminescentiedatering, Nationale Onderzoeksagenda Archeologie, Rijksdienst voor het Cultureel ErfgoedBetreft de zorg voor wat ons als samenleving rest uit het verleden. Het is dus breder dan de term 'monument', die in hoofdzaak voor gebouwen gebruikt wordt, maar omvat ook archeologisch erfgoed en 'immaterieel' erfgoed, zoals gebruiken, kennis etc. Het is het geheel van verhalen, plekken, gebouwen en objecten die binnen een groep van generatie op generatie wordt overgedragen..
  • NederlandsHet Nederlands is een West-Germaanse taal en de moedertaal van de meeste inwoners van Nederland, België en Suriname. In de Europese Unie spreken ongeveer 23 miljoen mensen Nederlands als eerste taal, en een bijkomende vijf miljoen als tweede taal. Verder is het Nederlands ook een officiële taal van de Caraïbische (ei)landen Aruba, Curaçao en Sint-Maarten, terwijl er nog minderheden bestaan in Frankrijk, Duitsland en in mindere mate Indonesië, en nog ruim een half miljoen sprekers in de Verenigde Staten, Canada en Australië. De Kaap-Hollandse dialecten van Zuid-Afrika en Namibië werden gestandaardiseerd tot Afrikaans, een dochtertaal van het Nederlands. Centrum voor Luminescentie datering, Wageningen Universiteit. www.ncl-geochron.nl.

Tekst: Yvonne Lammers, met medewerking van Jacob Wallinga (Netherlands Centre for Luminescence dating, Wageningen University & Research)