Dateringsteknik – Relativ datering

Introduktion

Detta är en liten guide till hur olika sorters dateringsmetoder fungerar, med fokus på kreationistisk (skapelsetroendes) kritik. Den är riktad till alla intresserade av ämnet, både kreationister och skeptiker.

Dateringsmetoder används primärt av geologer, paleontologer, klimatforskare och arkeologer för datering av organiskt (dvs material och organiska föreningar från tidigare levande organismer som kan brytas ner) och icke-organiska material (grundämnen, metaller, mineral, bergarter). Det finns två huvudgrupper av dateringsmetoder, relativ och absolut.

Relativa dateringstekniker baseras på hur något är i förhållande till något annat, väldigt ofta hur det är placerat, eller vilka omkringliggande objekt som återfinns. Absoluta handlar mer direkta metoder för att mäta, så som t ex trädringar, men framförallt radioaktivt förfall av ett instabilt radioaktivt ämne till ett stabilt ämne.

Själva mätningen utförs av en expert specialiserad på just den metoden och kräver både utbildning och erfarenhet. När det gäller absoluta metoder är det oftast en geolog, ingenjör eller fysiker som arbetar i ett laboratorium som givetvis har instrument och utrustning för detta ändamål. För relativa metoder handlar det primärt om en fältmässigt baserad analys av materialet och utförs då av klimatforskaren, geologen, paleontologen eller arkeologen direkt på plats i fält eller efter mer noggrann studie av materialet i laboratorium (analys av mikroskopiska fossil) eller kontorsmiljö (stratigrafiska avbildningar t ex).

Metoderna är internationellt överenskomna av forskarvärlden och alla analyser görs med dokumentation som tillgängliggörs för övriga forskningsvärlden. Dvs ingen kan bara påstå något om en daterad ålder i en vetenskaplig artikel, utan all data måste alltid finnas tillgängligt.

Relativa dateringstekniker

För att förstå vad relativ datering är och hur det fungerar behöver man också förstå en rad principer inom geologi kring stratigrafi och sedimentologi. För arkeologiska tillämpningar av relativ datering krävs även inte helt oväntat arkeologiska kunskaper. Utan de korrekta teoretiska kunskaperna och den praktiska erfarenheten av vetenskapligt dokumenterat fältarbete är relativ datering rent konkret i praktiken svårt att behärska. Det är ett visuellt yrke som kräver erfarenhet och oavsett vad folk skriver om det är det svårt att tillämpa teori i verklighet. Så när folk kommer med åsikter om relativ datering, baserat på vad de sett på bilder, och därtill saknar utbildning i ett fält som är så utpräglat empiriskt som detta kan man med stor visshet säga att de inte vet vad de talar om. Du kan inte läsa dig till att bli duktig på relativ datering, du måste jobba med det.

Det finns flera olika sorters relativa dateringstekniker, men de bygger alla på samma princip. Nämligen att ett objekts ålder kan bestämmas i relation till dess position. Det bygger i sin tur på något som kallas superpositionsprincipen som definierades redan på 1600-talet och som aldrig har behövt ändras sen dess eftersom det är en tidslös sanning. Den säger helt enkelt att när sediment deponeras, så gör de det kronologiskt, med det äldsta i botten och det yngsta i toppen. Det här är en princip vem som helst kan testa här på Jorden eftersom den förutsätter bara sediment och gravitation för laborativ bekräftelse.

Det innebär att i en stratigrafisk kolumn, dvs en genomskärning av sediment som deponerats så har vi en kronologisk ordningsföljd med äldst i botten och yngst i toppen. Ett föremål eller en fossil som återfinns längst ner är alltså äldre än ett som återfinns längre upp. Exakt hur mycket äldre beror på hur snabbt sedimentet deponeras och här kommer då geologiska sedimentära kunskaper in i bilden. Det kan handla om minuters åldersskillnad eller miljarder år. Tyngre sediment (stenar, grus, sand) deponeras snabbare än lätta (lera, dy), men även tillgången på sediment och händelsen som orsakar deponeringen påverkar skillnaden i ålder mellan två föremål i den stratigrafiska kolumnen.

Men inget av dessa saker är speciellt svåra att ge goda svar på dock. Lera i en sjö deponeras i regel med någon enskild cm per år, lera ute på havshelfer deponeras med någon hundradels mm endast och lera vid ett delta kan deponeras med metervis per år. Kontexten för sedimentet är alltså det viktiga och det är en hel gren inom geologin kallad sedimentologi som jobbar med att tolka och förstå sedimentationsmiljöer.

I lugna miljöer (sjöar och hav) sker deponin säsongsvis och regelbundet och således kan man urskilja årtalen som lager, eller “varv” som de också kallas. Men i regel används inte lagerföljder för några exakta årtalsdefinitioner i äldre sediment, utan där handlar det mest om relativa förhållanden. Oftast syns inte lagerföljden så tydligt att den kan används för att räkna fram några längre tidsperioder, utan det är mest de relativa förhållandena mellan två objekt som är intressant då. Varv kan vara av intresse med borrkärnor för att kartlägga hur mycket sediment en flod avsätter varje år i sina bankar. Med varvmetoder har man kunnat gå många tusentals år tillbaka i tiden, men för längre tidsperioder används inte varv.

Vad gäller mer sakta deponerade sediment, som tex organiskt material i havsmiljöer, så omvandlas de så småningom till skiffrar, en omvandlingsprocess som tar många miljoner år. Här går det i regel inte att urskilja enskilda år eller varv i skiffern, utan här handlar det mest om att utskilja om sedimentationsmiljön skiljer sig från en period till en annan rent kemiskt. Här kan det som exempel skilja många miljoner år i ålder mellan ett lager och ett annat, med bara metern mellan dem i stratigrafisk skillnad. Så lite sediment deponeras nämligen vanligen på havsbotten och överlever omvandlingen till att bli en skiffer. Det mesta som deponeras i havsmiljön är mikroorganismer och delar av större djur, men dessa saker, i den mån de inte fossileras, omvandlas istället primärt till kerogener som är flyktiga och rör sig i sedimentet mellan korn av lera. (Således är förövrigt skiffrar primär moderbergart för olja och gas).

Ålderskillnaderna och den exakta åldern på skiffern här var länge okända för forskningen, för de relativa metoderna här kan inte ge några årscykler eller ens tydliga lager att se. Det är först med introduktionen av absoluta metoder (som jag kommer till i nästa artikel) som man har kunnat datera både åldern på lagren och skillnaderna mellan två näraliggande lager. Ofta används alltså relativa och absoluta metoder i korrelation till varandra för att ge olika information om samma sak.

Men principen för en relativ datering är att om du vet åldern på något i lagret, ett fossil, ett asklager från ett vulkanutbrott eller en arkeologisk artefakt, så vet du också åldern på andra objekt i lagret. Eller du vet rättare sagt minimiåldern, dvs minst hur gammalt objektet i fråga är. Det kan givetvis vara äldre och existerat lång tid innan deponeringen av sedimentet skedde (gäller givetvis inte saker som vulkanaska som självklart deponeras i samband med utbrottet). Det är alltså detta som är den relativa dateringen – ett objekts ålder i förhållande till omgivningen.

Metoderna för relativ datering kritiseras ofta av kreationister för att vara opålitliga. Man påpekar t ex att sediment kan ändra position och förflyttas och att det ibland finns föremål som tränger igenom flera olika kolumnlager i stratigrafin, som alltså därmed lika gärna kan vara lika gamla som de äldre som de yngre. Framförallt får man det att låta som om forskningen inte känner till dessa källkritiska problem eller att de skulle vara normativa för hur sedimentationsmiljöer ser ut (vilket de inte alls är).

I själva verket är det ju så att forskningen inte gör annat än arbetar med just sådana problem och i själva verket är dem som tagit upp dem för allmänheten för det första. Vad kreationister däremot då inte känner till eller väljer att utelämna är de metoder man använder för att trots problem ändå kunna använda de relativa metoderna till korrekt vetenskap.

Problemet med omkullkastade sediment påvisas på primärt två sätt för att man fortfarande skall kunna använda dem i en relativ datering av något. För det första gäller det att ta reda på när omkullkastningen skett, dvs medan sedimenten var mjuka, eller efter litifieringen (alltså efter att de omvandlats till sten). Här handlar det helt enkelt om att leta efter om sedimentet har spruckit upp vid en omkullkastning eller böjning, eller om det var frågan om ett sediment som fortfarande var mjukt. Skillnadern i utseende mellan en bergart som böjts och ett löst sediment tillhör de enklaste man kan beskåda och endast ett källkritiskt fenomen existerar i form av sedimentära bergarter som böjts under metamorfos, eftersom då mjukas sedimentet upp av värme och tryck och sprickstrukturer uppstår inte på samma sätt. Men skillnaden mellan en metamorfost omvandlad sten och ett sedimentlager som böjts innan det stelnade är extremt påtagliga via tunnslip i mikroskop. Du ser tydliga omvandlingar och efter drag och kraftpåverkan formade omkristallationer i den metamorfosa bergarten, medan det opåverkade sedimentet har enskilda korn med karakteristisk diagenetisk struktur istället. Kort och gott: En vanlig geolog ser skillnaden mellan ett sediment där lagernföljden omfördelades innan den stelnade och ett där det skett efteråt. Det är ju relevant att skilja dessa saker åt, eftersom om du daterar en fossil lagerföljd, så vill du ju veta vilka som är äldst och vilka som är yngst. Mjuka sedimentlager som flyttas av tex annat vatten (t ex en syndaflod) kan även identifieras på att de innehåller vatten och att vatten alltid vill ta sig uppåt. Du får karakteristiska brott i lagerföljden när vattnet tränger uppåt (sk porvattentryck). Något man tex tydligt kan se inte finns på de här bilderna som en kreationist felaktigt identifierar som ett mjukt sediment som omvandlats, men som kan istället tydligt kan se på den här bilden som inte föreställer spåren av Syndafloden utan ett gammalt istida deltasystem i Halland.

Den andra metoden man använder för att bestämma vad som är upp och ner i ett lager som man misstänker kan ha flyttats på är sk way-up-indikatorer. Det kan tex vara deponeringen av sand inne i snäckskal. Ligger all sand i toppen av snäckskalen, ja då vet man att det är sannolikt att sedimentkolumnen faktiskt ligger rakt upp och ner och att kraftig tektonik har flyttat på allt efter att sedimentet omvandlats till bergart.

Varför är det viktigt att förstå sediment och way-up-indikatorer då? Jo kreationister vill gärna påvisa att sediment i fråga, världen över, dels alltså är notoriskt opålitliga och dels med sin blotta existens som omkullkastade skulle vara bevis för Syndafloden. Problemet här är att man felaktigt pekar ut sediment med tydliga sprickstrukturer som bevis för att sediment överlag var mjuka när de omkullkastades och att allt som återfinns i dem därför är opålitligt att försöka datera. Detta är som sagt inte sant, och heller inte relevant för datering överlag. Relativ datering används som sagt för relationer mellan föremål och lager, inte för att datera lager och föremål i sig. Man gör alltid absoluta dateringar på alla nya lager och föremål som behöver dateras och den relativa metoden används sen för att ge uppskattningar på andra liknande objekt i samma lagerföljd.

Omkullkastningar är förövrigt mest ett problem inom geologin eftersom dessa i regel inte sker inom de tidspann arkeologin arbetar med med sina kulturlager. Inom arkeologin har man mer att göra med objekt på articifiell väg genomskär lager. Tex kan nybygget av ett hus innebära att underliggande lager delvis genomskärs och att den stratigrafiska kolumnens enkelhet kring superpositionering rubbas. Likaså kan bygget av en kanal som sedemera växer över innebära att botten på kanalen är yngre än toppen på kringliggande sediment. Då gäller det att sätta allt i en större kontext och vara noggrann med dokumentationen om relativa dateringar är allt man tillämpar. Nu gör man sällan det på grävningar utan absoluta mätningar görs idag på nästan alla grävningar där viktig ny data om vår historia tas fram. Men i regel är störningar i lagren inte så svåra att upptäcka, utan oftast är de av nytta istället för arkeologin. Det mesta i bostadsform som utgör skandinavisk förhistoria utgörs tex endast av störningar i stratigrafin, i form av stolphål vars karakteristika utgörs av att organiska mörka humusrika jordar bildar gropar i hus-symmetriska mönster i den äldre naturliga sedimentmiljön. Helt enkelt: Där pålen till huset stod i det äldre sedimentet, där har sen humusrik jord bildats, dels av den ruttnade pålen, dels av ifyllnad.

En släktning till dessa metoder är förövrigt arkeologins typologi. Här avgörs släktskap och ålder på föremål ofta med att man helt enkelt “artbestämmer” objektet utifrån dess utseende och fyndposition. En viss stil tillskrivs en viss tidsålder. På så sätt kan man avgöra om keramiken är från tidig eller sen järnålder utifrån beprövad erfarenhet kring metoden. Eller för den delen,avgöra åldern på en husgrund som genomskär kulturlager och därmed ligger ur stratigrafisk kontext.

Ofta ligger något typologiskt referensxemplar av alla sådana här objekt till grund för jämförelserna och detta objekt har man då med större säkerhet kunnat tidsbestämma. Men det ligger ofta flertalet efterkommande separata mätningar av absolut karaktär, så man behöver inte oroa sig för att allt vilar på ett enda referensexemplar så att säga. Även historiska källor kan användas för korrelation av en rimlig minimiålder på ett objekt. Vet man av skrivna källor att ett visst slott fanns vid en viss tidpunkt är det rimligt att anta att alla andra metoder som då bekräftar denna åldern, både relativa och absoluta därmed stämmer. Korrelation med många mätningar av olika karaktär är nyckeln till varför relativ datering faktiskt är pålitligt även idag då vi har absolut datering.

Arkeologin använder relativa dateringar i mycket större utsträckning än geologin gör eftersom det är vetenskapligt och ekonomiskt ohållbart att försöka absolut datera alla objekt som återfinns vid arkeologiska grävningar plus att många absoluta metoder är destruktiva för föremålenoch därmed otänkbara.

Det är även vetenskapligt omöjligt i många sammanhang att kunna göra en absolut mätning. Att på klassiskt manér tex försöka absolut datera en stenåldersyxa går inte, då en radioaktiv dateringsmetod skulle ge åldern på bergarten och inte på yxan. Det finns dock även andra absoluta metoder metoder för att mäta på organiska avlagringar (där det inre antas vara i näraliggande ålder med tillverkningstiden) och på påverkan av yttre strålning i form av termoluminicens. Mer om detta senare i delen om absolut datering.

Mer läsning om sedimentologi, stratigrafi, relativ datering och kreationism:


One thought on “Dateringsteknik – Relativ datering

  1. Ping: Kreationister och dateringsmetoder | Asebeia

Kommentera

Vänligen logga in med någon av dessa metoder för att lägga till din kommentar:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s