Arkeometri Nedir

ARKEOMETRİ

Arkeometri, geçmiş yaşamı anlamaya ve yeniden kurmaya çalışan arkeolojiye doğru bilgi almasında yardım eden ve önemi giderek artan bir bilim dalıdır. Arkeometri genel bir tanım olarak, arkeolojinin, doğa bilimleriyle bağlantısını kuran bir yöntemdir ve gelişimi de arkeolojiden çok doğa bilimlerinin gelişmesine bağlıdır. Arkeolojiyi tarihten uzaklaştırıp doğa bilimlerine yaklaştıran da arkeometridir
Ülkemizde de yoğun olarak kullanılan arkeometriden, arkeolojik araştırmaların kültür tarihi açısından, elden geldiğince eksiksiz olarak değerlendirebilmesi için de yararlanılır.
Arkeometri 19. yüzyılın başlarında ortaya çıkmıştır. İlk kez 1800’de M.H. Klaproth (1743-1817) Berlin Bilim akademisinde camlar, sikkeler ve Ortaçağ heykelleri üzerinde gerçekleştirdiği bazı kimyasal analizlerin sonuçları hakkında bir bildiri verir.
19. yüzyılın sonu, 20. yüzyılın başında Avrupa’da Üst Paleolitik Çağ mağara duvar resimlerinin bulunması, Önasya’da, Anadolu’da başlayan ve yoğunluk kazanan arkeolojik kazılarda ele geçen çeşitli buluntular, metal, keramik, cam, duvar resimlerinin boyaları gibi organik malzemeden yapılmış araç ve gerecin kimyasal analizleri büyük miktarda artmıştır. Troya kazıları, Ur Kral Mezarları’nın keşfi, Mısır’da özellikle Flinders Petrie’nin Negade kültürüne ait buluntuları, bu analizlerin daha yoğun bir biçimde yapılmasını sağlar. Böylece Klaptroh’un analizlerini, J.R.Partington, C.H.Desch, F.Rathgen, H.H. Coghlan ve birçoklarının araştırmaları izler.
1878 yılında Baron De Geer İsveç’te göl ve bataklık tortul kültelerindeki yıllık ömürlü bitki kalıntılarını inceleyerek tarihleme yöntemini geliştirmiştir. Bitki kalıntılarının içinde bulunduğu balçık katmanlarının sayımına dayanan bu yöntem, ‘Varv Analizleri’ olarak da adlandırılır.
Bu yöntem sayesinde günümüzden yaklaşık 9 bin yıl öncesine kadar giden mutlak bir yaş tayini yapma imkanı doğar. 1920’lerdeYugoslav matematikçi ve astronomlarından Milutin Milankovitz ise, güneş sistemindeki lekelerin dünyada iklim değişmelerine neden olduğu varsayımından hareketle; bu değişimlerin matematiksel olarak hesaplanmasıyla Buzul Çağlarının 600.000 yıl kadar geriye tarihlendirilebileceğini ortaya koyar.
Uygulanan bir diğer yöntem ise ‘dendrokronoloji’dir. Bu yöntem 1901 yılında bulunmuş, fakat arkeoloji alanında 1929’da ilk olarak uygulanmıştır. Uzun ömürlü ağaçların yatay kesitlerindeki halkaların oluşumları ve bunların sayılmaları ile, ağacın kesildiği zamandaki yaşının mutlak olarak bulunabileceği bilgisi kazanılır. Buzul Devirlerinde yaşamış olan hayvanların türlerinin tespiti, hem iklimsel hem de paleocoğrafya açısından, yaş tayini için kullanılmaya başlar.
1916’da İsveçli botanikçi Lennar von Post’un ilk olarak geliştirdiği ‘polinoloji’(çiçek tozlarının analizleri) yöntemi, gerek Buzul Çağlarının gerekse Postpleistosen’deki iklim değişmeleri, bitki örtüsü ve tarihlendirme için kullanılır.
2.Dünya Savaşı’na kadar arkeolojik buluntuların değerlendirilmesi için, gerek çeşitli fiziksel ve kimyasal yöntemleri gerekse mutlak tarihlendirmeler için daha birçok yöntemlerin geliştirildikleri görülür. Ancak 1950-1960 yılları arasında arkeolojiye dönük bu araştırmaların Arkeometri adı altında yeni bir boyut kazanması ve bugünkü konumuna ulaşması gerçekleşmiştir.
Libby ve arkadaşlarının,yaşamları sona ermiş organik maddelerin içinde bulunan radyoaktif karbon 14’ün ölçülmesi ile (C-14) arkeolojiye yeni bir mutlak tarihlendirme yöntemini kullanmaya başlamaları ‘gerçek arkeometri’nin başlangıcı olarak kabul edilebilir.

Arkeometrinin ülkemizdeki gelişimi ise 1980’de bir grup prehistoryacı ve Yakındoğu arkeoloğu tarafından başlatıldı. İlk arkeometri çalışmaları arkeometallurji, jeofizik, jeomorfoloji ve radyoloji alanlarında yoğunlaşmıştı. Daha sonraki süreçlerde hammadde analizleri, termolüminesans gibi yöntemler kullanılarak çanak-çömlek tanımlamaları da yapılmaya başlandı. 1985 yılında Kültür Bakanlığı tarafından düzenlenen yıllık sempozyuma arkeometri bölümü de eklendi. Ama Türkiye’de arkeometri yalnızca Türkiyeliler’in bir ürünü olmadı ve uluslar arası bir çaba ile uygulanmaya başladı.
Bilindiği üzere,eskisinden farklı olarak bugün artık arkeolojik araştırmalar geçmiş uygarlıkları, tarihsel gelişimleri içinde, mümkün olduğunca eksiksiz bir şekilde değerlendirebilmeyi amaçlamaktadır. Bu yüzden eski bir kültürün anlaşılabilmesi, tanımlanabilmesi için, o kültürü meydana getiren insanların, o günkü doğal çevrelerinin, içinde yaşadıkları biyolojik ortamı oluşturan hayvan ve bitki topluluklarının, insan, hayvan, bitki ilişkilerinin, ellerindeki kaynaklardan yararlanma biçim ve derecelerine bağlı olarak, teknolojilerinin, sosyal, politik, sanatsal, düzeylerinin aydınlatılması gerekmektedir. Yine aynı bağlam içinde, o kültürleri oluşturan insan topluluklarının içinde yaşadıkları devrin mutlak tarihlendirilmelerininin yapılmasına, gerek çağdaşları olan, diğer kültürleri, ya da uygarlıkları meydana getiren topluluklarla, gerekse doğal ve biyolojik çevreleri ile olan ilişki ve karşılıklı etkileşimlerinin tümüyle açıklığa kavuşturulmasına çalışılmaktadır. Bu amaçlara paralel olarak arkeometrinin bugün vardığı aşamada arkeoloji alanında kullanılan yöntemler kısaca şöyle özetlenebilir:

Arkeolojide çeşitli kalıntıların yaş tayinleri ile mutlak tarihlendirmelerde:

1) Radyoaktif yöntemler:
a)Radyoaktif parçalanmadan kaynaklananlar:
• K –Ar (Potasyum-Argon)
• U-238
• U-235
• C-14(radyo karbon)
• Th-232
• Fizyon izleri sayımı vb. gibi

b) Radyasyon etkisiyle enerji birikiminden kaynaklananlar:
• Termoluminesans(TL)
• Elektron Spin Rezonans(ESR)

2) Radyoaktif olmayan yöntemler:
Jeofiziksel/manyetik alan değişimlerine dayananlar:
• Uranyum/Florin(U ve F miktarının ölçümüne dayananlar)
• Varv analizi(balçık tabakaları/ritmik doğa olaylarından kaynaklananlar)
• Paleo/arkeo-manyetizma
• Rasemizasyon(kemiklerde amino asit değişimi)
• Cam yüzeyi tabakaları(Cam yüzeyinin değişiminden oluşan tabakaların ölçümü)
• Obsidyen Hidrasyonu(Hidrasyon tabakasının ölçümü)
• Dendrokronoloji (ağaç halkaları sayımı/ritmik doğa olaylarına bağlı; C-14 için denetleyici ve düzenleyici tarihlendirme yöntemi)
• Polinoloji(polen analizi,polen spektrumlarının belirleyici özelliği)
• Hayvan kemiği analizleri(hayvan kronolojisi)gibi yöntemler çoğunlukla uygulanmaktadır

Arkeolojik toprak altı ve üstü kalıntıların,ören yerlerinin saptanmasında:

a)Jeofiziksel/fiziksel yöntemler
• Elektrik sondası
• Rezistivite vb. gibi yöntemler kullanılır.

b)Optik yöntemler(Prospection-Önceden görme yöntemleri)
• Hava fotoğrafı arkeolojisi
• Fotogrametri

Arkeolojik kalıntılarda hammaddelerin saptanması/Kaynak analizlerinde:
Hammaddelerin tespiti ile teknolojik düzey, ticaret, kültürel ilişkilerin aydınlatılmasında yararlanıldığı gibi, dolaylı olarak da iklim ve doğal çevre hakkında da bazen bilgiler edinilebilir. Bu amaçlar için genellikle mermer, taş, çanak, çömlek, toprak, obsidiyen, kil, metal, cüruf vs.. örneklerin analizleri yapılır. Günümüzde, çoğunlukla ıslak kimyasal yöntemler yerini daha çok aşağıdaki yöntemlere bırakmışlardır:

1) Radyoaktif yöntemler:
• TL
• Atomik soğurma spektometresi
• Neutron aktivasyonu

2) Diğer fiziksel yöntemler:
• Optik Emisyon spektrometresi(spektral analiz)
• Optik mikroskobik
• X-ışını_florandı
• X ışını saçılımı
• Elektron prob analizi
• Kızılötesi soğurma vb. gibi.
• Kaynak analizlerinde bu ve benzeri yöntemler çoğu kez bir arada kullanılır.

Doğal çevre ve biyolojik ortamın ,ekolojinin aydınlatılması, besin ekonomisi,eski toprak kullanım alanlarının belirlenmesinde ,nüfus saptamalarında:

• Paleo/arkeo-antropoloji
• Paleo/arkeo-zooloji
• Paleo/arkeo-botanik
• Polinoloji
• Jeomorfolojik ve Jeokronolojik çeşitli yöntemler
• Toprak analizleri vs.den yararlanılmaktadır.

Arkeolojik kalıntıların tipolojik sınıflandırılmalarında, teknolojik düzeyin belirlenmesinde:
Matematiksel kümeleme ve serileme teknikleri, bilgisayar teknolojisi ve istatistik yöntemler giderek artan bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır.
Bu arkeometrik yöntemlerle araştırma yapanlar ‘arkeometrist’, arkeometristlerin araştırmalarını onlarla birlikte asıl yorumlayacak ve sonuçlara ulaştıracak kişiler ise ‘arkeolog’dur.
Müzeoloji ve arkeolojik kalıntıların restorasyon ve konservasyonlarının yapılmasında:

• Çeşitli fiziksel analizler
• Çeşitli kimyasal analizler uygulanmaktadır.

ARKEOLOJİK ESERLERDE İZ ELEMENT ANALİZ YÖNTEMLERİ

1950 yılından sonra aletsel analitik yöntemlerde hızlı bir gelişme başlamıştır. Bu yöntemlerin çeşitli sahalara uygulanmasıyla bilimde büyük gelişmeler olmuştur. Nötron aktivasyon, atomik soğurma spektroskopisi, elektron mikroskopisi, indüklenmiş plazma spektroskopisi gibi analitik yöntemlerin arkeolojide kullanılmasıyla, eserlerin teknolojisi, kaynağı ve sahteliği belirlenmektedir. Analitik kimya yöntemleri, arkeolojide bir çok bilinmeyen konunun aydınlatılmasına yardım eder. Eserin üretim teknolojisi, hangi bölgede üretildiği,buna bağlı olarak ticari ilişkiler, üretim çağı…vs.. gibi bilgiler öğrenilebilir. Amaca bağlı olarak nitel, yarı nicel veya nicel analiz yapılarak eserin ana bileşenleri ve iz element içerikleri saptanabilir.

Uygulanan yöntemleri şöyle sınıflandırabiliriz:
• Spektroskopik yöntemler: Elektromanyetik dalga ile maddenin etkileşimi, dalga boyuna bağlı olarak incelenen maddenin kimyasal yapısı ve bileşimi belirlenir. Tüm dalga boylarını kapsayan tek bir alet olmadığı için, dalga boyuna ve maddenin molekül haline veya atomik haline bağlı olarak değişik teknikler geliştirilmiştir. Moleküler soğurum ilkesine dayanan kırmızı ötesi, görünür bölge ve mor ötesi spektroskopisi ,organik kökenli maddelerin kimyasal yapısının ve bileşiminin analizinde kullanılır. Atomik yayılma(OES) ve Atomik soğurma (AAS) yöntemleri metal ve kil kökenli eserlerin iz element içeriklerinin saptanmasında kullanılır. X ışını flüoresans(XRF) ve nötron aktivasyon yöntemleri çanak çömlek türü eserlerde iz element analizinde kullanılmaktadır. X ışını kırınım spektroskopisi ise kristal yapının aydınlatılmasında kullanılır.
• Mikroskopi ve radyografi: Metalografik, petrolojik, polarizasyon, elektron (geçirgen veya taramalı), mikroradyografi kullanarak eserin yüzey özelliği, yüzeyin mineralojik içeriği incelenebilir.
• Diğer yöntemler: Gravimetri,titrimetri gibi klasik analitik yöntemlerde, birkaç gram maddede analiz yapılabildiğinden, ancak çok miktarda bulunabilen örneklere uygulanır.

Arkeolojik örneklerde ise esere fazla zarar vermeden analiz yapılmalıdır. Alınacak örnek miktarı 10-100mg’dan fazla olmamalıdır. Elektron spektroskopisi, elektron promikro analizör, proton indüklemeli X ışını yayılma spektroskopisi gibi gelişmiş aletsel analiz yöntemleri kullanılarak esere hiç zarar vermeden çok küçük bir alanda analiz yapılabilmektedir.

YÖNTEMLER

X Işını Flüoresans Spektroskopisi : Bu yöntemin üstünlüğü eseri bozmadan yüzeyin belli bir kısmının analizininin yapabilmesidir. Düzgün ve 1 cm gibi bir yüzeye gereksinim olmasına karşılık taramalı elektron mikroskobu ile birleştirildiğinde daha küçük yüzeylerin analizi de yapılabilmektedir. Ana bileşen ve iz element içeriklerinin belirlenmesinde kullanılan bu yöntem, arkeolojide süs eşyaları, metal ve kaplama eserlerin analizinde uygulanmaktadır.

Atomik Yayılma Yöntemi : Metal analizleri için geliştirilen optik spektograflar 1900 yılından beri kalite kontrolü yapmak için metal endüstrisinde kullanılmaktadır. Çok kısa sürede, tek örnekte, aynı anda 10-15 elementin analizi yapılabilir. Klasik spektrograflarda, uyarıcı kaynak olarak doğru akım veya alternatif akım arkı ve detektör olarak da fotoğraf plakları veya filmi kullanılmaktaydı. Modern kuantometrelerde detektör olarak foto katlandırıcı kullanımı analiz süresini kısalttığı gibi yöntemin doğruluğunu da arttırmıştır. Uyarıcı olarak, arktan başka indüklenmiş plazma, lazer, spark, glow boşalım lambası gibi yeni kaynakların geliştirilmesiyle, optik yayılma spektroskopisi modern analiz labaratuvarlarının en önemli yöntemi olarak yerini korumaktadır. İndüklenmiş plazma çözelti, glow boşalım ve sparkta metal, lazer ve arkta metal veya metal olmayan yüzeylerin ve arkta çözelti ve toz halindeki örneklerin analizi yapılır. Lazer kullanarak çok küçük bir yüzeyden buharlaştırma yapılarak esere hemen hemen hiç zarar vermeden analiz yapılır. İletken olmayan seramik, obsidiyen ve cam gibi eserlerin analizinde ark kaynağı yaygın olarak kullanılır. 10 mg örnek grafit tozu ve lityum karbonat tuzu ile homojen olacak şekilde öğütülerek karıştırılır ve grafit anodun oyuğuna doldurulduktan sonra doğru akım arkında uyarılmasını sağlanır. Metal analizinde, metal doğrudan anot olarak kullanılır. Alkali metallerin analizinde ise alev yayılma yöntemi aletin ucuz olması nedeniyle tercih edilir.

Nötron Aktivasyon : Bu yöntemde optik yayılma spektroskopisi gibi, bir örnekte birden fazla element analizinde kullanılır. Özellikle seramik türü eserlerin iz element analizinde yaygın kullanılmaktadır. Duyarlılığın az olması dolayısıyla arkeometride uygulaması sınırlıdır.

Atomik Soğurma Yöntemi : 1960 yılında ticari olarak piyasaya sürülen atomik soğurma spektrofotometreleri , yöntemin doğruluğunun iyi olması nedeniyle kısa zamanda yaygınlaştı. 1970 yılında elektro-termal atomlaştırıcıların geliştirilmesiyle iz element analiz labaratuvarlarının başlıca yöntemi haline geldi. Aletin diğer yöntemlerinkine göre ucuz olması, kısa sürede tek elementin bir çok örnekte analizinin yapılması gibi üstünlüklerine karşın tek örnekte birden fazla element analizinde pratik değildir. Bu yöntemle 70 civarında elementin analizi yapılabilmektedir. 10-20 mg örnek çözeltisinde 15-20 elementin analizi yapılabilmektedir.
Bu yöntemle Kunç 1981’de İkiz Tepe kazı buluntusu 44 adet tunç bakır ve tunç analizini; Özbal 1981-1983 yılları arasında aynı yerde 100 civarındaki buluntuların analizini; Gül ve Kunç 1983’te Urartu ve Frig tunç eserlerin analizini;Yeğengil ve Göksu 1983’te obsidiyen analizini yapmışlardır.

X Işını Kırınım Spektroskopisi : Kristalik yapıda bileşiklerin analizinde kullanılan bu yöntem, arkeolojide seramik türü eserlerin pişirilme sıcaklığının belirlenmesinde, cüruf analizinde uygulanmıştır.

Diğer Yöntemler : Organik kökenli maddelerin analizinde kırmızı ötesi spektroskopisi kullanılmaktadır. Mısır’da, kireç taşından yapılmış koruyucu tabakasının bal mumu ve bitki zamkı olduğu bu yöntemle saptanmıştır. Mössbauer spektroskopisi demir esrelerin korozyonunun belirlenmesinde uygulama alınırken spark kaynaklı kütle spektrometresi gümüş madeni veya gümüş eserlerde kurşun izotop analizinde kullanılmaktadır.
Kaynak Belirlenmesi : Arkeolojik eser yapıldığı ham madde kaynağının kimyasal karakterini taşıması dolayısıyla, analizle hangi yörede üretildiğini saptamak mümkün olmaktadır. Kuramsal olarak karakteristik elementlerin miktarı sonraki kimyasal işlemlerle değişmemelidir. Bu varsayım sonradan tekrar kullanım için karıştırılmamış orijinalitesini koruyan eserler için de geçerlidir.
Kaynak belirlenmesinde, çakmak taşı ,bakır, obsidiyen, tunç, demir, mermer ve çanak-çömlek türü eserlerde iz element analizleri yapılmaktadır.
Obsidiyen koyu renkte ,parlak,saydam, sert, yontma ile şekil verilebilen, kesici ve delici alet yapımında Neolitik Çağ insanları tarafından kullanılmış bir malzemedir. Sadece sınırlı bölgede bulunur ve volkanik patlama sonucu oluşur. Kaynaktan yüzlerce kilometre uzakta yapılan kazılarda bu malzemeden yapılmış eserlere rastlanılmaktadır. Bunların kaynaklarının belirlenmesiyle, Neolitik Çağ ticari ilişkileri ve göç yollarının belirlenmesi amaçlanmaktadır.
Aynı bölgede farklı patlama zamanlarında oluşan obsidiyenin kimyasal bileşimi farklı olmasına karşın aynı bölgede ve aynı patlamada oluşanların bileşimi benzerlik göstermektedir. Akdeniz adaları ve Anadolu’da bilinen kaynaklar, obsidiyenin stronsiyum ve rubidyum oranlarından yararlanılarak sınıflandırılmaktadır. Anadolu obsidiyenlerinin yaşı termolüminesans ve hidrasyon yöntemleriyle belirlendikten sonra AAS ile Zirkonyum, Stronsiyum, Baryum ve Rubidyum analizlerinden yararlanarak kaynakları belirlenmiştir.
Metal orijinli eserin kaynağının belirlenmesinde, metalin türüne ve teknolojisine göre değişik yöntemler uygulanmaktadır.

ARKEOLOJİK ESERLERDE DOĞA VE FEN BİLİMLERİ YÖNTEMLERİ

Kan ve Doku Kalıntıları ile İlgili Araştırmalar :

British Columbia’nın Victoria B.C. kentindeki British Columbia Provincal Museum uzmanlarından Thomas H. Loy arkeolojik kazılarda ortaya çıkan kemik ve taş aletler üzerinde kan ve doku gibi protein kalıntılarına rastladı. Zaman içinde bu tür buluntuların artışı, yerlerinden alınması ve analizi için yeni yöntemlerin geliştirilmesine yol açtı.
Loy’un araştırmalarına göre, arkeolojik taş ve kemik aletlerin kullanımları sırasında onlara yapışmış olan bitki, hayvan ve insan doku ve kan kalıntılarının içerdiği biyolojik açıdan faal protein ve enzimler binlerce yıl boyunca varlığını koruyabilmektedir.
Dünyanın çeşitli yörelerindeki, çeşitli tipteki, çeşitli toprak altı ortamlarına sahip ören yerlerinden gelme yüzlerce alet üzerinde yapılan analizlerde ,günümüzden önce binlerce yıl boyunca korunabilmiş kan ve daha başka organik madde kalıntıları saptanabilmiştir.
İşin en ilginç yanı ,geliştirilen yöntemler ve yapılan analizler sayesinde, bu tür kan ve diğer protein kalıntılarının insana mı, hayvana mı ait olduğu, hayvana aitse hangi türe ait olduğunun saptanabilmesidir.
Kullanım sırasında kanın alet yüzeyine bulaşmasıyla pıhtılaşma başlar. Pıhtılaşma yani kanın kuruması sırasında alyuvarların bir bölümü bozulmakla beraber bir bölümü yaşamını sürdürür. Her bir alyuvar yaklaşık olarak 280 milyon hemoglobin molekülü içerir ve su kaybı yüzünden alyuvarların şekli bozulduğu halde, geriye başka kan proteinleriyle karışık, nispeten büyük miktarda hemoglobin kalır. Topraklı, milli, killi bir ortam bazı bakteri ve mantarların protein kalıntıları ile alet yüzeyi arasındaki bağı kırmalarını engellediği için, bu bağlanma süreci daha da güçlenir.
Alet ilk önce düşük güçlü bir mikroskopta incelenir. Kan ve protein yaygısının , deneyimli bir gözden kaçmayacak özel bir görünümü vardır. Kanın gerçekten var olup olmadığını saptamak ve varsa yerinden oynatmak için, bu kan alıntısı, bu işe yarayışlı bir sıvıda eritilir ve plastik pipetör ucu ile kazınarak ve çalkalanarak alet yüzeyinden ayrılması sağlanır. Elde edilen örnek bundan sonra idrar analizinde kullanılan hemoglobine ve seruma duyarlı olan bir test şeridine uygulanır, hemoglobin, alyuvar ve serum albüminin varlığı kanıtlanır.
Tür saptanması için Thomas H. Loy değişik bazı yöntemleri kullanmıştır:
1. İsoelektrik Ayarlama Yöntemi
2. Hemoglobin Kristal Testi
3. Bağışıklık Testi

1)İsoelektrik Ayarlama Yöntemi(IEF): Çağdaş bir protein ayırma yöntemine dayanan bu yöntem, proteinleri, elektriksel olarak yüksüz ve bir elektrik alanda hareketsiz hale geldikleri pH noktasına göre ayırır. Moleküllerin “izoelektrik noktası(pI)” diye anılan bu hareketsizlik noktası her bir türe göre değiştiği için bir çeşit protein “parmak izi”elde edilmiş olur. Bu yöntem için son derece küçük örnek yeterlidir. Ayrıca, kristal testinin gerektirdiği tipte, direkt karşılaştırmada kullanılan rehbere gereksinme olmaksızın, bu yöntemle, tür düzeyi ötesinde de taksonomik hüviyet saptaması yapılabilir.

2)Hemoglobin Kristal Testi: Her bir tür, eşi olmayan, sırf kendine özgü bir kan molekülleri protein düzenine sahip olduğu için, kan hemoglobini kristallerinin belirleyici şekillerine bakılarak tür saptanabilir. Ucuz olan, iyi işleyen bu yöntem için yüksek güçlü mikroskoba, bazı kimyasal eriyiklere, uygulamada ustalığa, bilinen türlerin hemoglobin şekillerine ait bir rehbere ve zamana ihtiyaç vardır. Elde edilen sonuç tür saptaması düzeyindedir.

3)Bağışıklık Testi: Bu yöntem, antikorların tanınması ve onların bir korunma mekanizması olarak, yabancı proteinlerle bağlanması esasına dayanır. Loy, çeşitli hayvan türlerinde belli bazı insan proteini moleküllerine karşı antikorların üretilebildiği bir teknik geliştirmiştir. Bir görselleştirme yöntemiyle, örneğin, insan kanı olduğundan kuşkulanılan bir örnek, insana karşı geliştirilmiş olan bu antikorla karşı karşıya getirilir. Eğer bu aşamada moleküller arasında bir bağlanma meydana gelirse ,söz konusu örneğin hüviyeti kanıtlanmış olur. Bu test için de çok küçük örnek yeterlidir.
Gerek isoelektrik, gerekse bağışıklık testi yöntemleriyle, kristal testindeki elverişsizlikler olmaksızın, bol miktarda örneğin analizi kısa sürede yapılabilmektedir. Aynı zamanda süreci içinde 20’ye kadar örneğe bakılabilmektedir. Ancak bu iki yöntem çok ileri düzeyde labaratuvar olanakları gerektirdiklerinden daha az zahmetli ve daha basit bir yöntem araştırılmaktadır.

Tür saptama analizleri daha pek çok sorunları aydınlatır:
• Hayvanlara ve çoğu zaman ancak çok kuru ,donmuş ya da su emmiş ortamlarda korunabilen bitki kalıntılarına rastlanmadığı durumlarda,yörenin bitki ve hayvan alemiyle orada yaşayanların besin kaynakları hakkında bilgi sağlayabilir.
• Aletlerin işlevi ile ilgili bazı sorunların çözümüne yarayabilir.
• Buğday proteinlerinin IEF yöntemi analiziyle buğday türleri saptanabildiğinden,bu tekniklerden yararlanılarak ,buğday ,mısır gibi tahılların tarıma alınma süreci zaman ve mekan içinde incelenebilir.
• Sit arası karşılaştırmalarla bu türlerin zaman ve mekan içindeki durumu hakkında bilgi edinilebilir.

Biyokimyasal etkinliklerini korumuş olan biyomolekül kalıntılarına en yeni biyokimyasal yöntemler uygulanarak:
• Kullanılmakta olan immünokimyasal ve elektroforetik tekniklerle paleopidemiolojik incelemeler yapılabilir, belirli sayrılıkların zaman içindeki yeri saptanabilir.
• Hücre kalıntılarının ve henüz bioetkin halde olabilecek immüglobinlerin varlığı, immünolojik yöntemlerle hayvan türlerinin ve dolayısıyla türü tükenmiş olanların taksonomik ilişkilerini genetik düzeyde incelemeye olanak sağlayabilir.

Kütle spektrometresi yöntemi ile izotoplar üzerinde yapılacak araştırmalarla daha da ileri aşamalara varılabilir :
• Kütle spektrometresi delta180 ile memelilerin kan kalıntıları incelenerek bölgesel düzeyde paleoklimatolojik sonuçlara varılabilir.
• Kütle spektrometresi delta C ve N ile hayvan ve insan besinlerinin spesifik analizini yapabilecektir.

ARKEOLOJİK ESERLERDE ELEKTRON SPİN REZONANS (ESR) TARİHLENDİRME YÖNTEMİ

Arkeolojide kullanılan tarihlendirme yöntemlerini “radyoaktif olan” ve “radyoaktif olmayan” diye iki bölüme ayırabiliriz. Radyoaktif yöntemler kendi içinde iki ayrı bölümde incelenir. Bunlardan birincisi radyoaktif maddelerin miktarının zamanla azalmasına dayanan,Karbon-14 ve Potasyum / Argon gibi yöntemlerdir. İkincisi ise, radyoaktiviteden dolayı çıkan enerjinin madde içinde biriktirilmesine dayanır ki elektron spin rezonans bu tür bir yöntemdir. Uzun zamandır yaş tayininde kullanılan termolüminesans(TL) yöntemiyle aynı prensibi paylaşır.

Ancak ESR’ nin TL’ye bazı üstünlükleri vardır :
• Ölçüm sırasında ESR merkezleri bozulmadığı için ölçü istenilen sayıda örnekle tekrarlanabilir.
• Örnek hazırlama ve oda sıcaklığında ölçü alma işlemleri çok daha kolaydır.
• ESR yüzeysel olaylara karşı daha az duyarlı olduğu için kullanılan taneciklerinin belirli bir büyüklükte olma şartı yoktur.
• Tekstil vs. gibi organik maddelerin incelenmesinde de bu yöntem başarı ile uygulanmaktadır.

ESR Yöntemi: Radyoaktif elementler kararsız olup parçalanarak kimyasal olarak farklı özellikte elementlere dönüşürler. Bu oluşum sırasında, farklı adlarda (alfa, beta, gama), enerji taşıyan parçacık veya ışınım salarlar. Böylece radyoaktif elementler bir çok kayaç ve minerallerin kristal yapısında eser miktarda bulunur ve saldıkları enerji taşıyan parçacıklar yapıdaki elektronları bağlı bulundukları yerlerden koparırlar.
Normalde, elektronlar bağlı oldukları çekirdek etrafında dolanırken kendi eksenleri etrafında da dönerler ve zıt yönde spin hareketi yapan elektron çiftleri halinde bulunurlar. Bunlardan birinin yerinden koparılması halinde geride tek elektron kalır. Buna “çiftleşmemiş elektron” da diyebiliriz. Böyle bir elektronun spin hareketi bu elektrona manyetik özellik kazandırır ve bu elektron bir “mıknatısçık” olarak düşünülebilir. Bu özelliğe sahip maddelere “paramanyetik ” maddeler denir. Bir manyetik alana konmadığı takdirde madde içindeki bu mıknatısçıklar ya manyetik alan yönünde ya da buna zıt yönde yönlenirler. Böylece elektronlar manyetik alanla aynı yönde yönlenenler ve zıt yönde yönlenenler olarak ikiye ayrılırlar. İki grubun enerjileri farklı değerdedir ve aralarında belli bir fark vardır. Enerjisi bu farka eşit bir elektromanyetik dalga maddeye gönderilirse düşük enerjiye sahip olan elektronlar bu enerjiyi Alıp yüksek enerjili bir elektron grubuna dönüştürürler. Diğer bir deyişle, H manyetik alanının zıt yönünde yönlenirler. Bu olaya ESR olayı denir ve spektrometrede bu olay bir spektrumla kendini gösterir. Spektrumun büyüklüğünden madde içindeki çiftleşmemiş elektronların yönlerini değiştiren elektronların¬ mıknatısçıklarının sayısı hesaplanır.

ESR Yöntemi ile Tarihlendirme: Her maddenin Esr hassasiyeti farklıdır. Bunu kalibre etmek için incelenen madde yapay olarak bilinen dozlardaki ışınlarla ışınlanır. Verilen doza karşılık bu dozda ESR yapan elektronların sayısı işaretlendiğinde bu bir doğru verir. Bu doğrunun geriye uzatılması ile bulunan doz miktarı ise “arkeolojik doz”, R, olarak bilinir. Bu miktar arkeolojik maddede son ısıtıldığından bu yana oluşan elektron mıknatısçıklarının sayısıdır. Maddenin senelik alabileceği doz miktarı içine konan özel dozimetrelerle ölçülür ve maddenin yaşı ,

Yaş= Arkeolojik doz
Senelik doz

oranından hesaplanır. Bu yöntemin geçerlilik sınırı kullanılan örneğin cinsine bağlı olarak 10 yıl veya bundan daha azdır. Yaş hesabındaki toplam hata ise %15-20’dir.
ESR yöntemini arkeolojik maddelere ilk uygulayan Mc Morris(1969)’dir. Daha sonra ise yöntemin kalsit, tortul kayaçlar, deniz kabukları, kemikler, diş ve diş minesi, tekstil vs. gibi organik maddeler ,mermerler ve çakmak taşları gibi arkeolojik maddelere uygulamaları rapor edilmiştir.
ESR yöntemi ile tarihlendirme yapılabilmesi için çeşitli yardımcı analizlere ihtiyaç vardır. Örneğin, maddenin yıllık radyasyon dozunun saptanabilmesi için uranyum (U), toryum(Th), potasyum(K) gibi radyoaktif elementlerin miktarının tayini ve ESR spektrumunun çok karmaşık olduğu hallerde bulunan katkıların nötron aktivasyon analizi, atomik soğurma ve X ışını flüoresansı gibi tekniklerle saptanması gerekmektedir.
ESR yönteminin arkeolojiye uygulanması buluntuların tarihlendirilmesi ve gruplandırılması yönünden önem taşımaktadır. TL yöntemine göre üstünlüklerine ilaveten tekstil vs. gibi organik maddeleri inceleyebilir olması ESR yönteminin uygulanma alanlarını daha da genişletmektedir.

ARKEOLOJİK ESERLERDE ELEMENT BİLEŞİMİNDEN FAYDALANARAK KERAMİKLERİN GRUPLANDIRILMASI

Arkeolojik keramik eserlerin kimyasal analizi ilk defa Boston Müzesi’nden Edward Robinson’un isteği üzerine T.W.Richards tarafından Harward Üniversitesi’nde gerçekleştirilmiştir. Yunan keramikleri üzerinde yaplıan analiz sonuçları 1985’te “American Chemical Journal” de “The Competion of Athenian Pottery” başlığı altında yayımlanmıştır. Bugün olduğu gibi o gün de amaç keramik parçaların yapımında bölgesel kil yatakları kullanılıp kullanılmadığını anlamaktı. Bugün kimyasal analizden giderek keramiklerin gruplandırılması yaygındır.
Böyle bir yöntemi uygulamadan önce bazı soruların cevaplarını bulmak gerekir :
• Keramik kilden yapıldığına göre bir kil yatağı kimyasal bakımdan homojen bir yapı gösteriyor mu?
• Bir kil yatağını tanımlamak için hangi elementler kullanılmalıdır?
• Bu elementlerin miktarlarının keramik yapıldıktan sonra bir değişime uğraması mümkün mü?
• Keramik yapımında kullanılan katkı maddeleri sonuçları nasıl etkileyebilir?

Çok değişik yerlerden alınan kil örneklerin analizleri bir kil yatağının eser element bileşimine bakarak tanımlanabileceğini göstermiştir. Keramik parçaların gömüldüğü sürece miktarları bir değişime uğrayabilecek elementler kalsiyum, sodyum, potasyum gibi elementlerdir. Bunlar analiz dışı bırakılarak buradan gelecek hata önlenmiş olur.
Bu tip bir çalışmada amaç kimyasal bileşiminden giderek keramiklerin gruplandırılması olduğuna göre, önce uygun bir kimyasal analiz yönteminin seçilmesi gerekir. Çeşitli yöntemler arasında en uygun yöntem Nötron aktivasyon Analizi yöntemidir. Bu yöntemle çok az miktara inilebilmekte, çok sayıdaki element aynı anda tayin edilebilmekte ve örnekler üzerinde kimyasal bir işlem yapmak gerekli olmamaktadır.

Yöntemin esası şöyle özetlenebilir :
Elementlerin büyük bir kısmı reaktöre konup nötronlarla ışınlandıklarında radyoaktif hale dönüşürler. Bu dönüşüme elementin çekirdeğinin bir nötron yakalamasıyla olur. Her elementin meydana gelen radyoaktif izotopu belli bir enerjide (bazen birkaç enerjide) gama ışını yayınlayarak parçalanmaya uğrar. Gama ışını spektrometresi dediğimiz bir ölçü sistemiyle her bir gama enerjisinin şiddeti ölçülür.
Bu tür çalışmalarda bir de bileşimi tam olarak bilinen bir standart örneğe gerek vardır. Keramik analizinde standart olarak bilinen kil örnekler kullanılır. Analiz yapılacak örneklerden ve standarttan hassas olarak tartılmış miktarlar (100-200 mg) kuvars tüplere konarak reaktörde aynı şartlarda ışınlanır. Daha sonra bütün örneklerin gama ışınları ölçülür. Yapılacak basit bir karşılaştırma sonunda örnekteki element miktarları hesaplanır.
Radyoaktif izotoplar yayınladıkları ışınların yanı sıra yarı ömür dediğimiz bir özellikle de tanımlanırlar. Yarı ömür bir radyoaktif izotopun miktarının yarıya inmesi için geçen süredir. Bu süre değişik radyoaktif izotoplar için saniye ,gün, ay veya yıl olabilir. Reaktördeki ışınlamanın bitiminden gama enerjisinin ölçümüne kadar geçen zamana bağlı olarak çok kısa yarı ömürlü bazı izotopların tayin edilmesi mümkün olmamaktadır.
Rubidyum(Rb), sezyum(Cs), baryum(Ba), uranyum(U), toryum(Th), lantanyum(La), lutetiyum(Lu), skandiyum(Sc), hafniyum(Hf), europyum(Eu), seryum(Ce), tantal(Ta), krom(Cr) ve demir(Fe) gibi elementler her zaman keramiklerin gruplandırılmasında kullanılmamaktadır, Rb, Ba ve Cr gibi bazılarının miktarı aynı bir kil yatağı için değişmekte ,diğer bazı elementlerin miktarları da bazı örneklerde ölçülemeyecek kadar küçük olmaktadır.
Demir dışında, tayin edilen elementler çok az miktarda olduğu için dışarıdan bir bulaşmanın olmamasına özen gösterilmesi gerekir. Bu nedenle keramik parçaların dış yüzeyleri özel bir matkapla temizlendikten sonra analiz için örnek alınmalıdır.
Kimyasal analizden sonra yapılacak iş, örneklerin eser element bileşimi bakımından benzer olanlarını gruplar halinde ayırmaktır. Böyle bir işlemin elle yapılması imkansız olduğundan gruplandırma istatistik yöntemler kullanılarak bilgisayarda yapılmaktadır.

ARKEOLOJİK ESERLERDE TERMOLUMİNESANS YÖNTEMİ İLE ARKEOLOJİK YAŞ TAYİNİ

Keramik ,pişmiş tuğla,yanmış çakmak taşı ve obsidiyen ,volkanik kül,meteor ,cüruf, sarkıt ve dikit gibi kalsit oluşumları ve benzeri organik obje ve malzemelerin içerisinde “arkeolojik zaman ölçer” mekanizmalar vardır.

Termolüminesans: Bazı maddeler ısıtıldıkları zaman ışıma yaparlar. Bu fiziksel olaya “ısıtma ile ışıma” anlamına gelen termolüminesans (TL) denir. Maddelerin içlerinde ve çevrelerinde eser miktarda uranyum (U), toryum (Th) ve potasyum(K) gibi radyoaktif elementler vardır. Bunlardan çıkan radyasyonlar alfa,beta parçacıkları ile gama ışınları maddenin atomları ile etkileşerek enerjilerini yitirirler. Bu enerjinin bir kısmı madde içinde birikir ve maddenin 300-500 C’ ye kadar ısıtılması durumunda ışık olarak çıkar. Çıkan ışık miktarı maddenin biriktirdiği radyasyon enerjisi miktarına bağlıdır. Ne kadar çok enerji birikirse o kadar çok ışık açığa çıkar. Hiç enerji birikmemiş ise, veya biriken enerji herhangi bir nedenle, örneğin ısınma ile, boşalmış ise, doğal olarak hiç ışık görülmeyecek yani hiç TL olmayacaktır. Demek oluyor ki TL, maddenin etkileştiği toplam radyasyon miktarı sonucunda biriken enerjinin birikmesi için geçen sürenin dolaylı bir ölçüsüdür. Yöntemin temel problemi de bu sürenin bulunmasıdır.
Madde enerji birikimi şu şekilde olmaktadır: Maddenin atomları ile etkileşen radyasyonlar atomlara bağlı olarak elektronların bazılarını koparır ve enerji kazandırırlar. Bu elektronların bir kısmı kazandığı enerjiyi anında geri vererek eski yerlerine veya benzer yerlere dönerler. Bir kısmı ise maddenin kristal yapısında çeşitli nedenlerle oluşan ve “tuzak” denilen yerlere bağlanırlar ve böylece eski yerlerine dönen elektronların tersine radyasyondan aldıkları enerjiyi geri vermeyip bu tuzaklarda biriktirmiş olurlar.
Biriken enerjinin saklanabilme süresi, yani elektronların tuzaklarda kalma süreleri çevre şartlarına, tuzak özelliklerine bağlıdır. Doğal olarak bizi ilgilendiren uzun ömürlü tuzaklardır. Çünkü, ancak bu tuzaklar baştan itibaren yakaladıkları tüm elektronları korurlar ve böylece radyasyonla sağlanan enerji tam olarak birikmiş olur.

Tarihlemede örneklerin taşıması gereken özellikler:
• Örneklerin çevresinde ve içinde eser miktarda bulunan radyoaktif elementlerden çıkan radyasyon şiddeti (birim zamandaki miktarı) objenin tarihi boyunca sabit kalmalıdır.
• Tarihleme enerji birikiminin başlangıç tarihini verir. Bu nedenle,tarihlenecek maddenin geçmişinde enerji birikiminin başladığı anın bir arkeolojik önemi olmalıdır ki yapılan iş bir anlam taşısın . Örneğin ,çanak-çömlek yapımında pişirilme sıcaklığı 400 C’ den yüksek olduğu için pişirilme anında hamurun kilinde ve kildeki minerallerden önceden birikmiş enerji varsa pişirme sırasındaki ısınmadan dolayı bu kaybolur ve böylece TL saati sıfırlanmış olur. Çömlek yüksek sıcaklığa kadar bir daha hiç ısınmaz ise TL tarihlemesi çömleğin yapım tarihini verecektir.
• Tarihlenecek olayın meydana geldiği andan bu yana biriken enerjiden herhangi bir kayıp veya kaçak olmamalı;tümü korunmuş olmalıdır.
• Yaş tayini yapılacak malzemeyi bir radyasyon enerjisi deposu olarak düşünürsek, bu deponun çok büyük olması ve enerji birikimi bakımından henüz dolmamış olması gereklidir.
• Maddeden çıkan TL ile maddenin aldığı radyasyon miktarı arasındaki bağıntının bulunabilmesi gerekir. Yani birim radyasyon miktarı başına ne kadar TL elde edildiği ve radyasyon miktarı değiştikçe TL miktarının ne şekilde değiştiği matematiksel bir bağıntı ile hesaplanabilmelidir.

Yaş tayini yapılacak bir maddenin bu özellikleri taşıması gerekir. Bu nedenle, öncelikle örneklerin bu koşulları sağlayıp sağlamadıkları araştırılır,sağlayanlarla ilgili çalışmalara devam edilir. Deneysel olarak, toplanan enerji maddenin ısıtılması ile ışık olarak ortaya çıkar. TL cihazında sıcaklığa karşı ışık şiddetini gösteren, “ışıma eğrisi” dediğimiz grafik şeklindedir. Buna doğal ışıma eğrisi, verdiği ışımaya da doğal TL denir.
Birim zamanda örneklerin aldığı radyasyon dozunu belirlemek için çeşitli yöntemler vardır. Nötron aktivasyon analizi,gama spektrometreleri ve dozimetrelerle yıllık dozun saptanması bu yöntemlerden bazılarıdır. Bütün bu çalışmalar tamamlandıktan ,yani doğal TL, ve yıllık doz hesaplandıktan sonra maddenin yaşı şöyle ifade edilir:

Yaş(yıl)= Doğal TL .
Birim doza karşı TL*Yıllık doz

Termolüminesans yöntemiyle arkeolojik yaş tayini yapılabileceği ilk kez 1953’te öne sürülmüş, daha sonra olumlu sonuçlar alınmaya başlanmış ve yöntem 1965 yılından başlayarak yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Termolüminesans, jeolojik kaynaklı lavalara, volkanik tüf ve camlara, çakmaktaşına, doğal kalsitlere, obsidiyen kaynak analizine uygulanabilir.

ARKEOLOJİDE FOSİL KEMİKLERDE TARİHLEME YÖNTEMLERİ

Paleontoloji ve Paleoantropoloji alanlarında fosil kemikler üzerinde yapılan tarihlemelerde iki yöntem kabul edilmiştir; bunlar:
1) Kronometrik tarihleme
2) Relativ tarihleme
Kronometrik tarihleme, bir örneğin yaşını ya da örneğim bulunduğu kaynağın yaşını nümerik ve kronolojik olarak verir.
Relativ tarihleme ise,bir materyali öteki materyale göre, ya da bir referans noktasına göre yerleştirmektir. Bu yöntem, bir şeyin ötekine göre eski ya da yeni olduğunu saptar. Karşılaştırılan materyaller arasındaki toplam zaman ve aralık bilinmesine rağmen, kronolojik bir sıralamayı mümkün kılar.
Relativ tarihleme metotları bir sıra ortaya koyarken, kronometrik tarihleme, yaşı yıl birimi olarak saptar ve böylece en iyi evrimsel çerçeveyi sağlar.
Bir kazı alanında; osteolojik (kemik ve diş) malzemenin, arkeolojik deliller ile eşzamanlı olup olmadığı, stratigrafik olarak düşey konumlarının ortaya konmasına bağlıdır. Kural olarak ,karışmamış bir kazı yerinde ,en alttaki materyal, daha üsttekine göre eski olmalıdır. Katmanları olmayan bir kazı yerinde ise, tipoloji ile relativ tarihlemeye gidilir. Bu yöntem, zaman içerisinde, işlenmiş arkeolojik materyalin kültür değişimlerini yansıtır. Yani stil farklılığı esasına dayanır. Bu metoda göre, farklı zaman lara ait materyali, kronolojik sıraya koymak mümkündür. Arkeolojik verilere uygulanan tipoloji ile birlikte bulunmuş olan fosil kemiklerin eşzaman ilişkilerine bir çözüm getirilmektedir.
Osteolojik materyal, tarihleme yapılabilecek herhangi bir arkeolojik bulgu ile birlikte bulunmadığı zaman (örneğin ,yüzeyde bulunduğunda), tarihleme ancak, materyalin morfolojisine ve durumuna bakılarak yapılabilir;ama bu morfolojik tarihlemeyi daha önceden çok iyi bilinen bir fosil serisi ve bu örneğin iyi belgelenmiş bir filojenisi varsa yapmak uygundur. Her iki tarihleme metodu iyi belgelenmiş tarih ister; bu durumda ,osteolojik kalıntılar, ilgili olduğu arkeolojik buluntulara göre ilişkilendirilirler.
Bir labaratuvarda fosil kemiklerin relativ tarihlenmesinde değişik yöntemler kullanılmaktadır; bunlar flüorin, nitrojen, uranyum tarihlemesi ve total organik madde miktarının hesaplanmasıdır.
Flüorin, nitrojen ve uranyum tarihlemesi, özellikle tahrip edilmiş kazı yerlerinde ele geçen fosil kemiklerde uygulanmaktadır. Bir kemiğin relativ yaşı; aynı kazıda alınan ya da aynı lokalitede bulunmuş başka bir kemiğin ,karşılaştırılabilir koşullarda saklanmış olmaları şartıyla, kimyasal yapılarının karşılaştırılması ile saptanabilir. Toprakta gömülü olan kemiklerin yapısındaki kimyasal değişim farklı hızlarda olmaktadır. Kemiğin organik maddesindeki yağ, hızla yok olurken, protein çok yavaş bir hızla ortadan kalkar. Bunun miktarını ölçmek, relativ bir yaş elde etmek demektir.
Flüorin tarihlemesinde ,yer altı sularının fosil kemikleri etkilemesinin ölçümü yapılmaktadır. Yer altı sularında bulunan flüorin, kemiklerdeki kalsiyum ile birleşerek flüorapatite oluşturur. Bu maddenin, değişik kemiklerde ölçülmesi, eşzamanlı olan kemiklerin aynı olup olmadıklarını gösterir.
Nitrojen tarihlemesi, C-14 tarihlemesi yapmak için fosil kemikte yeterli miktarda protein eksilmesinin olup olmadığının saptanması için başvurulan bir yöntemdir. Nitrojen tarihlemesi sonuçları açısından flüorin testleri ile birlikte yapılır; çünkü kemikte az flüorin birikmişse, çok nitrojen bulunacaktır.
Uranyum tarihlemesi ise, gömülü kemiklerde absorbe edilmiş olan uranyumun ölçülmesi esasına dayanır. Uranyum radyoaktif olduğu için ölçülebilir ;şöyleki ,kemik ne kadar zaman gömülü kalmış ise ,o kadar çok uranyum absorbe edecektir. Bilindiği gibi radyoaktivite bir yerden ötekine değişir ama, artan kronolojik yaş ile, uranyum miktarının da çoğaldığı saptanmıştır. Uranyum tarihlemesi, fosil kemiklerin, içinde bulunduğu depozitin yaşından daha yeni ya da eski olduğunun belirlenmesini sağlar.
Her üç tarihleme yönteminin en önemli eksikliği, çapraz tarihlemeye imkan vermemektir.
Total organik madde miktarının hesaplanmasında; kemiklerdeki organik madde oranının değişim hızı ve miktarı ölçülür. Bunun için kullanılan teknik, klasik mikrojkedahl metodudur. Üç aşamalı olan bu teknikte, dolaylı olarak hesaplanan protein miktarının, kemikteki değişim hızına bakılarak, eskiliği hakkında bilgi toplanabilir. Sonuç olarak kemiklerin içerdikleri organik maddelerin, çok yavaş değişen bir hız içinde oldukları ve protein tarihleme metodunda yer alabilecekleri gösterilmiştir.
Fosil kemiklerin tarihlendirilmesinde kullanılan kronometrik metotlar arasında en yaygın olanlar; Radyo-karbon, amino asit resamizasyonu,K/Ar(Potasyum-Argon), fizyon izleri ve paleomagnetizm’dir.
Radyo-karbon ve amino asit resamizasyonu fosil kemiklere doğrudan uygulanmakta; ötekiler ise, fosilin içinde bulundukları depozitin yaşını vererek, fosil kemiğin tarihlenmesi yapılmaktadır.

Amino Asit Resamizasyonu: C-14 gibi fosil kemiklere doğrudan uygulanan bir tarihleme metodudur. Paeloantropolojide, hominidlerin erken evrim aşamalarında kullanılabilmektedir. Bu yöntemin prensibi; optik etkinliği olan maddelerin optik etkinliği olmayan maddelere dönüşmesidir ve teknik olarak, resamizasyon süreci, optik aktif maddenin, inaktif madde haline dönüşmesine bağlıdır.
Tüm yaşayan canlıların proteinlerinde (L) amino asitler resamizasyon denilen değişime uğrar ve proteinsiz (D) amino asit haline dönüşürler. (L) ile (D) arasındaki oran zamanla artar. İşte fosil kemiklerde,bu artışın hesaplanması bize yıl olarak bir kronolojik ölçü vermektedir.
Bu metotla yaklaşık 100000 yıl eskiye yaşlandırma yapmak mümkün olmakla birlikte; fosil kemiklerdeki amino asitler, ısı, iklim değişmeleri, toprağın pH oranı gibi faktörlerden etkilendiği için araştırıcılar tarafından, ihtiyatla kullanılması gerektiği önerilmektedir.

Radyo-karbon Tarihleme Yöntemi: 50000-70000 yıl eskiye giderek yaşlandırma vermektedir. Tüm organik maddeler,teorik olarak C-14 yöntemine karşı hassastır. Bu test yanmamış ya da yanmış fosil kemiklere uygulanmaktadır. 20-100 mg yanmamış kemik yeterli olur;yanmamış kemikler çokça karbon içerir. Bu karbon kemikten çekilerek tarihlendirme yapılır.
Atmosferdeki kozmik radyasyon az miktarda radyo-karbon izotopu üretir. CO olarak emilen karbon ,belirli miktarda C-14 izotopu içerir. C-14 tüm bitki ve hayvanların hücre yapılarında mevcuttur. Bitkiler C-14’ü atmosfer ile oksijen alışverişinden sağlarlar; hayvanlar ise bitki ya da bitki yiyen diğer hayvanları yiyerek bu düzeyi devam ettirirler.
Su da, atmosfer ile hidrosfer arasında hareket eden CO’ yi emdiğinden, toprakta karbonatların inorganik çökelmeleri ,bir ölçüde C-12 ve C-14 içermektedir. Organizmalar sürekli olarak C-14 kaybederler ama yine de sürekli olarak bunu yenilerler ve bu oran hayat boyu dengede kalır. Canlının ölümünden sonra C-14 alışverişi durduğundan, organizmada bulunan mevcut C-14 radyoaktif olarak çözülmeye başlar. Bu çözülme bilinen bir hızla ilerlediği için ,C-14 miktarının ölçülmesiyle ,organizmanın canlı oluşundan bu yana geçen zaman radyo-karbon yılı hesaplanmaktadır. C-14 yarı yılı 5.730 ya da 5.568 olarak kabul edilmiştir. C-14 tarihleme metodu ,ölçümü yapılan materyalin hangi zaman dilimine ait olduğunu gösterir.

K/Ar (potasyum/argon) Testleri: Fosil kemiklerin içinde bulunduğu ortamın tarihlendirilmesi için yapılan bir işlemdir.
Volkanik orijinal kayaların tarihlendirilmesinde temel prensip ,C-14 metodunda olduğu gibi yarı yılın hesaplanmasıyla yaş elde edilmesidir. K/Ar yarı yaşı + 1.330 milyon yıldır ve 500000 yıldan eskiye yaş verebilmektedir.

Fizyon İzleri Tarihlemesi: Kristal ya da camın bünyesinde yaşamı süresince uranyum238’in bırakmış olduğu izlerin nümerik olarak sayılması esasına dayanır. Verilecek olan yaş,bu izlerin bu izlerin yoğunluğuna; bu yoğunluk ise nötron irradyasyonuna ve uranyum-235’e bağlıdır.
Fazla ısının izleri yok ettiği bilinmekte ,ve ısı yanılgıya neden olmaktadır. Obsidiyen akıntılarının tarihlenmesinde kullanılan bu yöntem sayesinde; arkeologlarca önemli olan, obsidiyenin insanlar tarafından kullanılması konusunda da ipucu elde edilebilmektedir.

Paleomagnetizm: Ana prensip;yerin manyetik alanının yön ve yoğunluk açısından sürekli olarak değişmesi ve bu değişimlerin ,doğal kayıtlar bırakmasıdır. Böyle değişimler, ani olarak 5000 yılda bir görülmektedir. Yerkürenin manyetik çekim dönemleri için, reversal kronoloji bilinmektedir. Örneğin 4 milyon yıl eskiye doğru, bu değişimleri saptamak mümkün olmuştur ve geç Senezoik zaman diliminde, çekimi düzensiz fakat sık olduğu bilinmektedir. Bu dönem süresince, paleomanyetik değişime uğramamış 600000 yıldan daha geniş bir zaman diliminin olmadığı gösterilmiştir.

Özet olarak; fosil kemiklerde uygulanan kronometrik tarihleme yöntemlerinden ,C-14 ve amino asit resamizasyonu, insan evriminin son aşamalarında; K/Ar, fizyon izleri ve paleomagnetizm tarihleme yöntemleri ise, kronolojik olarak orta pleistosen dönemden daha eski evrim aşamalarında başarılı olmaktadır. Relativ ve kronometrik tarihleme yöntemleri, ayrı ayrı durumlarda kullanılmaları gerekli olduğundan, fosil kemikler açısından her ikisi de başvurulabilecek yöntemlerdir.

ARKEOLOJİK ESERLERDE RADYOKARBON YÖNTEMİ ve ORANTILI KARBONDİOKSİT GAZ SAYIMI İLE TARİHLENDİRME YÖNTEMİ

Radyo-karbon ya da diğer adıyla C-14 ,C, 5730 yıllık yarı ömrüyle doğada var olan uzun ömürlü en yaygın radyoizotoptur. Radyo-karbon atmosferin üst tabakalarında azot, N, atomlarının kozmik ışınların yarattığı nötronlarla etkileşmesi sonucu oluşmaktadır.
N(n,p) C veya N +n C + p
Böylece oluşan radyo-karbon kısa sürede oksijenle birleşip karbondioksit,CO, gazına dönüşür ve tüm atmosfere dağılır. Buradan da bitki ve hayvanlardan oluşan canlılar evrenine, okyanuslara geçerek öteki karbon izotopları C ve C ile birlikte tüm organik maddelerin yapısında var olmaya başlar. Her yıl yaklaşık 75 kg radyo-karbon oluştuğu hesaplanmaktadır. Bozunma sonucu tüm organik maddeler belirli bir radyo-karbon aktivitesine sahip olur. Bu aktivite canlı çevresi ile karbon alışverişinde bulunduğu sürece ,yani yaşadığı sürece sabittir ve 1 gr karbon için yaklaşık 14 bozunma/dakika kadardır. Ne zaman canlı ölürse (ki o zaman çevresiyle karbon alışverişi kesilir.) o zaman sahip olduğu radyoaktiflik 5730 yılda yarılanacak şekilde azalmaya başlar.
Tarihlenmesi istenen örnekte halen varolan özgül radyo-karbon aktivitesinin ölçülmesi için radyoaktivite sayımı yönteminin kullanılabilir. Önce kazı yerinden bulunup getirilen örnekler fiziksel ve kimyasal işlemlerle temizlenir, daha sonra örnek oksijenle yakılarak karbondioksit, CO, elde edilir. İşte bu işlem basamağından sonra uygulamalar değişmeye başlar. Bazı sistemlerde elde edilen CO daha sonra asetilen,C H ,gazına dönüştürülür ve sayım gazı olarak sayaçlara doldurulur, bazı sistemlerde elde edilen CO benzene, CH, dönüştürülüp sıvı sintilasyon yöntemi ile aktivite sayımı yapılır. Bazı sistemlerde ise elde edilen CO gazı iyice saflaştırıldıktan sonra orantılı gaz sayacına doldurulup sayım gazı olarak kullanılır.
Kazı yerlerinden usulüne uygun toplanan örnekler labaratuvarda ön işlemden geçirildikten sonra oksijen ile quartz tüp içinde kontrollü olarak yakılır ve CO elde edilir. Saflaştırılan CO daha sonra yaklaşık üç haftalık beklemeye alınıp CO ile birlikte var olabilecek ve yarı ömrü yaklaşık 4 gün olan radyoaktif radonun yok olması sağlanır. Daha sonra örnek tekrar saflaştırılıp orantılı gaz sayacına belirli bir basınçta doldurulur ve sayacın plato eğrisi çizilip sayım voltajı hesaplandıktan sonra sayım işlemine geçilir. Sayım belli aralıklarla tekrarlanarak yaklaşık 48 saat sürdürülür. Aynı işlemler özgül aktifliğin yaşadığı sürece sahip oldukları aktifliğin bulunması amacıyla kullanılan NBS Oksalit Asit örneği ve sayım sisteminin taban sayımı için kullanılan antrasit örneği için de uygulanır. Kazı yerinde tekrar kullanmadan ötürü daha eski yaş verebilecek örnekler olabilir. Veya örneğe karışabilecek bitki kökü gibi organik maddeler örneğin yaşının olduğundan daha yeni olmasına neden olabilir. Bunlar ve bunun gibi tek yönlü belirsizlikler doğurabilecek etkileri ancak çok sayıda ve aynı zamanla tarihlenebilecek örneklerle gösterebiliriz.
Özetle; Arkeometride kullanılan yöntemlerden faydalanarak yapılan yaş tahminleri arkeolojik kazıların devamı,sağlıklı ilerlemesi için büyük önem taşımaktadır. Günümüzün gelişen teknolojisiyle beraber arkeometrik araştırma yöntemleri de gelişmektedir. Böylece özellikle Anadolu’nun çeşitli dönemlerdeki kültür tarihini, sosyal düzenini, politik,ticari ilişkilerini incelemeye olanak veren arkeolojik buluntuların, geleneksel değerlendirmelerin yanı sıra ,fen ve doğa bilimlerinin yardımıyla da değerlendirilmesiyle araştırmalar değişik bakış açıları kazanmaktadır.

Yorum yazın