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Scienze Naturali e Archeologia Discussioni sui collegamenti tra le principali scienze naturali (geologia, fisica, chimica e geografia fra tutte) connesse allo studio dell'antichità. Per quanto riguarda l'antropologia si rimanda alla sezione storica, pur rientrando in parte - antropologia fisica - in questo ambito.

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Vecchio 29-May-2007
Ela Ela Non in Linea
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Predefinito metodi di datazione

volevo alcune puntualizzazioni riguardo ad alcuni metodi di datazione assoluta:
-metodo della termoluminescenza:come mai un oggetto riscaldato emette luce?
-metodo delle tracce di fissione dell uranio 238: come mai poi si misurano quelle dell uranio 235?
-metodo dell archeomagnetismo
grazie mille a chiunque risponda.
elisa
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Vecchio 29-May-2007
L'avatar di  micioto
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Predefinito ecco le prime info

allora per adesso rispondo solo sommariamente al primo punto... per gli altri domani spero di darti tutti gli approfondimenti del caso... anzi forse oggi stesso..
la tecnica di termoluminescenza si basa sull'emissione di fotoni da parte del campione trammite il riscaldamento..
questi con il passare del tempo vengono bloccati da dei livelli trappola dei livelli energetici intrinsechi alla struttura dell'atomo...
vabbè evitando la teoria pura... fornendo energia a questi fotoni intrappolati essi si eccitano ed escono dalle trappole fornendo la "luce". in base al gap che devono superare bisogna fornire più o meno calore. considera che la datazione che ottieni sarà sempre e comunque riferita all'ultimo momento di cottura...
l'emissione di luce è data comunque dalla liberazione dei fotoni...
se vuoi info più tecniche chiedi... ti dico come trovarle e se posso te le spiego...
per quano riguarda l'uranio 238, viene misurato l'elemento che decate...
come con il carbonio 14 se non sbaglio si analizzano poi i c12 per i risultati..
appena riesco a trovare appunt ti confermo
per larcheomagnetismo posso dirti che il metodo si basa sulla variazione dell'intensità e della direzione del campo magnetico terrestre, e sulla proprietà dell' argillacotta di registrare la situazione durante la cottura, in quanto rimane fissata nella disposizione delle particelle di ferroi in essa contenute, immobilizzate dal riscaldamento a temperature di circa 650-700°.fammi sapere cosa vuoi sapere di preciso in questo campo..
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Vecchio 29-May-2007
L'avatar di  ShemsuHor
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Predefinito

Termoluminescenza.

Il metodo si basa sugli elettroni intrappolati all'interno del materiale che si vuole datare. In generale gli atomi sono disposti secondo un ordine preciso (reticolo cristallino) e sono esposti alla radiazione cosmica che colpisce la terra. Questa radiazione fa spostare gli atomi dalla loro posizione nel reticolo verso dei "punti di difetto". Siccome la quantità di radiazione è costante, gli elettroni si accumulano nei punti di difetto a velocità costante, un certo numero ogni anno. La dose annuale di radiazione è stimata a priori secondo parametri precisi, la dose totale è misurata. In questo modo si calcola l'età del campione che ha assorbito la radiazione, di solito rocce o anche la ceramica.

ETA' =

Dose totale di radiazione (si misura con il metodo della TL)
-------------------------------------------------------------------------
Dose annuale di radiazione (si stima con la radiattività del suolo)

Per misurare la dose totale si usano vari metodi tra cui la termoluminescenza. Si riscalda in laboratorio il campione a 500°C o più, in modo che gli elettroni nei punti di difetto si spostino e liberino energia (cioè l'energia totale che c'è voluta per spostarli) sotto forma di luce. La luminescenza misurata fornisce il valore della dose totale di radiazioni.

Il metodo è utile per datare la ceramica e i materiali inorganici e litici che hanno subito riscaldamento (selci combuste ad esempio). Si possono datare solo materiali che hanno età superiore a 50.000 anni e i risultati ottenuti sono meno precisi di quelli del C14.
Altro uso che se ne può fare è quello sui depositi di carbonato di calcio nelle grotte. La radiazione inizia ad accumularsi appena il carbonato in soluzione cristallizza.


Tracce di fissione
(non sono sicurissimo su questo, se ho sbagliato qualcuno mi corregga)
Si basa sul fatto che l'uranio in certe situazioni si divide in due parti, cioè fa una fissione. Le due parti che si originano si allontanano velocemente e lasciano tracce nel materiale. Le tracce di fissione sono materialmente visibili e si contano usando un microscopio ottico.
Per determinare la data bisogna conoscere la quantità del 238U e per fare questo si usa l'altro isotopo, cioè 235U. Sapendo che il rapporto tra 235U e 238U è costante si trova la quantità di 238U producendo artificilamente la fissione di 235U. In questo modo si calcola prima la quantità di 235U e di conseguenza quella di 238U.
Quindi, sapendo che c'era una quantità X di 238U e sapendo che produce Y tracce l'anno, il numero di tracce totali fornisce l'età del campione.
Nel senso che maggiore è la quantità di 238U originaria, maggiore sarà il numero di tracce di fissione in un anno e l'età del campione dipende da questo.

Il metodo è utilizzato in campioni geologici (minerali e rocce) con età maggiore di 300 mila anni, ma anche su vetri vulcanici e ossidiana. Per date più recenti il metodo è più dispendioso e meno preciso però applicabile ugualmente (minerali presenti nella ceramica - smalti vitrei).
Bisogna tenere presente che il decadimento radiattivo e l'accumulo di tracce di fissione inizia al raffreddamento e se si riscalda ancora il materiale, il processo comincia da capo. Questo è il motivo per cui si usa per datare la ceramica, cioè si trova la data in cui è stata cotta.


Archeomagnetismo

Misura il magnetismo nelle rocce vulcaniche in particolare. Quando la lava si raffredda le particelle al suo interno prendono la direzione del campo magnetico di quel momento.
Siccome il campo magnetico varia, sia in intensità che in direzione, controllando questi parametri si può ottenere una datazione dello strato. Di solito è usato nei siti dell'Africa orientale dove è intensa l'attività vulcanica e serve da termine ante quem o post quem per le datazioni di strati dove si trovano resti di ominidi.
Si può applicare anche all'argilla, le cui particelle ferrose si orientano secondo il campo magnetico se riscaldate a 650-700 °C; ovviamente solo per strutture fisse come i forni. Per la ceramica invece l'orientamento non può essere misurato ma solo l'intensità. Non è un metodo molto preciso e per usarlo è necessario disporre di grafici sulla variazione del campo magnetico in scala regionale.



Fonte: Renfrew-Bahn, Archeologia - teoria metodi pratica, Zanichelli

Spero sia chiaro, altrimenti fammi sapere, non è proprio semplice neanche per me...
Ciao
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- Dì la Maat, pratica la Maat, perchè essa è grande, essa è efficace, essa dura e la sua potenza è comprovata. Essa sola conduce allo stato di Immortale. -
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Vecchio 30-May-2007
Ela Ela Non in Linea
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Vi ringrazio per le risposte e le informazioni che mi avete dato:o
eh si...questi argomenti nn mi riescono facilissimi da capire, forse anche perchè nn ho tante basi di fisica, ma sto cercando di colmarle con dei buoni libri.
la termoluminescenza adesso mi appare più chiara.
Per le tracce di fissione dell uranio non ho capito perchè bisogna indurre una fissione artificiale dell uranio 235 per misurare il 238.
se posso sapere la quantità del 238 solo conoscendo il 235 perchè è quello in cui decade perchè devo fare la fissione indotta?
..scusate se nn ci capisco, ma mi risulta complicato...:-|
grazie elisa
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Vecchio 30-May-2007
L'avatar di  ShemsuHor
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Ciao, mi pare che il motivo sia questo:
è importante conoscere la quantità di 238U iniziale per stabilire il numero di tracce di fissione che si determinano ogni anno e da qui risalire all'età.
Purtroppo quando 238U produce la fissione (cioè all'epoca di formazione della roccia) si divide in due componenti e quando noi prendiamo in esame il reperto non possiamo calcolarne la quantità iniziale.
Abbiamo invece ancora nel campione il 235U e inoltre sappiamo che 238U e 235U sono presenti secondo una certa proporzione.

Faccio un esempio con numeri a caso...
All'epoca di formazione abbiamo 1/4 di 235U e 3/4 di 238U (questo è un rapporto conosciuto) allora, se troviamo che il campione contiene 100g di 235U, l'uranio 238 sarà il triplo cioè 300g.
Metti che 300g di 238U producono 50 tracce di fissione in un anno, allora se ne abbiamo 50.000 in totale, l'età sarà 50.000 / 50 = 1000 anni
Se invece avessimo 100g di 238U esso produrrebbe mettiamo 20 tracce di fissione ogni anno. Avendo sempre 50.000 tracce totali, l'età sarà 50.000/20 = 2500 anni.
Quindi la quantità di 238U è molto importante per la datazione.

Spero di non aver detto cavolate... :-k

Ciao :smile:
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Vecchio 01-June-2007
AI senatus
 
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Mi permetto di correggere Shemsu sul metodo di datazione radiometrica dell'Uranio.
L'Uranio (numero atomico 92, cioè 92 protoni all'interno del nucleo) si trova in natura sotto forma di tre diversi isotopi, l'Uranio 238 (238U, andrebbe scritto, con il 238 ad apice, ma di seguito userò la più comoda forma U-238 ), l'U-235 e l'U-234; la maggior parte dell'Uranio è il nuclide U-238, e solo lo 0.7% è rappresentato dall'U-235, mentre l'U-234 si rinviene solo in tracce.
Quel 238 indica il numero totale di particelle pesanti (nucleoni) che formano il nucleo: 92 protoni + 146 neutroni = 238 nucleoni; si tratta di isotopi perché neutroni e protoni non sono in numero uguale, come avviene per altri elementi stabili.
L'Uranio, come altri elementi radioattivi, non è stabile e decade, cioè perde dal suo nucleo una particella alfa (due protoni e due neutroni, l'equivalente di un nucleo di Elio) attraverso una serie di passaggi fino a raggiungere il numero atomico del Piombo (numero atomico 82); l'U-238 in particolare decade nell'isotopo 206 del Piombo, mentre l'U-235 in Pb-207. Da notare bene che il decadimento naturale è un fenomeno ben diverso dalla fissione nucleare citata; qui, tramite il "bombardamento" artificiale con neutroni lenti di U-235, gli atomi colpiti si spezzettano in atomi con nuclei più piccoli (oltre a rilasciare energia) e l'equazione risulta:
U-235 + n(neutrone) > Ba-138 + Kr-95 + 3n + energia.
Il fatto è che la fissione nucleare, essendo un fenomeno artificiale, non interessa minimamente la questione radiometrica che si basa unicamente sul decadimento naturale.
Tornando a quest'ultimo, dicevamo che l'U-238 (ad esempio), per arrivare all'Isotopo stabile Pb-206, passa – tramite una serie di "espulsioni naturali" di particelle alfa, di elettroni e di trasformazioni di un neutroni in protoni (con emissione di elettrone) – attraverso stati provvisori di isotopi di altri elementi (in successione: Th-234, Pa-234, U-234, Th-230, Ra-226, Rn-222, Po-218 ) che hanno però tempi di dimezzamento estremamente brevi (per il Torio234 24 giorni) e quindi del tutto trascurabili in confronto ai lunghissimi tempi di dimezzamento dell'Uranio (con parziale eccezione del Radio226, che deve essere misurato).
Ricordo che il tempo di dimezzamento, basato sull'assunto che il decadimento dei atomi avvenga con rateo costante, corrisponde al tempo in cui la metà degli atomi dell'elemento primario (U-238 ) decadono in un altro elemento figlio. Essendo i decadimenti intermedi trascurabili, nel caso dell'U-238 si considera direttamente il necessario al passaggio finale al Piombo 206.
Il punto che interessa la domanda iniziale è che U-238 e U-235 hanno tempi di dimezzamento di gran lunga diversi: 4,5 miliardi di anni per l'U238, solo (si fa per dire) 700 milioni di anni per U-235.
Questi tempi di dimezzamento sono estremamente lunghi per i normali tempi archeologici e la radiometria dell'Uranio (U-235 in particolare) è limitata alla più antica preistoria umana, mentre l'U-238 trova utilizzo sui più lunghi tempi geologici.


Anche sulla magnetocronologia ci sarebbe qualcosa da precisare... Alla prossima voltà, però.

Saluti
__________________

Marco Astracedi
www.pangeacom.it

Ultima Modifica di astracedi : 01-June-2007 22:41.
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  #7 (permalink)  
Vecchio 04-June-2007
Ela Ela Non in Linea
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come ultime richieste (si spera;-)),volevo sapere riguardo all archeomagnetismo, cm si fa per misurare le variazioni...e soprattutto come faccio a costruire un diagramma sulle variazioni del campo magnetico del passato di una determinata regione.
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  #8 (permalink)  
Vecchio 04-June-2007
AI senatus
 
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Devo chiedere scusa a Shemsu, Ela e gli altri utenti del forum. Avevo letto il topic e le varie risposte di fretta, e frainteso il senso del discorso, portandomi a dire cose che poco ci azzeccano con le richieste di Ela, mentre le risposte fornite da Shemsu sul metodo delle tracce di fissione sono corrette.

Il fatto è che mi sono basato sulle mie conoscenze di geologia e sapevo (ma solo a grandi linee) che il metodo delle tracce di fissione si usa in geologia per scale di tempo molto antiche, andando a calcolare i tassi di sollevamento orogenetici mediante analisi su Apatite e Zirconi.
Non sapevo (né avevo letto quanto giustamente specificato da Shemsu) che si arrivasse a date così recenti da essere utili in archeologia ed escludevo a priori che si intendesse la stessa cosa. Mi ero invece fissato sulla datazione radiometrica per decadimento dell'U-235, usata per il Paleolitico, e dell'U-238 (per il quale il fenomeno della fissione è del tutto trascurabile).
Poi mi è capitato sotto gli occhi il capitolo del Renfrew-Bahn, mi sono riletto con più calma il thread e... che vergogna...
Ora mi sono studiato un po' di cose ed ora mi sento un pochino meno ignorante.
Ho scoperto quindi alcune cose. Sapevo che la fissione spontanea dell'U-238, al contrario degli elementi transuranici, è un fenomeno rarissimo (nell'arco dell'intera vita dell'Uranio, che ha un tempo di dimezzamento d 4,5 miliardi di anni, la probabilità di fissione degli atomi e dello 0,000054%, cioè 1 su due milioni di atomi) e quindi l'analisi microscopica deve essere fatta, per la scala dei tempi archeologici, su cmq invece che mmq (o assai meno) come per Zirconi e Apatite della geologia, e che vanno contati uno ad uno e non una semplice campionatura (spero di aver capito bene quest'ultima cosa).
E ho scoperto anche il metodo usato per misurare le tracce lasciate dalla fissione indotta dell'U-235... Ma credo che siano particolari poco interessanti.

Sull'Archeomagnetismo invece, mi sembra che Shemsu abbia fatto un po' di confusione (ma dopo la mia figuraccia, devo forse andarci con più cautela) e mi sembra che mescoli insieme due metodi. Quando parla dei siti paleolitici dell'Africa orientale sono quasi certo che si riferisca a datazioni di tipo magnetostratigrafico (che tengono conto delle successive inversioni di polarità magnetica nel corso dei tempi geologici), metodo che ha una sua utilità non oltre i 750.000 anni fa. Per l'archeomagnetismo vale il resto della risposta di Shemsu e quanto accennato da micioto.
Se volete sapere qualcosa sulla magnetostratigrafia posso senz'altro esservi utile (avendo fatto io stesso alcuni campionamenti a questo fine) ma per l'Archemagnetismo le mie conoscenze si limitano a quanto scritto sul Renfrew-Bahn.

(di cui devo ammettere la mia totale ignoranza prima di leggermi meglio il relativo paragafo sul Ranfrew-Bahn) e stavo per fare una gaffe parlando di Magnetostratigrafia, che invece è basata sull'alternanza di polarità dei campi magnetici.
Su questo argomento mi sembra che anche Shem
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Marco Astracedi
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Vecchio 04-June-2007
L'avatar di  ShemsuHor
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Quote:
astracedi Visualizza Messaggio
Sull'Archeomagnetismo invece, mi sembra che Shemsu abbia fatto un po' di confusione (ma dopo la mia figuraccia, devo forse andarci con più cautela) e mi sembra che mescoli insieme due metodi. Quando parla dei siti paleolitici dell'Africa orientale sono quasi certo che si riferisca a datazioni di tipo magnetostratigrafico (che tengono conto delle successive inversioni di polarità magnetica nel corso dei tempi geologici), metodo che ha una sua utilità non oltre i 750.000 anni fa. Per l'archeomagnetismo vale il resto della risposta di Shemsu e quanto accennato da micioto.
L'ho scritto un po' veloce e ho mischiato un paio di cose. Non sapevo che quel metodo si chiamasse magnetostratigrafico. L'ho messo perchè anche in questo caso si valuta il campo magnetico in una certa data.

Ciao
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Vecchio 27-September-2007
L'avatar di  maria rosaria
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questo forum è straordinario! la fission track dating mi sta distruggendo... proverò a leggere attentamente le vostre risposte x capirci qualcosa...
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mary
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