MoD | Een inconsistente chronologie (2)

(Fantasieloos plaatje voor een stukje waarin ook jaarringdateringen een rol spelen.)

In mijn stukje van vorige week maandag wees ik erop dat de uitbarsting van de Thera een geducht chronologisch probleem vormt. Er spelen ruwweg drie dingen. Eén: er is rond 1630 v.Chr. iets gebeurd waardoor veel stof in de atmosfeer kwam. Het lijkt te zijn gedocumenteerd in jaarringen en hoewel daarover discussie is, wordt het bevestigd door Babylonische Venus-observaties. Twee: die vulkaan is op een bepaald moment uitgebarsten, heeft een stad op het eiland verwoest en heeft as en puimsteen uitgebraakt die is gevonden tot in Egypte. Drie: als je afgaat op het aardewerk, is die rommel daar neergekomen na 1540.

Je kunt nu aannemen dat er twee uitbarstingen (eventueel van twee vulkanen) zijn geweest: de eerste rond 1630, gedocumenteerd in de jaarringen en de Venusobservaties, de tweede alleen bekend uit puimsteen in Egypte maar niet in de jaarringen. Dit is niet helemaal uit te sluiten. Je kunt je weersomstandigheden voorstellen – draaiende wind bijvoorbeeld – die ervoor zouden kunnen hebben gezorgd dat het puimsteen in één korte heftige uitbraak naar Egypte werd gelanceerd, terwijl de as daarna neersloeg in de Middellandse Zee en in noordelijk Afrika, een gebied waarvoor we (althans bij mijn weten) geen dendro-curve hebben. Dit mag dan denkbaar zijn, je bent wel bezig hypothese op hypothese te stapelen: eerst postuleer je een tweede uitbarsting, vervolgens postuleer je specifieke weeromstandigheden. Kortom, je verdubbelt het aantal feiten en vergroot het aantal hypothesen. Dat voelt niet lekker. In jargon: je snijdt je aan het Scheermes van Ockham.

Het is verstandiger het aantal vulkaanuitbarstingen pas te vermeerderen als er werkelijk niets anders opzit. Een goede onderzoeksstrategie gaat ervan uit dat er slechts één uitbarsting is geweest. Dan moeten we óf de aardewerkchronologie aanpassen, zodat keramiek die we tot nu toe dateerden na 1540 in feite rond 1630 is, óf accepteren dat er iets mis is met de jaarringen en de Venusobservaties. Misschien is dat laatste inderdaad het geval.

De koolstofmethode veronderstelt dat levende wezens kooldioxide inademen en dus koolstofatomen binnenkrijgen. Die bestaan in een stabiele en een instabiele variant, 12C en 14C, en de radioactiviteit van een monster is een aanwijzing voor de ouderdom. Simpel samengevat: je meet de radioactiviteit van levend organisch materiaal, vergelijkt die met de radioactiviteit van je antieke monster, en als die bijvoorbeeld 50% is van levend materiaal, dan is het voorwerp 5730 jaar uit omdat de halfwaardetijd van koolstof 5730 jaar is. Is het 75%, dan is het voorwerp 2865 jaar oud. Er is een stevige foutenmarge en er zijn nog wat andere voetangels en klemmen, maar dit is het principe.

De aanname is hierbij dat levende wezens altijd evenveel 14C inademen en dat is nu net niet het geval. Af en toe ontploft er een ster en als dat zo is, komen er radioactieve deeltjes in de bovenste lagen van onze atmosfeer, waar dan wat reacties plaatsvinden die zorgen voor een verstoring. Dit betekent dat een koolstofdatering moet worden geijkt (“gekalibreerd”) aan de hand van andere metingen, zoals jaarringen. Helaas is er geen jaarringencurve voor alle soorten hout en alle gebieden.

Hierboven hebt u twee voorbeelden. Langs de verticale as ziet u in rood een koolstofdatering tussen pakweg 3025 en 3050 en in groen een datering tussen pakweg 3150 en 3175. Via de grillige lijn (de kalibratiecurve) kun je het omzetten in een datering in kalenderjaren, gegeven langs de horizontale as. De moeilijkheid is nu dat de groene datering correspondeert met een lekker steil deel van de curve, waardoor de marge van 25 jaar versmalt tot pakweg 10 jaar; de rode datering valt op een vlak deel van de curve en verbreedt tot 40 jaar of daaromtrent. In dit laatste geval spreken we van een plateau en elke oudheidkundige die daarmee wordt geconfronteerd heeft acuut een knoop in zijn maag.

Voor ons relevant is bovendien dat de jaarringen voor het oostelijke Middellandse-Zee-gebied niet helemaal compleet is. We hebben een deel dat begint in onze eigen tijd en doorloopt tot de Late Oudheid en een “zwevend” deel dat enkele eeuwen ouder is en (bij mijn weten) de IJzertijd en de Bronstijd bestrijkt. We weten niet hoe breed het gat is, maar we kunnen dit zwevende blok ruwweg dateren dankzij de koolstofmethode. Dat gebeurt weliswaar met een foutenmarge maar dat is beter dan niets.

De laatste maanden wordt er aan de gangbare kalibratiecurve gemorreld. Afgelopen juni werd duidelijk dat we serieus rekening moeten houden met plaatselijke afwijkingen in de curve. Zo kwam in elk geval een zwak punt aan het licht en hoewel we nu op het eerste gezicht minder zekerheden lijken te hebben, betekent het ook dat we minder valse zekerheden hebben. Mij lijkt dat winst.

Het andere punt is een verfijning van de techniek om het zwevende blok te dateren. Tot nu toe gebeurde dat door de radioactiviteit van groepjes van steeds tien jaarringen te meten. Inmiddels kan dat nauwkeuriger. De aanpassingen blijken niet heel groot te zijn, maar het blijkt nu dat de periode waarin de Thera uitbarstte, een plateau was. Anders geformuleerd: de foutenmarge blijkt veel breder te zijn dan altijd is aangenomen. Opnieuw raken we een valse zekerheid kwijt. Of beter: we zien dat de onnauwkeurigheid veel groter is dan we dachten.

De kwestie is nu dus helemaal complex. Enerzijds lijken nu de aardewerkdateringen en de koolstofdateringen met elkaar in overeenstemming te komen: de foutenmarge van de koolstofdatering is nu zo ver verbreed dat de aardewerkdatering er binnen lijkt te komen. Anderzijds is die overlap nog even ver als altijd verwijderd van de astronomische datering, een onderwerp waar de wetenschappers in het geciteerde artikel opmerkelijk genoeg niets over zeggen.

Terwijl ik dit stukje (en het vorige) schreef, werd ik echter achtervolgd door een verontrustende gedachte: het zou toch niet zo zijn dat we werkelijk te maken hebben met twee vulkaanuitbarstingen? Een oplossing is bepaald niet in zicht maar we zijn wel een paar oogkleppen kwijt. Dat is vooruitgang. Wat we nodig hebben is, zoals zo vaak, een uitbreiding van het databestand: meer jaarringen. Die zullen we ook wel gaan krijgen, daarover maak ik me weinig zorgen.

[Geschiedenis is geen amusement, leuk voor een vrijblijvend stukje in een tijdschrift of een item op TV. Het is een wetenschap. In de reeks “Methode op Maandag” (MoM) leg ik uit wat de oudheidkundige wetenschappen, en de historische wetenschappen in het algemeen, maakt tot wetenschappen. Een overzicht van deze en vergelijkbare stukjes is hier.]

25 gedachtes over “MoD | Een inconsistente chronologie (2)

  1. Vladimir Stissi

    Het stuk zegt wel wat over mogelijke astronomische dateringen, maar beschouwt (om onduidelijke redenen) ca. 1630 niet meer als een serieuze kandidaat. Het probleem blijft dat geen van de eventuele ‘events’ met zekerheid aan Thera te koppelen is, en er zijn meerdere van die events in de betreffende periode.

      1. Dat vind ik wat scherp. Het is waar dat wetenschappelijke artikelen worden geschreven vanuit een te beperkte visie: classici negeren archeologie, ook waar dat relevant is, en archeologen weten weer weinig van teksten. Enz. Maar werkelijk dingen wegmoffelen, dat is toch vrij zeldzaam. Het is eerder wederzijds onbegrip en eventueel onwil zich werkelijk te verdiepen, dan fraude.

        1. FrankB

          Er is nog wel een andere mogelijkheid. Nogal wat wetenschappelijke tijdschriften krijgen vier maal of meer kopij aangeboden dan ze plaatsen kunnen. Ze leggen daarom beperkingen op aan de lengte van artikelen. Auteurs laten dus alles weg wat ze niet hoogst noodzakelijk achten. Misschien besloten dezen dat ze niets zinnigs over astronomische dateringen te melden hadden. Of, als VladimirS het hierboven juist heeft, hebben ze op het laatste moment nog wat veranderingen moeten aanbrengen.

          1. Vladimir Stissi

            Misschien toch het stuk lezen, alvorens commentaar te leveren. De redenering die gegeven wordt is ‘aangezien we niet denken dat het in de zeventiende eeuw is, gaan we niet kijken naar mogelijke uitbarstingen in de jaarringen van de 17de eeuw’. Dat is op zich een zinnige redenering, ware het niet dat in het stuk tot twee keer toe staat dat een uitbarsting in de late 17de eeuw weliswaar niet de waarschijnlijkste optie is, maar wel degelijk nog een serieuze mogelijkheid.

            1. Vladimir Stissi

              In het licht van het feit dat in de tekst de 17de eeuw als mogelijkheid open wordt gelaten, is de titel van het artikel trouwens ook best merkwaardig: Annual radiocarbon record indicates 16th century BCE date for the Thera eruption. Hier vraag je je ook af of auteurs en redactie wel helemaal fris waren…

            2. FrankB

              Misschien eerst de inhoud van een commentaar laten doordringen voor u op uw toetsenbord aanvalt. U spreekt mij namelijk geenszins tegen, integendeel.

              1. Vladimir Stissi

                Hoezo? Uit het stuk blijkt nergens dat beperkte lengte het probleem is (het is nogal wijdlopig, en komt uit een digitaal tijdschrift, waar lengte minder problematisch is), noch dat er sprake is van last minute veranderingen. Uit uw commentaar bleek ook verder niet dat u het stuk gelezen had.

  2. FrankB

    “Het is verstandiger …..”
    In het algemeen heb je natuurlijk volkomen gelijk, maar ook bij de aanname dat er maar één uitbarsting is geweest heb je hulphypotheses nodig. Het verstandigste lijkt mij dan ook het aloude “we weten het niet en hebben meer empirische data nodig”. Het is juist hier niet nodig om van te voren één van beide onderzoeksstrategieën uit te sluiten. Het kan geen kwaad naar een tweede vulkaanuitbarsting te zoeken. Het leuke en vervelende van nieuw onderzoek is immers dat je van te voren niet weet wat er uit komt.

    Van het vak Verwerken van Meetresultaten herinner ik me dat foutenmarges bij indirecte metingen razendsnel groter kunnen worden,, dus je stukje verbaast me niets.

    1. Vladimir Stissi

      Er wordt hier één ding vergeten: de geologie van het eiland Thera is uitgebreid onderzocht. Daaruit blijkt helder dat er in deze periode maar één uitbarsting is geweest. Dus Occam is niet nodig.
      Los daarvan: als er twee zouden zijn geweest, zou de uitbarsting die de nederzetting bij Akrotiri heeft verwoest, de eerste moeten zijn geweest (want van een eerdere uitbarsting is ook archeologisch niets te merken, een latere zou in theorie boven de opgraving kunnen zitten). Dan blijft het archeologische chronologische probleem, want het Akrotiri-aardewerk is traditioneel in de tweede helft van de 16e eeuw gedateerd, wat dus niet bij de eerste van twee uitbarstingen zou passen. Ook hier is Occam overbodig.

      1. Hé, dat wist ik niet, dat van die geografie, maar dat had ik kunnen bedenken.

        En je hebt gelijk over dat aardewerk.

        Eén uitbarsting dus en een lelijk probleem – zij het met voortaan een scherpere blik op waar het probleem zit.

      2. FrankB

        Natuurlijk is het goed mogelijk dat een zoektocht niets oplevert. Dat schreef ik ook al in mijn vorige commentaar. Alleen – waar schreef ik dat de tweede uitbarsting ook op Thera geweest moet zijn? Ik citeer JL: “twee uitbarstingen (eventueel van twee vulkanen)” en herhaal: een zoektocht kan nooit kwaad. Dat hebt u zojuist bevestigd.

        1. Vladimir Stissi

          MIsschien was ik wat kort door de bocht, maar hoe dan ook gaat de twee-vulkanen optie niet op binnen deze discussie: er zijn in het Egeïsche gebied in deze periode geen twee grote vulkaanuitbarstingen geweest, daar zijn domweg geen sporen van.
          Het is wel goed denkbaar dat ca. 1630 een grote uitbarsting elders op de wereld heeft plaatsgevonden, die zijn vrij frequent, er zijn zelfs goede kandidaten; het is ook goed denkbaar dat de slechte zomer (want dat is het in feite) in de dendro-sequenties helemaal niet door een vulkaanuitbarsting gekomen is. Maar dan is Occam niet meer zo relevant.

  3. Klaas

    Beste Jona, ik begrijp een detail van je figuurtje niet:
    – de groene lijnen lopen tot aan de doorgetrokken curve
    – de rode lijnen tot aan de onderbroken curves ter weerszijden van de doorgetrokken curve
    Hoewel ik niet doorzie wat de drie curves representeren (je legt het althans hier niet uit) vermoed ik toch dat er bij één van de kleurtjes wat mis gegaan is…
    De echte problemen komen trouwens als de procedure terecht komt in een deel waar de curve ‘slingert’; trek bijvoorbeeld de bovenste rode lijn eens verder naar rechts door (:-))

  4. Roger van Bever

    Jona, ik kom toch even terug op mijn vraag naar aanleiding van dat artikel van Gijsbert R. Boekschoten aanhaalde in mijn reactie op deel een.
    http://natuurtijdschriften.nl/download?type=document;docid=406008
    Als er al twee uitbarstingen op Thera geweest zijn moet de eerste veel groter geweest zijn dan de tweede en hoe hoe kan in een gebied waar zoveel vulkanische activiteit is de verspreiding van de tefra van vorige zwaardere aardbevingen in het gebied zo nauwkeurig aangegeven worden? Ook al gezien de zwaar uiteenlopende schattingen van het tijdstip van uitbarstingen?

    1. Vladimir Stissi

      Het artikel van Boekschoten spreekt maar over één uitbarsting, er zijn helemaal geen geologische aanwijzingen voor twee uitbarstingen in deze periode.

      1. Roger van Bever

        U heeft volledig gelijk. Ik heb niet goed gekeken. Er stond bij die onderwatervulkaan 1650 n.Chr. i.p.v. v.Chr. Stom! Ik heb verder het artikel wel goed begrepen, denk ik.

        Dan blijven er toch voor mij nog twee vraagjes over, die u misschien nader kunt beantwoorden.
        1. Die onderwatervulkaan Coloumbos is de enige die geen caldera zou hebben nagelaten. Andere erupties wel. Begrijp ik het goed dat gezien hij maar op 5 km ten N.O. ligt van de Kaimeni eilanden die in de caldera van de de Minoïsche-eruptie zijn gegroeid, hij binnen de contouren ligt van het eiland Thera zoals deze op afbeelding 2 van het artikel van Boekschoten te zien zijn?

        2. Het verspreidingsgebied van de tephra wordt naar ik aanneem door boringen achterhaald als deze dezelfde gelaagde bestanddelen hebben als de binnenhelling van de hoofdcaldera?
        Ik heb gelezen op Wikipedia dat men aanwijzingen heeft dat er al 3 to 4 miljoen jaar geleden vulkanisme is in dat gebied. In dat artikel van Boekschoten zie ik dat van de voorafgaande erupties er een zeer nauwkeurig afgelijnde verspreiding van de tephra op de zeebodem gegeven wordt, terwijl de schattingen naar de tijdstippen een zeer ruime marge vertonen, waarbij dat B.P. neem ik aan nog steeds 1950 na Chr. is. Ik begrijp dat de C-14 datering op zichzelf problemen kan opleveren als de monsters ouder zijn dan pakweg 60 à 70.000 B.P. (zie hierboven Jona en Wikipedia) vooral door schommelingen van C-14 in de atmosfeer. Over calibratie gesproken, wat vindt u van het volgende artikel?
        archeologieonline.nl/nieuws/nauwkeurigheid-c14-datering-verbeterd-door-japans-meer

      2. FrankB

        En de zoektocht is uitputtend geweest? Dat is het vervelende – zonder te zoeken vind je geen aanwijzingen, zoals elke forensisch rechercheur je kan vertellen.
        Van te voren dingen uitsluiten leidt tot tunnelvisie.

  5. Bas

    Vergeef me mijn gebrek aan kennis van de archeologie, maar waarom is er geen reden om te twijfelen aan de aardewerkdateringen? Ik zou verwachten dat de onzekerheid daarvan groter is dan die in astronomische observaties; posities van Venus kunnen we immers met grote precisie terugrekenen.

    1. Er is inderdaad reden te twijfelen aan de aardewerkdateringen, maar een eeuw variatie is wel veel. Bedenk dat ze zijn geijkt aan koningslijsten. Die zijn in Mesopotamië (en dus, indirect, in Egypte) geijkt aan astronomische waarnemingen.

      1. Vladimir Stissi

        Het is nog grappiger: die aardewerkdateringen zijn indirect (via Egyptische vondsten, en in samenhang met die koningslijsten) zelfs gekoppeld aan C14 dateringen. Eigenlijk hebben we dus twee verschillende C14 dateringen voor Thera (of zelfs drie, want er is ook wat problematisch materiaal uit Avaris in Egypte).

  6. jan kroeze

    Ik weet niet waarom je die foto niet leuk vindt, maar ik vind ´m uitstekend. Vooral dat ronde hout, al weet ik niet precies waarom.

  7. Vladimir Stissi

    Na het artikel van Boekschoten is er nog aardig wat onderzoek naar de Thera-vulkaan gedaan, dat niet helemaal consistente resultaten heeft opgeleverd. Maar over de globale sequentie en het feit dat de caldera er al was bij de 17de/16de eeuwse eruptie is geen discussie (meer), problemen betreffen details, o.a. over het precieze verloop van erupties. Ik weet niet welke dateringsmethoden zijn gebruikt voor de vroegere uitbarstingen, maar in het algemeen worden alle methodes naar mate je verder terugkijkt minder nauwkeurig, bovendien zijn de meeste geologen veel minder geïnteresseerd in een heel precieze datering dan archeologen.
    Het Japanse onderzoek heeft inderdaad zaken verbeterd, het artikel waar het in deze discussie om draait heeft ook iets dergelijks gedaan, en zo gebeurt er nog meer onderzoek, waardoor C14 dateringen langzamerhand steeds beter worden.
    Couloumbos ligt ten noordoosten van Thera, het is een aparte ‘berg’.

Reacties zijn gesloten.