Một phép định tuổi chỉ cho biết tuổi của chính mẫu đem đo: một mẩu than, một mảnh xương, một hạt thóc. Nó trở thành niên đại của sự kiện, như lúc dựng nhà hay chôn cất, chỉ khi mẫu có liên hệ chắc chắn và cùng thời với sự kiện ấy.
Đây là điểm mà người ngoài nghề ít để ý nhất, và cũng là chỗ nhiều tranh luận về niên đại thật sự diễn ra. Phòng thí nghiệm có thể đo rất chính xác, nhưng nếu mẫu không nói về điều người ta muốn biết thì con số chính xác ấy vẫn trả lời sai câu hỏi. Bài này giải thích những cách một mẫu có thể lệch khỏi sự kiện, và cách người làm nghề cân nhắc độ tin cậy.
Câu hỏi đầu tiên: mẫu này ghi lại thời điểm nào?
Mỗi phương pháp định tuổi đo một “thời điểm đóng đồng hồ” riêng. Với carbon-14, đồng hồ bắt đầu chạy khi sinh vật ngừng trao đổi carbon với môi trường, tức lúc cây ngừng lớn ở phần gỗ đó hay lúc con vật chết. Với phát quang, đồng hồ bắt đầu khi vật liệu được nung nóng lần cuối hoặc khi hạt trầm tích bị vùi khỏi ánh sáng. Với vòng cây, đó là năm vòng gỗ được hình thành.
Sự kiện mà nhà khảo cổ quan tâm thì khác: lúc một ngôi nhà được dựng, lúc một người được chôn, lúc một lò gốm hoạt động. Khoảng cách giữa thời điểm đóng đồng hồ và thời điểm sự kiện có thể gần bằng không, cũng có thể là vài trăm năm. Toàn bộ nghệ thuật chọn mẫu xoay quanh việc thu hẹp khoảng cách đó.
Những cách mẫu lệch khỏi sự kiện
Có bốn nhóm nguyên nhân phổ biến. Một mẫu có thể dính cùng lúc nhiều nhóm.
Hiệu ứng gỗ già
Một cây gỗ lớn sống vài trăm năm có lõi hình thành từ rất lâu trước khi cây bị chặt. Than từ phần lõi ấy cho tuổi cũ hơn thời điểm người ta đốt nó. Nếu gỗ lại được tái sử dụng từ một công trình trước, khoảng lệch còn lớn hơn. Vì vậy người nghiên cứu ưa chuộng mẫu có đời sống ngắn như hạt ngũ cốc, vỏ hạt, cành nhỏ.
Mẫu lẫn từ lớp khác
Đất không phải lúc nào cũng nằm yên. Hang chuột, rễ cây, hố đào về sau, nước thấm có thể đưa vật liệu trẻ xuống lớp sâu hoặc kéo vật liệu cũ lên lớp nông. Một mẩu than rơi xuống qua khe nứt sẽ cho tuổi trẻ hơn lớp chứa nó; một mảnh gốm bị đào lên rồi vùi lại sẽ già hơn lớp mới.
Hiệu ứng bể chứa
Sinh vật sống trong biển hay trong nước có nhiều đá vôi hấp thụ carbon từ một nguồn đã “cũ” sẵn. Vỏ sò biển vì thế thường cho tuổi cũ hơn sinh vật trên cạn cùng thời, thường cỡ vài trăm năm, tuỳ vùng biển. Xương người ăn nhiều cá biển cũng có thể bị ảnh hưởng. Các phòng thí nghiệm có cách hiệu chỉnh, nhưng phải biết để áp dụng.
Nhiễm bẩn
Rễ cây non, chất hữu cơ thấm theo nước ngầm, keo bảo quản, thậm chí mồ hôi tay có thể đưa carbon trẻ vào mẫu. Với mẫu rất cổ, chỉ một lượng nhiễm nhỏ cũng kéo kết quả trẻ đi đáng kể. Quy trình xử lý mẫu trong phòng thí nghiệm nhằm loại bỏ phần lớn những thứ này, nhưng không phải lúc nào cũng triệt để.
Loại mẫu và độ gần với sự kiện
Không có loại mẫu nào hoàn hảo. Bảng dưới so sánh một số loại hay dùng theo hai tiêu chí: thời điểm đóng đồng hồ, và rủi ro lệch thường gặp.
| Loại mẫu | Đồng hồ đóng khi nào | Rủi ro lệch thường gặp | Đánh giá chung |
|---|---|---|---|
| Hạt ngũ cốc, vỏ hạt cháy | Năm cây sinh trưởng | Dễ bị kéo lệch lớp vì nhỏ, nhẹ | Rất tốt nếu nằm trong bối cảnh kín |
| Than từ gỗ lớn | Lúc phần gỗ ấy hình thành | Hiệu ứng gỗ già, gỗ tái sử dụng | Chỉ cho mốc “không sớm hơn” |
| Xương người, động vật | Lúc cá thể chết | Nhiễm bẩn, hiệu ứng bể chứa qua thức ăn | Tốt khi còn đủ chất keo xương |
| Vỏ sò biển | Lúc con sò chết | Hiệu ứng bể chứa đáng kể | Cần hiệu chỉnh theo vùng biển |
| Gốm, gạch nung | Lần nung nóng cuối | Sai số của phương pháp phát quang khá rộng | Hợp với đồ gốm khi thiếu vật liệu hữu cơ |
Người nghiên cứu cẩn thận thường lấy nhiều loại mẫu trong cùng một bối cảnh, để các rủi ro khác nhau bù trừ và kiểm tra lẫn nhau.
Bối cảnh kín và bối cảnh mở
Trong khảo cổ, bối cảnh kín là nơi vật liệu được vùi cùng lúc và ít có khả năng bị xáo trộn về sau, ví dụ một hố chôn được bịt kín, một nền nhà bị cháy sụp rồi phủ đất lên ngay. Mẫu từ bối cảnh kín cho niên đại có ý nghĩa rõ ràng hơn nhiều so với mẫu nhặt trong một lớp đất mặt bị cày xới.
Vì vậy trong báo cáo khai quật, đi kèm mỗi niên đại luôn có mô tả bối cảnh: lớp nào, hố nào, độ sâu bao nhiêu, quan hệ với các hiện vật xung quanh. Bạn có thể coi phần mô tả ấy quan trọng ngang con số. Một niên đại không kèm bối cảnh giống như một tấm ảnh không ghi chụp ở đâu.
Nhắc thêm một điều về pháp lý và đạo đức: lấy mẫu định tuổi là việc của đoàn khai quật có giấy phép của cơ quan quản lý di sản. Người ngoài tự ý đào, nhặt vật liệu ở di chỉ không chỉ vi phạm quy định về di sản văn hoá mà còn phá huỷ chính bối cảnh làm cho mẫu có giá trị.
Một tình huống: niên đại “quá cổ” cho một ngôi nhà
Một đoàn khai quật tìm thấy dấu vết ngôi nhà sàn bị cháy. Mẫu than lấy từ một cột nhà cho niên đại sớm hơn đồ gốm trong nhà khoảng vài thế kỷ. Thay vì kết luận ngôi nhà cổ hơn mọi dự đoán, nhóm nghiên cứu kiểm tra lại: cột nhà là gỗ lõi của một cây lớn, có thể đã được tháo từ một công trình trước để dùng lại. Họ lấy thêm hạt thóc cháy nằm trên sàn nhà. Kết quả từ hạt thóc khớp với niên đại dự đoán từ gốm.
Bài học không phải là mẫu than “sai”. Mẫu than đúng về tuổi của gỗ, nhưng tuổi của gỗ không phải tuổi của ngôi nhà. Đặt câu hỏi đúng cho từng mẫu là bước tách người đọc niên đại cẩn thận khỏi người chỉ nhìn con số.
Tự kiểm độ tin cậy của một niên đại
Khi đọc một báo cáo hay bài báo có nêu niên đại, các câu hỏi sau giúp bạn đánh giá con số đáng tin tới đâu:
- Mẫu là vật liệu gì, có đời sống dài hay ngắn?
- Mẫu nằm trong bối cảnh kín hay trong lớp có thể bị xáo trộn?
- Có bao nhiêu mẫu, và chúng có cho kết quả nhất quán với nhau không?
- Niên đại có khớp với trật tự địa tầng và với kiểu dáng hiện vật cùng lớp không?
- Mẫu có thuộc loại cần hiệu chỉnh đặc biệt, như vỏ sò biển hay xương người ăn nhiều hải sản, không?
Một niên đại vượt qua cả năm câu là niên đại vững. Không vượt qua câu nào không có nghĩa nó sai, nhưng có nghĩa nên đọc với chữ “có thể”.
Câu hỏi thường gặp
Niên đại carbon-14 đo tuổi của cái gì?
Nó đo thời gian từ khi sinh vật cung cấp mẫu ngừng trao đổi carbon với môi trường, như lúc cây ngừng lớn ở phần gỗ ấy hay lúc con vật chết, chứ không trực tiếp đo tuổi của công trình hay sự kiện.
Hiệu ứng gỗ già là gì?
Đó là khi than từ gỗ lớn, sống lâu hoặc được tái sử dụng cho tuổi cũ hơn thời điểm người ta đốt hay dùng nó. Vì vậy người nghiên cứu ưa mẫu đời sống ngắn như hạt, cành nhỏ.
Vì sao vỏ sò biển hay cho niên đại cũ hơn?
Vì sinh vật biển hấp thụ carbon từ nước biển, nơi chứa carbon đã cũ sẵn. Kết quả thường cũ hơn sinh vật trên cạn cùng thời và cần hiệu chỉnh theo từng vùng biển.
Bối cảnh kín trong khảo cổ là gì?
Là nơi vật liệu được vùi cùng lúc và ít bị xáo trộn về sau, như hố chôn được bịt kín hay nền nhà cháy sụp được phủ đất ngay. Mẫu từ đây cho niên đại có ý nghĩa rõ hơn.
Người không chuyên có được tự lấy mẫu ở di chỉ đi định tuổi không?
Không nên và thường là vi phạm quy định về di sản. Việc lấy mẫu do đoàn khai quật có giấy phép thực hiện; tự ý đào nhặt còn phá huỷ bối cảnh làm cho mẫu có giá trị.