6 Van rapport tot interpretatie
6.1 Rapporteren
Voor de rapportage van radiokoolstofdateringen zijn internationale afspraken gemaakt, om de uitgevoerde dateringen onderling op een gestandaardiseerde manier te kunnen vergelijken (Stuiver en Polach 1977). Conventionele radiokoolstofdateringen worden volgens de internationale conventies als volgt gerapporteerd:
met:
- lab ID + sample ID: dit unieke label maakt duidelijk in welk laboratorium de datering werd uitgevoerd (lab ID), gekoppeld aan een uniek referentienummer voor het onderzochte staal (sample ID).
- 14C jaar: de radiokoolstofouderdom die bepaald werd door het laboratorium en gecorrigeerd is voor isotopenfractionatie (dit is dus de conventionele radiokoolstofouderdom).
- standaardafwijking: de standaardafwijking op de radiokoolstofouderdom.
- BP: before present, het aantal jaar voor het arbitrair gekozen referentiejaar 1950 AD, wat overeen komt met 0 BP.
Bijvoorbeeld: RICH-24731: 1487 ±28 BP.
Hier staat RICH voor ‘Royal Institute for Cultural Heritage’ (Brussel) en is 24731 de unieke code voor het onderzochte staal. Dit is de enige gestandaardiseerde manier om deze radiokoolstofanalyse, en de daaraan gekoppelde handelingen in het laboratorium, later nog op te zoeken. 1487 is de berekende radiokoolstofouderdom uitgedrukt in jaren BP. De onzekerheid op de radiokoolstofouderdom wordt uitgedrukt door de standaardafwijking van 28 jaar.
De gekalibreerde radiokoolstofouderdom wordt uitgedrukt als een interval van mogelijke kalenderjaren. De werkelijke ouderdom van het geanalyseerde staal wordt verondersteld zich binnen dat interval te bevinden, een statistische onzekerheid in acht genomen. Indien de onzekerheid laag wordt gehouden (95,4% probabiliteit) zal het interval van kalenderjaren breed zijn, indien de onzekerheid hoger mag zijn (‘slechts’ 68,2% probabiliteit) zal het interval smaller zijn (zie 4.6).
Een jaartal of interval uitgedrukt in BC of AD stemt overeen met het kalenderjaar volgens de Gregoriaanse kalender (met BC = before Christ en AD = anno domini). Steeds vaker worden CE (Common Era) en BCE (Before Common Era) gebruikt als alternatieve en meer neutrale formuleringen voor AD en BC. De term cal BP staat voor het aantal kalenderjaren vóór 1950 (= het jaar 0 voor de rapportage van radiokoolstofdateringen).
Bijkomend is het wenselijk dat ook de aard (grondstof) van het gedateerde materiaal, de soortdeterminatie (zowel bij dier als bij plant), het skeletelement (bij mens en dier) en de voorbehandeling van het staal worden gerapporteerd. Ook het archeologisch spoor of andere context waaruit het staal werd genomen en de tafonomie van de vondst zullen van belang zijn voor de verdere interpretatie. Het moet ook duidelijk zijn of het staal bijvoorbeeld een mengstaal is uit een bulk van houtskool of het daarentegen te beschouwen is als representatief voor één individuele plant. Bij hout is het noodzakelijk om weten of er kernhout werd gedateerd (wat kan leiden tot een oud-hout-effect) of spinthout of schors, of dat er hout van een dunne twijg werd geanalyseerd (kort levend stuk hout).
Indien botmateriaal werd gedateerd, is het belangrijk om eveneens enkele kwaliteitsparameters te vermelden in de rapportage. Botmateriaal, en meer bepaald de component collageen, kan tijdens een lang verblijf in de ondergrond namelijk ook koolstof die in de bodem aanwezig is opnemen (bvb. humuszuren), wat het meten van de koolstofisotopen - en dus de datering - kan beïnvloeden. Door voorafgaand aan de datering, in het labo, de verhouding koolstof ten opzichte van stikstof in het collageen van het bot te meten (\(C/N\)), wordt het duidelijk of er een uitwisseling van koolstof heeft plaatsgevonden. Indien de gemeten \(C/N\)-verhouding in het collageen buiten het ‘normale’ bereik ligt - nl. tussen 2,9 en 3,6 - wijst dit op een significante verontreiniging (contaminatie) met moderne of oude koolstof en is het staal niet geschikt voor een radiokoolstofdatering (DeNiro 1985). Maar ook de toestand van het bot - in welke mate de degradatie van het materiaal is gevorderd - kan de meting van de aanwezige radiokoolstof gevoelig maken voor fouten. Door het percentage koolstof (\(\%C\)) en stikstof (\(\%N\)) van het te dateren bot te meten en te vergelijken met waarden die verwacht worden bij collageen uit ‘vers’ botmateriaal krijgen we een inschatting in hoeverre het bot is gedegradeerd. Door deze parameters (zowel \(C/N\), \(\%C\) als \(\%N\)) door het labo te laten analyseren en mee te rapporteren, wordt een kwaliteitscontrole ingebouwd, en eventueel zelfs een datering uitgespaard indien het bot er niet aan voldoet.
Daarnaast is het vermelden van de gebruikte kalibratiecurve en -software ook steeds noodzakelijk. Beide ondergaan regelmatig een update, wat een invloed kan hebben op de gekalibreerde datering.
Soms wordt foutief, want tegen alle internationale conventies uit de radiokoolstofwereld in, zowel de gemeten als de conventionele radiokoolstofouderdom gerapporteerd. De conventionele \(\mathrm{^{14}C}\)-ouderdom wordt bekomen door rekening te houden met de isotopenfractionatie (zie paragraaf 2.7). Het is de conventionele ouderdom die moet gekalibreerd worden om het bereik aan mogelijke kalenderjaren te bekomen, en dit is dan ook de enige die moet gerapporteerd worden.
Indien slechts één radiokoolstofdatering wordt gerapporteerd, mag men ervan uit gaan dat dit de conventionele ouderdom is, zoals in onderstaand voorbeeld (figuur 6.1).
Figuur 6.1: Voorbeeld van een dateringsrapport. Hier worden enkel de conventionele radiokoolstofouderdom en de gekalibreerde dateringen gerapporteerd.
Daarnaast kan een \(\mathrm{^{14}C}\)-datering van een vondst op zich in de ene situatie te interpreteren zijn als een exacte datering (datering klein stukje houtskool als datering voor het branden van een vuur), of als een terminus ante of post quem voor een bepaalde gebeurtenis. Dat laatste is bijvoorbeeld het geval indien er een stuk hout werd gedateerd waar geen spint of schors aan vast hangt. De radiokoolstofdatering van het hout geeft dan enkel een benaderende datering voor de vroegst mogelijk kapdatum.
6.2 Reservoireffect?
Zoals reeds eerder aangehaald (zie 2.8) spelen zich in grote rivieren, meren, zeeën en oceanen processen af die kunnen zorgen voor een schijnbare ‘veroudering’ van de in het water opgeloste koolstof onder de vorm van \(\mathrm{CO_2}\) en carbonaten.
De reservoirouderdom verschilt van plaats tot plaats op de aarde. Voor de Noordzee rekent men met een reservoirouderdom van ongeveer 400 ± 40 jaar. Vissen die in de Noordzee leven, en daar ook koolstof opnemen via hun voedsel, zullen daardoor ook een te oude radiokoolstofdatering vertonen in vergelijking met landdieren die op hetzelfde moment leven. Maar ook dieren en mensen die hun voedsel uit de zee halen, zullen daardoor koolstof opnemen uit dit ‘reservoir’ en zo de radiokoolstofouderdom van hun weefsels beïnvloeden. Dat betekent dat een radiokoolstofanalyse van botmateriaal afkomstig van mensen die hoofdzakelijk zeevis aten, ouder zal dateren dan dat van hun buren die een voorkeur hadden voor runds- of varkensvlees. De grootte van de afwijking zal verschillen per zeebekken en van de vraag of het gedateerde materiaal afkomstig is van een persoon of dier dat een volledig of slechts gedeeltelijk marien dieet volgde.
In grote rivieren en meren kan nog om andere redenen een reservoireffect ontstaan. Zowel de aard van de bron als het sediment van de rivierbedding kan hierin een rol spelen. Sommige rivieren, zoals de Rijn, worden gevoed door het water van smeltende gletsjers. Dit smeltwater kan koolstof bevatten dat tientallen, honderden jaren of zelfs langer in bevroren toestand bewaard is gebleven. De bijmenging van gesmolten gletsjerwater en de daarin opgeloste koolstof kan het rivierwater een schijnbare ouderdom meegeven. Opgeloste ‘oude’ koolstof kan ook in het water terechtkomen via bronwater dat afkomstig is uit geologische lagen waar het jarenlang is verrijkt met calciumcarbonaten of andere koolstofhoudende mineralen uit oude gesteenten. Worden deze stoffen gebruikt door weekdieren om hun schelpen mee op te bouwen, dan zullen zij voor een deel deze ‘oude’ bron van koolstof incorporeren, en ogenschijnlijk ouder dateren.
Dat het verhaal eigenlijk nog complexer is, werd aangetoond in een studie van het reservoireffect in de Schelde (Ervynck et al. 2018). Daar werd de radiokoolstofouderdom van verschillende riviervissen (en leeftijdsklassen binnen elke soort) uit archeologische contexten vergeleken met de datering van contemporain zoogdierbot en cultureel materiaal uit dezelfde contexten. De afwijking tussen beide was minstens 100 radiokoolstofjaren, maar kon oplopen tot maar liefst 1845 (!) jaar. De Schelde en de organismen die erin leven dateren - uitgedrukt in radiokoolstofjaren - dus veel ouder dan langs de rivier, op het land levende contemporaine planten en dieren. Het potentieel reservoireffect blijkt niet alleen groot, maar tevens sterk variabel te zijn, afhankelijk o.a. van de soort vis, de grootte van de dieren en hun trofisch niveau. Zonder twijfel varieerde het reservoireffect ook nog eens doorheen de tijd maar dat is voor de Schelde nog niet in kaart gebracht. Hoe het ook zij, de hoop om de ‘correcte’ leeftijd van een stuk visbot uit een archeologische context te achterhalen met een radiokoolstofdatering lijkt hiermee op losse schroeven te staan. Datering op terrestrisch dierenbot of menselijke resten levert daarentegen meestal wel een correcte ouderdom op. Al kan de datering van menselijke resten ook beïnvloed worden door dit reservoireffect indien die persoon op een (relatief) strikt dieet leefde van riviervis uit de Schelde. Tot slot kunnen we nog opmerken dat voor de IJzer en Maas nog geen gelijkaardige gegevens voorhanden zijn.
De Schelde en organismen die erin leven dateren - uitgedrukt in radiokoolstof jaren - veel ouder dan langs de rivier, op het land levende planten en dieren.
Het reservoireffect brengt uiteraard dateringsproblemen met zich mee. Toch kan door de zorgvuldige meting en interpretatie van de isotopenverhouding een mogelijk reservoireffect opgespoord worden. Een te sterke afwijking van -25‰ voor \(\delta^{13}C\), zowel in positieve als negatieve richting, kan er op duiden dat de \(\mathrm{^{14}C}\)-datering werd beïnvloed door een reservoireffect. Dan kan men overwegen om een correctiefactor toe te voegen aan de berekening van de conventionele radiokoolstofouderdom en/of gebruik te maken van een meer geschikte kalibratiecurve (bv. de mariene kalibratiecurve Marine20: Heaton et al. (2020)). Indien mogelijk, kan men ook een ander en beter geschikt staal selecteren en dateren. Soms kan ook een (systematisch afwijkende) datering van geassocieerde archeologische of ecologische vondsten ten opzichte van het gedateerde botmateriaal een reservoireffect aan het licht brengen. Een tot de verbeelding sprekend voorbeeld werd ontdekt op de Iron Gate-steentijdsites, langs de Donau, op de grens tussen Servië en Roemenië. Daar werden benen pijlpunten (gemaakt uit bot van herten) in menselijk skeletmateriaal gevonden; de onderlinge associatie tussen de menselijke resten en de pijlpunten was overduidelijk. De datering van het menselijk botmateriaal bleek echter 440 radiokoolstofjaren ouder te zijn dan de benen pijlpunten (Cook et al. 2002). Enkel een dieet met veel riviervis, die het uitgesproken reservoireffect van de Donau in zich dragen, kan de schijnbare veroudering van deze menselijke skeletten verklaren.
6.3 Op dieet?
Dieetreconstructies zijn enkel mogelijk indien naast de \(\delta^{13}C\)-waarde ook de stikstofisotopen worden gemeten. Deze metingen, die een berekening van de \(\delta^{15}N\) mogelijk maken, worden niet zoals de \(\delta^{13}C\)-metingen standaard en simultaan met de radiokoolstofanalyse uitgevoerd. Een analyse van \(\delta^{15}N\) dient dus apart te worden ingepland.
Een voorbeeld van hoe een dieetreconstructie kan bijdragen tot de kennis van de samenleving in het verleden, is het archeologisch en fysisch-antropologisch onderzoek van menselijke resten afkomstig van de begraafplaats van het Karmelietenklooster aan de Hopmarkt in Aalst (Quintelier et al. 2014). Tijdens dit onderzoek was men in staat het dieet te reconstrueren van mensen uit verschillende lagen van de bevolking aan de hand van isotopenonderzoek op de gevonden beenderen. De monniken, hogere (adellijke?) klasse en gewone leken leefden weliswaar op hetzelfde moment, maar hun voeding bleek een verschillende samenstelling of bron te hebben. De \(\delta^{13}C\)- en \(\delta^{15}N\)-waarden in de beenderen van de monastieke populatie en welgestelde leken lagen beduidend hoger dan bij de ‘gewone’ leken. De geestelijken konden duidelijk meer vis en vlees opnemen in hun dieet dan de gewone leken. Maar ook tussen mannen en vrouwen onderling zijn er verschillen op te merken. Vrouwen bleken een minder veelzijdig dieet te hebben (minder variatie in de \(\delta^{13}C\)- en \(\delta^{15}N\)-waarden) dan de mannelijke helft van de onderzochte populatie, die meer proteïnen uit vlees en vis haalden. Dit laatste valt af te leiden uit de hogere \(\delta^{13}C\)- en \(\delta^{15}N\)-waarden in botmateriaal van mannen in vergelijking met vrouwen. De hogere (adellijke?) klasse en de monniken kunnen op basis van hun dieet niet van elkaar onderscheiden worden. Enkel tussen deze groep en de minder welvarende leken is er een duidelijk verschil in voeding, wat erop wijst dat de voedselvoorziening sterk werd beïnvloed door de socio-economische status.