Een archeoloog krijgt een keramieken vaas in handen. Authentiek antiek of slimme namaak? Eén manier om daarachter te komen is via thermoluminescentie. Die dateringsmethode gebruikt kleine lichtflitsjes uit zandkristallen om de leeftijd van het kristal te bepalen. Het licht komt vrij doordat onregelmatigheden in het kristalrooster zichzelf herstellen wanneer het materiaal opwarmt.
De beschadigingen in het kristalrooster van zirkoon ontstaan door de continue radioactieve bestraling van uranium- en thoriumatomen in het kristalrooster. Hoe langer die het materiaal hebben bestraald, hoe meer beschadigingen en hoe meer licht er vrijkomt bij verwarming. Omdat zonlicht de schade deels kan herstellen, laat datering met thermoluminescentie zien wanneer een zandkristal voor het laatst licht zag.
Promovenda Harriët van Es onderzocht thermoluminescentie in kristallen zirkoon, dat in de meeste soorten zand voorkomt. Ze wist het nog slecht bekende gedrag van de beschadigingen in zirkoon in kaart te brengen. Ook achterhaalde ze welke zirkoonkorrels het beste gebruikt kunnen worden. Het materiaal is er in allerlei kleuren en de donkere varianten nemen vrijkomend thermoluminescentie weer op voor ze gemeten kunnen worden.
Meetprotocol
De belangrijkste doorbraak in het promotieonderzoek is een betrouwbaar meetprotocol voor dateren met zirkoon. Van Es: ‘We hebben een analyse uitgevoerd van alle dateringsstappen van een monster Ameland-zand, dat volgens historische bronnen 175 jaar oud was. Dit leverde gedetailleerde informatie op over het gedrag van zirkoon tijdens elke stap in het dateringprotocol. We dateerden het zand op 183 jaar, keurig binnen de foutengrens. Experimenten aan zirkoon van diverse continenten tonen aan dat onze methode effectief is.’ Toekomstig onderzoek moet het mogelijk maken ook zand te dateren dat maar één jaar begon met kristalschade opbouwen. Dat is bijvoorbeeld bruikbaar in onderzoek naar milieudelicten.
Zie verder
- Thermoluminescentie van zirkoon als dateringsmethode
- Dateren met zand (Kennislinkartikel van Marco van Kerkhoven)
- Dateringstechnieken in de archeologie (Engels)
- Wikipedia: thermoluminescentie