Новое изобретение английских учёных

Тут обсуждали датировку черепков, глины,  я и высказал мнение, что нет научных методов датировки, а мне дали ссылку на новый метод, разработанный недавно англами. Даю по автоматическому переводу он-лайн с английской страницы википедии.

Постараюсь почти без комментариев и удивлений, но не смогу, предупреждаю заранее:

Rehydroxylation dating

Датирование регидроксилированием [RHX] - это развивающийся метод датирования керамики из обожженной глины.[1] Эта новая концепция основана на ключевом свойстве керамических материалов, при котором они со временем расширяются и набирают массу. После извлечения керамического образца из печи во время производства он немедленно начинает химически рекомбинировать с влагой из окружающей среды. Эта реакция повторно включает гидроксильные (OH) группы в керамический материал и описывается как регидроксилирование (RHX).[2] Это явление было хорошо задокументировано за последние сто лет (хотя больше ориентировано на ограниченные временные рамки), и теперь было предложено в качестве средства датирования керамики из обожженной глины. Процесс RHX приводит к увеличению веса образца, и это увеличение веса обеспечивает точную оценку степени регидроксилирования. Время датировки определяется экспериментальным выводом о том, что реакция RHX следует точному кинетическому закону: прирост массы увеличивается как четвертый корень из времени, прошедшего с момента обжига.[3] Этот степенной закон и вытекающий из него метод RHX были открыты учеными из Манчестерского университета и Эдинбургского университета.[4]


Концепция RHX-датирования была впервые изложена в 2003 году Уилсоном и его сотрудниками[3], которые отметили, что "результаты ... предлагают новый метод археологического датирования керамики". Затем метод RHX был подробно описан в 2009 году[1] для кирпича и черепицы, а в отношении керамики - в 2011 году.[5] Археологическая керамика, впервые использованная для тестирования разрабатываемого метода RHX, состояла из трех категорий, даты для которых уже были рассчитаны другими археологическими методами.

Здесь сразу сомнение, ученые подгоняли свои результаты под "известную" датировку, которую не понятно, как определили, с учётом даты:

Первым был англосаксонский ткацкий станок периода с 560 по 660 год нашей эры, черепок самийской посуды периода с 45 по 75 год нашей эры и три глиняных черепка Верра 1605 года нашей эры.[5]




Типы использованных образцов были признаны важными для эксперимента, поскольку они представляли "три конкретные проблемы, связанные с применением метода RHX при раскопках археологической керамики".[5] Эти проблемы включали черепки, найденные в заболоченных местах, с низким уровнем загрязнения. керамика с температурой обжига, остеклованная керамика и керамика, содержащая шликер или глазурь.

Датирование RHX пока не является обычным или коммерчески доступным. Оно является предметом ряда исследований и валидации в нескольких странах.

Честно, пока ещё исследования продолжаются и идёт процесс валидации (подтверждения).

Концепция расширения глиняной керамики после обжига долгое время была предметом обсуждения, впервые была отмечена Шурехтом в 1928 году[6] для объяснения увядания керамической глазури и подтверждена в 1954 году Макберни, что это и расширение керамических тел происходит из-за поступления влаги из окружающей среды.[7] С тех пор расширение от влаги стало важным свойством глиняной керамики, которое следует учитывать при использовании материала, такого как глиняные кирпичи в конструкциях. В 2003 году было высказано предположение, что расширение влаги может продолжаться в течение гораздо более длительных периодов времени, в отличие от предыдущих исследований в более ограниченных временных масштабах.[3] Это оценивалось на кирпичах от римского периода до современных.

Несмотря на неопределенность, достаточное количество предыдущих исследований и другие более свежие данные показали, что закон действует.[9][10] при этом расширение от влаги и увеличение массы пропорциональны друг другу для указанного материала при любой указанной температуре обжига.

То есть они считают, что процесс постоянный или почти линейный и не зависит от внешних условий: температуры и влажности, и их колебания! Смелая гипотеза! я бы сказал: отважная!

Вот здесь я не понимаю, зачем образец для измерения влажности сначала мочить, а потом обжигать? Ведь этим нарушится его естественное состояние!?
И что это за "среднегодовая температура за длительный период"? До 18 века? до 10 века? До Рождества Христова? Где, в Германии? в Англии? в Сирии? в Египте?

Методология датирования
Сначала получают небольшой образец материала. Для этого керамический артефакт подвергается мокрой резке с использованием пилы с водяным охлаждением, чтобы избежать выделения тепла и, следовательно, вызвать некоторое дегидроксилирование.[5] После этого необходимо удалить весь незакрепленный мусор, и это можно сделать, тщательно промыв его под проточной водой. Затем образец нагревают до 105°C до получения постоянного веса, чтобы удалить всю капиллярную воду и слабо адсорбированную воду. Затем образец кондиционируют в контролируемой среде до расчетной эффективной температуры за весь срок службы (ELT) и относительной влажности для получения константы RHX (α{\displaystyle \alpha }).[5] ELT обычно близка (но не совсем совпадает) к среднегодовой температуре приземного воздуха за длительный период. Наконец, для полного удаления всей воды, полученной на предыдущем этапе, образец нагревают до 500 ° C в течение 4 часов до получения постоянного веса, что указывает на то, что вся вода была потеряна и, следовательно, гипотетически вернулась к своей первоначальной исторической массе после извлечения из печи.[1][5]

И почему и как решили, что вся новая вода удалилась и масса вернулась к изначальной? Гипотетически!?

После завершения подготовки образца его переносят в камеру для взвешивания и подвергают воздействию водяного пара при контролируемой температуре (идентичной первой ELT) и относительной влажности для определения кинетики увеличения массы за счет рекомбинации с водой. После того, как этот процесс выполняется в течение желаемого периода времени (в среднем от одного до двух дней), данные о массе записываются.[1][5]

После определения скорости RHX можно точно рассчитать, как давно он был извлечен из печи,[4] и, следовательно, назначить материалу дату.

Чтобы определить дату материала, необходимо рассчитать скорость увеличения массы, используя следующее уравнение:

формула
где α {\displaystyle \alpha } - постоянная скорости увеличения массы, T {\displaystyle T} - температура (ELT) и t {\displaystyle t} - время.

А кто сказал и доказал, что скорость увеличения массы постоянная? Это только гипотеза!
За коэффициент в формуле можно спрятать всё!


Чем старше образец, тем больше масса, полученная в результате химического соединения с водой, поскольку начальная масса образца равна сумме массы исходного обожженного материала и воды, соединенной с ним за весь срок его службы.[1] Исходя из этого, используя другие полученные данные, возраст рассчитывается с использованием:

формула

где t α {\displaystyle t_{\альфа }} - время, прошедшее с момента последнего исторического обжига (возраст материала), m α {\displaystyle m_{\альфа }} - масса гидроксильных групп, m 4
{\displaystyle m_{4}} - гипотетическая масса при полном дегидроксилировании и α {\displaystyle \alpha } представляет собой константу скорости. Для обеспечения точности даты можно либо взять и проанализировать несколько образцов из одного и того же артефакта, либо повторно датировать образец альтернативным способом и сравнить результаты.

а вот и естественно и честно:

Технические проблемы
При разработке метода было важно понять, влияют ли колебания влажности на скорость увеличения массы керамического материала в RHX. В небольших исследованиях этот вопрос еще не изучался всесторонне. Таким образом, было проведено исследование образцов XIX-го и XX-го веков,[11], в ходе которого образцы обезвоживали для удаления любой физически и химически связанной воды и помещали их в условия, которые варьировались от экстремально сухих до экстремально влажных. Был сделан вывод, что колебания влажности не влияют на кинетику RHX, поскольку это влияет только на содержание физически связанной воды, а не на химически связанные гидроксильные ионы.[11] Это связано с тем, что реакция RHX протекает чрезвычайно медленно, и для ее подпитки требуется лишь незначительное количество воды, при этом достаточное количество воды доступно практически во всех земных средах. Ни систематические, ни временные изменения влажности не влияют на долгосрочную кинетику регидроксилирования. Однако они влияют на мгновенные гравиметрические измерения или вносят систематическую ошибку, например, из-за капиллярной конденсации.[11]

Изменения температуры могут сильно влиять на скорость RHX, и это может повлиять на расчетный возраст керамики. Чтобы проиллюстрировать это, используется гипотетический пример образца 1000-летней давности.[12] В течение первых 500 лет температура окружающей среды остается на уровне 10 ° C; в течение следующих 500 лет температура повышается до 15 ° C. Следовательно, по истечении первых 500 лет скорость RHX увеличивается. Масса материала также начинает увеличиваться более быстрыми темпами, чем ранее.[12] Таким образом, при расчете дат ученые должны иметь возможность оценить температурную динамику образца. Метод расчета основан на данных о температуре для данного местоположения с поправкой на глубину захоронения и долгосрочные колебания температуры по историческим данным,[12] таким как сезонные и климатические изменения. Эта информация используется для оценки эффективной температуры за весь срок службы или ELT, которая затем используется при расчете даты.[5] Распознавание последствий изменения температуры имеет жизненно важное значение, поскольку повторный нагрев материала до достаточно высокой температуры приводит к тому, что керамика частично или полностью теряет воду, накопленную с момента первоначального обжига, что влияет на расчетный возраст.[13] Например, средневековый кирпич, исследованный Уилсон и ее коллегами[1], показал дату 66 лет вместо ожидаемой более ранней даты. Более тщательный анализ показал, что внешняя поверхность кирпича содержала остеклованные элементы, указывающие на то, что он подвергался сильному нагреванию с момента первоначального обжига. Это произошло из-за того, что кирпич был дегидроксилирован сильным нагревом от зажигательных бомбардировок и пожаров во время Второй мировой войны.[14] Чтобы избежать такого рода ошибок или подтвердить расчетную дату, наряду с датированием RHX могут использоваться археологические методы, такие как стратиграфическое датирование, радиоуглеродное датирование или другие археологические методы.

Основное применение метода RHX заключается в датировании археологической керамики. Тем не менее, большинство археологических материалов содержат компоненты, которые вызывают либо дополнительное увеличение массы, либо дополнительную потерю массы в процессе измерения RHX.[15] Эти компоненты могут быть неотъемлемой частью объекта, например, материалы, добавленные при закалке, или соединения, которые вошли в состав объекта во время использования, такие как органические остатки, или другие элементы, попавшие в объект во время захоронения или консервации. В настоящее время изучается возможность удаления загрязняющих веществ без влияния на метод RHX. Метод, признанный наиболее эффективным из других протестированных, состоял из кислотно-щелочной обработки с использованием соляной кислоты (HCl) для очистки образцов с последующим применением раствора перекиси водорода (H2O2) для их окисления.[16]

Поскольку датирование RHX еще не стало ключевой частью датирования керамических артефактов из-за его недавнего развития, остатки снаружи / внутри керамики могут быть датированы с использованием других методов, включая радиоуглеродный анализ, термолюминесценцию (TL), оптически стимулированную люминесценцию (OSL) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).[8]

Одним словом, всё ещё на этапе исследований ...