Αμφίπολη: Το CSI μιας ανασκαφής

Τους τελευταίους μήνες η ανασκαφή που γίνεται στην Αμφίπολη έχει φέρει στο επίκεντρο της δημοσιότητας όχι μόνο το εντυπωσιακό μνημείο που κρυβόταν μέσα στον τύμβο αλλά και μια επιστημονική ενότητα «αφανή» για πολλούς, την αρχαιομετρία. Ο νέος αυτός κλάδος ήρθε να συνδράμει την αρχαιολογία εδώ και μερικές δεκαετίες δίνοντας πρωτοφανή ώθηση στις ανακαλύψεις και πολύπλευρες δυνατότητες στο ανασκαφικό έργο. Μια «πρώτη γνωριμία» με δύο από τους σημαντικότερους «αρχαιομετρικούς» τομείς μιας ανασκαφής επιχειρούμε στις επόμενες σελίδες. Δείτε ποια «όπλα» έχουν να προσφέρουν οι θετικές επιστήμες στους αρχαιολόγους ώστε να τους βοηθήσουν στον εντοπισμό, στη χρονολόγηση και στην ερμηνεία των αρχαιολογικών ευρημάτων αλλά και τι θα μπορέσουν να μας πουν για τις εκπλήξεις που μας επιφυλάσσει ακόμη το εσωτερικό του λόφου Καστά.

Ως και πριν από μερικές δεκαετίες οι αρχαιολόγοι για να κάνουν τις ανασκαφές τους είχαν ως μόνα όπλα τη σκαπάνη και τις γνώσεις τους. Περίπου από τα μέσα του περασμένου αιώνα όμως οι θετικές επιστήμες ήρθαν να τους προσφέρουν τη συνδρομή τους εφοδιάζοντάς τους με εργαλεία τα οποία όχι μόνο διευκόλυναν θεαματικά το έργο τους αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις έφεραν επανάσταση αλλάζοντας εκ βάθρων την αντίληψη που είχαμε για την Ιστορία. Δύο από τους βασικότερους τομείς της επιστημονικής ενότητας που σήμερα ονομάζουμε «αρχαιομετρία» ή «αρχαιολογικές επιστήμες» είναι οι γεωφυσικές διασκοπήσεις και οι μέθοδοι χρονολόγησης. Οι πρώτες βοηθούν στον εντοπισμό των θέσεων όπου βρίσκονται θαμμένα αρχαία μνημεία και δίνουν μια εικόνα των δομών που υπάρχουν μέσα στο έδαφος. Οι δεύτερες αποκαλύπτουν την ηλικία των ευρημάτων δίνοντας μια «σθεναρή» βάση στις εκτιμήσεις. Οπως διαπιστώνουμε παρακολουθώντας τον τελευταίο καιρό το ανασκαφικό έργο στον λόφο Καστά της Αμφίπολης, και οι δύο αποτελούν πολύτιμα κεφάλαια για την αρχαιολογική έρευνα.

Οι γεωφυσικές διασκοπήσεις ήταν αυτές που «άνοιξαν» το νέο πεδίο της αρχαιομετρίας λίγο μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο. Η πρώτη από αυτές, η γεωηλεκτρική διασκόπηση, εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 1946 στην Αγγλία και σήμερα εξακολουθεί να αποτελεί μία από τις πλέον διαδεδομένες μεθόδους για τον εντοπισμό θαμμένων μνημείων. «Είναι η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε και χρησιμοποιείται ακόμη» λέει στο «Βήμα» ο Γρηγόρης Τσόκας, καθηγητής και διευθυντής του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Ως διαδικασία ακούγεται απλή: ηλεκτρικό ρεύμα εισάγεται μέσα στο έδαφος και χαρτογραφείται η κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης, η οποία παρουσιάζει ανομοιογένειες όταν «συναντά» αρχαιότητες. Τα αποτελέσματα είναι όμως εντυπωσιακά –ύστερα από μια σειρά μαθηματικές διεργασίες εμφανίζεται στον χάρτη η κάτοψη των αρχαιολογικών λειψάνων που βρίσκονται κάτω από το χώμα με τρόπο εξαιρετικά σαφή για το εκπαιδευμένο μάτι ενός αρχαιολόγου (γιατί, όπως τονίζει ο κ. Τσόκας, οι αρχαιολόγοι είναι εκείνοι που κάνουν τις τελικές εκτιμήσεις σχετικά με το τι ακριβώς αντιπροσωπεύουν οι δομές που φαίνονται μέσα στο έδαφος).

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να προσδιορίσουν πότε το μάρμαρο σμιλεύτηκε για να γίνει γλυπτό, η προέλευσή του δίνει όμως έμμεσες πληροφορίες στους αρχαιολόγους

Παρά τη σαφήνεια των αποτελεσμάτων, τα όρια της ηλεκτρικής αποτύπωσης είναι ωστόσο «ρηχά». «Βλέπουμε πολύ καθαρά τις κατόψεις, αλλά αυτό μπορεί να γίνει μόνο ως ένα ορισμένο βάθος, ένα με ενάμισι μέτρο, πιο κάτω δεν δίνει τόσο καλή εικόνα» εξηγεί ο καθηγητής. Επίσης –και αυτό ισχύει για όλες τις γεωφυσικές διασκοπήσεις –δείχνει μόνο το «εξωτερικό» των δομών. Αν δηλαδή μέσα στο έδαφος είναι θαμμένο ένα κτίσμα, στον χάρτη θα εμφανιστεί το περίγραμμά του, αλλά δεν υπάρχει τρόπος να δούμε τι υπάρχει μέσα σε αυτό.

Η γεωμαγνητική διασκόπηση, η οποία έκανε την εμφάνισή της το 1958, μπορεί να φθάσει λίγο πιο βαθιά, στα δύο με δυόμισι μέτρα. «Δεν δίνει όμως τόσο καλά αποτελέσματα όσο αυτά που θα δείτε σε έναν γεωηλεκτρικό χάρτη» αναφέρει ο κ. Τσόκας. Η μαγνητική αποτύπωση, η οποία καταγράφει την κατανομή της μαγνητικής επαγωγής του πεδίου της Γης στον χώρο που εξετάζει, δεν προσφέρει τόσο καθαρές κατόψεις, δείχνει όμως ανωμαλίες οι οποίες αποτελούν ένα «σήμα» που μπορεί να κατευθύνει τους ανασκαφείς. Μερικές φορές μάλιστα το σήμα αυτό είναι υπερβολικά έντονο –και τότε συνήθως «μιλάει» για την ύπαρξη ενός κλιβάνου κεραμικής. «Ο φούρνος έχει πολύ ισχυρό σήμα, γιατί κάθε φορά που ανάβει συγκεντρώνει μαγνητικά οξείδια, και κυρίως μαγνητίτη, που δημιουργούνται από τις χημικές αντιδράσεις σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες» εξηγεί ο καθηγητής. Ενα τέτοιο σήμα εμφανίστηκε, όπως αναφέρει, στις ανασκαφές που έκανε στην αρχαία Ευρωπό στο Κιλκίς η αρχαιολόγος Θωμαή Σαββοπούλου. Στον μαγνητικό χάρτη εντοπίστηκε μια ισχυρή κόκκινη κουκκίδα, η οποία, όπως επιβεβαιώθηκε με την ανασκαφή, αντιστοιχούσε σε έναν κλίβανο όπου ψήνονταν αγγεία.

Αλλη «παλιά» και ευρέως διαδεδομένη μέθοδος είναι η ανάλυση αεροφωτογραφιών, είτε κανονικών –αχρωματικών, όπως λέγονται –είτε στο υπέρυθρο φάσμα. «Αυτή εμφανίζει ευρήματα που βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του εδάφους, δέκα με είκοσι πόντους, δηλαδή δομές που με την παρουσία τους επηρεάζουν την ανάπτυξη των φυτών» λέει ο κ. Τσόκας. «Δημιουργούν μια διαφορετική χρώση στο χωράφι και πετώντας μια συγκεκριμένη εποχή του χρόνου και με συγκεκριμένες προδιαγραφές πτήσης μπορεί κάποιος να πάρει φωτογραφίες που δείχνουν σχήματα κάτω στη γη». Οι δυνατότητες αυτής της μεθόδου, με την οποία, όπως επισημαίνει, έχουν γίνει πολλές ανακαλύψεις, διαγράφηκαν με θεαματικό τρόπο κατά τη διάρκεια του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου: ένας πιλότος που πετούσε επάνω από τα σύνορα του Βελγίου με την Ολλανδία είδε ξαφνικά στο έδαφος έναν προϊστορικό οικισμό αλλά όταν ξαναπέταξε ύστερα από μερικές ημέρες δεν τον έβλεπε πια. «Πρέπει να πετάξεις συγκεκριμένη ώρα και συγκεκριμένη εποχή για να δεις» εξηγεί ο καθηγητής (οι καλύτεροι μήνες είναι ο Μάιος, όταν τα σπαρτά είναι ψηλά, και ο Οκτώβριος, λόγω γωνίας του ήλιου). Τις επόμενες δεκαετίες η μέθοδος τελειοποιήθηκε και σήμερα έχει εξελιχθεί σημαντικά με τις τελευταίες τεχνικές μείξης (fusion) στην επεξεργασία της εικόνας.

Μια νεότερη τεχνική που εμφανίστηκε στη δεκαετία του 1990 είναι αυτή του υπεδάφιου ραντάρ, η οποία πρόσφατα έγινε διάσημη εξαιτίας της εφαρμογής της στον τύμβο Καστά στην Αμφίπολη. Πρόκειται για μια αξιόπιστη μέθοδο η οποία προσφέρει αποτελέσματα εξίσου καλά με τη γεωηλεκτρική διασκόπηση αλλά το βάθος στο οποίο μπορεί να φθάσει μπορεί να περιοριστεί από τη σύσταση και την αγωγιμότητα του εδάφους. «Το πλεονέκτημά της είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δομημένο περιβάλλον, εκεί όπου οι άλλες μέθοδοι δεν μπορούν να εφαρμοστούν» αναφέρει ο κ. Τσόκας. Μπορεί δηλαδή να «δει» κάτω από την άσφαλτο ή κάτω από το υπόγειο ενός σπιτιού.

Οι πιο προηγμένες τεχνικές γεωφυσικής διασκόπησης που διαθέτει σήμερα η επιστήμη είναι τομογραφικές και φέρουν μεταξύ άλλων και ελληνική υπογραφή. Πρόκειται για την ηλεκτρική και τη σεισμική τομογραφία, στην ανάπτυξη των οποίων έχει συμμετάσχει το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής του ΑΠΘ, έχοντας μάλιστα αποσπάσει αρκετά διεθνή βραβεία για αυτή τη συνεισφορά. «Ειδικά η γεωηλεκτρική τομογραφία είναι το καμάρι μας και τη χρησιμοποιούμε κατά κόρον, γιατί δίνει εξαιρετικά αποτελέσματα» λέει ο κ. Τσόκας. Η τεχνική, η οποία αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1990 από το Εργαστήριο του ΑΠΘ σε συνεργασία με το Utah School of Mines στις Ηνωμένες Πολιτείες και το Πανεπιστήμιο του Γιορκ στη Βρετανία, είναι, όπως αναφέρει, ακριβώς ίδια με αυτήν της ιατρικής τομογραφίας, με τη διαφορά ότι αντί για το ανθρώπινο σώμα διεξάγεται στο έδαφος.

Αυτή η διαφορά όμως ήταν και η αιτία που η μεταφορά από τον ανθρώπινο οργανισμό στο χώμα άργησε να επιτευχθεί. «Οι γιατροί προχώρησαν πολύ πιο γρήγορα, γιατί το πρόβλημα για αυτούς ήταν πολύ πιο εύκολο» εξηγεί ο καθηγητής. «Κατ’ αρχάς αυτοί μπορούν να τοποθετούν τα όργανά τους σε οποιοδήποτε σημείο του ανθρώπινου σώματος θέλουν, ενώ εμείς έχουμε μόνο την επιφάνεια του εδάφους. Επίσης ένας γιατρός έχει σαφή εικόνα του τι είναι φυσικό και τι αφύσικο, ενώ για εμάς όλα είναι φυσικά. Εξαιτίας αυτών των δυσκολιών, παρότι ξεκινήσαμε μαζί με τους γιατρούς, για εμάς το πρόβλημα λύθηκε λίγο αργότερα. Χρειάστηκε να επινοηθούν καινούργια μαθηματικά για να επιλυθεί».

Από τη στιγμή που επιλύθηκε όμως πρόσφερε νέα όψη στις απεικονίσεις χαρίζοντάς τους τρεις διαστάσεις αλλά και νέες δυνατότητες, αφού μπόρεσε να φθάσει σε πρωτόγνωρα βάθη, ανάλογα βέβαια με το μέγεθος της δομής που πρόκειται να χαρτογραφηθεί. «Μπορεί να δει και να απεικονίσει οτιδήποτε του οποίου οι διαστάσεις συγκρίνονται με το βάθος στο οποίο είναι θαμμένο» εξηγεί ο καθηγητής. Αυτό σημαίνει ότι η γεωηλεκτρική τομογραφία μπορεί να μας αποκαλύψει δομές που είναι θαμμένες ακόμη και δέκα ή είκοσι μέτρα κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, αρκεί οι διαστάσεις τους να πλησιάζουν αντίστοιχα τα δέκα ή είκοσι μέτρα.

Το μαρμάρινο θυρόφυλλο και οι εφηλίδες, που μιμούνται την κεφαλή καρφιών, δεν είναι δυνατόν να χρονολογηθούν με φυσικο-χημικές μεθόδους

Αφού εντοπιστούν και ανασκαφούν, τα ευρήματα πρέπει φυσικά να ερμηνευθούν. Πέρα από τις γνώσεις, ένα σημαντικό εργαλείο σε αυτή την «αποκρυπτογράφηση» είναι η χρονολόγησή τους. Η αρχαιομετρία έχει προσφέρει πάρα πολλά εδώ. Ας μην ξεχνάμε πως, εκτός του ότι μας παρείχε ένα παγκόσμιο χρονικό πλαίσιο το οποίο μας επέτρεψε να προσδιορίσουμε την αλληλουχία των δραστηριοτήτων του ανθρώπου και να «συγχρονίσουμε» τα πολιτισμικά γεγονότα, η εμφάνιση της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα-14 (C-14) στα μέσα του προηγούμενου αιώνα μάς ανάγκασε να ξαναγράψουμε τα βιβλία της Ιστορίας, μεταθέτοντας προς τα πίσω κατά δύο χιλιετίες την αρχή του πολιτισμού (από το 7000 στο 9000 π.Χ.). Η πρόοδος που έχει σημειωθεί στον τομέα αυτόν τις τελευταίες δεκαετίες είναι τεράστια. Και αν ακόμη υπάρχουν κάποια όρια –ορισμένα από τα ευρήματα που έρχονται στο φως είναι αδύνατον, τουλάχιστον αυτή τη στιγμή, να χρονολογηθούν με φυσικοχημικές μεθόδους -, οι τεχνικές βελτιώνονται διαρκώς πηγαίνοντας όλο και πιο πίσω στον χρόνο και εξασφαλίζοντας όλο και μεγαλύτερη ακρίβεια.

Το τι μπορεί να χρονολογηθεί και τι όχι σε μιαν ανασκαφή εξαρτάται από το υλικό του. Για παράδειγμα, οι εντυπωσιακές μαρμάρινες Καρυάτιδες και το θυρόφυλλο του τύμβου της Αμφίπολης δυστυχώς ξεφεύγουν από το «χρονόμετρο» των θετικών επιστημών. Το ίδιο και τα μεταλλικά καρφιά. Το μέταλλο είναι από τα υλικά που δεν έχουν ανιχνεύσιμη ηλικία με τις «θετικές» μεθόδους –αν πρόκειται για ένα νόμισμα, οι ειδικοί μπορούν να βασιστούν μόνο στην «κοπή» του, ενώ αν πρόκειται για ένα μεταλλικό αγαλματίδιο μπορούν απλώς να εικάσουν γενικότερα σε ποια εποχή κατασκευάστηκε με έμμεσο τρόπο, π.χ. από το κράμα ή από την τεχνοτροπία που έχει χρησιμοποιηθεί. Οι πέτρινες κατασκευές και τα γλυπτά παρουσιάζουν επίσης σοβαρό πρόβλημα: οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να υπολογίσουν την ηλικία του πετρώματος (η οποία μπορεί να ανάγεται σε εκατοντάδες εκατομμύρια ή σε δισεκατομμύρια χρόνια) αλλά δεν έχουν τρόπο να προσδιορίσουν πότε αυτό λαξεύθηκε ή σμιλεύθηκε από ένα ανθρώπινο χέρι –και εδώ οι έμμεσες πληροφορίες είναι αυτές που μπορούν να το τοποθετήσουν στον χρόνο.

Ειδικά τα ψηφιδωτά, αν και πέτρινες κατασκευές, μπορούν να χρονολογηθούν με άνθρακα-14 αν στο κονίαμα επάνω στο οποίο έχουν κατασκευαστεί βρεθούν κομματάκια άνθρακα ή αχυράκια –κάτι το οποίο δεν είναι σπάνιο. Η ακρίβεια ωστόσο που μπορεί να επιτευχθεί έχει προσέγγιση μόνο ± 85 χρόνια.

Το μάρμαρο –και αυτό είναι φυσικό –αποτελεί ένα υλικό ιδιαίτερα μελετημένο στην Ελλάδα. Ελληνες ερευνητές με επικεφαλής τον Γιάννη Μανιάτη, διευθυντή Ερευνών και υπεύθυνο του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος», έχουν κάνει κάποιες προσπάθειες χρονολόγησης των μαρμάρινων ευρημάτων –έχουν μάλιστα δημοσιεύσει τρεις σχετικές μελέτες περιγράφοντας μια τεχνική με τη μέθοδο της θερμοφωταύγειας. «Αυτή όμως βρίσκεται σε πολύ πειραματικό στάδιο» εξηγεί ο κ. Μανιάτης μιλώντας στο «Βήμα». «Αν πάρουμε ένα αντικείμενο απευθείας από το χώμα, χωρίς να το δει καθόλου φως, και το αναλύσουμε, μετρώντας και τη ραδιενέργεια του χώματος μέσα στο οποίο ήταν θαμμένο, μπορούμε να έχουμε κάποια χρονολόγηση με μεγάλη απόκλιση, δύσκολα όμως η τεχνική μπορεί να έχει εφαρμογή ως μέθοδος χρονολόγησης ρουτίνας και ειδικά όταν οι απαιτήσεις ακρίβειας είναι μεγάλες».

Αντιθέτως, πολύτιμη εφαρμογή που δίνει σημαντικές πληροφορίες στην αρχαιολογική έρευνα και εμμέσως στη χρονολόγηση έχει η βάση δεδομένων σχετικά με την προέλευση, τα λατομεία και τη διακίνηση του μαρμάρου σε ολόκληρη τη Μεσόγειο την οποία έχουν δημιουργήσει και εμπλουτίζουν διαρκώς εδώ και 27 χρόνια οι ερευνητές του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος». «Η προέλευση του μαρμάρου, πέρα από την κατανόηση των επαφών, των αρχαίων εργαστηρίων, των καλλιτεχνικών προτιμήσεων και των οικονομικών δυνατοτήτων μιας αρχαίας κοινωνίας, μπορεί να δώσει έμμεσα πληροφορίες και για τη χρονολόγηση, γιατί υπάρχουν κάποια λατομεία που δεν λειτούργησαν πριν από μια συγκεκριμένη εποχή και άλλα που άρχισαν να λειτουργούν ύστερα από μια συγκεκριμένη εποχή» εξηγεί ο ερευνητής. «Επίσης σημαντικές πληροφορίες δίνει ο συνδυασμός της τυπολογικής ανάλυσης που κάνουν οι αρχαιολόγοι και οι ιστορικοί τέχνης στα γλυπτά προσπαθώντας να εντοπίσουν το εργαστήριο κατασκευής με το είδος και την προέλευση του μαρμάρου. Αν διαπιστώνεται, για παράδειγμα, στη Μακεδονία ότι καλλιτεχνικά έχουμε ένα αττικό εργαστήριο, αυτό επιβεβαιώνεται με χρήση πεντελικού μαρμάρου, και άρα έχουμε αθηναίους τεχνίτες στους οποίους έχει ανατεθεί η κατασκευή κάποιων γλυπτών ή κτιρίων, οι προτιμήσεις αυτές μπορεί να σχετίζονται με συγκεκριμένους ηγεμόνες και με συγκεκριμένες εποχές –με αυτή τη λογική δηλαδή».

Τα κεραμικά είναι εξαιρετικά «χρονόμετρα»: η χρονολόγησή τους γίνεται με μεγάλη ακρίβεια

Αντιθέτως η χρονολόγηση των κεραμικών επιτυγχάνεται με ακρίβεια με τη μέθοδο της φωταύγειας, η οποία είναι εξαιρετικά επιτυχής. Είναι η δεύτερη πιο αξιόπιστη μετά τη ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14 –η αξιοπιστία αυτών των δύο τεχνικών είναι άλλωστε και ο λόγος για τον οποίο όλοι οι ειδικοί λένε ότι δεν μπορούμε να μιλάμε απόλυτα για χρονολογίες στην Αμφίπολη αν δεν βρεθούν «κινητά ευρήματα». Οι δύο παραλλαγές της τεχνικής που χρησιμοποιούνται για να προσδιοριστεί η ηλικία ενός αγγείου –ή ενός θραύσματός του –είναι η θερμοφωταύγεια και η οπτική φωταύγεια. Και οι δύο βασίζονται στη φωτεινή ακτινοβολία που εκπέμπεται από το υλικό –η πρώτη όταν θερμαίνεται και η δεύτερη όταν ακτινοβολείται με φωτόνια –και μετρούν την ενέργεια που έχει παραχθεί από ιονίζουσες ακτινοβολίες και έχει αποθηκευθεί στο κεραμικό.

«Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες προέρχονται είτε μέσα από το έδαφος είτε μέσα από το ίδιο το κεραμικό και ακτινοβολούν συνεχώς» εξηγεί ο κ. Μανιάτης, ο οποίος είναι υπεύθυνος για τις χρονολογήσεις με άνθρακα-14 στο Εργαστήριο Αρχαιομετρίας του ΕΚΕΦΕ «Δημόκριτος» ενώ υπεύθυνος για τις χρονολογήσεις των κεραμικών και των ιζημάτων είναι ο δρ Γιάννης Μπασιάκος. «Δηλαδή μέσα στο χώμα, και μέσα στον πηλό που χρησιμοποιείται για το κεραμικό, υπάρχουν ίχνη ουρανίου, θορίου, καλίου, τα οποία εκπέμπουν συνεχώς ακτινοβολία». Η ακτινοβολία αυτή ιονίζει τους κρυστάλλους, π.χ. χαλαζία, που υπάρχουν στα κεραμικά και αυτοί αποθηκεύουν ηλεκτρόνια σε κάποιες ατέλειες οι οποίες παραμένουν σταθερές στον χρόνο. «Οταν ο κεραμέας ψήσει το κεραμικό, αδειάζει όλες αυτές τις παγίδες που υπήρχαν γεωλογικά στην άργιλο επί εκατομμύρια χρόνια και βάζει το ρολόι μας σε χρόνο μηδέν» λέει. «Από εκείνη τη στιγμή και μετά αρχίζουν να συσσωρεύονται στις άδειες παγίδες ηλεκτρόνια τα οποία η τεχνική της φωταύγειας αναγκάζει να βγουν από τις παγίδες και να ξανασυνδεθούν με τα αρχικά τους ιόντα, παράγοντας κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας φωτόνια, δηλαδή φως». Μετρώντας την ποσότητα του φωτός που εκπέμπεται και προσδιορίζοντας την ετήσια δόση ιονίζουσας ακτινοβολίας από το έδαφος και το ίδιο το κεραμικό οι ειδικοί υπολογίζουν την ηλικία του κεραμικού από τη στιγμή του ψησίματός του και μετά.

Η ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα-14 ή ραδιοάνθρακα, όπως συχνά λέγεται, θεωρείται η «κορωνίδα» των μεθόδων χρονολόγησης και εφαρμόζεται σε οργανικά υλικά. Με τον όρο αυτόν εννοούμε όλα τα υλικά βιολογικής προέλευσης, αυτά που ήταν κάποτε «ζωντανά», όπως το ξύλο, τα κάρβουνα από εστίες, οι καρποί, τα φύλλα, οι σπόροι και γενικώς τα υπολείμματα φυτών, τα όστρεα και τα κοράλλια, ο πάπυρος, το χαρτί, το ύφασμα και φυσικά τα οστά, το δέρμα, τα κέρατα ζώων ή οι τρίχες. Η μέθοδος βασίζεται στο ισότοπο του άνθρακα, τον άνθρακα-14, που δημιουργείται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας από τη δράση της κοσμικής ακτινοβολίας και, μέσω της φωτοσύνθεσης, περνάει στα φυτά και από εκεί σε όλη τη διατροφική αλυσίδα, στα ζώα και στον άνθρωπο. Ο άνθρακας-14 είναι ραδιενεργός και διασπάται με τον χρόνο (έχει χρόνο ημιζωής περίπου 5.700 χρόνια) και, όταν αυτό συμβαίνει σε έναν ζωντανό οργανισμό, τα άτομα που διασπώνται αντικαθίστανται από νέα, τα οποία προσλαμβάνονται μέσω της τροφής. «Ετσι η συγκέντρωση του άνθρακα-14 στους ιστούς κάθε ζωντανού οργανισμού διατηρείται σταθερή» λέει ο κ. Μανιάτης. «Αυτή τη διαδικασία όμως τη διακόπτει ο θάνατος και έτσι ξεκινάει το ρολόι της τεχνικής μας. Ο οργανισμός δεν μπορεί πια να αντικαταστήσει τα διασπασθέντα άτομα του άνθρακα-14 και η συγκέντρωση του άνθρακα-14 αρχίζει πλέον να μειώνεται σιγά-σιγά και σταθερά με τον χρόνο».

Μετρώντας τη συγκέντρωση του άνθρακα-14 σε ένα δείγμα οργανικού υλικού που έχει βρεθεί σε κάποια ανασκαφή και συγκρίνοντάς τη με ένα διεθνές πρότυπο (οξαλικό οξύ) οι επιστήμονες εξάγουν τον χρόνο που έχει περάσει από τη στιγμή του θανάτου του οργανισμού από τον οποίο προέρχεται το συγκεκριμένο δείγμα. «Ο υπολογισμός αυτός όμως δεν αντιστοιχεί ακριβώς στα ημερολογιακά έτη, γιατί η συγκέντρωση του άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα δεν ήταν σταθερή στις διάφορες εποχές» εξηγεί ο ερευνητής. Η ημερολογιακή αντιστοίχιση γίνεται με τη βοήθεια της λεγόμενης «καμπύλης βαθμονόμησης». Αυτή δημιουργήθηκε αρχικά με βάση τους δακτυλίους δέντρων γνωστής ηλικίας καλύπτοντας 11.500 χρόνια προς τα πίσω και στη συνέχεια συμπληρώθηκε σταδιακά με βάση τα ιζήματα λιμνών, τα κοράλλια κ.τ.λ., φθάνοντας σχετικά πρόσφατα (το 2009) σχεδόν στα 50.000 χρόνια πριν από το σήμερα, που είναι και το «όριο» της συγκεκριμένης τεχνικής.

Τυπικά η ραδιοχρονολόγηση του άνθρακα-14 θεωρείται ότι μπορεί να αποκαλύψει την ηλικία ενός δείγματος με απόκλιση 50-100 ετών. «Γενικώς μπορούμε να πούμε ότι έχουμε ένα εύρος γύρω στα 100 χρόνια, για τις περιόδους που ενδιαφέρουν την αρχαιολογία, το οποίο μπορεί να είναι λίγο μικρότερο ή λίγο μεγαλύτερο ανάλογα με την κύμανση της καμπύλης βαθμονόμησης σε κάθε χρονική περίοδο. Η ακρίβεια αυτή είναι πολύ μεγάλη για την προϊστορική εποχή, αλλά και για νεότερες περιόδους όπου δεν υπάρχουν κατάλληλα συνευρήματα για αρχαιολογική – ιστορική εκτίμηση της ηλικίας» λέει ο ερευνητής. Με τις τελευταίες εξελίξεις της μεθόδου, οι οποίες εισήγαγαν τη χρήση στρωματογραφικών δεδομένων σε ακολουθία δειγμάτων και την επεξεργασία με τη στατιστική του Μπέις (η οποία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το 2007), οι ειδικοί μπορούν σήμερα να επιτύχουν ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια «μιας γενιάς», περίπου 30-40 ετών, που είναι πολύ πιο «χρήσιμη» για τους αρχαιολόγους στους ιστορικούς χρόνους (υπό την προϋπόθεση βεβαίως να υπάρχει η δυνατότητα χρονολόγησης σειράς δειγμάτων και όχι μόνο ενός).

Ολη αυτή η πρόοδος που έχει σημειωθεί τις τελευταίες δεκαετίες είναι, όπως επισημαίνει ο κ. Μανιάτης εξαιρετικά σημαντική. «Ο προσδιορισμός της απόλυτης ηλικίας ενός δείγματος με μεθόδους των φυσικών επιστημών είναι μία μεγαλειώδης στιγμή για την επιστήμη διότι γίνεται με βάση αναλλοίωτους φυσικούς νόμους και δεν εξαρτάται από υποκειμενικά συγκριτικά στοιχεία» καταλήγει.