Universitatea Valahia" Trgoviste Facultatea de tiine Umaniste

Prof. univ. dr. MARIN CRCIUMARU

EVOLUIA OMULUI N CUATERNARpartea I PALEOGEOGRAFIA CUATERNARULUI

partea a II-aPALEONTOLOGIE UMANEDIIA a II-a

EDITURA

- TRGOVITE 2001

Prefa,Lucrarea "Evoluia omului n Cuaternar" reprezint nsumarea ctorva cursuri care se predau la specializarea Istorie-arheologie, Istorie-geografie i Geografie din cadrul Facultii de tiine Umaniste a Universitii "Valahia" - Trgovite. n acest prim volum sunt cuprinse doar primele dou pri ale formei finale a lucrrii, adic partea I-a "Paleogeografia cuaternarului" i partea a H-a "Paleontologie uman". Partea a III-a, care va cuprinde "Culturile i faciesurile paleolitice", urmeaz s apar ca un volum separat. Am considerat c publicarea acestei lucrri sub forma unor cursuri separate, aa cum sunt ele prevzute n programa de nvmnt, ar fi fragmentat foarte mult coninutul i nu ar fi oferit o viziune de ansamblu asupra problemelor legate de nelegerea evoluiei omului, de modul de abordare a cercetrii n sine, de conturarea foarte clar a necesarului de cunotiine pentru viitorii cercettori ai Cuaternarului sau arheologii care trebuie s posede un bagaj minim de cunotiine legate de depozitele formate n aceast perioad, de cronologia pleistocenului i holocenului, de fenomenele climatice care s-au derulat, de evoluia florei i faunei etc. Sperm c n acest fel, lucrarea "Evoluia omului n Cuaternar" va reprezenta un mijloc de mbogire a cunotiinelor tuturor acelora care sunt interesai de originea umanitii, de procesele specifice ultimei perioade geologice n care a evoluat specia uman, n special fenomenele glaciare, de evoluia culturilor materiale paleolitice i mezolitice. Elaborarea acestei lucrri se bazeaz pe consultarea unei bibliografii vaste, din care nu s-au menionat dect o parte din autori, sub forma unei bibliografii selective. Avnd n vedere c aceast lucrare reprezint un mijloc de documentare n problemele generale ale procesului de nvmnt pentru studenii de la facultile de profil i din motive editoriale nu am recurs la o citare riguroas a autorilor n text, considernd c lucrarea are n primul rnd scopul de a permite nsuirea cadrului de ansamblu asupra ultimei perioade geologice - Cuaternarul, definit printre altele de evoluia omului. AUTORUL,

Partea l-a

Paleogeografia Cuaternarului

DEFINIREA CUATERNARULUI

Cuaternarul este perioada geologic (er dup anumii autori) care a urmat Teriarului. Durata sa a fost estimat a fi de 5 milioane de ani, ca vrsta maxim i 1,8 milioane ani, ca cifr minim. Vrsta cuaternarului nu reprezint ns dect mai puin de 1/500 din cea a pmntului, apreciat la 4,5 miliarde de ani. Termenul de Cuaternar a fost pentru nceput folosit de geologul Jules Desnoyers n anul 1829. Un an mai trziu, Marcel de Serres i nsuete acest termen i i d un sens mai restrns, amintind i un sinonim al su Diluvium. Tot el afirm c omul a fost contemporan cuaternarului. Referitor la termenul de Diluvium, la nceputul sec. XIX, William Bukland subdiviza depozitele cele mai recente n Aluvium i Diluvium. Cum Diluviumul consta n depuneri de blocuri masive de diferite roci, care reprezentau dovada unor cureni puternici ai apelor acelei perioade, a fost asimilat potopului . Prin publicarea n anul 1833 a lucrrii Geologie de la Priode Quaternaire , Henri Reboul va consacra definitiv termenul de Cuaternar. Cuaternarul cuprinde dou mari etape : Pleistocenul i Holocenul. Termenul de Pleistocen l datorm, din 1839, geologului Charles Lyell. El inteniona, prin acest termen, s desemneze o perioad mai recent dect Pliocenul (ultimul etaj al Teriarului). Termenul de Holocen a fost propus de Paul Gervais n 1869, cu scopul de a defini depozitele recente (postdiluviene) sau actuale. Uneori, dar nu n chip fericit, este nlocuit cu cel de Postglaciar . Avnd n vedere similiotudinile cronologice generale dintre perioada cuaternar i evoluia omului i mai ales cu utilajul creat de om, mai muli autori au propus nlocuirea denumirii cu perioada antropian (A. Reboul 1833), perioada homozoic (A. Vzian 1865), Terenul uman (Mercey -1874-1877), Timpurile antropice primitive (E. Piette 1880), Psihozoic (La Conte 1887) i mai recent Antropozoic sau Antropogen. Cuaternarul se particularizeaz, din punct de vedere geologic, de celelalte perioade prin fluctuaii climatice care au nsoit evoluia omului. Prin urmare, studiul cuaternarului implic reconstituirea diferitelor peisaje i aspecte ale mediului geografic, a populaiilor vegetale, animale i umane, cu succesiunea lor temporal i diferenierea regional specific. Desigur c pentru aceasta sunt utilizate rezultatele unor tiine sau discipline foarte variate : geomorfologia, sedimentologia, pedologia, geofizica, oceanografia, vulcanologia, geochimia, climatologia, paleoecologia, paleobotanica, palinologia, antropologia, malacologia, micropaleontologia, paleontologia vertebratelor, paleontologia uman (antropologia, preistoria, paleoetnografia etc. La dezvoltarea cunotiinelor despre Cuaternar i-au adus contribuia generaii ntregi de cercettori. Cum era i firesc, primele ntrebri asupra extinderii mai mari n trecut a ghearilor au aprut n Elveia. In anul 1787 B. F. Kuhn meniona morene vechi n afara ariei de desfurare actuale a ghearilor. In 1802 John Playfair descrie blocurile eratice n Scoia, iar n 1822 J. Venetz observ n apropierea lacului Genf un strat de lignit prins ntre dou strate de morene, dovada naintrii ghearilor. Inc din 1914 se public de ctre J. de Charpentier o lucrare clasic, intitulat Essai sur les glaciers , urmat de altele nu mai puin importante, datorate lui L.Agassiz Etudes sur les glaciers (1840) i Systme glaciaire (1847). Noiunea de epoc glaciar a fost pentru prima oar ntrebuinat de germanul Karl Schimper n 1857, pentru ca n 1889 s apar deja o lucrare intitulat la priode glaciaire sub semntura lui A. Falson.

nc din anii 1870-1880, A. Penck susinea pentru Alpi existena a trei perioade glaciare, desprite prin interglaciare cu clim asemntoare celei din zilele noastre. O imagine cu adevrat cuprinztoare despre epoca glaciar a oferit-o pentru prima dat James Geikie n 1874 n lucrarea "The Great Ice Age", pentru ca n 1909 s fie publicat monumentala lucrare "Die Alpen im Eiszeitalter" de ctre A. Penck i E. Bruckner i lansat un sistem de derulare a perioadelor glaciare din Alpi, pe care le denumesc Giinz, Mindel, Riss i Wiirm. n 1910 se face prima ncercare de paralelizare a principalelor regiuni cuprinse de glaciaiune n Pleistocen (glaciaiunea european, alpin i nord-american), de ctre E. Leverett. Gerhard de Geer ofer n 1912, prin msurarea stratelor de argil rubanat depus n lacurile suedeze, primele referiri geocronologice asupra fenomenelor glaciare. R. A. Daly lanseaz n 1934 o teorie extrem de interesant privind posibilitatea paralelizrii epocilor glaciare la scar global. Aceast ipotez pleca de la ideea c toate calotele glaciare i ghearii montani s-au format prin dislocarea unor mari cantiti de ap dintr-o unic surs - oceanul planetar, ceea ce a determinat scderi considerabile ale nivelului acestuia. M. Milankovitch, lund n considerare cauzele cosmice ale producerii glaciainii pleistocene, a creat n 1924 o curb de radiaii, reluat apoi n 1941 i prelucrat dup noi baze iinifice. Aceast curb pleac de la oblicitatea eclipticii, excentricitatea orbitei pmntului i deplasarea periheliului i ncearc s explice ritmul de producere a epocilor glaciare. Nu trebuie, de asemenea, uitate contribuiile eseniale pe care le-au adus o serie de lucrri monografice asupra cuaternarului, cum ar fi: W. B. Wright - The Quaternary Ice Age (1914); P. Woldsted - Das Eiszetalter (1929); F. E. Zeuner - The Pleistocene Period (1945); J. K. Charlesworth - The Quaternary Era (1957); R. F. Flint - Glacial Geology and the Pleistocene Epoch (1947); J. Chaline - Le Quaternaire, l'histoire humaine dans son environnement (1972); J.-Cl. Miskovsky, H. Curien - Geologie de la Prehistoire: methodes, techniques, applications (1987) etc. Referitor la cei doi termeni de glaciaiune i epoc glaciar, invocai adesea n lucrrile menionate, considerm c trebuie reamintit prerea lui P. Woldstedt n acest sens. El meniona c este necesar s se fac distincie ntre noiunea de epoc glaciar, care nseamn o perioad caracterizat prin condiii climatice specifice i cea de glaciaiune care are un sens spaial, sub forma unei pturi de ghea care avanseaz sau se retrage. De asemenea, n funcie de regiunile n care s-au dezvoltat se disting dou tipuri de glaciaiune: de calot i montan. Glaciaiunea de calot, chiar dac s-a nscut de exemplu pe continentul european, n zona montan a Scandinaviei, ea a cuprins i regiunile continentale lipsite de muni din nordul Europei (regiunea Mrii Baltice i Cmpia Rus), sau din nordul continentului american. Glaciaiunea montan se circumscrie n general regiunilor de munte, cum au fost munii Alpi, Pirinei, Carpai, Caucaz etc. n concluzie, Cuaternarul se caracterizeaz prin dou trsturi distincte: n timpul su se produce evoluia general a omului i a aprut ansamblul fenomenelor glaciare. Geneza i dezvoltarea diferitelor forme de relief specifice, a diverselor tipuri de soluri, a ariilor de rspndire a faunei i florei ntr-o permanent dinamic, a zonelor climatice i a unei reele hidrografice aflate ntr-o continu schimbare au constituit mediul specific desfurrii vieii omului preistoric n Cuaternar. Deoarece formaiunile cuaternare sunt cele mai noi ca vrst i muleaz n general suprafaa unui relief preexistent, au constituit mediul fizic direct cu care omul a intrat n contact i din care s-a aprovizionat cu materiile prime necesare vieii cotidiene, de-a lungul unui lung proces evolutiv. Referitor la cei doi termeni de glaciaiune i epoc glaciar, invocai adesea n lucrrile menionate, considerm c trebuie reamintit prerea lui P. Woldstedt n acest sens. El meniona c este necesar s[ se fac distincie ntre noiunea de epoc glaciar, care nseamn o perioad caracterizat prin condiii climatice specifice i cea de glaciaiune care are un sens spaial, sub forma unei pturi de ghea care avanseaz sau se retrage.

LIMITELE CUATERNARULUIn privina limitelor cuaternarului, avnd n vedere c ne gsim nc n aceast perioad geologic, este important s precizm limita inferioar, mai ales limita dintre Pliocen, ultimul etaj al Teriarului i Cuaternar. n scopul stabilirii limitelor inferioare ale cuaternarului s-au utilizat mai multe criterii, pe care le vom expune separat, ntruct nu ntotdeauna rezultatele lor concord. Criteriul climatic. Avndu-se n vedere c trstura foarte important care definete Cuaternarul este dezvoltarea n timpul su a unor importante faze glaciare, desprite de interglaciare, la Congresul Internaional de Geologie de la Londra din anul 1948 i apoi la cel de la Alger din 1952, s-a hotrt ca limita inferioar a cuaternarului s fie indicat de primele deteriorri climatice nregistrate n faunele marine ale Neogenului italian (Teriar superior), ceea ce nseamn c termenul bazai al cuaternarului s fie Calabrianul i echivalentul su continental - Villafranchianul. Calabrianul ar trebui s reprezinte deci prima apariie a unei specii marine - Cyprina islandica, care a trit pn atunci n apele reci, un imigrant din Oceanul Atlantic n Marea Mediteran prin Gibraltar. O secven stratigrafic tipic pentru etajul Calabrian a fost obinut n localitatea Vrica (la 4 Km sud de Crotone), ea fiind reinut ca stratotip. Din pcate, criteriul climatic, prin precizarea stratotipului pe coasta Calabriei, nu-i gsete o aplicabilitate prea mare n alte regiuni, pentru c speciile reci descoperite n partea terminal a Neogenului italian i fac mult mai trziu apariia, de exemplu, n Marea Nordului. n consecin, este necesar ca principiul climatic de fixare a limitei inferioare a Cuaternarului s i-a ca stratotip nu o regiune izolat, precum coasta Calabrian a Mediteranei, ci s ncerce examinarea fluctuaiilor faunei la scar global. Astfel, prin cercetrile sedimentelor din mrile profunde, n mai multe regiuni ale globului s-au propus pentru definirea limitei Pliocen - Cuaternar urmtoarele fenomene: primele apariii abundente de Globorotalia truncatulinoides; schimbarea grupului Globorotalia menaardi; dispariia speciei Globigerinoides sacculifera fistulosa de pe fundul Oceanului Atlantic. Limita fixat dup aceste date s-ar situa spre 1,8 milioane ani. Criteriul fenomenelor glaciare pentru fixarea limitei inferioare a Cuaternarului ntmpin dificulti i mai mari dect cel al faunei marine. Este suficient s menionm c n Noua Zeeland primele fenomene glaciare dateaz la 500.000 de ani, morenele din Sierra Nevada (California) sunt apreciate la 0,96 milioane de ani (perioada glaciar Nebraska), fenomenele glaciare din Tahoe la 1,2 milioane ani i la 3,1 milioane ani n Owens Gorge Rock Creek, iar sedimentele glaciare din Islanda ajung la peste 3 milioane ani. Ca s nu mai amintim i procese glaciare mai vechi, cum ar fi cele din Alaska unde se ajunge la 8,4 milioane ani (munii Wrangell i Saint-Elias). Precizarea limitei inferioare a Cuaternarului cu ajutorul fenomenelor glaciare se complic foarte mult prin faptul c astfel de procese au avut loc i naintea debutului Cuaternarului mai ales de la sfritul Miocenului, cu intensiti sensibile n Pliocen, pentru a se extinde cu adevrat n Pleistocen. Criteriul paleontologic. Marchizul L. Pereto, n secvena de la Villafranca d'Asti din Apeninii septentrionali, staiunea eponim a Villafranchianului (etaj la baza Pleistocenului), stabilea urmtoarea asociaie faunistic: Mastodon arvernensis, Mastodon borsoni i Elephas meridionalis. Mai trziu, J. Hiirzeler a artat c doar Mastodon borsoni provenea efectiv din stratele villafranchiene ale staiunii eponime i prin urmare

Villafranchianul ar fi ru definit i n plus ar exista o inadverten cronologic ntre Villafranchian i Calabrian, ntruct primul ar ncepe spre 3 sau 3,3 milioane ani, iar cel deal doilea numai n jurul datei de 1,8 milioane ani. Aceast situaie ar face caduc definiia i propunerile congreselor de la Londra i Alger. n ultima vreme Jean Chaline i Jacques Michaux, pe baza studiului roztoarelor de la Arrondeli, localitate situat n bazinul Villafranca d'Asti, ca "staiune tip", au ncercat s demonstreze c ar conine "cupa de referin" pentru limita inferioar a Pleistocenului, prin prezena speciei Mimomys polonicus. Aceast form de micromamifer capt acum o extensiune din Siberia central pn n Europa de vest, ca urmare a dezvoltrii inlandisului scandinav n urm cu circa 3 milioane de ani.

Criteriul bazat pe paleontologia uman. n anul 1967, n sud-vestul laculuiRodolf (Kenia), Arnold Lewis descoper la Lothagm Hill o mandibul de Austhralopitecus cu o vechime de peste 5 milioane ani. Criteriile culturale. Este incontestabil c prezena utilajelor reprezint o mrturie a hominizrii. n acest sens, descoperirile recente din estul lacului Rodolf, de la Koobi Fora, datate la 2,6 milioane ani i din valea Omo (Etiopia) cu o vrst de 2,3 milioane ani, ne ndeamn s credem c primele utilaje create de om au putut atinge chiar vrsta de 3 milioane ani. n Europa, cele mai vechi utilaje prelucrate de om din cuarit dateaz la 1,8 milioane ani i au fost descoperite la Chilhac n Masivul Central din Frana. De asemenea, n Romnia, exist o datare de 1,7 milioane ani pentru o serie de utilaje din silex (choppingtool) de la Bugiuleti. Criteriul paleomagnetic. Este tot mai mult preferat n ultima vreme de o serie de cercettori pentru fixarea limitei inferioare a Cuaternarului. Episodul pozitiv Olduvai, datat la circa 1,8 milioane ani, ar corespunde cu aproximaie cu prima mare deteriorare climatic relevat n Mediterana, iar episodul pozitiv Mammoth, spre 3 milioane ani, este similar n Eurasia cu nivelul caracterizat de Mimomys polonicus i n general cu apariia primelor unelte prelucrate n Africa Oriental (fig. 1). Dup cum s-a vzut limita inferioar a Cuaternarului este foarte imprecis i extrem de variat n funcie de criteriile luate n seam. De altfel, nsi ntreprinderea unei astfel de aciuni, de a crea o limit, deci o discontinuitate n snul unor fenomene continui pare discutabil. Avnd n vedere toate aceste dificulti, Comisia de Stratigrafie a Cuaternarului din cadrul I.N.Q.U.A. i Uniunea Internaional de tiine Geologice a creat o subcomisie i un grup de lucru pentru a propune o limit convenional cu un stratotip care s permit corelaii complexe. Este de reinut c I.N.Q.U.A., prin congresele din anul 1973 de la Christchurch (Noua Zeeland), din 1977 de la Birmingham (Marea Britanie) i 1982 de la Moscova, a meninut data convenional de 1,8 milioane ani pentru nceputul Cuaternarului. Dup cum am menionat, Cuaternarul cuprinde Pleistocenul i Holocenul. De aceea, nu este lipsit de interes s precizm care este limita ntre aceste dou mari etaje ale Cuaternarului. Adesea prin Holocen sau Postglaciar se nelege perioada ultimilor 10.000 de ani din istoria umanitii. Este evident c limita celor 10.000 de ani atribuit Holocenului este absolut ipotetic. Cei 10.000 de ani nu constituie o limit strict ci mai mult o rotunjire a unei cifre apropiat de aceast valoare. De fapt, geologii cuaternariti consider c limita dintre Pleistocen i Holocen trebuie plasat la sfritul ultimei mari perioade glaciare, naintea primei oscilaii majore a climei, care corespunde oscilaiei Allerod din Europa de nord (oscilaia climatic Erbiceni B sau episodul pinetelor cu mult molid din scara paleoclimatic romneasc). Aceasta ar presupune o limit Pleistocen - Holocen n jurul datei de 11.800 B.P.

Fig. 1 - Limita Pliocen-Pleistocen (dup H. de Lumley, 1976)

METODE DE DATARE I RECONSTITUIRE A CLIMEI N CUATERNAR

1. Biostratigrafia Biostratigrafia, ca metod de datare i reconstituire a mediului, utilizeaz fenomenul ireversibil din evoluia biologic. Principiul metodei, n faza iniial, se baza pe analiza asociaiilor de faune succesive, mai exact apariia i dispariia acestora n anumite etaje. n ultima vreme se ncearc a se preciza gradele evolutive ale diverselor linii prin metode statistice. Atunci cnd se cunosc suficient de bine fenomenele evolutive se obine o bun rezoluie biostratigrafic. Complicaiile ns nu sunt excluse, pentru c diferite linii de specii rmn i se conserv uneori mii de ani i chiar milioane de ani n regiuni cu o morfologie special, nseamn c nu vom putea lua n calcul dect acele specii care sunt semnificative, n sensul c li se cunoate momentul apariiei i cel al dispariiei lor, iar aceste fenomene au putere de generalizare pentru o regiune i ea bine stabilit ca areal. n acelai timp, exist linii biologice global stabile, cu o mare variabilitate morfologic potenial, dar care nu se exprim dect n parte, sub forma ecofenotipurilor adaptate la condiiiile regionale i momentane de mediu. J. Chaline spune c aceste specii prezint variaii ecofenotipice interactive. Altfel spus, la condiii de mediu diferite de la o perioad la alta, astfel de specii au o morfologie asemntoare, care se repet pe ntreaga cup stratigrafic. n aceste condiii speciile respective pot s ofere indicaii ecologice i paleoclimatice, n schimb nu reprezint repere biostratigrafice importante n sens cronologic. De asemenea, se ntlnesc linii biologice care prezint evoluii graduale de ritm de altfel variabile. Tot J. Chaline consider c acest gradualism filetic ar rezulta de cele mai multe ori i din heterocronia dezvoltrii, adic extensiunea de-a lungul timpului a proceselor ontogenetice care regleaz constituia indivizilor. Desigur c aceste linii evolutive continue sunt potrivite i cutate n studiile biostratigrafice de mare finee, cu condiia decelrii gradelor evolutive ce vor fi definite statistic prin parametrii cantitativi. Metoda aceasta poate adesea suplini sau cel puin completa metodele fizice, uneori dificil de aplicat. Cel mai bine se aplic pentru Pliocenul superior i Pleistocenul inferior i mediu, n timp ce pentru Pleistocenul superior este mai dificil de aplicat din cauz c evoluia biologic este deja mai puin marcant pentru mamifere pentru a servi la cronometrie. 2. Dendrocronologia {dendron = "copac"; chronos = "timp"; logos- "studiu"). Dendrocronologia, ca metod de datare, a aprut abia la nceputul secolului nostru, fiind pentru prima dat descris de americanul Andrew E. Douglass. Metoda se fondeaz pe creterea sezonier a arborilor i prin numrarea cercurilor concentrice succesive numite inele anuale. S-a remarcat c lrgimea i forma inelelor anuale de Pinus aristata variaz de la un an la altul i n funcie de locul unde au crescut arborii respectivi.

A. E. Douglass a intuit c aceste variaii sunt datorate diferenelor climatice de-a lungul timpului, specifice regiunii, i au fost nregistrate n mod asemntor de toi copacii unei anumite specii. Se pare c A. Douglass nu a fost primul care a fcut astfel de consideraii, pentru c Leonardo da Vinci sugera c n Italia grosimea inelelor anuale era legat de cantitatea precipitaiilor, ceea ce nseamn c l putem considera un precursor al dendrocronologiei. Observaiile au nceput n America cu Pinus aristata, pentru c aceast specie are o mare longevitate (pn la 9.000 de ani), fr ca s fie neglijat nici giganticul Sequoia.

Fig. 2 - Principalele elemente constitutive i descriptive ale unui trunchi de arbore (dup P.R. Giot i L. Langouet, 1984) Studiul atent al lrgimii inelelor anuale, formate succesiv ntr-o perioad ndelungat, a dus la obinerea imaginii simplificate i tipizate nregistrat n fiecare an de copac, n funcie de condiiile de mediu n care s-au format inelele: n anii mai uscai inele mai strmte i dimpotriv n anii ploioi inele mai largi (fig. 2). Precizarea trsturilor particulare i ale morfologiei generale ale inelelor din fiecare an a permis racordarea unor secvene anuale imprimate pe buci de lemn provenite de la exemplare diferite ale unei anumite specii de copac. Se vor preciza chiar anumii ani reper, cu parametrii bine precizai i n general uor de recunoscut prin forma inelelor. Mai muli ani dintr-o anumit perioad, cu caracteristici distincte pot forma o "serie semnat"'sau o serie convenional(fig. 3).

Fig. 3 - Elaborarea unei secvene lungi (D) prin corelarea secvenelor A,B,C, (dup P.R. Giot i L. Langouet, 1984) Prin urmare, la exemplarele izolate supuse datrii se vor cuta aceste serii semnate, iar prin compararea i racordarea lor pe diverse eantioane vom putea stabili o serie temporal mai lung i ne vom nscrie, de fapt, n principiile dendrocronologiei. n practic, dou secvene nu sunt niciodat perfect identice, vorbindu-se de similitudini care sunt evaluate n termeni statistici. n acest sens s-a definit chiar un coeficient de coinciden care se refer la raportul numrului de intervale avnd variaii de acelai sens (diminuri sau creteri ale inelelor) i numrul total de intervale comune. Dou secvene sunt considerate similare i sincrone dac coeficientul de coinciden este mai mare de 65%. Dendrocronologia stabilete o scar a morfologiei inelelor de cretere proprie unei anumite specii, valabil pentru o regiune cu oarecare uniformitate climatic. n general, genurile de arbori nu nregistreaz n mod similar anumite componente climatice. Unele sunt sensibile la insolaie, altele la uscciune, temperatur etc. Pentru ca o datare dendrocronologic s aib sori de izbnd trebuie s fie ndeplinite n prealabil cteva condiii de baz: a) numrul eantioanelor s fie suficient pentru njghebarea unei secvene potrivite (8-15 eantioane); b) eantioanele trebuie s conin cel puin 50 de inele anuale, dar de regul sunt de dorit cel puin 100 de inele; c) lemnul sau crbunele este bine s conserve n condiii optime inelele de cretere. Precursorul dendrocronologiei europene poate s fie considerat germanul B. Huber.n Europa, genul Quercus a furnizat cea mai lung scar de referin de 7.200 de ani. Aceast scar a permis datri absolute, ea fiind compus de fapt din mai multe subscri obinute ntre Irlanda i Elveia, trecnd prin Germania de Nord i Germania renano-

danubian. Au fost datate cu aceast scar aezri din Evul mediu, epoca bronzului, neolitic, prin studiul crbunilor gsii n stratele arheologice (fig.4).

Fig. 4 - Secvene dendrocronologice din America i Europa (dup P.R. Giot i L. Langouet, 1984) Metodei dendrocronologice i s-au adus cteva obiecii: a) caracterul regional de valabilitate al unei scri elaborate i dificultatea precizrii ariei n care se circumscrie;

b) arborii nu reacioneaz ntotdeauna la stimulii climatici, uneori observndu-se consecinele unor variaii ale mediului cu ntrziere. Aa de exemplu, forma anumitor inele poate s reprezinte cumulul unor stimuli reziduali din anul precedent. Un ger local persistent dintr-un an poate avea consecine ce pot fi resimite civa ani dup aceea; c) principiul fundamental de la care pleac dendrocronologia - acela al unui mediu ecologic al arborilor - este adesea mai mult sau mai puin real, pentru c nu se are n vedere uneori influena activitii umane asupra dezvoltrii anumitor specii de copaci, a cauzelor biologice accidentale precum diverse maladii, insecte etc. care pot modifica ritmul de cretere al inelelor anuale. Eliminnd, pe ct posibil, aceste slbiciuni ale metodei, trebuie s spunem c dendrocronologia rmne o bun metod de msurare a timpului. Valabilitatea sa a fost unanim recunoscut i rezultatele oferite au folosit la importante corecii aduse metodei 14C. Acest lucru a fost posibil atunci cnd coala american a fcut cercetri dendrocronologice n mod paralel cu cele de 14C pe Pinus aristata. La nceput s-a sperat ntr-o bun concordan a datelor, dar s-au constatat, foarte repede, grave anomalii venite din partea 14C. Un fapt i mai ngrijortor 1-a constituit c anomalia nu avea un caracter liniar. De aceea, pentru corijarea datelor fizice de 14C au fost necesare tabele de corecie care permiteau convertirea unei vrste oferite de un anumit laborator de radiocarbon n dat real, zis dat dendrocronologic sau calendar. Datele 14C corectate sunt cunoscute n acest caz i sub numele de vrste 14C calibrate. S-a observat, de exemplu, c o dat 14C de 5.000 B.C. corespunde la o dat real dendrocronologic de 4.300 B.C; o alt vrst 14C cuprins ntre 2000 - 2300 B.C. este de fapt de 2300 - 4000 B.C. etc. 3. Metoda varvelor (suedezul "varving" - vrgat, dungat) Metoda varvelor a fost prima metod riguroas pentru elaborarea unei scri cronologice absolute care a premers metodele izotopice. Printele ei poate s fie considerat suedezul Gerhard de Geer, care n jurul anului 1880, n urma unei vizite la o carier n regiunea Stockholm, i-a fost atras atenia de aspectul sedimentului compus dintr-o alternan de strate fine de natur nisipoas i argiloas. El vedea n fiecare ciclu de strate de argil i nisip un depozit anual, astfel c la deschiderea Congresului Internaional de Geologie de la Stockholm din anul 1910 propunea deja o nou metod - geocronologia. Obiectul metodei l constituia cronologia absolut, care pleca de la aceste depozite anuale pe care le-a numit "varve" datorit aspectului lor dungat. Varvele sunt deci strate sedimentate regulat, formate din argile de culoare nchis sau deschis, adesea nisipoas, depuse de-a lungul unui an ntr-un ciclu de var i altul de iarn. Pentru anotimpul de var culoarea este cenuiu deschis sau brun, iar pentru anotimpul de iarn nuana este mai nchis. Aceast diferen de culoare se datorete materialului organic de tip planctonic, care n timpul iernii este mai concentrat, datorit aportului mai mic de minerale. Scara de timp, pe baz de varve, stabilit pentru Suedia cuprinde ultimii 15.000 de ani i reprezint nc i azi o foarte important referin cronologic pentru partea final a epocii glaciare i holocenului. Studiul varvelor a fost aplicat i la alte tipuri de depozite. Aa de exemplu, n lacurile din zonele calcaroase. Vara se depun cristale de calcit sub forma unei depuneri laminare deschis la culoare, iar iarna se sedimenteaz un strat mai nchis la culoare, datorit substanei organice mai abundent. n unele lacuri, depunerile difereniate de oxizi de fier (culoare deschis) i a unor sulfuri de fier (culoare nchis) amintesc de depozite de tip varve.

Critica metodei varvelor se refer la tendina de corelare a unor secvene la mari distane, avndu-se n vedere c posibilitatea unor conexiuni pertinente la distane de cea 40 km este de numai 20%, iar pentru distane mai mari de 60 km de numai 5%. De asemenea, definirea anului zero care difer de la G. de Geer la ali autori. Recent s-a precizat anul zero ntr-o varv din nordul Suediei la Doviken. METODE FIZICE DE DATARE CU AJUTORUL IZOTOPILOR RADIOACTIVI Fenomenele fizico-chimice au fost utilizate tot mai mult n stabilirea unei cronometrii a evenimentelor petrecute n evoluia geologic a planetei. Important n aceste datri este de a gsi un fapt marcant, care poate s fie pus n corelaie cu evenimentele geologice sau arheologice, o stare iniial repetabil de la care se poate msura timpul scurs pn n prezent. 4. Metoda radiocarbonului sau a carbonului 14 n cazul metodei radiocarbonului evenimentul marcant l reprezint moartea individului, moment de la care cantitatea de C14, absorbit n timpul vieii, se va diminua progresiv, n funcie de timpul scurs. Metoda radiocarbonului a fost descoperit n anul 1950 de Williard E. Libby, pentru care avea s primeasc n anul 1960 premiul Nobel. W. Libby, prin studiile din Laboratorul Institutului de studii nucleare din Chicago, cercetnd efectul razelor cosmice n atmosfera pmntului, a observat formarea unui izotop radioactiv al carbonului - CM, care se produce permanent datorit bombardamentului razelor cosmice asupra atomilor de azot, la o rat fix de 2,4 atomi pe secund la fiecare cm2 din suprafaa terestr. Aceast rat depinde totui de intensitatea radiaiei cosmice i de cea a cmpului magnetic terestru (CMT). Un aspect important este c n general cantitatea de C14 care se formeaz este ntr-un echilibru permanent cu cea dezintegrat. Atomii de C14 reacioneaz rapid cu oxigenul atmosferic, iar compusul chimic rezultat (C14O2) se va dispersa uniform n biosfer i hidrosfer. Carbonul este componenta de baz a esuturilor organice. l regsim n esuturile plantelor prin procesul de fotosintez, n celul existnd aproape n aceeai proporie ca n atmosfer. Carbonul asimilat de plante este preluat, prin consumul acestora de animale i de om. Un proces similar are loc n oceane, aici ns CO2 este luat de organisme i introdus n schimbul de reacii ce au ca rezultat dizolvarea carbonailor i bicarbonailor. Proporia C14, constant i permanent n organismele vii, dup moartea individului va diminua progresiv n funcie de rata specific a acestui element, care este n general de 1% la 83 de ani. Acest proces va continua pn la epuizarea total a C14. Comparnd concentraia din mostr cu cea a organismului viu, se poate determina vrsta fosilei respective O alt caracteristic a C14 este perioada de njumtire. Se tie c dup 5710 ani ( 40 ani) concentraia sa ntr-un eantion de substan organic s-a redus la jumtate. Datorit timpului de njumtire, datarea prin dozajul radiocarbonului nu este aplicabil n prezent mostrelor de vrst mai mare de 50.000 de ani. Vrsta obinut prin metoda 14C se poate exprima astzi n ani B.P. (Before present) i ani B.C. (Before Christ), deci nainte de prezent sau nainte de Hristos. O vrst B.P. se poate transforma n vrst B.C. prin scderea a 1950 ani i invers, o vrst B.C. se transform n vrst B.P. prin adugarea a 1950 ani. Anul 1950 este deci an reper n acest sens.

n vederea operaiei de datare, trebuie s alegem eantioane necontaminate de carbonul vechi provenit dintr-un depozit de carbonat de calciu, sau de carbonul actual provenit din acizii humusului din sol. Cnd este inevitabil alegerea unor probe contaminate n acest mod, se impune tratarea lor special n laborator cu alcali (pentru ndeprtarea acizilor humici) i acizi (pentru nlturarea carbonatului de calciu). Materialele care se preteaz cel mai bine la datare cu radiocarbon sunt crbunii de lemn rezultai din activitatea omului preistoric i lemnul bine conservat n condiii speciale. Avantajul lor n raport cu alte materiale organice, cum ar fi turba i pielea, este c sunt mai greu contaminabile, iar cantitatea necesar datrii este infim - 1 gr crbune de lemn. Rezultate fiabile ofer, de asemenea, metoda 14C prin datarea cochiliilor (10 gr material necesar) i a oaselor (50-1000 gr pentru os ars i 100-2000 gr pentru os nears). Posibilitatea datrii oaselor prin 14C este extrem de important pentru preistorie, pentru c ele reprezint resturi culinare n multe aezri arheologice. Rezultatele pe astfel de materiale au cptat mai mare amploare dup ce s-a stabilit c extragerea colagenului poate s fie folosit n precizarea mai exact a vrstei. Resturile organice coninute n ceramic i carbonul asociat cu fierul ofer posibilitatea unor rezultate ncurajatoare i foarte interesante, dar utilizarea practic necesit eforturi mari de preparare i eantioane mari (cca 500 gr n cazul fierului). Rezultate foarte bune poate da i coninutul organic al sedimentelor, cu condiia s se evite orice contaminare posibil (aa cum s-au datat formaiunile pingo din mprejurimile localitii Norfolk - Marea Britanie). n ultima vreme, printre materialele databile cu 14C au fost incluse i solurile fosile sau paleosolurile. Cantitatea de material necesar pentru o astfel de datare este de 200-1000 gr. Trebuie avut n vedere ns c un sol fosil a ncetat schimbul de materie organic cu atmosfera la sfritul etapei calde creia i aparine sau n timpul creia s-a format, n timp ce evoluia compuilor organici continu acest proces. Vrsta estimat pentru un paleosol este deci numai apropiat de cea a substanei organice pe care o conine. Exactitatea datrii 14C depinde foarte mult de corectitudinea colectrii i a conservrii mostrei pentru datare. Este cu totul neindicat colectarea probelor de crbune sau os n pungi de hrtie sau de plastic. Cel mai nimerit i eficace este mpachetarea materialului n folie de staniol sterilizat. Oasele sau crbunele nu trebuie splate sau curate prea mult de sediment, evitndu-se pe ct posibil contactul lor cu mediul nconjurtor actual. Datorit unor posibile contaminri, exist o eroare care, pentru mostre de pn la 10.000 de ani variaz ntre 50-250 ani, iar pentru cele de pn la 50.000 ani ajung chiar la 2.000 de ani. Pentru a se evita astfel de erori, se impun calibrri n primul rnd cu datele dendrocronologice. ntruct limita practic a dozajului radiocarbonului este de aproximativ 50.000 de ani, s-a ncercat gsirea unor soluii pentru extinderea acestei limite. Hugo de Vries a artat c s-ar putea ajunge la 70.000 de ani prin mbogirea izotopic cu C14, fa de coninutul iniial al mostrei, ntr-o coloan de difuzie termic, ntocmai ca n cazul combustibililor nucleari. Tehnica este destul de sensibil la contaminare. Rezultate ncurajatoare n acest sens s-au obinut la laboratoarele din Groningen (Olanda) i Washington (U.S.A.), unde, printr-un tratament de-a lungul a 4-5 sptmni, sau ctigat cea 15.000 de ani n plus la limita metodei 14C. n anul 1977, R. A. Miller a propus o nou formul legat de metoda radiocarbonului. Cu ajutorul unui spectometru de mas se ncearc numrarea direct a atomilor de radiocarbon, fr s se mai atepte dezintegrarea lor. Experimental a fost folosit o mostr de crbune de cteva zeci de miligrame, dar s-a ajuns chiar la folosirea unor eantioane de numai un miligram. O separare complet este posibil, dar nlturarea

total a contaminrii rmne nc o problem de viitor. Aa de exemplu, un eantion de 100.000 de ani, contaminat cu 10 ppm este ntinerit cu 10% i este, prin urmare, datat la 90.000 de ani. Avantajele acestei metode cronometrice, n comparaie cu cea a dozajului radiocarbonului, const n reducerea substanial a greutii mostrei (sunt suficiente 1-15 mg), iar precizia este deosebit. Dac pentru 5.000 de ani, datai convenional prin 14C se obine o eroare de 150 de ani prin aa-zisa metod a miligeum-ului, propus de R.A. Miller, aproximaia se reduce la 10 ani. Limita cronologic a acestei metode noi de numrare a atomilor de C14 pare s fie teoretic de 100.000 de ani, dar n mod practic s-a ajuns doar la 70.000 ani. Timpul necesar pentru realizarea studiului unei probe este de numai cca 6 minute, dar costul cercetrilor rmne totui destul de ridicat. 5. Metoda potasiu-argon Principiul metodei geocronometric potasiu-argon se bazeaz pe radioactivitatea izotopului 40 de potasiu natural, din care ia natere calciu 40 prin activitatea P" i argon 40 prin capturarea electronului i activitatea (3+. n anul 1930, C.F.V. Weizsacker emite pentru prima dat ipoteza msurrii concentraiei de argon 40 din minerale ca metod de msurare a vrstei acestora. Primele datri vor aprea 20 de ani mai trziu i sunt datorate lui W. Gentner, care a pus la punct o bun metod de extracie a argonului. Folosirea metodei potasiu-argon n arheologie i n general n evoluia omului ncepe spre anul 1960, cnd J.F. Evernden i G.H. Curtis mping primele apariii ale omului spre un milion de ani. Metoda este aplicabil pentru c potasiu se gsete n cantitate relativ mare n mineralele din scoara pmntului, n medie de 2,8% (n obsidian aproape 3%). Concentraia sa este redus gradat pe msura creterii aportului n argon. Perioada de njumtire a izotopului atinge l,25xlO9 ani (=1.250.000.000 ani). De asemenea, metoda este viabil i datorit deteciei extrem de facile a argonului cu ajutorul spectrometrului de mas. n funcie de posibilitatea de detecie a concentraiilor minime a elementelor K/Ar se pot data materiale i sub vrsta de 1 milion de ani. n general, metoda este utilizabil pentru vrste cuprinse ntre 3,8 i 0,8 milioane ani. n esena sa, metoda K/Ar este de sorginte geologic, dar cu o deosebit ntrebuinare i pentru siturile arheologice din depozitele vulcanice, n special de vrst pliocen i din Pleistocenul inferior, pentru care metoda este capabil s furnizeze o scar cronologic, n special pentru evoluia celor mai timpurii hominide. Eantioanele pentru datare prin aceast metod sunt constituite din cteva grame de roc magmatic (mai ales granie) sau lave i alte produse vulcanice care nu au suferit procese de alterare. Pentru evoluia omului, metoda este folositoare n acele situaii n care fosilele umane se gsesc incluse direct n produsele vulcanice sau depozitele arheologice sunt de natur fluvio-lacustr dar sunt prinse ntre strate vulcanice, n special cenu vulcanic consolidat (cinerite). Succesul metodei K/Ar ine de rata constant a dezintegrrii radioactive a K40, independent de mediul fizic sau chimic, de faptul c, la momentul formrii, n mineral nu exista argon radiogenetic, ci o cantitate de argon n compoziie izotopic similar cu cea a argonului atmosferic, de faptul c n momentul msurrii raportul K/Ar este rezultatul doar al dezintegrrii radioactive a K40. O contribuie practic a avut metoda K/Ar n datarea lui Homo habilis de la Koobi Fora de pe malul lacului Turkana (Kenia). Vrsta obinut prin aceast metod de 1,82-1,6

milioane ani a fost confirmat prin metoda bazat pe urmele de fisiune (1,86 0,04 milioane ani) i prin metoda 40Ar/39Ar (1,88 0,02 milioane ani). 6. Metode de datare bazate pe dezechilibrele radioactive din familia uraniului Aa cum am vzut, metoda radiocarbonului cu greu depete vrsta de 60.000 de ani, cu toate tehnicile noi folosite pentru msurarea C14 din mostra datat cu ajutorul acceleratorului. Din aceast cauz, prin metoda 14C nu vom putea obine o imagine real, complet asupra evenimentelor care s-au derulat n ultimul mare ciclu climatic de circa 120.000 de ani, adic de la ultimul interglaciar pn la limita efectiv de datare prin metoda radiocarbonului. Rmn n jur de 50.000 de ani nedatabili prin aceast metod. Ca s nu mai amintim c ntre limita inferioar de datare prin metoda potasiu-argon de circa 800.000 de ani i cea maxim a 14C, de cel mult 75.000 de ani rmne un spaiu de timp extrem de lung greu reperabil din punct de vedere cronologic. Acest interval poate s reprezinte domeniul de aplicare al metodei dezechilibrelor din familia uraniului, care n general acoper ultimii 300.000 de ani. Principiul metodei pleac de la existena celor trei izotopi ai uraniului: 238U care prin dezintegrare radioactiv d natere la 234U i 235U. n structura primar a pmntului se ntlnesc 238U i 235U, ele fiind considerate radionuclide primitive. Uraniul 235 are o via mai scurt dect uraniul 238 (7,13 x 108 pentru 235U i 4,49 x IO9 pentru 238U), raportul dintre aceti izotopi descrescnd de-a lungul timpului. n schimb, 234U, rezultat din 238U, are perioada foarte scurt n raport cu aceasta -2,48 x 105 ani. Izotopi 238U i 235U, ca urmare a proceselor de dezintegrare specific, nainte de a ajunge s formeze izotopi stabili de plumb 206 i respectiv plumb 207, trec printr-o succesiune de elemente chimice diferite, precum protoactinium (Pa), thorium (Th), actinium (Ac), radium (Ra), radon (Rn), polonium (Po), bismuth (Bi). Succesiunea acestor elemente st n fapt la originea metodei reaciei n lan a uraniului. n consecin, elementele care deriv din uraniu vor avea perioade mai scurte i se vor supune unui echilibru radioactiv (echilibru secular). Prin urmare, n procesul datrii se va urmri permanent comparaia ntre cantitatea de uraniu i cea final, de plumb stabil care se acumuleaz n procesul dezintegrrii. Pentru aceasta, se va vorbi la un moment dat de cupluri 238U/230Th sau 235U/231Pa. Aa de exemplu, 230Th are o perioad de 75.200, ceea ce nseamn c, ncepnd cu aceast dat, ntr-un cristal de aragonit cantitatea de 230Th va fi egal cu jumtate din cea a 238 U i ncepnd cu 150.400 de ani va fi de 3/4 din cea a uraniului 238. La fel se procedeaz pentru metoda 231Pa/235U, numai c pentru protoactinium perioada de njumtire este de numai 32.500 ani, ceea ce face posibil datarea unor materiale de pn la 150.000 de ani, pe cnd n cazul metodei 23OTh/234U se obin vrste de 300.000 de ani. Domeniile de aplicabilitate ale metodei sunt urmtoarele: 1. Prin studiul coralilor s-au putut preciza variaiile nivelului marin n ultimii 120.000 de ani. La nceputul acestei vrste, deci la nceputul ultimului interglaciar, nivelul de referin a fost de +6 m. Din pcate coralii nu se dezvolt dect n mrile calde. Aplicarea metodei la cochiajul marin a permis datri folositoare n arheologie. 2. Stalagmitele, care sunt formate din carbonai puri i se prezint sub forma unor calcare regulate, pot s fie datate prin 23OTh/234U. Cum, printre altele, compoziia izotopic a oxigenului din carbonaii care formeaz stalagmitele este n funcie de temperatura din mediul nconjurtor grotei, s-a reconstituit n Frana o curb continu a variaiilor de temperatur ntre 130.000 i 90.000 de ani.

n arheologie, s-a ncercat datarea planeelor stalagmitice care uneori sunt plasate ntre diferite locuiri paleolitice. Pentru c totui planeele stalagmitice nu prezint aceeai puritate chimic ca stalagmitele, datorit aportului de argil, rezultatele sunt nc contradictorii. 7. Metoda urmelor de fisiune Fenomenul de fisiune spontan a uraniului 238 a fost observat pentru prima dat n anul 1940 de ctre K.A. Pertzhak i G.N. Flerov. Uraniul 238 prin fisiune d natere la doi atomi care vor fi asvrlii violent n direcii opuse lsnd urme latente de 10-20 \i lungime. Acest proces avea s fie relevat n anul 1962 de ctre P.B. Price i R.M. Walker. Densitatea urmelor de fisiune este n funcie de coninutul de uraniu n minerale (rocile vulcanice) i de timp. nseamn c un mineral nregistreaz o sum de evenimente de fisiune i prin urmare se creeaz un geocronometru potenial. Cunoscnd concentrarea n uraniu a mineralului iniial, se poate calcula vrsta eantionului. Principiul de datare a metodei este urmtorul: cnd cristalele sunt nclzite, urmele de fisiune dispar, ceea ce nseamn c orologiul atomic este repus la zero. Numrarea urmelor de fisiune se face dup realizarea unor lame subiri cu ajutorul microscopului. Uneori se procedeaz la atacul mostrei cu diferite soluii chimice acide care au rolul de a uura observarea urmelor de fisiune. Aa de exemplu, n cazul obsidianului se produce un atac cu acid fluorhidric n concentrare de 48,5% timp de 60 de secunde la 23 C. Prin aceast metod se pot data toate mineralele care conin 238U, capabile de a nregistra urmele de fisiune, cum ar fi zirconul, apatitul ca i alte minerale grele. De asemenea, se pot data sticlele vulcanice, cenuele vitroase, perlitul vitros i bineneles obsidianul. Rocile de acest fel, gsite n stratele arheologice, devin databile dac ele au suferit un proces de ardere declanat de activitile umane. Astfel de procese se ntmpl mai frecvent cu obsidianul prins n vetrele preistorice. De asemenea, vestigiile omului preistoric cuprinse n stratele care sunt prinse ntre orizonturi vulcanice fac obiectul de datare prin aceast metod. Ne referim mai ales la depozitele plio-pleistocene. 8. Metoda paleomagnetic Metoda de datare paleomagnetic se bazeaz pe proprietatea anumitor roci vulcanice sau sedimentare de a se comporta ca busole fosile, adic de a fixa n structura lor direcia i sensul cmpului magnetic al momentului formrii lor. n trecutul geologic s-au produs numeroase schimbri ale sensului cmpului magnetic. n funcie de aceste micri ale polului magnetic s-au pus n eviden perioade normale (identice cu actualul) i inverse. Metoda paleomagnetismului a fost descoperit nc din 1905, cnd Brunhes a observat c o serie de argile din Cntai, de la Pontfarein posedau un magnetism remanent care prea s fie n sens opus cmpului magnetic terestru actual. Printre diferitele minerale care constituie rocile numai un numr redus sunt susceptibile de a nregistra magnetismul remanent i de a conserva o "memorie" a istoriei magnetice a momentului depunerii lor sau nglobrii ntr-o roc vulcanic printr-o orientare specific n funcie de cmpul magnetic al timpului respectiv. Acestea sunt hematitul (Fe2O3), magnetitul (Fe3O4), goethitul (FeOOH) i pyrrhotitul, n fapt o sulfura de fier. n prezent se cunosc mai multe zone de polaritate normal i invers succedate de la cele mai vechi spre cele mai recente astfel: zona invers Gilbert (mai mult de 5 milioane ani pn la cca 3,3 milioane ani), zona normal Gauss (ntre circa 3,3 milioane ani i 2,5 milioane ani), zona invers Matuyama (ntre 2,5 milioane ani i 730.000 ani) i zona

normal Brunhes (ntre 730.000 ani i actual). Evenimentele apar ca date anormale n cadrul zonelor de polaritate, ele putnd cuprinde uneori etape scurte de circa 20.000-30 000 de ani n zona de polaritate Gilbert se cunosc evenimentele Nunivak, Cochti i probabil unul mai vechi dect ele; n zona Gauss s-au relevat evenimentele Mammoth i Kaena- n zona de polaritate Matuyama sunt menionate evenimentele Reunion I i II, Olduvai i Jaramillo iar n zona Brunhes, cum este i firesc, s-au precizat ceva mai multe evenimente - Levantin Jamaica, Blake, Mungo i Laschamp. n stratigrafia cuaternarului i n evoluia omului toarte des invocat apare evenimentul sau episodul Olduvai dintre 1,8 i 1,6 milioane ani (fig.5).

Fig. 5 - Scara geomagnetic (dup A. Cox, 1969 i R.F. Flint, 1971)

Paleomagnetismul nu este o metod de datare direct. Nu este posibil de a distinge, numai pe baza paleomagnetismului, un eantion pozitiv sau normal din perioada Brunhes de un altul din zona de polaritate Gauss. Prin urmare, este necesar cuplarea metodei paleomagnetismului cu cea a potasiului-argon sau a urmelor de fisiune. Unitile magnetostratigrafice care sunt zone i subzone (evenimente) de polaritate pot fi transpuse ntr-o schem cronostratigrafic n cronozone i subcronozone (sau cronoevenimente). Dac iniial paleomagnetismul se determina mai uor doar n rocile eruptive, n prezent acest lucru este realizabil i n roci sedimentare depuse lent. Pe lng argilele sedimentate n mediu lacustru i oceanic, azi se sper mult din datrile paleomagnetice fcute n loess. Prin metoda paleomagnetic s-a precizat c, n sedimentul de la Vrica, limita pliopleistocen se situeaz cu circa 3 m deasupra unui subcron de polaritate normal atribuit evenimentului Olduvai, datat la 1,65 milioane ani. Limita Brunhes-Matuyama, datat la 0,73 milioane ani este considerat c marcheaz limita dintre Pleistocenul inferior i mediu. n concluzie, chiar dac metoda paleomagnetic nu permite datri directe, ofer largi anse pentru analogii cronologice dintre secvenele sedimentare cuaternare. 9. Metoda arheomagnetic Metoda arheomagnetic se bazeaz, la rndul su, pe aceleai fenomene ca i metoda paleomagnetic. Primul dintre ele, de ordin geofizic, const n variaia cmpului magnetic terestru (C.M.T.), n direie i intensitate, de-a lungul timpului, ceea ce confer metodei caracterul evolutiv care st la baza principiului su. Al doilea fenomen este de natur fizico-chimic i rezid din proprietatea unor minerale incluse argilelor (hematitul i magnetitul) de a dobndi, atunci cnd sunt afectate de un moment termic care depete anumite praguri specifice acestor elemente, un magnetism remanent (mai exact termoremanent) notat T.R.M. nseamn c nclzirea unor argile n aezrile preistorice reprezint faptul marcant necesar, altfel spus momentul de referin pentru datarea vestigiilor respective. Indiscutabil, pionierul acestei metode este Emile Thellier, dar trebuie s spunem c alturi de el, n laboratoarele din Frana a lucrat cu succes romnca I. Bucur, publicnd chiar un articol intitulat "La datation par rarcheomagnetism" n cunoscuta i apreciata revist "Dossiers de 1'Archeologie". Dup 1934, E.Thellier a prelevat numeroase structuri arheologice nederanjate (cuptoare de ars ceramic, vetre din locuine preistorice i protoistorice) bine datate prin alte metode i a reconstituit variaiile seculare ale oblicitii i declinaiei, unghiurile care caracterizeaz orientarea cmpului magnetic terestru n spaiu i la suprafaa pmntului. Toate aceste date i-au permis s defineasc apoi cmpul magnetic terestru dintr-un anumit punct. Etalonri precise au fost fcute n Frana, Marea Britanie i S.U.A. n Frana centrul de referin este Parisul, datele fiind validate n jurul su pe o raz de 700 km. Trsturile cmpului magnetic terestru n trecut pot s fie reconstituite graie proprietilor magnetice ale anumitor oxizi de fier, precum hematitul i magnetitul. Argilele sunt materialele cele mai importante care intr n constituia cuptoarelor de ars ceramic, a vetrelor din locuinele omului din timpurile mai mult sau mai puin ndeprtate. Oxizii de fier ajung n astfel de construcii la 7%. Magnetismul global al argilei nearse este nul, direciile magnetice ale mineralelor fiind repartizate haotic, fr nici o tendin de orientare, dovedind c poziia lor se datorete hazardului. La temperaturi suficient de crescute (565C pentru magnetit i 675C pentru

hematit) se nate o agitaie termic n reeaua cristalin, ceea ce va permite oxizilor de fier s se orienteze dup direcia cmpului magnetic al momentului respectiv precum acul unei busole. Odat cu rcirea cuptorului sau vetrei, direcia magnetismului rmne imprimat. n acest fel se creaz un magnetism termoremanent (T.R.M.) coliniar la cmpul magnetic terestru din zilele noastre. n consecin, toate argilele nclzite la cel puin 700C sunt susceptibile de a conserva magnetismul termoremanent. Desigur c un cuptor ars, o vatr, pentru a fi datate prin metoda arheomagnetic, nu trebuie s fi suferit nici o deplasare fa de momentul cnd s-a produs arderea lor. Eantionajul materialului pentru datarea arheomagnetic nu este foarte simplu. Blocul de argil ars este nchis ntr-un cub de ipsos. La nceput, eantionul este nconjurat de un cadru rigid antimagnetic i demontabil. Faa sa superioar este calat orizontal cu ajutorul unei nivele cu bul. Pentru reperajul direciei nordului geografic este necesar precizarea direciei soarelului la o anumit or GMT (cu un teodolit, un echer i umbra unui fir cu plumb) i a nordului magnetic cu o busol foarte precis. Toate aceste date se nscriu pe faa orizontal a blocului de ipsos. Pentru viitorul metodei arheomagnetice, este necesar s se instaleze o adevrat solidaritate tiinific ntre arheolog i analist n vederea precizrii unei strategii exacte a extragerii sistematice a probelor din structurile arse n loc. O prob datat bine printr-o alt metod poate deveni un reper pentru datarea unor probe viitoare prin metoda arheomagnetic. Cercetrile din ultima vreme au permis obinerea unui spor de precizie n anumite situaii datate prin arheomagnetism, erorile fiind reduse uneori la sub 20 de ani. De asemenea, exist sperana ca, pe lng datarea cuptoarelor i vetrelor, n viitor s poat fi datate prin arheomagnetism fundurile de vase de ceramic, prile superioare ale amforelor, zgura, stlpii crmidriilor, crmizile, iglele, mortarul, monedele etc. Aceasta nseamn c se ncearc gsirea mijloacelor tehnice n vederea datrii nu numai a structurilor fixe ci i a celor purtate. 10. Metoda hidratrii obsidianului Primele ncercri de datare prin metoda hidratrii obsidianului s-au fcut spre jumtatea secolului nostru cnd I. Friedman i R.L. Smith comunicau unele msurtori efectuate pe eantioane din America. Descrierea principiului o face n 1959 D. Clark, care a ncercat s defineasc o lege matematic a evoluiei fenomenului hidratrii obsidianului n funcie de timpul scurs. Obsidianul este o sticl vulcanic, cu structur vitroas sau hialin, care se formeaz atunci cnd lava se rcete n mediu acvatic. Structura vitroas are consecine asupra aspectului macroscopic al obsidianului, dintre care cea mai important a fost pentru omul preistoric sprtura concoidal, cea care conferea utilajului litic caliti deosebite. De asemenea, fractura obsidianului d rupturi i margini extrem de tioase, ceea ce 1-a fcut utilizabil n prelucrarea unor unelte specifice, precum racloare, lame retuate, percutoare etc, dar nu de puine ori a fost folosit pentru realizarea pandantivelor, statuetelor etc. n prezena apei, stratul superficial al obsidianului se hidrateaz, ngrondu-se progresiv cu trecerea timpului. Hidratarea stratului superficial poate s ajung la 3,5%. Desigur c pentru datarea artefactelor din obsidian sunt luate n studiu fracturile de origine uman. Aa de exemplu retuele unei unelte sau arme din obsidian sunt un fapt semnificativ pentru datare, ca i fasonarea unei suprafee pentru obinerea unui pandantiv sau statuet. Trebuie s menionm c hidratarea obsidianului nu are nimic comun cu patina care rezult din procese chimice sau de descompunere sub influena direct a mediului

nconjurtor. Hidratarea este pentru obsidian un fenomen singular, pentru c acest proces nu l vom ntlni la alte roci bogate n silice, precum silexul, cuarul, jaspul etc. Principiul metodei are n vedere faptul c grosimea stratului hidratat depinde de temperatura mediului n care a zcut artefactul i compoziia chimic a obsidianului, dar nu este influenat de cantitatea de apa din mediul nconjurtor. Din pcate, un punct slab al metodei rmne tocmai precizarea temperaturii reale n care a fost conservat eantionul datat de-a lungul timpului. Aceast temperatur desigur c a variat diurn, sezonier i secular, uneori foarte mult i nu a rmas independent fa de adncime. Chiar dac n mod general se consider c temperatura crete cu 2o C la un metru adncime, nu putem omite necesitatea stabilirii grosimii stratului care a variat cu timpul, creind un decalaj cronologic deloc neglijabil. Metoda hidratrii obsidianului rmne totui foarte puin costisitoare, iar prepararea materialului este destul de simpl. Utilizarea sa este foarte eficace pentru interpolri, pentru ordonarea unor utilaje pe strate culturale, atunci cnd s-au produs remanieri sau deranjri ale stratigrafiei, n precizarea utilajelor refolosite n etapele ulterioare, n msura n care sau ncercat reamenajri prin retue i fracturi ale pieselor iniiale etc. Au fost determinate uneori pentru anumite obiecte "dou sau trei vrste", mai ales pentru utilaje din obsidian la populaiile precolumbiene din California i Mexic. Realizarea practic a datrii se bazeaz pe msurarea grosimii stratului hidratat, care este raportat la o scar de timp, stabilit fie cu ajutorul unor evenimente istorice cunoscute, fie prin datarea materialelor din stratul respectiv prin alte metode. S-au obinut astfel curbe de etalonare pentru diverse tipuri de obsidian. Aa de exemplu, se tie c sfritul civilizaiei aztece, ca urmare a cuceririi spaniole, s-a produs la Chiconaulta n 1518. S-a observat c toate obiectele de obsidian provenind de la aceast civilizaie prezint grosimea minim a stratului hidratat de 2,7 ),. Prin interpolare s-a ajuns s se stabileasc o constant de difuziune de 11,45 u2 /1000 de ani pentru obsidianul verde riolitic. Ulterior, s-a relevat c pentru obsidianul riolitic gri constanta de difuziune este de numai 4,5 \i~ /1000 de ani. Datorit abundenei utilajului pe obsidian mai ales la culturile precolumbiene, metoda hidratrii obsidianului i gsete o aplicare larg n America de Nord i Central. n ultima vreme ns, aceast metod este aplicat cu succes i pe utilajul preistoric din obsidian din regiunea mediteraneean i din Orientul Mijlociu. 11. Metoda termoluminescenei (T.L.) Se pare c fenomenul de termoluminescen a fost cunoscut de mult vreme, nc din sec. XVII. n 1663, Sir Boyle observa o raz slab de lumin, atunci cnd ntr-un mediu obscur era nclzit un diamant. Acest fenomen poate fi considerat grosso-modo ceea ce se cunote azi sub termenul de termoluminescen. Abia n sec. XX, lumina emis de minerale prin nclzire avea s fie pus pe seama iradiaiei pe care acestea au suferit-o. Printre cele mai cunoscute minerale termoluminiscente sunt cuarul, feldspatul, argila, silexul etc. Azi, sub numele de termoluminiscen se nelege lumina emis de anumite minerale cristaline fosforescente prin creterea temperaturii. Termenul de luminescen este legat deci de lumina emis, iar cel de termo rezult din eliberarea energiei acumulate ntr-un obiect prin nclzire. n fapt, metoda se bazeaz n primul rnd pe un fenomen de fizic cristalin, n al doilea rnd pe radioactivitate. Energia nmagazinat n minerale rezult din mutaiile naturale ale elementelor radioactive precum uraniul 238, thorium 232 i potasiul 40.

n procesul de datare, important este excitaia provocat de radiaiile alfa, beta i gama, pentru c rolul cldurii nu este dect acela al unui declanator al fenomenului de restituire a energiei luminoase, precum face un detonator pentru explozie. Atunci cnd radiaiile alfa, beta i gama trec prin minerale se formeaz aa zisele capcane sau curse. Mineralele respective pierd astfel o parte din energia lor i dau natere la ionizri prin desprinderea electronilor de atomii prini. Cei mai muli din aceti electroni se recombin imediat, dar o parte dintre ei sunt captai n astfel de curse care exist n cristale. Aceti electroni pot rmne blocai n aceste capcane mai mult de un milion de ani, pn ce o surs de temperatur, suficient de mare (300-500 C) i va elibera. Momentul iniial, zero, de datare corespunde, de exemplu, pentru ceramic momentului arderii sale, pentru un galet ars momentul arderii sale ntr-o vatr preistoric. Acum se vor goli capcanele de electronii captivi. Din acel moment eantionul va acumula progresiv electroni, proporional cu vrsta ceramicii sau galetului i cu amplitudinea mineralelor de a capta electroni i n funcie de radiaia radioactiv local. Ideea termoluminescenei ca metod de datare aparine din 1953 lui F. Daniel de la Universitatea din Wisconsin (U.S.A.), dar cel care a dezvoltat-o i aplicat-o efectiv a fost Martin Aitken de la Oxford (Anglia). Cercetrile prin termoluminescen aveau s capete o mare extindere i n Frana, unde se cunosc laboratoarele Gif/Yvette, Rennes i ClermontFerrant. Pentru calcularea vrstei prin termoluminescen, este necesar cunoaterea dozei anuale (Da) depus prin radiaii n mineral. Vrsta eantionului este egal cu doza arheologic (DA)/doza anual (Da). Datarea prin termoluminescen i-a gsit o larg aplicabilitate, aducnd contribuii eseniale din punct de vedere cronometric n acele strate n care lipsesc resturile organice pentru a fi datate prin 14C. Mai mult dect pentru oricare alte materiale, T.L. a fost ntrebuinat pentru datarea ceramicii. Nu rareori au fost analizate cuptoarele de ars ceramic, de topit minereuri, materialele de construcie (crmizi, igle, structuri de perei incendiai), pietrele din vetre, diverse topoare din metalurgia preistoric, scurgerile vulcanice, operele de art din pmnt ars etc. Limita cronologic inferioar de aplicare a T.L. este teoretic de circa 200.000 de ani, dar la Universitatea din Bordeax, Max Schvoerer a obinut pentru un eantion de obsidian de la Afar vrsta de 550.000 de ani. In mod curent datrile T.L. merg cu o mare marj de siguran pn la 40.000 de ani. Aa de exemplu, la Doini Vestolnice s-au datat celebrele figurine din pmnt ars din Paleoliticul superior, pentru care s-a obinut vrsta de 33.000 de ani. Totui, posibilitile tehnice ale metodei T.L. sunt o mare speran n viitor, n sensul c datrile rezultate vor acoperi acel hiatus de date cronometrice situat ntre cea 60.000 de ani (oferii de 14C) i 800.000 de ani (prin metoda potasiu-argon). Astfel, au fost datate un micro-granit cu biotit provenind dintr-o vatr paleolitic din Riss la 130.000 de ani, iar dou silexuri arse din stratul atribuit Paleoliticului inferior de la Terra Amata (Frana) au furnizat vrsta de 230.000 40.000 B.P. Mai multe gresii arse gsite n strate magdaleniene au fost datate ntre 12.000 i 15.000 B.P. S-a observat cu aceast ocazie c ele sunt datate cu 10% mai recent dect prin metoda 14C. S-a tras astfel concluzia c la vrste superiore, de peste 100.000 de ani, metoda T.L. necesit o corecie. Prin metod T.L. se pot data o serie de produse metalurgice. Aa de exemplu tiparele de argil folosite la turnarea unor obiecte de bronz, zgura rezultat din topirea minereurilor. Importante contribuii i-a adus ns T.L. la autentificarea unor obiecte de art din pmnt ars, tiut fiind c asupra multora din ele s-au fcut copii i falsuri.

Pietrele arse, aa cum am spus, pot servi ca meterial de datare prin T.L. Nu toate rocile sunt ns compatibile cu aceast metod. Cele mai nimerite sunt rocile care conin cuar (cuarite, gresii, granie) ajunse s fie arse prin utilizarea lor la construcia vetrelor preistorice. Silexul, care bineneles nu era folosit la semenea amenajri, a fost adesea ars, ca si obsidianul, pentru ameliorarea proprietilor lor mecanice n vederea realizrii utilajului litic specific. Spre deosebire de silex, jaspurile arse nu sunt medii bune de datare prin T.L., datorit slabei lor sensibiliti la radiaii, care are drept consecin o emisie termoluminescent greu de nregistrat. La fel pentru calcare nu s-au reuit rezultate care s poat s fie luate n seam, pentru c dein o important cantitate de lumin parazit. Un fapt extrem de important l constituie acela c, independent de datarea oferit de T.L., s-a putut indica temperatura la care au fost supuse mostrele respective n perioada preistoric. Aa de exemplu, gresiile magdaleniene de la Etiolle, Marsangy, Pincevent au fost arse la 400-500C. A.G. Wintle i D.J. Huntley au artat c particulele fine transportate prin vnt sau ap, expuse la lumina soarelui pierd termoluminescent lor i nu o recapt, sub efectul iradiaiei naturale, dect ncepnd cu momentul depunerii lor. Aceasta nseamn c depozitele eoliene acumulate n oceane sau sub forma loessului i dunelor sunt susceptibile la datare prin T.L. Desigur c este lesne s ne imaginm impactul pe care l pot avea astfel de datri asupra precizrii unor procese i fenomene n perioadele glaciare, cnd deflaia a fost foarte intens. Din punct de vedere practic, cercettorul care va efectua eantionajul unei probe destinate studiului prin termoluminescent trebuie s in seama de cteva precauii: s noteze concentrarea n ap a stratului respectiv, s ia msuri de dozare a mediului, s fereasc mostra de lumina puternic care poate s influeneze termoluminescent potenial a probei. 12. Metoda Rezonana paramagnetic electronic (R.P.E.) Metoda Rezonana paramagnetic electronic (R.P.E.) mai este cunoscut, n mediile limbii engleze, sub numele de Electron Spin Resonance (E.S.R.). Descoperirea acestei metode este atribuit lui Eduard Zeller i se consider c pleac de la acelai principiu cu metoda termoluminescenei (T.L.). Dac n termoluminescent se evalueaz cantitatea de electroni prin cantitatea de lumin emis, dup ce acetia au fost evacuai prin temperatur, n cazul metodei R.P.E. aceast cantitate va fi identificat prin msurarea nivelului energiei electronilor acumulai. Principiul metodei R.P.E. se bazeaz pe faptul c electronii nvrtindu-se creeaz un cmp magnetic, iar pentru c electronii sunt asociai n perechi, ei constituie un element neutru. Atunci cnd o radiaie asvrle un elecron, apare un cmp magnetic. Astfel, atomul care a pierdut un electron va deveni un centru de deficien, cel care a ctigat un electron un centru de exces. n acest fel, eantionului cercetat, dac este plasat ntr-un cmp magnetic cunoscut, i se poate pune n eviden, cu ajutorul unei unde electromagnetice apropiate, cantitatea de electroni modificai, dup punerea n loc a eantionului. n mod practic, pentru a se ajunge la datarea mostrei respective, este necesar identificarea dozei anuale de iradiaii i a dozei arheologice prin msurarea nlimii semnalului curbei rezonanei paramagnetice. Altfel spus, principiul metodei poate s fie explicat prin proprietatea radiaiilor naturale (electroni, fotoni y i x, ca i particule a emise mai cu seam de uraniu i derivatele sale coninute ntr-o mostr) de a produce centrii paramagnetici electronici al cror moment

magnetic, datorat la spinul lor poate s fie detectat prin spectrometrie R.P.E. Se nregistreaz deci un semnal proporional cu numrul de spini coninui n eantion. Spinul este proprietatea electronului de a se nvrti n jurul axei sale ntr-un sens sau altul. Ca o consecin a rotaiei i a faptului c au sarcini electrice, electronii posed momente magnetice, numite spin. Aceasta nseamn c ei se orienteaz ntr-un cmp magnetic n acelai sens cu cmpul sau n sens opus acestuia. Dac E. Zeller a datat un prim apatit uranifer din Mexic n 1966, abia dup aproape 10 ani avea s fie datat calcitul din stalagmite i oseminte de ctre M. Ikeya. Apatitul, coninut n oseminte, datat prin metoda R.P.E., poate acoperi un larg diapazon cronologic, mergnd de la circa 10.000 de ani la mai multe milioane de ani. Un excelent mediu de datare prin R.P.E. s-a dovedit a fi emailul dentar, pentru c, dac esutul osos al unui ierbivor conine n medie 30% apatit, n emailul dentar el ajunge la aproape 100%. ^ n consecin, datrile prin R.P.E. par a acoperi un amplu spectru cronologic din preistorie, fiind mai cu seam foarte importante pentru osemintele din stratele paleolitice. Materialele cele mai favorabile datrii, pe lng apatitul din prile dense ale osemintelor i dinilor, sunt calcitul natural din diverse speleoteme, travertine i corali. Emailul vertebratelor fosile ale animalelor continentale, ca i bula timpanic a vertebratelor marine fosile sunt medii favorabile, n care uraniul este inclus uneori din abunden (de 1 la 100 ppm), n comparaie cu calcitul natural, unde se ntlnete n cantiti mult sczute (0,1 la 1 ppm). Din aceast cauz, limita metodei R.P.E. pentru calcit pare a fi un milion de ani, pe cnd pe apatitul din oseminte se ajunge la datri de pn la 5 milioane de ani. 13. Racemizarea amino-acizilor Se cunoate de mult vreme existena materiei organice n materialele fosile de vrsta uneori impresionanat. In deceniul al Vl-lea al secolui nostru P.H.Abelson a demonstrat prezena amino-acizilor n diferite fosile, sugernd chiar c viteza de degradare a proteinelor ar putea deveni o metod de datare. Din pcate, aceast posibilitate teoretic de datare s-a amnat pentru c s-a constatat c influena condiiilor de conservare este mult mai important dect cea a vrstei materialului ce urmeaz a fi studiat. S-a ajuns la concluzia c numai o reacie de degradare relativ lent care s rmn puin sensibil la condiiile mediului chimic poate s fie utilizat n geocronologie. Era cazul reaciei de racemizare a amino-acizilor. Principiul metodei rezult din faptul c amino-acizii pot prezenta asimetrie n structura lor. Atunci cnd sunt de origine organic (vegetal sau animal) vor prezenta o asimetrie total la stnga i vor polariza lumina n aceast parte. n acest caz vom vorbi de molecule levogire. Din contr, cnd sunt de origine mineral vor fi formate din molecule levogire i destrogire i vor polariza lumina la dreapta. Starea de echilibru este cea spre care tinde materia animal sau vegetal fosilizat. Aceasta nseamn c, dup moartea animalului, un anumit numr de molecule vor deveni dextrogire, pn la atingerea unui echilibru, care reprezint starea de racemizare sau de amestec. Transformrile acestea depind n principal de timp, dar i de o serie de ali factori. Prin urmare, innd cont de o serie de parametrii i factori perturbatori, msurarea raportului dintre moleculele levogire i dextrogire va permite calcularea vrstei de fosilizare a eantionului. Nu trebuie omis faptul c fiecare amino-acid are un ritm propriu de racemizare. Acidul aspartic, care are o vitez de racemizare destul de rapid a fost utilizat pentru datare prin aceast metod.

Toate reaciile respective depind de factori diveri, analiza compoziiei n aminoacizi a unui material nu va permite calcularea vrstei sale. In schimb, studiul racenizrii unuia sau mai multor amino-acizi existeni ntr-o mostr d posibilitatea calculrii vrstei. Racemizarea, fiind o reacie chimic, rmne totui dependent de o serie de factori: temperatura, prezenta apei i valoarea Ph. Creterea temperaturii are ca rezultat intensificarea vitezei de racemizare. Este necesar o evaluare precis i ct se poate de exact a temperaturii pentru extrapolarea unei constante a vitezei de racemizare. O eroare de un grad n aprecierea temperaturii atrage o eroare de 20% n precizarea acestei constante. n situaia n care pentru fosilele dintr-un depozit nu se poate preciza temperatura, singura soluie este de a ncerca obinerea unei calibrri printr-o alt metod, cum ar fi de exemplu 1 4 C. Se afirm c pentru depozitele care au suferit fluctuaii de temperatur interglaciare i glaciare, temperatura medie a zcmntului nu ar fi foarte dificil de definit. De asemenea, sedimentele marine au nregistrat variaii de temperatur n fundul oceanelor de numai 23C, iar sedimentele holocene sunt calculate n funcie de temperatura actual. Privind influena apei asupra posibilitilor de datare prin metoda amino-acizilor, sa stabilit rolul ei foarte important. Hidroliza, racemizarea i levigarea afecteaz proteinele i amino-acizii. Nu ncape ndoial c racemizarea amino-acizilor liberi sau legai sub form de proteine necesit prezena apei. Este cunoscut c oasele fosile includ n compoziia lor suficient ap (5-10%) pentru a facilita recemizarea. Atunci cnd oasele sunt uscate la peste 100C, racemizarea scade profund, pentru ca la 157C s nceteze practic complet. Prezena apei antreneaz ns i hidroliza proteinelor, ceea ce are ca rezultat o anumit cantitate de amino-acizi liberi. Deoarece viteza de racenizare este mai mare la amino-acizii liberi fa de cei legai, amino-acizii liberi pot s fie antrenai n afara eantionului i vor fi levigai de excesul de ap n care zace mostra. In consecin, se modific procentul global al racemizrii. n privina Ph, s-a stabilit c la o valoare a sa ntre 5-8 i o temperatur de 25C recemizarea este independent de valoarea Ph. Metoda racemizrii amino-acizilor este cel mai adesea ntrebuinat pentru datarea oaselor fosile. Matricea carbonatat sau apatitul din os protejeaz colagenul de variaiile Ph i umiditatea mediului nconjurtor. Pentru datare sunt suficiente doar cteva grame de os. Prin datarea oaselor au fost obinute vrste ntre 400 i 110.000 de ani. Au fost datate, de exemplu, scheletele paleo-indienilor din California, ajungndu-se la concluzia c omul era prezent pe acest continent n jurul anului 50.000. Sedimentele marine au fost, de asemenea, datate cu ajutorul acestei metode, aminoacizii crescnd procentual n astfel de depozite odat cu adncimea coloanei sedimentare. Amino-acizii din sedimentele marine provin din descompunerea organismelor vii sau fragmentele de diverse cochilii. Datri prin racemizarea amino-acizilor s-au ncercat, cu rezultate promitoare, pe coprolite i pe crbunele de lemn din aezrile preistorice. Pentru geologie sunt de reinut posibilitile de stabilire a vrstei unor formaiuni de precipitaie chimic, precum aragonitul, oolitele, fosforitele. n concluzie, metoda racemizrii amino-acizilor i gsete largi posibiliti de aplicare n paleontologie, preistorie i protoistorie. Marele avantaj al metodei, fa de alte metode de datare const din utilizarea unei foarte mici cantiti de material, n jur de 25 grame pentru sediment i 10 grame pentru os, aspect extrem de important pentru mostrele rare.

14. Tephrocronologia Produsele vulcanice sunt de dou feluri: scurgeri de lav i depozite piroclastice sautephra.

Tephra cuprinde att fragmentele vulcanice de mrimi diferite, de la dimensiuni plurimetrice la micrometrice, ct i amestecurile dense de solide fine, lichide i gaze asvrlite cu mare vitez (peste 100 km/h). Depunerea lor n strate continui, la distane uneori impresionante (cum este cazul cenuei vulcanice), reprezint repere stratigrafice (sau tephrostratigrafice) care pot s fie datate cu precizie printr-o serie de metode fizico-chimice. Avndu-se n vedere c cenuele vulcanice au uneori extensiune planetar (au fost ntlnite chiar n forajele oceanice sub forma unui strat continuu), datarea lor se constituie ntr-o metod de sine stttoare numit tephrocronologia. Produsele tephra degajate de Santorin au fost ntlnite n carotele din Mediterana oriental. Dup dou erupii puternice datate la 30.000 i 18.000 B.P., vulcanul Santorin va constitui o insul (Stronghyli sau probabil Atlantida), leagn ulterior al civilizaiei minoice. n anul 1400 B.C. va avea loc o erupie catastrofal ce va afunda insula care era amplasat pe o caldeir de peste 80 km2. Atunci, circa 30 km3 de tephra au fost dispersai pn la 600 km la est de vulcan. O alt erupie, a vulcanului Toba din Sumatra, n urm cu 75.000 de ani, a acoperit o suprafa de circa 20.000 km2 din Oceanul Indian. Cenuele vulcanice se ntlnesc i n ghearii din Antarctica sau din Oceanul Arctic. De exemplu, cenuele emise n martie 1982 de vucanul El Chichon din Mexic au atins destul de repede Groenlanda, n luna iunie a aceluiai an, deci aproape instantaneu pe scar geologic. Desigur problema erupiilor vulcanice trebuie privit, n context preistoric sau arheologic, nu numai ca posibil form de datare a produselor respective sau a unor strate, ci i n sensul influenei unor astfel de fenomene asupra mediului populaiilor umane, vegetale sau animale din imediata apropiere a vulcanilor respectivi i aceasta cu att mai mult cu ct aceste procese pot s fie fixate cu precizie n timp.

15. Teoria lui Milankovici Dac acceptm c glaciaiunile au fost determinate sau cel puin puternic influenate de cauze cosmice, trebuie s lum n considerare un fapt de necontestat c radiaia solar a suferit schimbri n intensitate ntr-un punct dt. Aceste inegaliti sau perturbaii au uneori periodiciti de mii de ani i depind de o seire de factori, precum oblicitatea eclipticii, excentricitatea orbitei etc. M. Milankovici a luat n calcul trei cicluri de durat inegal: ciclu de nclinare a axei pmntului (cea 40.000 de ani), dup care vara din emisfera nordic debuteaz la afeliu, atunci cnd distana Soare-Pmnt este maxim, ciclul excentricitii orbitei (cea 100.000 de ani) care influeneaz durata anotimpurilor i contrastele lor, fiind un element decisiv din punct de vedere climatic i ciclu de precesiune a echinocilor (micare lent de la est spre vest a punctelor de echinociu ale pmntului, care determina revenirea anotimpurilor naintea ndeplinirii revoluiei aparente a Soarelui), de circa 20.000 de ani. n acest fel, analizd combinarea efectelor celor trei cicluri, Milankovici, a stabilit la cererea marelui climatolog W. Koppen, o curb teoretic a evoiuiei solare din ultimul milion de ani numit tabelul lui Milankovici pe intervale de 5.000 de ani. Datele numerice obinute au fost reprezentate grafic, ceea ce a permis n final transformarea unitilor canonice (obinute din ecuaile folosite n calcularea radiaie

primite, substituind 1 pentru valoarea constantei solare i 100.000 pentru anul sideral = 526.000 minute) n grade de temperatur (pentru transformarea unitilor canonice n grame calorii s-a avut n vedere c 1946 grame calorii / cm2 / minut = constanta solar). Formulele propuse de Milankovici au mers pn acolo nct au reuit s coreleze schimbrile radiaiei cu micrile liniei zpezii. El a precizat, de asemenea, c temperatura scade cu 1C pentru fiecare 150 de metri de altitudine n timpul anotimpului cald. Scderea radiaiei din timpul verii a avut ca efect reducerea topirii gheii i coborrea treptat a liniei zpezilor venice, prin pstrarea ghearilor existeni care influenau, la rndul lor, microclimatul i contribuiau la accentuarea frigului. n regiunile montane cantitatea de precipitaii cretea pn la o anumit altitudine, dup care ncepea s scad. Totodat precipitaiile sub form de zpad se intensificau la altitudini ridicate. Deci se putea deosebi un nivel maxim al precipitaiilor sub form de ploaie, de un altul, aflat deasupra, sub form de zpad (n Alpi este la 1200-1650 m i respectiv 2400 m). n Munii Alpi linia zpezilor este cu cca 600 m deasupra nivelului cderii maxime de zpad. Dac temperatura n anotimpul de var descrete, iar cea din anotimpul de iarn rmne neschimbat, limita zpezii va cobora. La o scdere de 3,3C, linia zpezii va ajunge la nivelul cderii maxime de zpad i deci cantitatea de zpad nglobat n gheari va sporii mult. De asemenea, aportul de ghea este mult mrit n timpul iernilor blnde, 75% din ninsori producndu-se la temperatura ntre +4 i -4C. Iniial curba de insolaie estival a fost calculat de Milankovici pentru latitudinea nordic de 65, iar ulterior i pentru 60 i 55 latitudine nordic. Dup Milankovici maximul wurmian s-a produs la 70.000 de ani, cnd radiaia caloric primit atunci la 65 a fost echivalat cu cea primit azi la 72, adic cu 850 km mai la nord. M. Milankovici avea s extind calculele sale i pentru latitudinile de 15, 45 i 75 din emisfera nordic. Teoria sa a fost emis n mai multe reprize - 1920, 1930, 1941 - fiind mbriat de Penk i Bruckner i chiar de Koppen i cum am mai spus, de Wegener. Azi este mult dezvoltat mai cu seam la Universitatea Louvain la Neuve de ctre A.L. Berger unde i s-a adus un plus de precizie i accesbilitate. 16. Stratigrafia izotopic 18O/16O Precursorul metodei izotopice a oxigenului este considerat C. Emiliani, ncepnd din anul 1955, cnd a propus chiar numerotarea stadiilor izotopice recunoscute n carotele din Caraibe i nordul Oceanului Atlantic. Principiul stratigrafiei izotopice pleac de la un eveniment izotopic care corespunde unei modificri geochimice din ocean, cu condiia respectrii ctorva factori eseniali: puterea de generalizare la scara globului, mai exact n toate oceanele planetei; evenimentul izotopic s fie de scurt durat; posibilitatea de a fi circumscris ntr-o scar a timpului fr ambiguitate (exemplu scara paleomagnetic, biostratigrafic etc). Variaia raportului 18O/16O din foraminiferele culese din carotele extrase din sedimentele marine reflect n general variaiile volumului calotelor glaciare. Un fapt esenial rezult din aceea c efectul izotopic obinut din acumularea foraminiferrelor este universal i n plus este de scurt durat, fiind databil pe curbele izotopice.

Fig. 6 - Etapele climatice din Pleistocen nregistrate prin variaiile 8 18O din foraminifere n forajele adnci DSDP, 552A (B) i n carota profund V28.239 din Pacific (C). Schema corelat arat ansamblul variaiilor pe 3,5 milioane ani. Sgeile indic etape importante de 2,4 milioane ani i 0,8 milioane ani. n stnga (A), n dreapta (D), scara paleomagnetic: B-Bruhnes, J-Jaramillio, OOlduvai, R-Reunion, M-Matuyama, G-Gauss, K-Kaena, G-Gilbert (dup C. Vergnaud-Grazini, 1987)

Critica metodei are n vedere timpul de amestec relativ lent al apelor oceanice, viteza variabil de sedimentare ntre o regiune i alta, bioturbaiile, precizia eantionajului etc. Totui, raportul 18O/16O din carbonaii depui n Cuaternar este suficient de bine datat i reprezint un real sprijin n stratigrafia acestei perioade (fig. 6) n stratigrafia izotopic, n ultima vreme, se vorbete i de izotopii 13C/12C, fr ca aceast metod s ajung la datri de finee. Caracterul universal al rezultateloor obinute a fost verificat n diverse carote din toate oceanele, compoziia izotopic a oxigenului din foraminifere fiind identic n a demonstra schimbri similare ale volumului ghearilor. n prezent, s-a ajuns la corelarea datelor obinute din carote extrase din diverse bazine marine i oceanice n vederea conturrii unei imagini globale a datelor i detaliilor privind variaiile climatice, mergduse la variaii de ordinul ctorva mii de ani (se are n vedere i timpul necesar de amestec oceanic de circa 1.000 de ani, ca limitator al precizilor cronostratigrafice ale metodei). n acest fel s-a obinut o curb izotopic a oxigenului extrem de pertinent pentru ultimii 300.000 de ani, dar date interesante exist i pentru vrste mai mari. Astfel, conform metodei izotopice a oxigenului data de 0,8 milioane ani corespunde unei schimbri climatice importante. Pleistocenul superior este definit de un ciclu glaciar-interglaciar de durat de circa 100.000 de ani i de o amplitudine deosebit. Curba izotopic a Pleistocenului superior este exprimat de stadiile izotopice 2, 3 i 4, ceea ce ar echivala cu trei stadii glaciare (fig. 7) i stadiul 5 specific mai ales eemianului.

17. Granulometria i morfoscopia pietrei Sedimentele cuaternare au o origine divers din punct de vedere calitativ i cantitativ. Cunoaterea naturii lor, a modului de formare, evoluie i depunere depind de o serie de factori care se mpart n trei grupe: mediul geologic, climatul i omul. a. Mediul geologic este de importan major prin rolul substratului mai cu seam n depozitele de peter i adposturile sub stnc. b. Climatul. In perioadele reci se produc mai multe fenomene, cum ar fi gelifracia, solifluxiunea, disoluia, eroziunea, aportul eolian etc; n perioadele calde sau temperate au loc procese precum alterarea, formarea planeelor stalagmitice i solurilor cu cruste calcaroase superficiale, dizolvarea calcarelor. c. Omul. Influena omului, chiar dac la prima vedere nu o bnuim, n aezrile arheologice este esenial, mai cu seam n cele din peter i adposturile sub stnc. Omul poate influena sedimentarea prin nsi amenajarea locuirii sale sub forma unor cabane sau corturi, introducerea n aceste locuri a diverselor materiale (crbuni, piei), a pietrelor pentru anumite amenajri de pavaje, a crengilor, a materialului litic ntrebuinat n debitaj (silex, cuarit etc), prin ntreinerea focului, a introducerii n procesul de sedimentare a resturilor sale culinare. Granulometria permite cunoaterea frecvenei cu care particip gruncioarele ntr-un depozit sedimentar, n funcie de dimensiunile lor. Consideraiile de ordin stratigrafie pornesc desigur de la observaiile directe din teren care vor reprezenta baza cercetrilor de laborator. Astfel, se vor delimita nivelele observate i vor fi transpuse pe hrtie milimetric, menionndu-se limitele lor, textura, structura, culoarea sedimentului, dup Munsel Soil Color, se menioneaz lentilele din alte sedimente, vetrele, pavajele de pietre etc. Eantionajul reprezint o operaiune foarte important pentru viitorul studiu de laborator. n aezrile arheologice el se efectueaz de responsabilul de sptur sau de geolog prin prelevarea mostrelor din fiecarte strat, inclusiv din cele mai subiri sau lenticulare. Dac este posibil, proba va fi colectat n agregate i cnd este necesar cu menionarea orientrii n strat a blocului care constituie proba respectiv. Cantitatea materialului din fiecare eantion este n funcie de natura analizei i a sedimentului din strat. Se vor alege pentru prelevare acele zone din profil care sunt cele mai caracteristice i nederanjate de factorii perturbatori ai procesului de sedimentare. Proba trebuie astfel extras nct s existe o evaluare real a fraciunii grosiere n raport cu cea fin n cadrul analizei de laborator. Pe teren se face separarea fraciunii grosiere de cea fin cu ajutorul unei site cu ochiurile de 2 mm. Prin cntrire se face un prim raport procentual ntre aceste dou mari grupe: fraciunea fin i grosier (tab. 1). Urmeaz apoi diferenierile pe categorii dimensionale i definirea fraciunilor din cadrul acestor dou mari grupe. Pentru aceasta fraciunea fin va intra n studiul de laborator unde se vor separa nisipurile grosiere, fine, luturile i argilele. Fraciunea grosier se va diferenia printr-un sistem de site i msurtori specifice. n final se va face procentajul n fucie de greutate i numr, dup care se va reprezenta grafic. Graficul va cuprinde pe ordonat diferitele strate, niveluri i orizonturi, iar pe abscis procentele cumulate de fiecare fraciune. Rezultatele obinute dau o imagine a compoziiei granulometrice i implicit asupra proceselor care au determinat sedimentarea depozitului. Prezena, raritatea sau absena unei categorii granulometrice permite estimarea intensitii unui anumit tip de climat i agent de transport al materialului. De exemplu,28

prezena pietriurilor poate s fie legat de o faz climatic riguroas, cu procese de gelifracie majore. Din contr, existena n cantiti mari a fraciunii fine poate reprezenta un argument n favoarea fenomenelor eoliene. Dimensiunile elementelor Peste 10 cm De la 10- 1 cm De la lcm - 2mm De la 2mm - 0,2mm De la 2mm - 0,035 mm (35 microni) De la 35 |a - 2 (a Numel de fraciunii granulometrice e - Blocuri Fraciune grosier - Pietriuri - Granule - Nisip grosier Fraciune nisipoas - Nisip fin - Praf i lut Fraciune mlo argiloas

Locul studiului Studiu pe teren Studiu n laborator

Fraciune fin

Sub 2 n

- Argile

Tabelul 1 - Proporia relativ a diferitelor fraciuni. Dup separarea pietrelor, sunt reluate cele ntre 3-10 cm i introduse n studiul morfoscopic, mprindu-se dup forma lor n cinci categorii: a) poliedre: pietriuri sferice sau aproape sferice; b) prisme: pietriuri prismatice, cilindrice i aproape cilindrice; c) plachete groase: pietriuri cu dou fee paralele i cu cea mai mare grosime superioar cu un sfert limii maxime; d) plachete subiri: pietriuri cu dou fee paralele i cu cea mai mare grosime inferioar cu un sfert limii maxime; e) plachete gelive: pietriuri n plachete, foarte subiri, cu una din margini ascuite care s-ar datora ruperii prin nghe-dezghe. Toate aceste forme au semnificaia lor climatic pentru momentul cnd au fost depuse n sedimentul sau depozitul studiat. De asemenea, vom observa c unele pietre prezint un grad mai ridicat sau mai slab de coroziune ca urmare a intensitii unui anumit agent. La fel, se vorbete de un indice de tocire i porozitate cu semnificaii climatice. Studiul morfoscopic urmrete punerea n eviden a formei gruncioarelor (mai ales cele de cuar), starea de uzur a gruncioarelor (tocirea, rotunjirea), starea suprafeei (lucioas, ciupit, mat) care caracterizeaz natura transportului (eolian, fluviatil, marin), ca i procesele de pedogenez. Granulometria i construirea diagramelor cumulative trebuie realizat att pe verticala, ct i pe orizontala depozitului. n acest fel, se vor obine date difereniate ntre intrarea ntr-o peter i interiorul ei, ntre zonele mai intens locuite i cele mai puin afectate de procesele antropice. Aceasta presupune c acest gen de analize trebuie s cuprind probe pentru fiecare strat din ct mai multe zone ale sale pentru a se obine o imagine global a perioadei cnd s-a produs sedimentarea stratului respectiv. Prin cercetarea tuturor stratelor n acest fel, vom realiza o reconstituire n timp a modului cum 29

s-a desvrit sedimentarea ntregului depozit, cu trsturile particulare ale fiecrei etape de sedimentare. 18. Metode de cercetare a paleosolurilor cuaternare (Paleopedologia) Solurile fosile sau paleosolurile (numite uneori i soluri ngropate) conserv cu certitudine dovezi interesante pentru reconstituirea mediului n Cuaternar i posed semnificaii stratigrafice importante. In Germania se numesc Bodencomplex, iar n Cehia i Slovacia sunt cunoscute sub denumirea de Pedocomplex. Prin paleopedologie se urmrete reconstituirea fazelor pedologice care s-au succedat sub influena unui anumit climat i deci a unui covor vegetal specific. Dificultatea const n faptul c orice nou faz se grefeaz pe faze mai vechi care s-au materializat n urma unor cicluri climatice diferite. De asemenea, aceste procese sunt uneori deranjate de fenomene de remaniere care au demantelat o parte din sol i deci au fcut s dispar dovezile fazelor climatice care au creat un anumit tip de depozit i de document pedogenetic. Solurile fosile reprezint perioada de stabilitate climatic n care depunerile de material s-au ntrerupt i prin urmare factorii de pedogenez au acionat asupra materialului parental cu intensitate suficient pentru formarea unui sol. Ele sunt deci contemporane perioadelor de ameliorare a climei de tip interglaciar sau interstadial. Solurile fosile au nregistrat n profilul lor schimbrile bioclimatice. Unele soluri s-au format n condiii bioclimatice care nu s-au schimbat pe tot timpul perioadei de solificare. Ele se numesc monogenetice i au orizonturile de suprafa mai bine dezvoltate. Majoritatea solurilor fosile au nregistrat ns n profilele lor schimbri repetate n procesele de splare, alterare i activitate biologic - deci sunt poligenetice i sunt consecina unor climate diverse (fig.8). Desigur c nu se poate vorbi de un unic tip de sol interglaciar. Exist diferite tipuri de soluri interglaciare, n funcie de fiecare regiune i zon geografic. Aa de exemplu, n Europa Central se ntlnesc soluri interglaciare de tipul solurilor silvestre podzolite sau podzolice, soluri pseudogleice, n timp ce n Italia mai rspndite sunt solurile de climat mediteraneean, cu un puternic orizont argilo-iluvial. Solurile interstadiale se caracterizeaz prin profile mai puin dezvoltate, ca urmare a timpului redus n care s-au desfurat procesele de pedogenez. Aa de exemplu, n Europa Central sunt specifice pentru diferite interstadiale solurile cu profilul fr difereniere textural net, de tipul cernoziomurilor, solurilor brune, solurilor gleice arctice etc. Fiecare din solurile fosile se vor fi format fie concomitent cu depunerea materialului - soluri sinsedimentare, fie ulterior depunerii materialului - soluripostsedimentare. Cercetrile paleopedologice au relevat faptul c secvenele de soluri, care se intercaleaz depozitelor de loess, n multe cazuri sunt formate nu numai dintr-un singur sol, ci din mai multe care se succed pe vertical. Solurile res