Figur 1: Eksempler på tidlig holocæne tefra-partikler fra Nordjylland.

Transkript

1 Hvad er tefrokronologi? Tefrokronologi er en metode, hvor man, ved hjælp af vulkansk aske (=tefra), kan datere og forbinde arkæologiske og geologiske aflejringer. Grundprincipperne Tefra stammer fra det græske ord τεφρα og betyder aske. Vulkansk aske er dog ikke et produkt af organisk forbrænding, men opstår, når den varme magma kommer i kontakt med kold luft, vand og/eller is. Idet magmaen nedkøles hurtigt, dannes små glasskår og bjergartsstøv (Figur 1). De største partikler falder ned tæt ved vulkanen, mens de mikroskopiske partikler bliver alt efter hvor eksplosivt udbruddet er bragt højt op i atmosfæren og kan ved vindens hjælp spredes over meget store afstande. Det er bl.a. muligt at finde tefra fra islandske vulkaner i Danmark og sågar så langt væk som Centraleuropa. Figur 1: Eksempler på tidlig holocæne tefra-partikler fra Nordjylland. Når tefraen falder ned på landjorden og søer, dannes et tyndt sammenhængende "tæppe" af aske, som, tæt på vulkanen, kan ses med det blotte øje. I Danmark er tefra-lagene dog så tynde, at det er nødvendigt at bruge forstørrelser på 400 til 1000 gange for at finde og identificere tefrapartiklerne. Når

2 man er så langt fra vulkanen, at tefraen ikke kan ses, kaldes den også mikrotefra eller cryptotefra. Et unikt træk ved tefra-nedfaldet er, at nedfaldet (arkæologisk set) sker samtidigt over hele nedfaldsområdet, og derfor har tefra-laget samme datering alle steder. Mange af de store vulkanudbrud, som har ført til tefra-aflejringer på lang afstand, er i dag veldateret. Derigennem er disse tefralag blevet til yderst brugbare kronologiredskaber. Omstændighederne under det enkelte vulkanudbrud (forholdene i magmakammeret, gassammensætningen, udbruddets eksplosivitet, osv.) er medvirkende til, at hvert udbrud har sig egen partikelsignatur (vulkanens petrologiske og geokemiske fingeraftryk ). En vigtig del af tefrokronologien er muligheden for at identificere netop denne signatur enten ude i felten (kun muligt i nærheden af vulkanen) eller vha. geokemiske analyser. Analysen giver os normalt muligheder for at finde frem til, hvilket udbrud tefraen stammer fra, og da man har nogenlunde godt styr på, hvornår de forskellige vulkaner var i udbrud, har vi således en god datering. Tefrokronologi har været benyttet i geologiske undersøgelser i over syv årtier, hvor metoden bl.a. har været brugt som kronologiske markører til at kalibrere og korrelere kronologier fra marine, terrestriske og glaciale miljøarkiver. De seneste ti år har der ligeledes været stor fokus på mulighederne for at anvende tefralag til datering af arkæologiske fundlag. Adskillige islandske holocæne og senglaciale tefralag er kendt fra Nordtyskland, Sverige, Norge og Færøerne, samt fra de grønlandske isboringer. Anvendelsesmuligheder Tefra bør i princippet kunne findes i stort set alle typer af arkæologiske kontekster (brønde, gulvlag, køkkenmøddinger osv.). I arkæologiske undersøgelser kan tefrokronologi f.eks. hjælpe til at datere kulturlag, hvor der ikke er organisk materiale bevaret, eller hvor der er plateauer i 14 C- kalibreringskurven. Tefrokronologi bliver mere og mere udbredt i arkæologisk forskning. Den er bl.a. blevet brugt til at fastlægge tidspunktet for og udbredelsen af menneskelig påvirkning af vegetationen i Storbritannien, Irland, Island og New Zealand. I Nordnorge har arkæologer haft stor succes med at fastlægge brugsperioden for en naust ved at kombinere 14 C dateringer og tefrokronologi. I forbindelse med andre naturvidenskabelige undersøgelser giver tefrokronologi også en forbedret mulighed for at knytte kulturelle ændringer til klima- og vegetationsændringer. Prøveudtagning og behandling Prøver kan udtages fra åbne profiler eller ved hjælp af et bor. Generelt frarådes brugen af bor, da denne metode kan forstyrre de meget tynde tefralag. Den bedste måde er at udtage prøverne fra åbne profiler, hvor man har et godt overblik over lagenes udformning og mulige forstyrrelser. Dette kan gøres ved at udtage en profilsøjle. Ved at benytte en profilsøjle kan prøverne til tefra udtages under kontrollerede forhold på laboratoriet. Derudover vil det også være muligt fra samme profilsøjle at udtage prøver til bl.a. pollenanalyse. Udtagningen kræver ikke specialfremstillede skinner. Metalskinner, som er beregnet til opbygning af gipsvægge, fungerer udmærket og kan købes i alle byggemarkeder. Plastikskinner fungerer også. Profilskinnen bankes forsigtigt ind i profilen, lagfølgen påtegnes skinnens bagside (Figur 2), og vha. en graveske er det muligt at grave skinnen ud af profilen. Skinnen pakkes ind i plastik eller husholdningsfilm (Figur 3) og bør opbevares køligt.

3 Figur 2: Profilskinner placeret i profilen. Figur 3: Profilskinnerne pakket ind i plastik. Tefra-analyser bør i høj grad foretages i forbindelse med andre videnskabelige analyser som f.eks. pollenanalyser. Her vil tefra-analysen kunne bidrage til en bedre datering af pollendiagrammet, og samtidigt vil det være muligt at forbinde pollendiagrammet med andre diagrammer, hvor tefra er

4 fundet. Samtidig vil det være muligt at få en bedre forståelse af, hvordan f.eks. klimaændringer har påvirket fortidens samfund. Ovenstående er kun en kort introduktion til tefrokronologi og dens muligheder. Har I spørgsmål, er I meget velkomne til at kontakte Laboratory for Past Disaster Science ved Aarhus Universitet/Moesgård Museum ([email protected] eller [email protected]). For omfattende beskrivelser af metoden se: Alloway, B.V., Larsen, G., Lowe, D.J., Shane, P.A.R., Westgate, J.A., QUATERNARY STRATIGRAPHY Tephrochronology. In: Scott, A.E. (Ed.), Encyclopedia of Quaternary Science. Elsevier, Oxford, s Lowe, D.J., Tephrochronology and its application: A review. Quaternary Geochronology 6, Oversigter over vulkanudbrud og tefrakronologien i Nordatlanten: Abbott, P.M., Davies, S.M., Volcanism and the Greenland ice-cores: the tephra record. Earth- Science Reviews 115, Davies, S.M., Abbott, P.M., Pearce, N.J.G., Wastegård, S., Blockley, S.P.E., Integrating the INTIMATE records using tephrochronology: rising to the challenge. Quaternary Science Reviews 36, Dörfler, W., Feeser, I., van den Bogaard, C., Dreibrodt, S., Erlenkeuser, H., Kleinmann, A., Merkt, J., Wiethold, J., A high-quality annually laminated sequence from Lake Belau, Northern Germany: Revised chronology and its implications for palynological and tephrochronological studies. Holocene 22, Haflidason, H., Eiriksson, J., Kreveld, S.V., The tephrochronology of Iceland and the North Atlantic region during the Middle and Late Quaternary: a review. Journal of Quaternary Science 15, Larsen, G., Eiríksson, J., Late Quaternary terrestrial tephrochronology of Iceland frequency of explosive eruptions, type and volume of tephra deposits. Journal of Quaternary Science 23, Lowe, J.J., Rasmussen, S.O., Björck, S., Hoek, W.Z., Steffensen, J.P., Walker, M.J.C., Yu, Z.C., Synchronisation of palaeoenvironmental events in the North Atlantic region during the Last Termination: a revised protocol recommended by the INTIMATE group. Quaternary Science Reviews 27, Thordarson, T., Larsen, G., Volcanism in Iceland in historical time: Volcano types, eruption styles and eruptive history. Journal of Geodynamics 43, Wastegård, S., Distribution of Lateglacial Tephra in Scandinavia. Fróðskaparrit 46, van den Bogaard, C., Schmincke, H.-U., Linking the North Atlantic to central Europe: a highresolution Holocene tephrochronological record from northern Germany. Journal of Quaternary Science 17, 3-20.

5 Case studier fra arkæologiske kontekster i Skandinavien: Balascio, N.L., Wickler, S., Narmo, L.E., Bradley, R.S., Distal cryptotephra found in a Viking boathouse: the potential for tephrochronology in reconstructing the Iron Age in Norway. Journal of Archaeological Science 38, Housley, R.A., Lane, C.S., Cullen, V.L., Weber, M.J., Riede, F., Gamble, C.S., Brock, F., Icelandic volcanic ash from the Late-glacial open-air archaeological site of Ahrenshöft LA 58 D, North Germany. Journal of Archaeological Science 39,