化学在考古学上有哪些应用

化学在考古学上有哪些应用

当今世界上各学科彼此相互渗透，各自吸取对方的长处来武装自己，使本学科能得到更好的发展。化学方法在考古学上应用可以说是个明显的例子，这使得古老的考古学不断地出现奇迹。

那么，化学方法在考古学上有哪些应用呢？

首先，它可以判别古物是否是赝品。例如，1983年秋，联邦德国流传一项特大新闻。有名望的《明星》画刊宣布自己已获得一份珍贵的绿色档案，其中有原法西斯头子希特勒的1932－1945年的日记，并刊登了几则日记，一时《明星》画刊名声大噪，美国有一家报纸曾出价400万美元来购买首先刊登权。但是，绿色档案遭到一些知情者的怀疑和不满，认为这只是一场骗局，一时间，谁是谁非闹个不休，直至双方走上法庭，要求法院明辨是非。

于是，法庭为此求教于考古学家，考古学家借助化学的方法，揭示了绿色档案之谜，并证明它是一桩彻头彻尾的骗局。考古学家使用的化学方法并不复杂，只是把所谓希特勒的日记放到红外光谱中分析，发现日记内所用剪贴浆糊竟含有名叫聚乙烯吡咯的成分，而这种化学浆糊在20世纪50年代才使用的，此外，红外光谱仪还告诉人们，日记的纸张是用高分子纤维做的，而其中某种成分是1955年才发明的。难道1945年死去的希特勒还会在死去10年后重新来补记1932－1945年的日记吗？由此可见，所谓绿色档案和希特勒日记完全是假货。当然，判断古物是否是膺品的化学方法很多，例如核磁共振谱、吸收散射光谱、穆斯堡尔谱等方法，红外光谱分析法只是许多化学分析法中一种。

其次，利用化学方法还可断定某些古物的身份。例如在地层中发现一块骨片和一颗牙齿，利用化学方法可以断定它属人类还是其他类型动物。只需分析骨片或牙齿中钙和锶的含量就可以决定了。因为，钙和锶两种化学元素，性质相似，常常同时存于土壤中。当植物从土壤中吸收营养时，常常同时吸进这两种元素，所以，在植物体内含这两种元素较多。在人类或动物骨骼和牙齿中，钙是不可缺少的元素，人和动物的食物大都来源于植物。由于不同生物对植物需求量不一样，所以，反映在骨骼和牙齿中含钙和锶的比值也各不相同，如食草动物骨中含钙量就比食肉动物高。经化学家分析，食草动物的骨和牙齿中锶与钙的比值为0.98，食肉动物为0.63，而人类介于两者之间为0.77，有了这个比值。考古学家就十分容易地知道是什么动物的骨和齿了。

第三，利用化学方法，还可容易地知道古物的年龄。当考古学家发现一座古墓，或一具古尸，就可借助化学方法确定古墓或古尸的年代。最常用方法是测定“古物”中碳同位素14，由于碳同位素14具有放射性，它会随着时间衰变，固测定古物中碳同位素14含量，就可推算出该古物年代。

目前，化学家还发明一种新的方法——测定氨基酸的消旋化来确定古物年代。因为任何生物体内都含有蛋白质，而蛋白质都是由氨基酸组成的，除个别氨基酸外，它们都有旋光异构体。生物在活着时只吸收一种左旋或右旋的氨基酸，死后氨基酸会产生消旋化，即使左旋和右旋两种旋光异构体相等为止，这样，考古学家可分析生物体内左旋和右旋氨基酸的比值，便可排算出古物年龄。

不同氨基酸消旋化的时间不同，例如在常温下，天门冬氨酸的外消旋半衰期为3000年，而丙氨酸是1200千年，测定不同氨基酸的消旋化程度，不仅可以相互比较，准确知道古物年代，而且还可以推断古物保存条件及其变化情况。这种方法对鉴定古生物特别有用。

第四，利用化学方法还可使古物永葆青春。例如保存古书是十分棘手的事，一般纸张呈酸性，如遇到空气中水蒸汽，纸中的纤维素就会水解，所以通常的纸张寿命约为25～100年，如果把纸张在二乙基锌的气氛中处理后再通入二氧化碳，就可使纸张保持中性，从而可使书的寿命增加数百倍。又如对古代漆器，竹简，丝帛等物质的保存，目前利用1∶9环氧乙烷和二氧化碳混合气来薰蒸，可高效杀死细菌和害虫，使古物永葆青春，长期不坏。

目前，考古学和化学正加强相互渗透，许多化学方法还有待发明。