Dejting är allt inom arkeologi. Spännande upptäckter av forntida gravplatser eller smycken kan skapa rubriker, men för forskare är denna typ av upptäckt bara meningsfull om vi kan säga hur gamla artefakterna är.

Så när kemisten Willard Libby utvecklade radiokoldatering 1946, var det ett genombrott för arkeologin och han tilldelades ett Nobelpris för sin prestation.

Nuförtiden tar människor radiokolteknik för given och många tror att man kan använda radiokol på alla mänskliga kvarlevor. Forskare önskar att det var sant, men i verkligheten kan bara 50% av liken dateras med denna metod eftersom det i vissa skelett inte finns tillräckligt med organiskt material eller så är det förorenat.

Många spännande fynd har blivit felaktigt daterade eller inte daterade alls, vilket betyder att skelettens ledtrådar från det förflutna fortfarande är inlåsta. Men mitt team kan ha hittat nyckeln:DNA-dejting.

Så fungerar radiokoldatering

För att förstå varför vi behöver DNA-datering måste du veta vad radiokoldatering är. Det gör att vi kan datera organiskt material (det vill säga yngre än 50 000 år) baserat på de kemiska reaktioner som kroppen utbyter med omgivningen efter döden.

Kol finns i allt levande och är ryggraden i alla molekyler. Vi absorberar det när vi äter mat och andas ut det i atmosfären. Radiokoldatering jämför de tre olika isotoper (en typ av atom) av kol.

Den vanligaste, kol-12, förblir stabil i atmosfären. Det är en bra måttstock för att mäta åldern på skelett som en av de andra isotoperna, kol-14 är radioaktivt och sönderfaller med tiden.

Eftersom djur och växter slutar absorbera kol-14 när de sönderfaller, avslöjar radioaktiviteten av kol-14 som är kvar deras ålder. Men det finns en hake. Låga mängder organiskt material, den döda personens eller djurets kost och kontaminering med moderna prover kan förvränga beräkningen.

Variationen i datering mellan enbart labb kan vara upp till 1 000 år. Det är som att dejta drottning Elizabeth II till Vilhelm Erövrarens tid.

Alternativet till radiokoldatering är att använda arkeologiska artefakter som hittats tillsammans med mänskliga kvarlevor. Detta fungerar om vi hittar ett skelett som bär ett mynt präglat av Julius Caesar, säg. Men det händer sällan.

De tidigaste mänskliga kvarlevorna i Afghanistan hittades i Darra-i-Kur-grottan i Badakhshan. Darra-i-Kur-grottan i Afghanistan, till exempel, antogs från början vara från Paleolitihc-eran (30 000 år före nutiden), baserad på radiokoldatering av träkol och jordprover. Men en senare studie mätte skallfragment som hittades i grottan mot moderna mänskliga skallar och insåg att det var närmare modern mänsklig form än neandertalaren. Skallefragmentet var radiokol daterat till yngre stenåldern, cirka 25 000 år senare. Misstaget berodde på otillräckliga kolprover. Det var den första forntida människan från Afghanistan som fick sitt DNA sekvenserat.

Ett nytt dejtingverktyg

Forskare känner redan till DNA-mutationer som kan visa var någon kom ifrån. Mitt team skapade ett "GPS"-verktyg för genom som hjälpte oss att identifiera forntida Ashkenaz som födelseplatsen för ashkenaziska judar och jiddisch. Det finns också DNA-mutationer som hjälper oss att berätta hur länge sedan någon levde.

Ett exempel är LCT-genmutationen som gjorde det möjligt för våra förfäder att bearbeta laktos. Den har ökat snabbt sedan den först dök upp utvecklad under den neolitiska eran (10 000–8 000 f.Kr.). Så vi kan datera gamla genom utan LCT-genmutationen till före den neolitiska eran.

Mitt team utvecklade algoritmverktyget för temporal population structure (TPS) och använde det för att datera 5 000 antika och moderna genom. Det finns tiotusentals mutationer som ökat eller minskat med tiden. TPS identifierar dessa mutationer och perioden de är associerade med och klassificerar dem i åtta breda perioder.

Varje forntida person representeras av signaturerna från dessa perioder. TPS använder en typ av artificiell intelligens som kallas övervakad maskininlärning för att matcha dessa signaturer till skelettens åldrar.

Ett sätt att testa en dejtingmetod är att jämföra åldersskillnaden på skelett som är relaterade till varandra. Detta kan fungera bra om skeletten är tillräckligt kompletta för att uppskatta deras ålder. Du kan förvänta dig att fader och son skelett, till exempel, dateras till en period med cirka 17 till 35 års mellanrum.

I ett blindtest daterade TPS skeletten från nära familjemedlemmar inom en rimlig tidsrymd på 17 års mellanrum, jämfört med 68 år i ett icke-blindtest för andra dateringsmetoder. (Ett blindtest är när information som kan påverka försökspersonerna undanhålls tills experimentet är klart.)

En av de mest kontroversiella platserna för forntida datering är gravplatsen Czechia Brandýsek. Brandýsek-begravningarna daterade till klockbägarens period utforskades mellan 1955 och 1956.

Arkeologer avslöjade gravar, varav hälften förstördes av gruvdrift. De hittade 23 personer från 22 gravar tillsammans med artefakter som keramik, ett benhänge och pilspetsar av flinta.

Baserat på både radiokol och arkeologiska sammanhang, daterades platsen till klockbägarens period (4 800–3 800 år sedan). Men samma studie radiokol daterade ett av skeletten till cirka (5 500 år sedan).

Med tanke på att endast två lik kunde radiokoldateras var det svårt att säga om dateringen var fel eller om detta var en plats som kan ha haft rituell betydelse i tusentals år. Vår DNA-studie av 12 skelett från platsen bekräftade att det tveksamma skelettet var cirka 1 000 år äldre än de andra.

Våra resultat bekräftar att denna plats har varit en gravplats sedan den neolitiska perioden. Detta förklarar också varför platsen har arkitektoniska egenskaper som inte vanligtvis förknippas med Bell Beaker-begravningar, som stengravar.

Även om TPS presterade bra, är det inte en ersättning för radiokoldatering. Dess noggrannhet beror på en datauppsättning av gammalt DNA. TPS kan ställa in datum för människor och husdjur, för vilka omfattande gamla data finns tillgängliga. Men de som vill resa till det förflutna för att träffa en gammal elefant eller en apa är på egen hand. + Utforska vidare

Forskare utvecklar den första AI-baserade metoden för att datera arkeologiska lämningar

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.