关于相对年代测定技术如何帮助我们理解人类进化的最生动的例子出现在科学史的早期，皮尔当人的例子。

从1908年到1913年，在英格兰南部阿克菲尔德村附近的皮尔当公地的一个砾石坑中发现了许多化石碎片。

这些发现似乎表明人类的摇篮在公元前联合王国。这场骗局最终会被一种相对年代测定法——氟分析——揭穿。

1908年，一名在现场开采砾石的工人撞上了一块人类头骨碎片。

他把自己的发现交给了当地律师兼业余地质学家查尔斯·道森(Charles Dawson)，道森在该地点展开了为期三年的密集搜索，寻找更多的化石。

1911年，道森与伦敦自然历史博物馆的亚瑟·史密斯·伍德沃合作领导发掘工作，发掘更原始的人类化石和各种早已灭绝的哺乳动物化石。

关键的发现是原始头骨，其大脑尺寸小于尼安德特人，但在其他方面看起来非常现代，以及带有类人猿牙齿的大下颌骨。

因为他符合人类进化如何发生的先入为主的观念，当皮尔丹人在1912年向世界宣布时，他被接受为第一个欧洲人。

在同一个史前会议上，两个更好的记录化石人类，尼安德特人和爪哇人(直立人)，受到争议，甚至被一些杰出的科学家从人类家谱中删除，因为很少有人能想象我们的祖先是除了大脑大的欧洲人以外的任何人。

这个概念，连同其他丰富的哺乳动物化石皮尔丹的遗骸被发现，这有助于人们接受皮尔丹是第一个欧洲人，英国科学机构对此感到非常自豪。

然而，随着新的人类化石发现在20世纪20年代和30年代开始积累，所有人都提出了不同于皮尔丹的人类史前史观点倡导者。

而不是解剖学家对这一发现的重要性意见不一化石的相对年代测定。

这些测试显示，皮尔当头骨中的氟含量与下颌骨或动物群中的不一致；皮尔当确实是一场骗局。

皮尔当人实际上是一个现代人的大脑案例，被巧妙地染色以显得古老，有一个相关的猩猩下颌骨，它的牙齿被锉平以显得更像人类(在显微镜下文件的划痕清晰可见)。

下颌骨与头骨的连接点被小心翼翼地切断，以掩盖两者不属于一起的事实。

谁干的？所有的眼睛开始转向道森本人；有谁比把新“化石”埋进土壤的人更适合发现它呢？

然而，作为一名业余爱好者，如果道森热衷于寻找真化石，他似乎不太可能种植假化石。

专业科学家正如忒拉德·查丁，一个狂热的考古学家，他对宗教充满热情，对人类化石持怀疑态度，阿瑟.基思或他的同事史密斯都曾被怀疑过，因为皮尔当人这样的化石可能会给他们的职业生涯带来关注。

甚至连《夏洛克·福尔摩斯探案集》的作者亚瑟·柯南·道尔爵士都被认为可能是想用一个巧妙的恶作剧来让他渴望得到尊重的科学界难堪。

这个谜一直没有解开，直到20世纪80年代，在清理伦敦自然历史博物馆的阁楼时，发现了一个箱子，上面有前博物馆职员马丁·辛顿的首字母缩写，里面装满了各种各样的东西河马和大象的牙齿，都染上了皮尔当化石的颜色。

它还包括以不同方式染色的人类牙齿，就像有人用最好的方法来伪造古代的样子。

辛顿与博物馆的一名馆长有财务纠纷，可能想让博物馆难堪氟分析揭露了皮尔当骗局。

氟分析是一种相对年代测定技术，可以测试两块骨头是否来自同一个古生物遗址，下颌骨和头骨碎片显示有不同的氟成分。

大脑壳和类人猿的下巴，大多数新化石有相对较小的大脑。

从1950年开始，英国科学家进行了化学研究引诱官员们吹嘘一件赝品祖先。

此外，他还是一个公开的反达尔文主义者，倾向于拉马克被揭穿的观点。

目前还不清楚辛顿是如何将化石放在采石场的，除非道森(他有“发现”历史文物的历史，后来证明是欺诈行为)是同谋。

看来辛顿和道森很可能是这个科学史上最大骗局的肇事者。

古地磁学家收集了一个地磁极性时标(GPTS ),记录了不同时期沉积物的方位。

时间尺度是基于古代地层磁性的一系列变化，或拼凑起来的古地磁，主要来自海底洋中脊向外扩展的沉积物(Cande & Kent，1995年)。

GPTS被分成极性相似(正向或反向)的长时间间隔，称为年表。在这些时间内，经常有短时间的相反极性，称为子中子。

GPTS可以追溯到侏罗纪时期，但这里我们最关心的是最近的四个年代，高斯(倒转，420-350万年前)，吉尔伯特(正常，350-260万年前)，松山(倒转260万-78万年前)，和Brunhes(正常，78万-现在)，以及他们的一些子分支。

现在的间隔是布鲁尼纪年，开始于大约780，000年前。古地磁学家可以利用沉积物的极性来评估遗址的年代。

首先，他们从该地点收集了多个样本，确保指明了现今的北向，并在实验室测量岩石的极性。

他们的分析必须仔细考虑样品中是否存在极性的二次叠印。

某些情况，如风化、加热或雷击，会导致具有新极性的新矿物的形成，或现有矿物极性的重置，以反映情况发生时的极性，而不是岩石起源时的极性。

通常这些叠印可以被去除，但是如果不考虑它们，它们会导致关于极性和最终年龄的错误结论。

套印去除后，古地磁学家观察极性序列，并与GPTS对比。

因为古生物地点通常不包含长的地层序列，并且只能反转或正常，所以在GPTS和地点极性之间可能有不止一个匹配。

这意味着我们必须使用其他手段，通常是年代测定年龄或索引化石，来限制或校准GPTS提供的可能年龄。

然而，古地磁分析可能是绝对年代学的关键测试，因为GPTS提供了任何给定年代的岩石极性的预测。

例如，前面提到的德马尼西遗址，发现了与其他地方已知的在160万年前灭绝的啮齿动物有关的人类化石。它们还覆盖了180万年前的玄武岩层。

GPTS将预测，如果化石可以追溯到180万年前，它们应该可以在正常极性的沉积物中找到，因为它们可能是在Matuyama的Olduvai亚地壳期间沉积的，这是一个持续了大约195万年至179万年的正常亚地壳。

或者，沉积物的年代可以追溯到179万年前，甚至更早，可以追溯到奥杜瓦伊亚克朗，而且是在反极性沉积物中发现的。

对德马尼西沉积物极性的系统评估发现，玄武岩是正常极性的，与其年代一致，人类和啮齿动物是在反极性沉积物中发现的，证实他们必须小于179万年。

计时测年技术与相对年代测定法不同，年代测定技术提供了一个物件在现在之前的年代估计。这些方法依靠某种时钟来测量时间。

这种时钟包括树木上的年轮和冰川退缩的年度周期记录，记录了最近发生的事件。

根据使用的同位素，放射性时钟记录更遥远的事件。最著名的放射性衰变时钟是碳14 (14C，或放射性碳)。

其他计时方法测量的不是自形成以来的放射性损失量，而是自沉积以来从环境中获得的量。

这些技术包括电子自旋共振(ESR)的电子陷阱技术，光学刺激发光(OSL)和热释光(TL)。

因为我们主要关心的是提供过去6500万年到最近100，000或50，000年前的年龄估计，所以我们在这里把重点放在适合这个时间尺度的时钟上。

Figure 8.12 说明了本章中讨论的不同计时技术的相对年龄范围，以及Table 8.1 比较材料日期。

辐射定年依赖于一种元素的不稳定同位素向更稳定形式的自然、类似时钟的衰变。

元素是化学上不可约的物质类别，如碳(C)、氢(H)和氧(O)，它们构成了所有其他物质的组成部分，如水分子(H2O)和一氧化碳(CO)。

元素在自然界中经常以一种以上的形式出现，根据它们的原子量略有不同，原子量反映了原子核中中子和质子的数量。

这些不同的形式被称为同位素。例如，碳有三种同位素，12C、13C和14C，每种都有六个质子(带正电荷)，但分别有六个、七个和八个中子(中性粒子)

虽然12C和13C是稳定的(它们不会自然衰变)，但14C的额外中子使其不稳定或易于衰变。

这种放射性衰变的速率是恒定的，同位素的半衰期是原始量的一半衰变所需要的时间。

为了确定样品的年龄，我们测量母同位素的量、样品开始时的原始放射性同位素，以及样品中子同位素(产物)的量，子同位素是由母同位素的放射性衰变形成的同位素。

这两者的总和就是放射性衰变开始前存在的母体总量。子体的数量占总母体的百分比告诉你消耗的半衰期的数量。

知道半衰期的长度就可以得出年龄(半衰期的数量*半衰期的长度=年龄估计值)(Figure 8.12a)。

例如14C的半衰期约为5730年；如果我们知道在我们的样本中已经过了两个半衰期，那么我们就知道这个样本的年龄是11460岁。

在这一节中，我们回顾了古人类学中最常用的放射性测量技术，从测量最古老地质年代的样品开始。

钾-氩(K-Ar)年代测定法最早是在20世纪60年代作为一种年代测定技术发展起来的(Evernden & Curtis，1965)。

该系统测量同位素40K(钾)到40Ar(氩)的衰变，并需要含钾矿物，如长石才能工作。

与14C的短半衰期不同，从钾到氩的衰变具有12.5亿年的半衰期，使其有效范围相当广泛(Deino等人，1998年)。

这个衰变系列已经被用来测定地球上一些最古老岩石的年代，也测定了最近的事件，如公元79年意大利的维苏威火山爆发。

k–Ar年代测定法在测定火山沉积物喷发的时间方面很有用，因为喷发期间的加热赶走了所有的氩气，当火山物质冷却时，时钟实际上被设置为零(系统中没有氩气，只有钾)。

我们称这个形成时间为T0。因此，这种方法确定了火山岩形成的时间。

幸运的是，在许多情况下，人类化石都存在于夹在火山凝灰岩之间的沉积物中，因此我们可以通过它们与火山岩年龄的联系来估计化石年龄。

然而，K–Ar作为一种技术有一些限制。钾以固体形式存在，氩是稀有气体。

因此，测量这些元素的相对含量需要使用同一块岩石的两个不同样品，在一个样品中测量作为固体的钾，在另一个样品中测量作为气体的氩。

这是假设岩石的所有部分都是同质的并且每个样本的测量都没有误差，这些假设通常是不正确的。

此外，它需要使用完整的岩石样品，这增加了被截留的氩或氩损失污染的风险。

不是由钾的衰变产生的额外氩会使岩石显得太老，因为子产物的数量人为地很大，而失去氩会人为地降低子产物的数量，使岩石显得太年轻。

氩/氩(40Ar/39Ar)年代测定(Figure 8.14) 是对K–Ar方法的改进这允许使用更小的样品，有时甚至是单晶，并对测量和样品误差的可能来源进行更好的控制。

40Ar/39Ar使用一种技巧通过替代气体39Ar测量40K，从而允许测量两个母体和女儿的样本。

因此，在40Ar/39Ar方法中，氩的两种同位素都作为气体进行测量，消除了我们在K-Ar中看到的局限性。

40Ar与39Ar的比率是已经衰变的母体的百分比(40Ar =子体产物的量，39Ar =系统中原始母体总量的代表)，利用这一比率和已知的半衰期可以计算年龄。

测量作为气体的母产品和子产品的一个优点是，我们可以使用更小的样品。

这意味着可以挑选新鲜的晶体，减少风化导致氩损失的可能性。

可以测量一块岩石中许多不同的晶体，而不是对整个岩石样品进行平均。

这意味着你可以确定你的水晶是否代表一个单一的年龄群体，或者它们是否包括更老的，再加工的水晶(因此产生太老的年龄)。

因此，我们对时代的信心增加了。

k-Ar和40Ar/39Ar方法在古人类学中被广泛用于测定与非洲、格鲁吉亚共和国和印度尼西亚的人类有关的火山沉积物的年代。

20世纪60年代末，早期的K–Ar年代表明，霍米尼人在大约190万年前离开非洲，迁移到印度尼西亚，这对于当时的传统智慧来说是一个非常早的年龄。

因为印度尼西亚的大多数火山岩含钾量非常低，直到1994年和更精确的40Ar/39Ar方法的应用，这些早期年龄才得到确认和扩展，现在普遍认为直立人至少在160万年前分散到印度尼西亚，可能更早。

（作者观点）这是铀系年代测定使用放射性铀(238U)到稳定铅(206Pb)的衰变链。

子产物，如钍(第234和第230)的子产物，各自具有不同长度的半衰期，可用于估计年龄。

钟乳石、石笋和流石通常通过铀系方法测定年代。