Ingeniør i krydsfeltet mellem fysik og arkæologi

Illustration: Lasse Gorm Jensen

At en ingeniøruddannelse kan føre til mange ting, er Poul Erik Lindelof et godt eksempel på.

Han er uddannet civilingeniør fra DTU i 1963 og senere teknisk licentiat – datidens ph.d.-grad – samme sted. Efter forskningsophold i Finland og England blev Poul Erik Lindelof ansat på Københavns Universitet i 1973, hvor han med tiden blev professor i fysik og uddannede 29 ph.d.ere, hvoraf flere i dag arbejder med nano- og kvanteteknologi på Københavns Universitet og DTU.

70 år gammel besluttede Poul Erik Lindelof i 2008 at gå på pension, men han var ikke færdig med universitetet af den grund. Han begyndte at læse forhistorisk arkæologi, som blev afsluttet med en kandidatgrad i 2013 efter normeret studietid.

Interessen for arkæologi var ikke ny; den har han haft siden sin barndom.

»Da jeg var skoleelev, samlede jeg stenredskaber på marker, men jeg var meget fokuseret på at læse noget, som gav jobmuligheder. Jeg kendte til krisen i 1930’erne fra min far, der var arbejdsløs. Jeg havde ikke modet til at læse arkæologi og valgte ingeniørstudiet, og så var der ikke længere tid til at udvide stensamlingen,« fortæller Poul Erik Lindelof.

De første sten som denne indsamlede Poul Erik Lindelof for mere end 60 år siden på sin hjemegn syd for Roskilde. OIdsagerne blev indleveret til Roskilde Museum, hvor de i 2004 blev præsenteret som årets fund for 1956 i forbindelse med en jubilæumsudstilling. Illustration: Lasse Gorm Jensen

At interessen og aktiviteterne i ungdommen havde sat mere varige spor, blev Poul Erik Lindelof først opmærksom på, da han begyndte at læse arkæologi i 2008.

»Jeg opdagede, at Roskilde Museum fire år tidligere havde haft en jubilæumsudstilling, hvor de havde præsenteret et fund fra hvert af de 75 år, museet havde eksisteret. Og fundet fra 1956 var mit!«

Det drejede sig om flintesten og andre oldsager, han sammen med sin skolekammerat William havde fundet i Brordrup Mose syd for Roskilde og som var kommet frem i lyset i forbindelse med anlæggelsen af en vej.

Datering med argon og lys

I sit arbejde som arkæolog har Poul Erik Lindelof bl.a. arbejdet med datering.

Kulstof 14-metoden, der kun kan anvendes på organisk biologisk materiale, er nok den mest populære og kendte metode. Den baserer sig på, at når levende materialer dør, stopper det med at udveksle kulstof med omgivelserne. Da mængden af radioaktivt kulstof 14 (14C), som adskiller sig fra det almindelige 12C ved at have to ekstra neutroner i kernen, gradvist mindskes ved henfald til nitrogen, bliver forholdet mellem 14C og 12C et direkte mål for alderen.

Da halveringstiden for 14C er 5.730 år, er metoden velegnet – og i de fleste tilfælde uovertruffen – til aldersbestemmelse ca. 40.000 år tilbage i tiden. I ældre materialer er der dog så lidt 14C , at metoden bliver alt for unøjagtig.

Her kan man i stedet bruge argon-­argon metoden, der baserer sig på målinger af to argon-isotoper: 39Ar og 40Ar.

Den har Poul Erik Lindelof benyttet på materiale hentet i Indonesien, hvor der var fundet genstande og dyrefossiler i lag, der lå lige under et vulkansk lag i jorden, som derved kunne bruges til at tidsbestemme artefakterne, som måtte være lidt ældre end det vulkanske lag.

40Ar er stabil og dannes ved henfald af den naturligt forekommende kalium­isotop 40K, der har en halveringstid på over en milliard år. Forholdet mellem 40K og 40Ar kan dermed bruges til aldersbestemmelse, og den lange halveringstid for 40K gør metoden anvendelig på flere millioner år gamle materialer.

Da det kan være vanskeligt at bestemme den absolutte koncentration af 40K, foretrækker man i dag omvejen over at bestemme indholdet af 39K. Det fastlægger indholdet af 40K, da der i alle materialer er samme indhold af tre kalium­isotoper 39K (93,26 pct.), 40K (0,0117 pct.) og 41K (6,73 pct.).

Mængden af 39K kan bestemmes med neutronbestråling, idet 39K ved indfangelse en neutron kommer i en tilstand, hvor der næsten øjeblikkeligt udsendes en proton, og der dermed dannes 39Ar, som let kan måles. Da man altså måler 39Ar og 40Ar, kaldes det for argon-argon­-metoden.

Mens de øvrige arkæologer på findestedet i Indonesien udgravede genstande i nye grøfter, fik Poul Erik Lindelof ene mand lov til at grave lavamateriale ud i en grøft, de andre havde rømmet. Baseret på målinger med et argon-massespektrometer ved Roskilde Universitet kunne han efterfølgende bestemme alderen til 1,02 millioner år med en usikkerhed på 2 pct.

For nogle år siden deltog Poul Erik Lindelof i en ekspedition til den marokkanske del af Sahara. 390 stenredskaber fundet inden for et område på 400 kvadratkilometer er beskrevet i detaljer i den nyligt udgivne bog ‘Palaeolithic Stone Artefacts From Moroccan Sahara. I stenen her ses et borehul, hvorfra der er udtaget en prøve. Illustration: Lasse Gorm Jensen

Denne præcise aldersbestemmelse dokumenterer sammen med nærliggende fund af ph.d.-studerende Gitte Margrethe Jensen i 2009, at der har levet hominider (Homo erectus) på Flores for en million år siden.

En anden meget generel daterings­metode er optisk stimuleret luminescens, der blot baserer sig på tilstedeværelsen af sand i arkæologiske jordlag. Med den har Poul Erik Lindelof aldersbestemt menneskebearbejdede sten fundet i ørkenen i Marokko, som stammer fra en tid, hvor der var frodigt i området.

Kvarts (SiO2) er et halvledermateriale, hvor elektroner kan bringes i et højere energibånd, når det eksempelvis bestråles af naturlige radioaktive kilder som uran eller thorium i jorden.

På grund af urenheder i materialet kan denne energi lagres i mineralet, og den vil først blive frigivet som et karakteristisk lyssignal (luminescens), når materiale udsættes for belysning (optisk stimulation) – og intensiteten af det udsendte signal bliver et mål for alderen.

De fundne artefakter havde en alder op til 160.000 år, men metoden har dog en forholdsvis stor usikkerhed på mere end 5-10 pct.

Vikingernes og romernes sværd

Selv om Poul Erik Lindelof fylder 80 år senere i år, er han stadig i fuld aktivitet. For tiden er det bl.a. romerske sværd, der interesserer ham.

Det udspringer af en tilsvarende undersøgelse af vikingesværd, hvor han deltog i et projekt, som var en del af Anna Fedrigos ph.d.-studie ved Niels Bohr Institutet.

Tre sværd fra det 9. og 10. århundrede fundet i vådområder i Østjylland og fremstillet ved mønstersvejsning, hvor forskellige typer af jern og stål er foldet og snoet for give dekorative mønstre, var blevet analyseret ved neutronbestråling med tre forskellige teknikker, der gav et 3D-billede af sværdenes opbygning og struktur og viste strain, stress og fejl i sværdene – samt at de tidligere havde været udsat for uhensigtsmæssige konserveringsmetoder.

Poul Erik Lindelof vil nu gerne lave en tilsvarende undersøgelse og sammenligning mellem et romersk sværd i Moesgaards Museums varetægt, som er fundet i Illerup Ådal i Østjylland, og en kopi lavet af samme sværd fremstillet af konservator Lars Brock Andersen fra Konserveringscentret i Vejle.

Poul Erik Lindelof har i konkurrence med andre projekter fået bevilget tid på samme neutronkilde ved München, som blev benyttet til analyse af vikinge­sværdene.

Ud over neutronstråling er også røntgenstråling velegnet til arkæologiske undersøgelser. For nogle år siden deltog Poul Erik Lindelof bl.a. i et projekt sammen med egyptologen Thomas Christensen om analyser af flere tusinde år gammelt papyrusblæk. Det foregik ved den store synkrotron European Synchrotron Radiation Facility i Grenoble. Projektet viste, at det sorte blæk indeholdt kobberforbindelser, og det var muligt præcist at bestemme hvilke.

En formel uddannelse er vigtig

At Poul Erik Lindelof har haft glæde af sin fysikviden i sit arkæologiske arbejde er uomtvisteligt.

»Men jeg er i dag helt konverteret til arkæologi,« siger han og understreger, at han hele tiden har været bevidst om vigtigheden af en formel uddannelse:

»Der er mange dygtige amatørarkæologer, men de har ofte svært ved at blive taget alvorligt,« siger han, hvilket var en af årsagerne til, at han besluttede at starte på arkæologistudiet, hvor han i øvrigt deltog i aktiviteterne på samme niveau som sine yngre medstuderende – herunder ruskursus.

Ud over en uddannelse er en officiel tilknytning til en forskningsinstitution også vigtig i virket som arkæolog. Her har han haft glæde af en overgang at virke som konsulent på deltid på Københavns Universitet inden for fysikbaseret arkæologi og brug af neutron- og røntgenkilder til analyser af arkæologiske genstande.

Lige nu er Poul Erik Lindelof uden en officiel fast tilknytning, så da Na­tionalmuseet i efteråret søgte seniorforskere, tog han mod til sig og søgte – i håb om en ulønnet deltidsstilling.

Et enigt bedømmelsesudvalg har erklæret ingeniøren med de mange talenter kvalificeret. Men uanset hvad det måtte resultere i, så holder han med ingeniørmæssig stædighed fast i sin ungdomsinteresse.

Emner : Fysik