Advertisement

Journal of Archaeological Method and Theory

, Volume 22, Issue 2, pp 559–583 | Cite as

Bayesian Estimation Dating of Lithic Surface Collections

  • Javier Fernández-López de PabloEmail author
  • C. Michael Barton
Article

Abstract

Surface assemblages represent the most accessible, representative sample of the archaeological record for the study of human socio-ecological systems at regional scales. However, the difficulty in developing suitable chronological frameworks from surface assemblages has limited their use. Additionally, surface scatters are composed of artifacts that can accumulate across multiple occupational episodes. A challenge to chronology building in such surface contexts is the necessity to assess the probability of occupation during each time period. We describe a new method of dating surface lithic assemblages using empirical Bayesian methods, with an example from northeastern Spain. We use Bayesian methods to estimate the probability of occupation during 11 temporal periods (ca. 13,000–4,200 cal BP) for a sample of 25 lithic surface assemblages. A Bayesian approach allows us to combine prior knowledge, with different degrees of uncertainty, about the temporal sensitivity of projectile forms statistically derived from a regional calibration data set of 35 dated assemblages to estimate the age of each surface collections probabilistically. This approach provides new insight into the settlement history of the Maestrat in the first half of the Holocene, during the transition from foraging to food production, and offers a powerful tool to archaeologists for the dating of surface collections.

Keywords

Lithic analysis Surface archaeology Chronology Bayesian methods Landscape archaeology Spain 

Notes

Acknowledgments

This research is funded by the project named Mediterranean Archaeological Landscapes: Postpaleolithic Adaptations, Paleodemography and Land Use Patterns, from the Ramón y Cajal research program (MINECORef.RYC-2011-09363) and the project CGL2012-38434-C03-03 (MINECO). The authors acknowledge Sergi Lozano (IPHES) and two anonymous reviewers for their helpful comments on previous versions of this manuscript. The authors declare that they have no conflicts of interest.

Supplementary material

10816_2013_9198_MOESM1_ESM.xls (55 kb)
Table SM1 Radiocarbon chronology of the calibration data set components. (XLS 55 kb)
10816_2013_9198_MOESM2_ESM.xls (38 kb)
Table SM2 Counts of projectile classes in each calibration data set component. (XLS 38 kb)
10816_2013_9198_MOESM3_ESM.xls (29 kb)
Table SM3 Counts of projectile classes in each surface collection of the Upper Maestrat study area. (XLS 29 kb)
10816_2013_9198_MOESM4_ESM.xls (32 kb)
Table SM4 Excavated sites in the Castellon Province dated to 13,000–4,200 cal BP. (XLS 32 kb)
10816_2013_9198_MOESM5_ESM.doc (28 kb)
ESM 5 (DOC 28 kb)

References

  1. Akçar, N., Ivy-Ochs, S., & Schlüter, C. (2008). Application to in-situ produced terrestrial nuclides to archaeology: a schematic review. Quaternary Science Journal, 57(1–2), 226–238.Google Scholar
  2. Alegre, I. (2005). La industria geométrica del Valle de Ambrona (Soria). In: III Congreso de Neolítico en la Peninsula Ibérica (Octubre de 2003), Santander, pp. 233–245.Google Scholar
  3. Aura, J. E., Carrión, Y., García, O., Jardón, P., Jordá, J. F., Molina, L., et al. (2006). Epipaleolítico–Mesolítico en las comarcas centro-meridionales valencianas. In A. Alday (Ed.), El mesolítico de muescas y denticulados en la cuenca del Ebro y el litoral mediterráneo peninsular (pp. 65–120). Alava: Diputación Foral de Álava. Departamento de Cultura.Google Scholar
  4. Aura, J. E., Montes, L., & Utrilla, P. (2011). Human responses to Younger Dryas in the Ebro Valley and the Mediterranean watershed. Quaternary International, 242, 348–359.CrossRefGoogle Scholar
  5. Barandiarán, I. (1978). El Abrigo de la Botiquería dels Moros. Mazaleón (Teruel). Excavaciones Arqueológicas de 1974. Cuadernos de Prehistoria y Arqueología Castellonense, 5, 49–138.Google Scholar
  6. Barton, C. M., & Neeley, M. P. (1996). Phantom cultures of the Levantine Epipaleolithic. Antiquity, 70, 139–147.Google Scholar
  7. Barton, C. M., Bernabeu Auban, J., Aura Tortosa, J. E., & Garcia Puchol, O. (1999). Landscape dynamics and socioeconomic change: an example from the Polop Alto valley. American Antiquity, 64(4), 609–634.CrossRefGoogle Scholar
  8. Barton, C. M., Bernabeu Auban, J., Aura Tortosa, J. E., Garcia, O., & La Roca, N. (2002). Dynamic landscapes, artifact taphonomy, and landuse modeling in the western Mediterranean. Geoarchaeology, 17(2), 155–190.CrossRefGoogle Scholar
  9. Barton, C. M., Bernabeu Auban, J., Garcia-Puchol, O., Schmich, S., & Molina-Balaguer, L. (2004). Long-term socioecology and contingent landscapes. Journal of Archaeological Method and Theory, 11(3), 253–295.CrossRefGoogle Scholar
  10. Benavente, J. A., & Adrés, M. T. (1989). El yacimiento Neolítico de Alonso Norte (Alcañiz, Teruel). Memoria de las prospecciones y excavaciones arqueológicas de 1984–85. Al-Qannîs. Boletín de Arqueología de Alcañiz, 1, 2–58.Google Scholar
  11. Bernabeu, J., Molina, L., Orozco, T., Díez, A., & Barton, C. M. (2008). Los Valles del Serpis (Alicante): 20 años de trabajos de campo. In M. Hernández, J. A. Soler, & J. A. López (Eds.), Actas del IV Congreso del Neolítico Peninsular (pp. 50–57). Alicante: Museo Arqueológico de Alicante.Google Scholar
  12. Bernabeu, J., Molina, L., & García-Borja, P. (2010). Le Néolithique ancien valencien. Caractérisation des productions ceramiques. In C. Manen, F. Convertini, D. Binder, & I. Sénépart (Eds.), Premières sociétés paysannes de Méditerranée occidentale. Structures des productions céramiques (pp. 215–225). Paris: Societé Préhistorique Française, Mémoire 51.Google Scholar
  13. Bernabeu, J., & Molina, L. L. (2009). La cerámica en la secuencia neolítica de Cendres. In J. Bernabeu & L. L. Molina (Eds.), La Cova de les Cendres (pp. 55-84). Alicante: Museo Arqueológico de Alicante-MARQ.Google Scholar
  14. Buck, C. E., & Sahu, S. K. (2000). Bayesian models for relative archaeological chronology building. Journal of the Royal Statistical Society: Series C: Applied Statistics, 49(4), 423–440.CrossRefGoogle Scholar
  15. Buck, C. E., Cavanagh, W. G., & Litton, C. D. (1996). Bayesian approach to interpreting archaeological data. New York: Wiley.Google Scholar
  16. Casabó, J. (2005). Paleolítico Superior Final y Epipaleolítico en la Comunidad Valenciana. Alicante: MARQ Serie Mayor 3.Google Scholar
  17. Cava, A. (2000). La industria lítica del neolítico en Chaves, Huesca. Salduie, I, 77–164.Google Scholar
  18. Cogwill, G. L. (2002). Getting Bayesian ideas across to a wide audience. Archeologia e Calcolatori, 13, 191–196.Google Scholar
  19. Culleton, B. J., Prufer, K. M., & Kennett, D. J. (2012). A Bayesian AMS 14C chronology of the Classic Maya Center of Uxbenká, Belize. Journal of Archaeological Science, 39(5), 1572–1586.CrossRefGoogle Scholar
  20. Esquembre, M. A., Boronat, J., Jover, F. J., Molina, F. J., Lujan, A., Fernández-López de Pablo, J., et al. (2008). El yacimiento neolítico del Barranquet de Oliva (Valencia). In M. Hernández, J. A. Soler, & J. A. López (Eds.), Actas del IV Congreso del Neolítico Peninsular (pp. 183–190). Alicante: Museo Arqueológico de Alicante.Google Scholar
  21. Fernández-López de Pablo, J. (2004). Las puntas foliáceas en el Horizonte Campaniforme: hacia una definición de los contextos de producción. In M. Hernández (Ed.), Primeras Jornadas de la Edad del Bronce en tierras valencianas y zonas limítrofes Villena (pp. 59–66). Alicante.Google Scholar
  22. Fernández-López de Pablo, J. (2005). El contexto arqueológico del arte rupestre Levantino en el Riu de les Coves (Castellón). Unpublished dissertation. University of Alicante.Google Scholar
  23. Fernández-López de Pablo, J. (2006). La producción lítica del IV y III milenio cal BC en el norte del País Valenciano: primeros datos sobre contextos habitacionales. In N. Bicho & H. Verissimo (Eds.), Do Epipaleolítico ao Calcolítico na Península Iberica. Actas do IV congreso de Arqueología peninsular (pp. 263–277). Faro: Universidade do Algarve.Google Scholar
  24. Fernández-López de Pablo, J. (2013). Estudio de la industria lítica del yacimiento neolítico del Cerro de las Balsas. Alicante (in press).Google Scholar
  25. Fernandez-López de Pablo, J., Guillem, P. M., Martínez, R., & García, R. (2002). El contexto arqueológicode la Cova dels Cavalls: poblamiento prehistórico y arte rupestre en el tramo superior del riu de les Coves. In R. Martínez & V. Villaverde (Eds.), La Cova dels Cavalls en el Barranc de la Valltorta (pp. 49–73). Valencia: Monografías del Instituto de Arte Rupestre 1.Google Scholar
  26. Fernández-López de Pablo, J., Gibaja, J. F., & Palomo, T. (2008). Geometric weapon elements during the Neolithic in the Eastern Iberian Peninsula: typological, technological and functional aspects. Paleoethnologie, 2008(1), 328–340.Google Scholar
  27. Finke, P. A., Meylemans, E., & Van de Wauw, J. (2008). Mapping the possible occurrence of archaeological sites by Bayesian inference. Journal of Archaeological Science, 35, 2786–2796.CrossRefGoogle Scholar
  28. Flors, E. (2009). Torre la Sal (Ribera de Cabanes, Castelló). Evolución del paisaje antrópico desde la Prehistoria hasta el medioevo. Castellón: Monografies de Prehistòria i Arqueologia Castellonenques 8.Google Scholar
  29. Ford, A., Clarke, K. C., & Raines, G. (2009). Modeling settlement patterns of the late classic Maya civilization with Bayesian methods and geographic information systems. Annals of the Association of American Geographers, 99(3), 496–520.CrossRefGoogle Scholar
  30. Fortea, J. (1973). Los complejos microlaminares y geométricos del Epipaleolítico mediterráneo español. Salamanca: Universidad de Salamanca.Google Scholar
  31. Gabarda, M. V. (Ed.). (2010). El cingle de Mas Cremat (Portell de Morella, Castelló). Valencia: Ein Mediterraneo S.L.Google Scholar
  32. García-Argüelles, P., Nadal, J., & Fullola, J. M. (2005). El abrigo del Filador (Margalef de Montsant, Tarragona) y su contextualización cultural y cronológica en el Nordeste peninsular. Trabajos de Prehistoria, 62(1), 65–84.Google Scholar
  33. García-Argüelles, P., Nadal, J., & Fullola, J. M. (2009). From Magdalenian to Early Neolithic: Hunter-gatherers in transition in north-eastern Iberia. In S. McCartan, R. Schulting, G. Warren, & P. Woodman (Eds.), Mesolithic horizons. Papers presented at the Seventh International Conference of the Mesolithic in Europe (pp. 500–506). Belfast: Oxbow. 2005.Google Scholar
  34. García-Puchol, O. (2005). El proceso de neolitización en la fachada mediterránea de la península Ibérica. Tecnología y tipología de la piedra tallada. BAR International Series 1430. Oxford: Archaeopress.Google Scholar
  35. García-Puchol, O. (2009). Contexto de producción y consumo de piedra tallada durante el neolítico en Costamar: avance de los resultados. In E. Flors (Ed.), Torre la Sal (Ribera de Cabanes, Castelló). Evolución del paisaje antrópico desde la prehistoria hasta el medioevo (pp. 243–261). Castelló: Monografies de Prehistòria I Arqueologia Castellonenques 8.Google Scholar
  36. Gibaja, J. F. (2003). Comunidades Neolíticas del Noreste de la Península ibérica. Una aproximación socio-económica a partir del estudio de la función de los útiles líticos. British Archaeological Reports, International Series 1140. Oxford: Archaeopress.Google Scholar
  37. Gibaja, J. F., Terradas, X., Palomo, T., & Clop, X. (2010). La industria lítica del IV/primera mitad II milenio cal BC en el Noroeste de la Península Ibérica: contextos funerarios versus contextos domésticos. Munibe. Sociedad de Ciencias Naturales Aranzadi (San Sebastian), 32, 440–451.Google Scholar
  38. Gowland, R. L., & Chamberlain, A. T. (2002). A Bayesian approach to ageing perinatal skeletal material from archaeological sites: implications for the evidence for infanticide in Roman-Britain. Journal of Archaeological Science, 29(6), 677–685.CrossRefGoogle Scholar
  39. Grayson, D. K. (1981). The effects of sample size on some derived measures in vertebrate faunal analysis. Journal of Archaeological Science, 8, 77–88.CrossRefGoogle Scholar
  40. Halekoh, U., & Vach, W. (2004). A Bayesian approach to seriation problems in archaeology. Computational Statistics and Data Analysis, 45(3), 651–673.CrossRefGoogle Scholar
  41. Heuzé, Y., & Braga, J. (2008). Application of non-adult Bayesian dental age assessment methods to skeletal remains: the Spitalfields collection. Journal of Archaeological Science, 35(2), 368–375.CrossRefGoogle Scholar
  42. Ivy-Ochs, S., Wüst, R., Kubik, P. W., Müller-Beck, H., & Schlüter, C. (2001). Can we use cosmogenic isotopes to date stone artifacts? Radiocarbon, 43, 759–764.Google Scholar
  43. Jover, F. J. (2011). El instrumental lítico tallado de Benàmer: continuidad y ruptura en los procesos de producción lítica tallada entre el VII y el IV Milenio cal BC. In P. Torregrosa, F. J. Jover, & E. López (Eds.), Benàmer (Muro de Alcoi, Alicante). Mesolíticos y Neolíticos en las tierras meridionales valencianas (pp. 133–204). Valencia: Serie de Trabajos Varios del SIP 112.Google Scholar
  44. Juan-Cabanilles, J. (2008). El utillaje de piedra tallada en la Prehistoria reciente valenciana. Aspectos tipológicos, estilísticos y evolutivos. Valencia: Serie de Trabajos Varios del SIP 109.Google Scholar
  45. Juan-Cabanilles, J., & Martí, B. (2002). Poblamiento y procesos culturales en la Península Ibérica del VII al V milenio a.C. (8000–5000 BP). Una cartografía de la neolitización. In E. Badal, J. Bernabeu, & B. Martí (Eds.), El paisaje en el Neolítico mediterráneo (pp. 45–77). Valencia: Saguntum-PLAV, extra 5.Google Scholar
  46. Juan-Cabanilles, J., Fernández-López de Pablo, J., & García, O. (2006). L’utilisation du silex en plaquettes dans la préhistoire récente di Pays Valencien (Espagne Méditerranéene. In J. Vaquer & F. Briois (Eds.), La fin de l’âge de pierre en Europe du sud: matériaux et productions lithiques taillées remarquables dans le Néolithique et le Chalcolithique du sud de l’Europe (pp. 273–284). Toulouse: Editions des Archives d’Ecologie préhistorique.Google Scholar
  47. Kintigh, K. W. (1984). Measuring archaeological diversity by comparison with simulated assemblages. American Antiquity, 49, 44–54.CrossRefGoogle Scholar
  48. Martí, M., Pou, R., Carlús, X. (1997). Excavaciones arqueológicas en la Ronda sud de Granollers, 1994. La necrópolis del Neolític Mitjà i les restes romanes del Camí de Can Grau (La Roca del Vallés, Vallés Oriental) i els jacimients de Cal Jardiner (Granollers, Vallés Oriental). Excavacions Arqueológiques a Catalunya, 14, Barcelona: Generaltat de Catalunya.Google Scholar
  49. Martí, B., Aura, J. E., Juan-Cabanilles, J., García-Puchol, O., & Fernández-López de Pablo, J. (2009). El Mesolítico Geométrico de tipo “Cocina” en el País Valenciano. In P. Utrilla & L. Montes (Eds.), El Mesolítico Geométrico en la Península Ibérica (pp. 205–258). Zaragoza: Monografía Arqueológica 44, Universidad de Zaragoza.Google Scholar
  50. Mestres, J. (1987). La indústria lítica en sílex del Neolític antic de les Guixeres de Vilobí. Olerdulae 1-2-3, 5–71.Google Scholar
  51. Molist, M., Ribé, G., & Saña, M. (1996). La transición del V milenio cal B.C. en Catalunya. Rubricatum, 1, 781–790.Google Scholar
  52. Myers, A. (1989). Reliable and maintainable technological strategies in the Mesolithic of mainland Britain. In R. Torrence (Ed.), Time energy and stone tools (pp. 78–91). Cambridge: Cambridge University Press.Google Scholar
  53. Neeley, M. P., & Barton, C. M. (1994). A new approach to interpreting late Pleistocene microlith industries in southwest Asia. Antiquity, 68, 275–288.Google Scholar
  54. Niekus, M. J. L. T. (2009). Trapeze shaped flint tips as proxy data for occupation during the Late Mesolithic and the Early to Middle Neolithic in the northern part of the Netherlands. Journal of Archaeological Science, 36, 236–247.CrossRefGoogle Scholar
  55. O’Brien, M. J., & Lyman, R. L. (1999). Seriation, stratigraphy, and index fossils—the backbone of archaeological dating. New York: Plenum.Google Scholar
  56. Olària, C., & Gusi, F. (2008). Cazadores y pastores en la fase neolítica de Cova Fosca (Ares del Maestre, Castellón). In M. Hernández, J. A. Soler, & J. A. López (Eds.), Actas del IV Congreso del Neolítico Peninsular (pp. 107–116). Alicante: Museo Arqueológico de Alicante.Google Scholar
  57. Ortman, S. G., Varien, M., & Gripp, T. L. (2007). Empirical Bayesian methods for archaeological survey data: an example from the Mesa Verde Region. American Antiquity, 72(1), 241–272.CrossRefGoogle Scholar
  58. Palomo, A. (2000). La industria lítica tallada de la Draga. In J. Bosch, J. Chinchilla, & J. Tarrús (Eds.), El poblat lacustre neolític de la Draga Excavacions de 1990 a 1998 (pp. 197–206). Barcelona: Monografies del CASC 2.Google Scholar
  59. Palomo, A. & Gibaja, J. F. (2002). Análisis de las puntas del sepulcro calcolítico de la Costa de Can Martorell (Dosrius, El Maresme). In I. Clemente, R. Risch, J.F. Gibaja (Eds.), Análisis funcional. Su aplicación al estudio de sociedades prehistóricas (pp. 243–249), British Archaeological Reports, International Series 1073. Oxford: Archaeopress.Google Scholar
  60. Riede, F., & Edinborough, K. (2012). Bayesian radiocarbon models for the cultural transition during the Allerød in southern Scandinavia. Journal of Archaeological Science, 39, 44–756.CrossRefGoogle Scholar
  61. Roberts, J. M., Jr., Mills, B. J., Clark, J. J., Haas, W. R., Jr., Huntley, D. L., & Trowbridge, M. A. (2012). A method for chronological apportioning of ceramic assemblages. Journal of Archaeological Science, 39, 1513–1520.CrossRefGoogle Scholar
  62. Robertson, I. G. (1999). Spatial and multivariate analysis, random sampling, and analytical noise: empirical Bayesian methods at Teotihuacan, Mexico. American Antiquity, 64, 137–152.CrossRefGoogle Scholar
  63. Rodanés, J.M., Tilo, M.A., Ramón, N. (1995). El Abrigo de Els Secans (Mazaleón, Teruel). La ocupación del Valle del Matarraña durante el Epipaleolítico y el Neolítico Antiguo. Alcañiz: Al-Qannis 3.Google Scholar
  64. Rojo, M., Kunst, M., Garrido, R., García, I., & Morán, G. (2005). Un desafío a la eternidad: Tumbas monumentales del Valle de Ambrona. Valladolid: Arqueología en Castilla y León 14.Google Scholar
  65. Román, D. (2011). El poblament del plistocé en les comarques del Nord del País Valencià a partie de l’estudi tecno-tipològic de la industria lítica. Valencia: Servei de Publicacions de la Universitat de València.Google Scholar
  66. Shennan, S. (2002). Genes, memes and human history. London: Thames and Hudson.Google Scholar
  67. Shott, M. J. (1996). Innovation and selection in prehistory: a case study from the American Bottom. In G. H. Odell (Ed.), Stone tools theoretical insights into human prehistory (pp. 279–309). New York: Plenum.Google Scholar
  68. Shott, M. J. (1997). Stones and shafts redux: the metric discrimination of chipped-stone dart and arrow points. American Antiquity, 62, 86–101.CrossRefGoogle Scholar
  69. Surovell, T. A., Byrd Finley, J., Smith, G. M., Brantingham, P. J., & Kelly, R. (2009). Correcting temporal frequency distributions for taphonomic bias. Journal of Archaeological Science, 36, 1715–1724.CrossRefGoogle Scholar
  70. Utrilla, P., Montes, L., Mazo, C., Martínez-Bea, M., & Domingo, R. (2009). El Mesolític Geométrico en Aragón. In P. Utrilla & L. Montes (Eds.), El Mesolítico Geométrico en la Península Ibérica (pp. 131–190). Zaragoza: Monografía Arqueológica 44, Universidad de Zaragoza.Google Scholar
  71. Vaquero, M. (Ed.). (2004). Els darrers caçadors-recolectors de la Conca de Barberà: el jaciment del Molí del Salt (Vimbodí). Excavacions 1999–2003. Montblanc: Museu i Arxiu de Montblanc i Comarca.Google Scholar
  72. Villaverde, V., Aura, J. E., & Barton, C. M. (1998). The Upper Paleolihtic of Mediterranean Spain: a review of current evidence. Journal of World Prehistory, 12, 121–198.Google Scholar
  73. Villaverde, V., Román, D., Pérez Ripoll, M., Mercè Bergadà, M., & Real, C. (2012). The end of the Upper Palaeolithic in the Mediterranean Basin of the Iberian Peninsula. Quaternary International, 272–273, 17–32.Google Scholar
  74. Wandsnider, L. (1992). The spatial dimension of time. In J. Rossignol & L. Wandsnider (Eds.), Space, time, and archaeological landscapes (pp. 257–282). New York: Plenum.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media New York 2013

Authors and Affiliations

  • Javier Fernández-López de Pablo
    • 1
    • 2
    Email author
  • C. Michael Barton
    • 3
  1. 1.Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució SocialTarragonaSpain
  2. 2.Área de PrehistoriaUniversitat Rovira i VirgiliTarragonaSpain
  3. 3.School of Human Evolution and Social Change and Center for Social Dynamics and ComplexityArizona State UniversityPhoenixUSA

Personalised recommendations