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除了空间环境，时间尺度也是历史学者考察、研究过去的核心指标。如果没有比较清晰的年代判定，考古学家发掘的大量史前遗址、遗物只能是杂乱无章、毫无头绪的。为了理解旧石器时代人类活动及其与周边环境关系，需要从时间维度对相关遗址、遗物的相对年代和绝对年代作出判断。
所谓相对年代，是根据类型学和地层学分析得到的年代早晚序列，其重要的原理是下伏地层沉积在先，所以早于上面覆盖的地层，地层的一套顺序提供了从最早（底部）到最晚（顶部）的相对年代序列，不论其测定的绝对年代有怎样的偏差，其年代早晚的序列不会错误逆转，因此具有一定的绝对性。而绝对年代是指根据碳十四
、热释光、光释光、铀系裂变、钾氩法等理化年代测定手段得到的测定数据，确定比较精确的年代段，但目前的自然科学年代测定手段尚达不到精确到某年的水平，通常存在着某年代数值的前后误差值，因此绝对年代具有一定的相对性。
对旧石器时代，考古学家可以任意选用“BP”或“年前”两个术语，因为大约50年的误差可以忽略不计。因日本列岛火山活动频繁，导致考古学界尤其重视根据火山灰层进行编年，并且形成了专门的火山灰编年学，其实质是利用地质学中有关地层学的科学知识判定年代的早晚。
早在大正时代，曾留学意大利的考古学家滨田耕作在对鹿儿岛县指宿市桥牟礼川遗址的调查发掘中，最先将火山灰层作为考古学地层关系的重要指标加以利用。滨田的这一创见，此后逐渐被日本考古学界接受。如昭和初期，由岩泽正作主导的对关东西北部地区古坟进行编年时，火山灰层被当成区分不同时代古坟地层的重要参考指标。1949年日本首次发现旧石器时代的岩宿遗址后，利用地形地质学中火山灰层的特性对石器时代考古遗存判定相对年代，成为日本考古学界的重要共识。20世纪60年代末，在对东京都调布市野川遗址的发掘中，考古学家通过细分火山灰层梳理该遗址的文化层，从而对旧石器时代晚期的文化变迁有了更加清晰的认识。在此基础上，将理化学的最新技术应用到对火山灰层中矿物质的测定以及放射性同位素的绝对年代测定，令同时代的年代测定精度大幅提升。
1970年代以来，以关东南部地区的火山灰层为基准，在日本列岛广泛地区发现了处于相同时代的姶良丹泽（AT）
火山灰层。这样的发现，有助于从整体上为列岛的旧石器时代进行编年。其基本原理是在相同火山灰层中，只要有个别位点的遗址绝对年代被测定，即能适用于其他处于相同地层的考古遗迹的年代判定。目前利用最新技术对姶良丹泽（AT）火山灰层的碳十四年代的平均值为约29.4ka cal BP。
这一绝对年代的测定，可以为日本列岛其他旧石器时代遗址中存在相同火山灰层的层位提供时间参考。从具体的应用事例来看，如长野县野尻湖沉积物中的花粉遗存，可以姶良丹泽（AT）火山灰层为界，在其下的层位中混生着松属、云杉、桧属等植物，而其上的层位中桧属植物明显比例提高。从不同属性植物的增减，可以判断当时气温的变化趋势。而姶良丹泽（AT）火山灰层绝对年代的测定，为我们认识旧石器晚期环境气候变化的时间提供了直接证据。