Obsidian Hydration: tani sposób na tworzenie kamiennych narzędzi - z wyjątkiem ...

Obsydianowe nawodnienie (lub OHD) to naukowa technika datowania, który wykorzystuje zrozumienie geochemicznej natury szkła wulkanicznego (a krzemian) nazywa obsydian aby podać zarówno względne, jak i bezwzględne daty na artefaktach. Obsydianowe odsłonięcia na całym świecie i były preferowane przez twórców narzędzi kamiennych, ponieważ bardzo łatwo jest praca z, jest bardzo ostry po rozbiciu i występuje w różnych żywych kolorach, czarnym, pomarańczowym, czerwonym, zielonym i jasny.

Szybkie fakty: Obsydianowe nawadnianie

Obsidian zawiera wodę uwięzioną w nim podczas jego powstawania. W stanie naturalnym ma gruba skórka powstałe w wyniku dyfuzji wody do atmosfery podczas jej pierwszego ochłodzenia - termin techniczny brzmi: „uwodniona warstwa”. Kiedy świeża powierzchnia obsydianu jest wystawiona na działanie atmosfery, jak wtedy, gdy jest rozbita zrobić narzędzie do kamienia, więcej wody zostanie wchłonięte, a skórka zacznie ponownie rosnąć. Nowa skórka jest widoczna i można ją zmierzyć przy dużym powiększeniu (40–80x).

Skóry prehistoryczne mogą różnić się od mniej niż 1 mikrona (µm) do ponad 50 µm, w zależności od czasu ekspozycji. Mierząc grubość można łatwo ustalić, czy dany artefakt jest starszy od drugiego (wiek względny). Jeśli znana jest szybkość, z jaką woda dyfunduje do szklanki dla tej konkretnej porcji obsydianu (to trudna część), można użyć OHD do określenia wiek bezwzględny przedmiotów. Zależność jest rozbrajająco prosta: Age = DX2, gdzie Age jest w latach, D jest stałą, a X to grubość skórki hydratacyjnej w mikronach.

Jest prawie pewne, że każdy, kto kiedykolwiek tworzył kamienne narzędzia i wiedział o obsydianie i gdzie go znaleźć, używał go: jako szkło pęka w przewidywalny sposób i tworzy wyjątkowo ostre krawędzie. Wytwarzanie kamiennych narzędzi z surowego obsydianu łamie skórkę i rozpoczyna liczenie zegara obsydianu. Pomiar wzrostu skórki od momentu pęknięcia można wykonać za pomocą urządzenia, które prawdopodobnie istnieje już w większości laboratoriów. Brzmi idealnie, prawda?

Problem polega na tym, że stała (ta podstępna D tam na górze) musi łączyć co najmniej trzy inne czynniki które mają wpływ na tempo wzrostu skórki: temperatura, ciśnienie pary wodnej i szkło chemia.

Lokalna temperatura zmienia się codziennie, sezonowo i przez dłuższy czas w każdym regionie planety. Archeolodzy zdają sobie z tego sprawę i zaczęli tworzyć model efektywnej temperatury nawodnienia (EHT) do śledzenia i rozliczania się z wpływ temperatury na nawodnienie w funkcji średniej rocznej temperatury, rocznego zakresu temperatur i temperatury dobowej zasięg. Czasami uczeni dodają współczynnik korekcji głębokości, aby uwzględnić temperaturę zakopanych artefaktów, zakładając, że warunki podziemne różnią się znacznie od powierzchniowych - ale efektów nie zbadano aż tak bardzo jeszcze.

Wpływ zmian ciśnienia pary wodnej w klimacie, w którym znaleziono obsydianowy artefakt, nie był badany tak intensywnie, jak wpływ temperatury. Zasadniczo para wodna zmienia się wraz z wysokością, więc zazwyczaj można założyć, że para wodna jest stała w danym miejscu lub regionie. Ale OHD jest kłopotliwy w regionach takich jak Andy góry Ameryki Południowej, gdzie ludzie przynosili swoje obsydianowe artefakty ogromne zmiany wysokości, od regionów przybrzeżnych na poziomie morza po wysokie góry o wysokości 4000 metrów (12 000 stóp).

Jeszcze trudniejsze do rozliczenia są różnice chemia szkła u obsydianów. Niektórzy obsydianie nawadniają się szybciej niż inni, nawet w tym samym środowisku odkładania. Możesz źródło obsydianu (to znaczy zidentyfikuj naturalny wychód, w którym znaleziono kawałek obsydianu), a więc możesz to poprawić ta zmienność poprzez pomiar szybkości w źródle i wykorzystanie ich do stworzenia nawodnienia specyficznego dla źródła Krzywe. Ale ponieważ ilość wody w obsydianie może się różnić nawet w obsydianowych guzkach z jednego źródła, zawartość ta może znacząco wpłynąć na szacunki wieku.

Metodologia dostosowywania kalibracji pod kątem zmienności klimatu to nowa technologia w XXI wieku. Nowe metody krytycznie oceniają profile głębokości wodoru na uwodnionych powierzchniach za pomocą spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS) lub spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera. Wewnętrzna struktura zawartości wody w obsydianie została zidentyfikowana jako wysoce wpływowa zmienna, która kontroluje szybkość dyfuzji wody w temperaturze otoczenia. Stwierdzono również, że takie struktury, jak zawartość wody, różnią się w obrębie uznanych źródeł kamieniołomów.

W połączeniu z bardziej precyzyjną metodologią pomiarową technika ta może zwiększyć niezawodność OHD i zapewniają okno do oceny lokalnych warunków klimatycznych, w szczególności temperatury paleo reżimy.

Obsydian mierzalne tempo wzrostu skórki jest rozpoznawane od lat 60. XX wieku. W 1966 r. Geolodzy Irving Friedman, Robert L. Smith and William D. Długo opublikowano pierwsze badanie, wyniki eksperymentalnego nawodnienia obsydianu z gór Valles w Nowym Meksyku.

Od tego czasu poczyniono znaczne postępy w rozpoznawanym wpływie pary wodnej, temperatury i chemii szkła, identyfikując i rozliczając znaczną część zmienność, tworzenie technik wyższej rozdzielczości w celu zmierzenia skórki i zdefiniowania profilu dyfuzji, a także wynalezienie i ulepszenie nowych modeli EFH oraz badań nad mechanizmem dyfuzja. Pomimo ograniczeń, obsydianowe daty nawodnienia są znacznie tańsze niż radiowęglowe, i jest standardową praktyką randkową w wielu regionach świata.

• Liritzis, Ioannis i Nikolaos Laskaris. "Pięćdziesiąt lat obsydianowego nawodnienia w archeologii." Journal of Non-Crystalline Solids 357.10 (2011): 2011–23. Wydrukować.
• Nakazawa, Yuichi. "Znaczenie randkowania obsydianowego nawodnienia w ocenie integralności holocenu Midden, Hokkaido, północna Japonia." Quaternary International 397 (2016): 474–83. Wydrukować.
• Nakazawa, Yuichi i in. "Systematyczne porównanie pomiarów nawodnienia obsydianowego: pierwsze zastosowanie mikroskoku z spektrometrią mas wtórnego jonu do prehistorycznego obsydianu." Quaternary International (2018). Wydrukować.
• Rogers, Alexander K. i Daron Duke. "Niewiarygodność metody indukowanego nawodnienia obsydianowego za pomocą skróconych protokołów wygrzewania na gorąco." Journal of Archaeological Science 52 (2014): 428–35. Wydrukować.
• Rogers, Alexander K. i Christopher M. Stevenson. "Protokoły laboratoryjnego nawodnienia obsydianu i ich wpływ na dokładność wskaźnika nawodnienia: badanie symulacyjne Monte Carlo." Journal of Archaeological Science: Reports 16 (2017): 117–26. Wydrukować.
• Stevenson, Christopher M., Alexander K. Rogers i Michael D. Glascock. "Zmienność obsydianowej zawartości wody strukturalnej i jej znaczenie w nawadnianiu kulturowych artefaktów." Journal of Archaeological Science: Reports 23 (2019): 231–42. Wydrukować.
• Tripcewicz, Mikołaj, Jelmer W. Eerkens i Tim R. Cieśla. "Obsydianowe nawodnienie na dużej wysokości: archaiczne wydobywanie u źródła Chivay w południowym Peru." Journal of Archaeological Science 39.5 (2012): 1360–67. Wydrukować.