Archeologia i historia asfaltu

Asfalt - znany również jako asfalt lub smoła - jest czarną, oleistą, lepką formą ropy naftowej, naturalnie występującym organicznym produktem ubocznym rozkładających się roślin. Jest wodoodporny i łatwopalny, a ta niezwykła naturalna substancja była używana przez ludzi do wielu różnych zadań i narzędzi przez co najmniej 40 000 lat. Istnieje wiele rodzajów bitumu przetwarzanego we współczesnym świecie, przeznaczonego do brukowania ulic i dachów, a także dodatków do oleju napędowego lub innych olejów napędowych. Wymowa bitumu to „BICH-eh-men” w brytyjskim angielskim i „by-TOO-men” w Ameryce Północnej.

Naturalny bitum jest najgrubszą formą ropa naftowa składa się z 83% węgla, 10% wodoru i mniejszych ilości tlenu, azotu, siarki i innych pierwiastków. Jest to naturalny polimer o niskiej masie cząsteczkowej o niezwykłej zdolności do zmiany wraz ze zmianami temperatury: przy w niższych temperaturach jest sztywny i kruchy, w temperaturze pokojowej jest elastyczny, w wyższych temperaturach asfalt płynie.

Złoża asfaltu występują naturalnie na całym świecie - najbardziej znane to Pitch Lake Trinidad i La Brea Tar Pit w Kalifornii, ale znaczące złoża znajdują się w Morzu Martwym, Wenezueli, Szwajcarii i północno-wschodniej Albercie, Kanada. Skład chemiczny i konsystencja tych złóż znacznie się różnią. W niektórych miejscach asfalt wyciska się naturalnie ze źródeł lądowych, w innych pojawia się w ciekłych kałużach, które mogą twardnieć w kopce, a jeszcze inne sączy się z podwodnych wycieków, zmywając jak tarballs wzdłuż piaszczystych plaż i kamienistych linie brzegowe.

W czasach starożytnych bitum był używany do wielu rzeczy: jako uszczelniacz lub klej, jako zaprawa budowlana, jako kadzidło oraz jako dekoracyjny pigment i tekstura na doniczkach, budynkach lub ludzkiej skórze. Materiał ten był także przydatny w hydroizolacji kajaków i innym transporcie wody oraz w procesie mumifikacji pod koniec Nowego Królestwa Starożytny Egipt.

Metoda przetwarzania bitumu była prawie uniwersalna: podgrzewać, aż gazy skroplą się i topią, a następnie dodawać materiały temperujące, aby dostosować przepis do właściwej konsystencji. Dodawanie minerałów, takich jak ochra sprawia, że ​​asfalt jest grubszy; trawy i inne substancje roślinne zwiększają stabilność; elementy woskowate / oleiste, takie jak żywica sosnowa lub wosk uczynić go bardziej lepkim. Przetworzony bitum był droższy jako towar handlowy niż nieprzetworzony, ze względu na koszt zużycia paliwa.

Najwcześniejsze znane zastosowanie bitumu miało miejsce w środkowym paleolicie Neandertalczycy około 40 000 lat temu. W miejscach neandertalskich, takich jak jaskinia Gura Cheii (Rumunia) oraz Hummal i Umm El Tlel w Syrii, bitum przylegał do narzędzia kamienne, prawdopodobnie do przymocowania drewnianego lub kości słoniowej ostrza do ostrych narzędzi.

W Mezopotamii pod koniec Uruk i Chalkolitu okresy w miejscach takich jak Hacinebi Tepe w Syrii bitum był używany do budowy budynków i wodoodporności trzcinowców, między innymi do zastosowań.

Badania nad źródłami asfaltu ujawniły historię ekspansjonistycznego okresu Mezopotamskiego Uruka. Międzykontynentalny system handlu został ustanowiony przez Mezopotamię w okresie Uruk (3600–3100 pne), wraz z utworzeniem kolonii handlowych w dzisiejszej południowo-wschodniej Turcji, Syrii i Iranie. Według pieczęci i innych dowodów sieć handlowa obejmowała tkaniny z południowej Mezopotamii i miedź, kamień i drewno z Anatolii, ale obecność bitumu pozyskanego umożliwiła uczonym sporządzenie mapy handel. Na przykład stwierdzono, że znaczna część bitumu na syryjskich terenach z epoki brązu pochodzi z przesiąkającej wody przeciekowej na rzece Eufrat w południowym Iraku.

Korzystając z odniesień historycznych i badań geologicznych, uczeni zidentyfikowali kilka źródeł bitumu w Mezopotamii i na Bliskim Wschodzie. Wykonując analizy przy użyciu szeregu różnych spektroskopii, spektrometrii i analizy elementarnej techniki analityczne, ci uczeni zdefiniowali sygnatury chemiczne wielu wycieków i depozyty. Analiza chemiczna próbek archeologicznych okazała się nieco skuteczna w identyfikacji pochodzenia artefaktów.

Schwartz i współpracownicy (2016) sugerują, że początek bitumu jako dobra handlowego zaczął się pierwszy, ponieważ był on stosowany jako hydroizolacja trzciny łódki które były używane do transportu ludzi i towarów przez Eufrat. W okresie Ubaidów na początku 4. tysiąclecia pne asfalt z północnych źródeł mezopotamskich dotarł do Zatoki Perskiej.

Pierwsza odkryta do tej pory łódź trzcinowa była pokryta bitumem w miejscu H3 w As-Sabiyah w Kuwejcie, datowanym na około 5000 pne; stwierdzono, że jego asfalt pochodzi z Ubaid strona Mezopotamii. Próbki asfaltu z nieco późniejszej strony Dosariyah w Arabia Saudyjska, pochodziły z wycieków bitumu w Iraku, części szerszych mezopotamskich sieci handlowych z okresu Ubaid 3.

Zastosowanie bitumu w technikach balsamowania egipskich mumii było ważne od końca XXI wieku Nowe Królestwo (po 1100 pne) - w rzeczywistości słowo, z którego pochodzi mumia „mumiyyah” oznacza bitum w Arabski. Asfalty były głównym składnikiem egipskich technik balsamowania trzeciego okresu pośredniego i rzymskiego, oprócz tradycyjnych mieszanek żywic sosnowych, tłuszczów zwierzęcych i wosku pszczelego.

Kilku pisarzy rzymskich, takich jak Diodorus Siculus (pierwszy wiek pne) i Pliniusz (pierwszy wiek ne), wspomina bitum jako sprzedawany Egipcjanom w procesie balsamowania. Dopóki nie była dostępna zaawansowana analiza chemiczna, zakłada się, że balsamy czarne stosowane w egipskich dynastiach były traktowane bitumem, zmieszanym z tłuszczem / olejem, woskiem pszczelim i żywicą. Jednak w ostatnim badaniu Clark i współpracownicy (2016) odkryli, że żaden balsam na mumie stworzony przed Nowym Królestwem nie zawierał bitum, ale zwyczaj zaczął się w okresach trzeciego pośredniego (około 1064-525 pne) i późnych (około 525-332 pne) i stał się najbardziej rozpowszechniony po 332, podczas Ptolemejski i okresy rzymskie.

Handel asfaltami w Mezopotamii był kontynuowany długo po zakończeniu Epoka brązu. Rosyjscy archeolodzy odkryli niedawno grecką amforę pełną bitumu na półwyspie Taman na północnym wybrzeżu Morza Czarnego. Kilka próbek, w tym wiele dużych słoików i innych przedmiotów, odzyskano z rzymskiego portu Dibba w Zjednoczone Emiraty Arabskie, zawierające lub traktowane bitumem z wycieku z hitu w Iraku lub innym niezidentyfikowanym Iranie źródła.

Najnowsze badania w okresie przedklasycznym i postklasycznym Mesoamerica odkryłem, że bitum był używany do barwienia ludzkich szczątków, być może jako rytualny pigment. Ale bardziej prawdopodobne jest, zdaniem naukowców Argáeza i współpracowników, przebarwienie mogło wynikać z zastosowania podgrzanego bitumu stosowanego do narzędzi kamiennych używanych do rozczłonkowania tych ciał.

Fragmenty lśniących czarnych brył bitumu znaleziono w całym pochówku statku w VII wieku Sutton Hoo, Anglia, w szczególności w złożach grobowych w pobliżu pozostałości hełmu. Po wydobyciu i pierwszej analizie w 1939 r. Kawałki zostały zinterpretowane jako „smoła sztokholmska”, substancja wytwarzana przez spalanie drewna sosnowego, ale ostatnia ponowna analiza (Burger i współpracownicy 2016) wykazała zidentyfikował odłamki jako bitum pochodzący ze źródła z Morza Martwego: bardzo rzadki, ale wyraźny dowód kontynuacji sieci handlowej między Europą a Morzem Śródziemnym we wczesnym średniowieczu Kropka.

Na Wyspach Normandzkich w Kalifornii, w prehistorycznych czasach Chumash używał bitumu jako farby do ciała podczas ceremonii peklowania, żałoby i pogrzebu. Używali go również do mocowania koralików muszlowych na przedmiotach, takich jak moździerze i tłuczki i steatytowe rury, i używali go do podnoszenia punktów pocisków na wały i haczyków na ryby na sznurki.

Asfalt był również używany do impregnacji koszy i uszczelniania kajaków morskich. Najwcześniejszy zidentyfikowany bitum na Wyspach Normandzkich znajduje się w złożach datowanych na 10 000–7 000 kcal w Cave of the Chimneys na wyspie San Miguel. Obecność bitumu wzrasta w środkowym holocenie (7000–3500 cal BP, odciski koszykarskie i skupiska smołowatych kamyków pojawiają się już 5000 lat temu. Fluorescencja bitumu może być związana z wynalazkiem kajaka deski (tomola) w późnym holocenie (3500-200 cal BP).

Rodzimi Kalifornijczycy handlowali asfaltem w postaci płynnej i ręcznie ukształtowanymi podkładkami owiniętymi trawą i skórą królika, aby nie sklejały się ze sobą. Uważa się, że ziemskie wycieki wytwarzają lepszej jakości klej i uszczelnienie dla czółna tomola, podczas gdy tarballi są uważane za gorsze.

Źródła

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C i Bosch P. 2011. Pochodzenie czarnej pigmentacji w próbce meksykańskich prehispanicznych ludzkich kości.Journal of Archaeological Science 38(11):2979-2988.}
• _{Brązowy KM. 2016. Produkcja asfaltu (bitumów) w życiu codziennym na Wyspach Normandzkich w Kalifornii.Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J i Engel MH. 2014. Pozyskiwanie archeologicznego asfaltu (bitumu) z Wysp Normandzkich w Kalifornii do okrętów podwodnych.Journal of Archaeological Science 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M i Parnell J. 2016. Identyfikacja, charakterystyka geochemiczna i znaczenie bitumu wśród dóbr grobowych 7-wiecznego kopca 1-pochówku statku w Sutton Hoo (Suffolk, Wielka Brytania). PLoS ONE 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C i Stefanescu R. 2012. Nowe dowody na istnienie kleju jako materiału na środkowe i górne paleolity z jaskini Gura Cheii-Râsnov (Rumunia).Journal of Archaeological Science 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S i Evershed RP. 2016. Znaczenie bitumu naftowego w starożytnych egipskich mumiach. Transakcje filozoficzne Royal Society A: nauki matematyczne, fizyczne i inżynierskie 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA i Edwards KJ. 2015. Organiczne cechy geochemiczne skały źródłowej górnej kredy i wczesnego paleogenu oraz korelacja z niektórymi egipskimi bitumami mumijnymi i ropą naftową z południowej Zatoki Sueskiej w Egipcie.Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH i Des Lauriers MR. 2012. Wytrzymałość asfaltu na walcowanie i punkt pocisku: eksperymentalne porównanie trzech metod walcowania.Journal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S i Yousif E. 2014. Dibba: starożytny port w Zatoce Omańskiej we wczesnej epoce rzymskiej.Arabska archeologia i epigrafia 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I i Nikolaev E. 2016. Badanie bitumu ze starożytnej greckiej amfory przy użyciu FT ICR MS, wymiany H / D i nowatorskiej metody redukcji widma. Journal of Mass Spectrometry 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M. i Hollander D. 2016. Ekspansja Uruk jako proces dynamiczny: rekonstrukcja wzorców wymiany Bliskiego i Późnego Uruka z analiz stabilnych objętościowo izotopów artefaktów bitumicznych. Journal of Archaeological Science: Reports 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S i Drechsler P. 2015. Badanie geochemiczne bitumu z Dosariyah (Arabia Saudyjska): śledzenie bitumu z okresu neolitu w Zatoce Perskiej. Journal of Archaeological Science 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD i Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (bitum). Zwięzły międzynarodowy dokument oceny chemicznej 59. Genewa: Światowa Organizacja Zdrowia.}