Obsidiana hidratare - o tehnică de întâlnire ieftină, dar problematică

Intalnire cu hidratare obsidiana (sau OHD) este o tehnică de datare științifică, care folosește înțelegerea naturii geochimice a paharului vulcanic (un silicat) numit obsidian pentru a furniza date relative și absolute pe artefacte. Afectări obsidiene din întreaga lume și au fost utilizate în mod preferențial de către producătorii de unelte din piatră, deoarece este foarte ușor de lucrat, este foarte ascuțit atunci când este rupt și vine într-o varietate de culori vii, negru, portocaliu, roșu, verde și clar.

Fapte rapide: întâlnire cu hidratare Obsidiană

• Obsidian Hydration Dating (OHD) este o tehnică științifică de întâlnire folosind natura geochimică unică a ochelarilor vulcanici. 
• Metoda se bazează pe creșterea măsurată și previzibilă a unei șorici care se formează pe sticlă atunci când este expusă pentru prima dată la atmosferă. 
• Problemele sunt că creșterea șoriciului depinde de trei factori: temperatura mediului, presiunea vaporilor de apă și chimia sticlei vulcanice în sine. 
• Îmbunătățirile recente în măsurarea și progresele analitice ale absorbției apei promit să rezolve unele dintre probleme. 

Cum și de ce funcționează întâlnirea cu hidratare Obsidiană

Obsidianul conține apă prinsă în timpul formării sale. În starea sa naturală, are o șorici groasă formată prin difuzarea apei în atmosferă când s-a răcit prima dată, termenul tehnic este „strat hidratat”. Când o suprafață proaspătă de obsidian este expusă atmosferei, ca atunci când este spartă pentru a face o unealtă de piatră, mai multă apă este absorbită și șorica începe să crească din nou. Acea nouă șorici este vizibilă și poate fi măsurată sub mărire de mare putere (40-80x).

Șorțurile preistorice pot varia de la mai puțin de 1 micron (µm) la mai mult de 50 um, în funcție de durata de expunere. Măsurând grosimea se poate determina cu ușurință dacă un anumit artefact este mai vechi decât altul (vârsta relativă). Dacă se cunoaște viteza cu care apa se difuzează în sticlă pentru acea bucată de obsidiană (aceasta este partea complicată), puteți utiliza OHD pentru a determina vârsta absolută a obiectelor. Relația este dezarmant de simplă: Vârsta = DX2, unde Vârsta este în ani, D este o constantă și X este grosimea șoriciului de hidratare în microni.

Definirea constantei

Obsidian, sticlă naturală vulcanică care prezintă șorici, Montgomery Pass, Mineral County, Nevada. John Cancalosi / Oxford Scientific / Getty Images

Este aproape un pariu sigur că toată lumea care a făcut vreodată unelte de piatră și știa despre obsidian și unde să o găsească, a folosit-o: ca un pahar, se rupe în moduri previzibile și creează margini extrem de ascuțite. Realizarea uneltelor de piatră din obsidiană brută sparge șoriciul și începe numărarea ceasului obsidian. Măsurarea creșterii de coajă de la pauză se poate face cu un echipament care există deja în majoritatea laboratoarelor. Sună perfect, nu-i așa?

Problema este că constanta (acea D ciudată până acolo) trebuie să combine cel puțin alți trei factori despre care se știe că afectează viteza de creștere a șoriciului: temperatura, presiunea vaporilor de apă și chimia sticlei.

Temperatura locală fluctuează zilnic, sezonier și pe perioade mai lungi de timp în fiecare regiune a planetei. Arheologii recunosc acest lucru și au început să creeze un model de temperatură eficientă de hidratare (EHT) pentru a urmări și ține cont de efectele temperaturii asupra hidratării, în funcție de temperatura medie anuală, intervalul de temperatură anual și intervalul de temperatură diurnă. Uneori, savanții adaugă un factor de corecție a adâncimii pentru a ține cont de temperatura artefactelor îngropate, presupunând că condițiile subterane sunt semnificativ diferite de cele de suprafață - dar efectele nu au fost cercetate prea mult până acum.

Vapor de apă și chimie

Efectele variației presiunii vaporilor de apă în climă unde s-a găsit un artefact obsidian nu au fost studiate la fel de intens ca efectele temperaturii. În general, vaporii de apă variază în funcție de altitudine, astfel încât, de obicei, puteți presupune că vaporii de apă sunt constanți într-un sit sau regiune. Dar OHD este supărătoare în regiuni precum Munții Anzi din America de Sud, unde oamenii și-au adus artefactele obsidiene de-a lungul unor schimbări enorme în altitudini, de la regiunile de coastă ale nivelului mării la munții înalți de 4.000 de metri și mai înalți..

Și mai dificil de luat în calcul este chimia diferențială a sticlei la obsidieni. Unii obsidieni se hidratează mai repede decât alții, chiar și în același mediu de depozitare. Puteți obține obsidian (adică identifica afecțiunea naturală în care a fost găsită o bucată de obsidian) și, astfel, puteți corecta pentru acea variație, măsurând ratele din sursă și utilizându-le pentru a crea curbe de hidratare specifice sursei. Dar, din moment ce cantitatea de apă din obsidiană poate varia chiar și în interiorul nodulilor obsidieni de la o singură sursă, acel conținut poate afecta semnificativ estimările de vârstă.

Cercetări privind structura apei

Metodologia de ajustare a calibrărilor pentru variabilitatea climatului este o tehnologie emergentă în secolul XXI. Noi metode evaluează în mod critic profilele de adâncime ale hidrogenului pe suprafețele hidratate folosind spectrometrie de masă ionică secundară (SIMS) sau spectroscopie cu infraroșu transformat Fourier. Structura internă a conținutului de apă din obsidian a fost identificată ca o variabilă extrem de influentă care controlează rata difuziei apei la temperatura ambiantă. S-a constatat, de asemenea, că astfel de structuri, cum ar fi conținutul de apă, variază în cadrul surselor de carieră recunoscute.  

Împreună cu o metodologie de măsurare mai precisă, tehnica are potențialul de a crește fiabilitatea OHD și de a oferi o fereastră spre evaluarea condițiilor climatice locale, în special regimurile paleo-de temperatură.. 

Istoria obsidianului

Rata măsurabilă a creșterii de șorici a fost observată încă din anii '60. În 1966, geologii Irving Friedman, Robert L. Smith și William D. Long au publicat primul studiu, rezultatele hidratării experimentale a obsidianului din Munții Valles din New Mexico.

Din acel moment, s-a realizat o avansare semnificativă a impactului recunoscut al vaporilor de apă, al temperaturii și al chimiei sticlei, identificând și contabilizând o mare parte a variației, creând tehnici de rezoluție mai mare pentru a măsura șorica și a defini profilul de difuzie și a inventa și îmbunătăți noua modele pentru EFH și studii asupra mecanismului de difuzie. În ciuda limităților sale, datele de hidratare ale obsidianului sunt mult mai puțin costisitoare decât radiocarbonul și este o practică standard de întâlnire în multe regiuni ale lumii.

surse

• Liritzis, Ioannis și Nikolaos Laskaris. "Cincizeci de ani de obsidiana hidratare in Arheologie." Jurnalul solidelor necristaline 357.10 (2011): 2011-23. Imprimare.
• Nakazawa, Yuichi. "Semnificația datei de hidratare Obsidiană în evaluarea integrității holocenului interzis, Hokkaido, nordul Japoniei." International Quaternary 397 (2016): 474-83. Imprimare.
• Nakazawa, Yuichi și colab. "O comparație sistematică a măsurătorilor de hidratare obsidiană: prima aplicare a micro-imaginii cu spectrometrie de masă ionică secundară pentru obsidiana preistorică." International Quaternary (2018). Imprimare.
• Rogers, Alexander K. și Daron Duke. „Fiabilitatea metodei de hidratare obsidiană indusă cu protocoalele aburite la cald”. Jurnalul de științe arheologice 52 (2014): 428-35. Imprimare.
• Rogers, Alexander K. și Christopher M. Stevenson. "Protocoale pentru hidratarea de laborator a Obsidianului și efectul lor asupra preciziei ratei de hidratare: un studiu de simulare Monte Carlo." Revista de științe arheologice: rapoarte 16 (2017): 117-26. Imprimare.
• Stevenson, Christopher M., Alexander K. Rogers și Michael D. Glascock. "Variabilitatea conținutului de apă structurală din Obsidian și importanța sa în datarea de hidratare a artefactelor culturale." Revista de științe arheologice: rapoarte 23 (2019): 231-42. Imprimare.
• Tripcevich, Nicholas, Jelmer W. Eerkens și Tim R. Carpenter. "Hidratarea Obsidiană la înălțime ridicată: cariera arhaică la sursa Chivay, sudul Peruului." Jurnalul de științe arheologice 39.5 (2012): 1360-67. Imprimare.