Обсидиановата хидратация: Евтин начин за създаване на каменни инструменти - освен ...

click fraud protection

Обсидиански датиране на хидратация (или OHD) е a научна техника за запознанства, който използва разбирането за геохимичната природа на вулканичното стъкло (a силикат) Наречен обсидиан да предоставят както относителни, така и абсолютни дати на артефактите. Обсидианът изпъква по целия свят и е използван за предпочитане от производителите на каменни инструменти, тъй като това е много лесно работи с, много е остър при счупване и се предлага в различни ярки цветове, черно, оранжево, червено, зелено и ясен.

Бързи факти: Запознанства с хидратация на Обсидиан

  • Obsidian Hydration Dating (OHD) е научна техника за запознанства, използваща уникалната геохимична природа на вулканичните стъкла.
  • Методът разчита на измерения и предвидим растеж на кора, която се образува върху стъклото при първо излагане на атмосферата.
  • Проблемите са, че растежът на кората зависи от три фактора: температура на околната среда, налягане на водната пара и химията на самото вулканично стъкло.
  • Последните подобрения в измерването и аналитичния напредък в поглъщането на вода обещават да разрешат някои от проблемите.
instagram viewer

Как и защо работи запознанството с обсидиановата хидратация

Обсидианът съдържа вода, попаднала в него по време на неговото образуване. В естественото си състояние има а гъста кора образуван от дифузията на водата в атмосферата при първото й охлаждане - техническият термин е "хидратиран слой." Когато свежа повърхност от обсидиан е изложена на атмосферата, както когато е разбита направи каменен инструмент, повече вода се абсорбира и кората започва да расте отново. Тази нова кора е видима и може да бъде измерена при увеличение на мощността (40–80x).

Праисторическите кора могат да варират от по-малко от 1 микрона (µm) до повече от 50 µm, в зависимост от продължителността на времето на експозиция. Чрез измерване на дебелината лесно може да се определи дали определен артефакт е по-стар от друг (относителна възраст). Ако скоростта, с която водата дифундира в чашата за този конкретен къс обсидиан е известна (това е трудната част), можете да използвате OHD за определяне на абсолютна възраст на обекти. Връзката е обезоръжаващо проста: Age = DX2, където Age е в години, D е константа и X е дебелината на кожата на хидратация в микрони.

Определяне на Константа

Обсидиан от Монтгомъри проход, Невада
Обсидиан, естествено вулканично стъкло, показващо кора, Монтгомъри проход, Минерален окръг, Невада.Джон Канкалоси / Oxford Scientific / Гети Имидж

Това е почти сигурен залог, че всеки, който някога е изработвал каменни инструменти и е знаел за обсидиан и къде да го намери, го е използвал: като чаша, той се чупи по предвидими начини и създава изключително остри ръбове. Правенето на каменни инструменти от суров обсидиан нарушава кожата и започва броенето на обсидиановия часовник. Измерването на растежа на кората след счупването може да се извърши с оборудване, което вероятно вече съществува в повечето лаборатории. Звучи перфектно, нали?

Проблемът е, че константата (която подъл D е там) трябва да комбинира поне три други фактора за които се знае, че влияят върху скоростта на растежа на кората: температура, налягане на водни пари и стъкло химия.

Местната температура се колебае ежедневно, сезонно и за по-дълги времеви мащаби във всеки регион на планетата. Археолозите разпознават това и започват да създават модел за ефективна температура на хидратация (EHT) за проследяване и отчитане на влиянието на температурата върху хидратацията, като функция от средната годишна температура, годишния температурен диапазон и дневната температура диапазон. Понякога учените добавят коефициент за корекция на дълбочината, за да отчитат температурата на погребаните артефакти, като приемаме, че подземните условия са значително различни от повърхностните - но ефектите не са проучени твърде много от все още.

Водни пари и химия

Ефектите от изменението на налягането на водната пара в климата, в който е намерен обсидианов артефакт, не са изучавани толкова интензивно, колкото влиянието на температурата. По принцип водните пари варират с котата, така че обикновено можете да предположите, че водната пара е постоянна в даден участък или регион. Но OHD е проблем в региони като Andes планини на Южна Америка, където хората пренесоха своите обсидиански артефакти огромни промени във височините, от крайбрежните райони на морското равнище до високите планини с височина 4000 метра и по-високи.

Още по-трудно е да се обясни разликата стъклова химия при обсидианите. Някои обсидиани се хидратират по-бързо от други, дори в същата среда на отлагане. Можеш източник обсидиан (тоест идентифицирайте естественото оголване, където е намерено парче обсидиан) и така можете да коригирате тази промяна чрез измерване на скоростите в източника и използване на тези за създаване на специфична за източника хидратация криви. Но тъй като количеството вода в обсидиана може да варира дори в обсидиановите възли от един източник, това съдържание може да повлияе значително на възрастовите оценки.

Изследване на водната структура

Методология за коригиране на калибрирането за променливостта на климата е нововъзникваща технология през 21 век. Новите методи критично оценяват профилите на дълбочината на водорода върху хидратираните повърхности, като се използва вторична йонна мас-спектрометрия (SIMS) или инфрачервена спектроскопия за преобразуване на Фурие. Вътрешната структура на съдържанието на вода в обсидиан е определена като силно влиятелна променлива, която контролира скоростта на дифузия на водата при околната температура. Установено е също, че такива структури, като съдържание на вода, варират в рамките на разпознатите източници на кариера.

В съчетание с по-прецизна методология за измерване, техниката има потенциал да увеличи надеждността на OHD и предоставете прозорец за оценка на местните климатични условия, по-специално палео-температура режими.

Обсидианска история

Обсидиан е измерим темп на растеж на кора е признат от 60-те години. През 1966 г. геолозите Ървинг Фридман, Робърт Л. Смит и Уилям Д. Лонг публикува първото проучване, резултатите от експерименталната хидратация на обсидиан от планините Валес на Ню Мексико.

Оттогава е осъществен значителен напредък в признатите въздействия на водната пара, температурата и химията на стъклото, като се идентифицират и отчитат голяма част от вариация, създаване на техники с по-висока разделителна способност за измерване на кожата и дефиниране на профила на дифузия, и измисляне и подобряване на нови модели за EFH и проучвания на механизма на дифузия. Въпреки ограниченията си, датите на хидратация на обсидиана са далеч по-евтини от радиовъглеродните и това е стандартна практика за запознанства в много региони по света днес.

Източници

  • Лирицис, Йоанис и Николаос Ласкарис. "Петдесет години датиране на обсидиановата хидратация в археологията." Списание за некристални твърди вещества 357.10 (2011): 2011–23. Печат.
  • Nakazawa, Yuichi. "Значението на датирането на обсидиановата хидратация при оценката на целостта на холоцена Мидден, Хокайдо, Северна Япония." Кватернер Интернационал 397 (2016): 474–83. Печат.
  • Nakazawa, Yuichi, et al. "Систематично сравнение на измерванията на хидратация на абсидиана: Първото приложение на микрообраза с вторична йонна спектрометрия в праисторическия обсидиан." Кватернер Интернационал (2018). Печат.
  • Роджърс, Александър К. и Дарон Дюк. "Ненадеждност на индуцирания метод на хидриране на абсидиана с съкратени протоколи за горещо накисване." Списание за археологическа наука 52 (2014): 428–35. Печат.
  • Роджърс, Александър К. и Кристофър М. Стивънсън. "Протоколи за лабораторна хидратация на абсидиана и тяхното влияние върху точността на хидратация: симулационно проучване в Монте Карло." Journal of Archaeological Science: Доклади 16 (2017): 117–26. Печат.
  • Стивънсън, Кристофър М., Александър К. Роджърс и Майкъл Д. Glascock. "Променливост на структурно водното съдържание на Обсидиан и неговото значение за датата на хидратация на културните артефакти." Journal of Archaeological Science: Доклади 23 (2019): 231–42. Печат.
  • Tripcevich, Nicholas, Jelmer W. Еркенс и Тим Р. Дърводелец. "Обсидианова хидратация на голяма височина: Архаични кариери при извора Чивай, Южно Перу." Списание за археологическа наука 39.5 (2012): 1360–67. Печат.
instagram story viewer