Metoda hidratarii obsidianului

Metoda hidratarii obsidianului

Tehnica analizei gradului de hidratare a obsidianului este utilizata in special de arheologi si de geoarheologi pentru aflarea varstei siturilor respectiv complexelor arheologice pe care le cerceteaza. De cele mai multe ori ea este vazuta ca o tehnica de datare relativa dar sunt posibile, in anumite circumstante si estimari absolute. Metoda propriu-zisa (Obsidian Hydration Analysis - OHA) a fost aplicata pentru prima data in anul 1960, in SUA, in special in California si in Mexic.

Irving Friedman si R.L. Smith au descoperit factorii care determina rata de hidratare a obsidianului. Ei au sugerat faptul ca aceasta tehnica poate fi aplicata ca o metoda directa de datare pentru artefactele din obsidian atata timp cat factorii care influenteaza rata hidratarii - temperatura si umiditatea relativa - pot fi "controlati", in sensul masurarii si cuantificarii lor (de regula este ideal ca acestia sa fi fost constanti in cadrul mediului in care s-a pastrat piesa supusa analizei). Tot cei doi cercetatori au constatat faptul ca uzura artefactelor in urma utilizarii lor, precum si arderea in foc pot influenta (reduce) adancimea (grosimea) peliculei de hidratare. Ulterior, in 1959, D. Clarke descria principiul metdei si definea legea matematica a evolutiei fenomenului hidratarii obsidianului in functie de timpul scurs.

Obsidianul este o roca vulcanica ("sticla naturala", de regula de culoare neagra, semitransparenta), formata atunci cand magma se raceste rapid in conditiiile unui mediu umed si usor acid (apa marilor de exemplu). Compozitia sa chimica este variata si neomogena. Elementele majore care compun obsidianul sunt: SiO2 (72-76%), Al2O3 (10-15%), Na2O (3-5%), K2O (1-7%), F2O3 (0,5-2,6%), FO (1-1,8%), CaO (0-1,2%), alte elemente (sub 1%). Din prelucrarea multidimensionala chimica-fizica a analizelor se pot obtine clase de probe ce pot indica sursa geologica de provenienta, in functie de concentratiile de elemente componente. Proprietatile macroscopice ale obsidianului sunt determinate de compozitia chimica. Culorile variaza de la negru la cenusiu, verde, de la rosu la roscat, in unele cazuri prezentand chiar un aspect transparent.

El a fost frecvent folosit in preistorie, in majoritatea culturilor si epocilor, pentru confectionarea uneltelor de taiat si de razuit, structura sa interna favorizand obtinerea unor unelte si/sau arme cu muchii deosebit de taioase. Metoda de datare prin metoda hidratarii are la baza o proprietate aparte a acestei roci (cu o structura incomplet cristalina ce face ca modelul sau de spargere sa fie usor de anticipat) de a absorbi (incorpora fizic) apa din mediul in care se afla, creand astfel un nivel de hidratare sau o pelicula (rama). Acest proces, al hidratarii, incepe imediat dupa ce a avut loc operatiunea de "fracturare" a uneltei sau aschiei, prin cioplire, din galetul (nucleul) de baza, cand suprafata proaspat desprinsa este supusa acestui proces este expusa atmosferei si incepe sa absoarba apa din acest mediu. Suprafata absoarbe gradual apa care patrunde spre interiorul piesei, formand o pelicula. Pelicula creata in cadrul microtexturii (microstructurii) datorita procesului lent de absorbtie si presiunii este vizibila la microscop in sectiunile mici realizate in artefactele din obsidian preistorice.

Grosimea acestei pelicule respectiv gradul de adsorbtie a apei, depind de trei factori majori:

1. Perioada de timp ce a trecut de cand a fost creata suprafata (unealta)

2. Compozitia fizico-chimica a obsidianului (data de sursa sau zacamant)

3. Temperatura si umiditatea mediului in care a fost depozitata piesa de obsidian (tipulde sol, clima, chimismul solului).

Astfel, in cazul in care compozitia si temperatura sunt constante, grosimea peliculei poate sa furnizeze date importante in privinta varstei uneltei.

Cu dovezi de datare independente (serii de datare) si potrivite, si cu controale riguroase ale ratei de hidratare, tehnica poate furniza date cronologice exacte.

Vazut la microscop stratul penetrat de umezeala (cunoscut sub numele de 'pelicula') devine vizibil cand grosimea (circumferinta) sa atinge o latime de 0.5 microni (un micron reprezentand a milioana parte dintr-in metru). Cu cat este mai profund nivelul la care a patruns umezeala, cu atata "varsta" piesei este mai mare.

Procedurile de laborator.

Cand se doreste datarea unei piese din obsidian aceasta este trimisa la un laborator specializat in astfel de analize. Tehnicienii specialisti taie o proba din artefact, de regula perpendicular pe marginea lamei (piesei) cu o adancime (profunzime) de cca 4.5 mm. Pe parcursul analizelor aceasta permite o mai buna transmisie a luminii. Marginile acesteia sunt fixate pe lamelele miscroscopului si lustruite pentru indepartarea urmelor (zgarieturi si mici crestaturi) ramase in urma utilizarii obsidianului in procesul de taiere. Apoi proba este pregatita pe o lamela microscopica iar banda de hidratare este masurata utilizand lumina polarizanta si lumina alba (fluorescenta) sau ambele in functie de transparenta piesei (aschiei produse). Sunt apoi realizate o serie de masuratori pe fiecare crestatura, adeseori probele fiind reevaluate dupa o saptamana, pentru o acuratete mai ridicata. Sunt efectuate apoi diferite calcule matematice asupra transparentei probei, utilizandu-se diferite puteri de marire ale misroscopului. Rezultatele acestor masuratori sunt apoi analizate si trimise inapoi arheologilor astfel incat ei sa poata face o presupunere asupra varstei artefactului. Prin implicarea proprietatilor de propagare a luminii (in diferite medii), este posibila masurarea cantitatii hidratarii actuale, prin urmare varsta relativa a probei. Lamelele pregatite sunt analizate cu ajutorul unui microscop care determina cantitatea de lumina transmisa prin pelicula de hidratare. Pentru a masura gradul de hidratare al probei se poate folosi lumina alba sau polarizanta.

Aceste masuratori sunt realizate pentru determinarea hidratarii probei, care indica varsta acesteia. Hidratarea obsidianului este o metoda foarte avantajoasa pentru identificarea varstei relative a artefactelor. Ea poate fi deasemenea banefica in cercetarea istoriei seismice a unui anumit areal. Metoda datarii prin hidratarea obsidianului ramane una relativ ieftina, prepararea materialului pentru analiza realizandu-se simplu. Realizarea practica a datarii se bazeaza pe masurarea grosimii stratului hidratat, care este raportata la o scara de timp, stabilita fie cu ajutorul unor evenimente istorice cunoscute, fie prin datarea materialelor din stratul respectiv prin alte metode.

Analizele realizate in SUA au reusit sa atinga performante deosebite in aceasta directie. Astfel, in cazul obiectelor de obsidian provenite din contextele sfarsitului civilizatiei aztece (1518) prezentau o grosime a stratului idratat de aproximativ 2,7 μ. Prin interpolare (si extrapolare) s-a ajuns la stabilirea unei constante de difuziune de 11,45 μ² / 1000 de ani. Unele diferente s-au constatat intre ratele de hidratare intre diferitele specii de obsidian. Astfel, daca data mai sus amintita a fost specifica pentru obsidianul verde riolitic, pentru aceeasi perioada si acceasi zona geografica, obsidianul riolitic gri a prezentat o constanta de 4,5μ² / 1000 de ani. Au fost situatii cand o singura unealta a furnizat doua sau chiar trei date diferite, specifice pentru doua tipuri diferite de pelicule de hidratare. Au putut fi distinse astfel operatiuni de reamenajare a piesei prin retuse si fracturi secundare.

Metoda si-a gasit o deosebita aplicabilitate in arealul Americii de Nord, insa mai recent, ea este aplicata cu succes si pe utilajul preistoric din regiunea mediteraneana si a Orientului Apropiat si Mijlociu.

Se fac analize si determinari pe obsidian. Datarea obsidianului se face dupa o constanta, daca obsidianul sta in aceleasi conditii. Hidratarea obsidianului nu este identica in toata lumea, datele obtinute se coroboreaza cu datele C₁₄ si se cauta sursele de provenienta a acestuia. Obsidianul este o roca (sticla) vulcanica. Solidificarea rapida duce la intreruperea procesului de cristalizare, obsidianul neavand o compozitie specifica. Se pot identifica clasele de probe care indica zonele de provenienta ale obsidianului in Romania. Pentru Transilvania - Tokay, partea de sud insula Melos si Buzau. Se incearca prin analize micro - si macroscopice continutul de elemente rare. Cu ajutorul difractiei de raze X si a celor gamma se intocmesc diagrame care pot determina sursele de provenienta ale obsidianului.

Bibliografie suplimentara:

. Hamilton, Jeff. Obsidian Hydration Analysis Service. Pacific Internet, 1996.

. Obsidian Hydration Analysis Service. https://www.ohas.com/ International Association for Obsidian Studies, 1997.

. Stevenson, Christopher M., Wal Ambrose, Peter J. Sheppard, and Douglas G. Sutton. https://www.aukland.ac.nz/ant/obsidian. Advances in the Hydration Dating of New Zealand Obsidian. The Obsidian Hydration Laboratory, 1998.

. Simon & Schuster's Guide to Rocks and Minerals. Annibale Mottana, Rodolfo Crespi and Giuseppe Liborio. Published by Simon and Schuster Inc. 1978.

. What is Obsidian Hydration Analysis?. Website: https://www.pacific.net/~ohas/wisoha.html

. Methodological Notes on the Use of Obsidian Hydration Data. Scott Byram. 1995.

. Website: https://www.peak.org/obsidian/byram1.html