Obsidian-Flüssigkeitszufuhr: Eine kostengünstige Möglichkeit, Steinwerkzeuge herzustellen - außer ...

Obsidian-Hydratationsdatierung (oder OHD) ist a wissenschaftliche Datierungstechnik, die das Verständnis der geochemischen Natur des vulkanischen Glases nutzt (a Silikat) namens Obsidian um sowohl relative als auch absolute Daten für Artefakte bereitzustellen. Obsidian-Aufschlüsse auf der ganzen Welt und wurden bevorzugt von Steinwerkzeugherstellern verwendet, da dies sehr einfach ist arbeiten mit, es ist sehr scharf, wenn es gebrochen ist, und es kommt in einer Vielzahl von lebendigen Farben, schwarz, orange, rot, grün und klar.

Schnelle Fakten: Obsidian Hydration Dating

Obsidian enthält Wasser, das während seiner Bildung darin eingeschlossen ist. In seinem natürlichen Zustand hat es eine dicke Schale gebildet durch die Diffusion des Wassers in die Atmosphäre beim ersten Abkühlen - der Fachbegriff lautet "hydratisierte Schicht." Wenn eine frische Oberfläche von Obsidian der Atmosphäre ausgesetzt ist, wie wenn sie gebrochen wird mach ein Steinwerkzeugwird mehr Wasser aufgenommen und die Rinde beginnt wieder zu wachsen. Diese neue Rinde ist sichtbar und kann unter starker Vergrößerung (40–80x) gemessen werden.

Prähistorische Schwarten können je nach Belichtungszeit zwischen weniger als 1 Mikron (µm) und mehr als 50 µm variieren. Durch Messen der Dicke kann leicht festgestellt werden, ob ein bestimmtes Artefakt älter als ein anderes ist (relatives Alter). Wenn die Geschwindigkeit bekannt ist, mit der Wasser für diesen bestimmten Obsidianblock in das Glas diffundiert (das ist der schwierige Teil), können Sie OHD verwenden, um den Wert zu bestimmen absolutes Alter von Objekten. Die Beziehung ist entwaffnend einfach: Alter = DX2, wobei Alter in Jahren ist, D eine Konstante ist und X die Dicke der Hydratationsschale in Mikrometern ist.

Es ist fast sicher, dass jeder, der jemals Steinwerkzeuge hergestellt hat und über Obsidian Bescheid wusste und wusste, wo es zu finden ist, es verwendet hat: Als Glas bricht es auf vorhersehbare Weise und erzeugt äußerst scharfe Kanten. Die Herstellung von Steinwerkzeugen aus rohem Obsidian bricht die Rinde und startet das Zählen der Obsidianuhr. Die Messung des Rindenwachstums seit dem Bruch kann mit einem Gerät durchgeführt werden, das wahrscheinlich bereits in den meisten Labors vorhanden ist. Es klingt perfekt, nicht wahr?

Das Problem ist, dass die Konstante (das hinterhältige D dort oben) mindestens drei andere Faktoren kombinieren muss von denen bekannt ist, dass sie die Geschwindigkeit des Rindenwachstums beeinflussen: Temperatur, Wasserdampfdruck und Glas Chemie.

Die lokale Temperatur schwankt täglich, saisonal und über längere Zeiträume in jeder Region der Erde. Archäologen haben dies erkannt und mit der Erstellung eines EHT-Modells (Effective Hydration Temperature) begonnen, um das zu verfolgen und zu berücksichtigen Auswirkungen der Temperatur auf die Hydratation als Funktion der Jahresmitteltemperatur, des Jahrestemperaturbereichs und der Tagestemperatur Angebot. Manchmal fügen Wissenschaftler einen Tiefenkorrekturfaktor hinzu, um die Temperatur von vergrabenen Artefakten zu berücksichtigen, vorausgesetzt, die Die unterirdischen Bedingungen unterscheiden sich erheblich von denen an der Oberfläche - aber die Auswirkungen wurden nicht zu genau untersucht von noch.

Die Auswirkungen von Änderungen des Wasserdampfdrucks in dem Klima, in dem ein Obsidianartefakt gefunden wurde, wurden nicht so intensiv untersucht wie die Auswirkungen der Temperatur. Im Allgemeinen variiert der Wasserdampf mit der Höhe, sodass Sie normalerweise davon ausgehen können, dass der Wasserdampf innerhalb eines Standorts oder einer Region konstant ist. Aber OHD ist in Regionen wie der problematisch Anden Berge Südamerikas, in denen Menschen ihre Obsidianartefakte herüberbrachten enorme Höhenunterschiedevon den Küstenregionen des Meeresspiegels bis zu den 4.000 Meter hohen Bergen und höher.

Noch schwieriger zu erklären ist das Differential Glaschemie in Obsidianen. Einige Obsidiane hydratisieren schneller als andere, selbst in genau derselben Ablagerungsumgebung. Du kannst Quellobsidian (Das heißt, identifizieren Sie den natürlichen Aufschluss, in dem ein Stück Obsidian gefunden wurde), und korrigieren Sie ihn diese Variation durch Messen der Raten in der Quelle und Verwenden dieser zur Erzeugung einer quellenspezifischen Hydratation Kurven. Da die Wassermenge im Obsidian jedoch selbst innerhalb der Obsidian-Knötchen aus einer Hand variieren kann, kann dieser Gehalt die Altersschätzungen erheblich beeinflussen.

Die Methode zur Anpassung der Kalibrierungen an die Variabilität des Klimas ist eine aufstrebende Technologie im 21. Jahrhundert. Neue Methoden bewerten die Tiefenprofile von Wasserstoff auf den hydratisierten Oberflächen mithilfe der Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) oder der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie kritisch. Die interne Struktur des Wassergehalts im Obsidian wurde als einflussreiche Variable identifiziert, die die Geschwindigkeit der Wasserdiffusion bei Umgebungstemperatur steuert. Es wurde auch festgestellt, dass solche Strukturen wie der Wassergehalt innerhalb der anerkannten Steinbruchquellen variieren.

In Verbindung mit einer genaueren Messmethode kann die Technik die Zuverlässigkeit von erhöhen OHD und bieten einen Einblick in die Bewertung der lokalen klimatischen Bedingungen, insbesondere der Paläotemperatur Regime.

Obsidian Eine messbare Rindenwachstumsrate ist seit den 1960er Jahren bekannt. 1966 haben die Geologen Irving Friedman, Robert L. Smith und William D. Lange veröffentlichte die erste Studie die Ergebnisse der experimentellen Hydratation von Obsidian aus den Valles Mountains von New Mexico.

Seit dieser Zeit wurden erhebliche Fortschritte bei den erkannten Auswirkungen der Wasserdampf-, Temperatur- und Glaschemie erzielt, wobei ein Großteil der Auswirkungen identifiziert und erklärt wurde Variation, Schaffung von Techniken mit höherer Auflösung zur Messung der Rinde und Definition des Diffusionsprofils sowie Erfindung und Verbesserung neuer Modelle für EFH und Studien zum Mechanismus von Diffusion. Trotz seiner Einschränkungen sind Obsidian-Hydratationsdaten weitaus günstiger als Radiokohlenwasserstoffe und in vielen Regionen der Welt heutzutage eine Standard-Datierungspraxis.

• Liritzis, Ioannis und Nikolaos Laskaris. "Fünfzig Jahre Obsidianhydratation in der Archäologie." Journal of Non-Crystalline Solids 357.10 (2011): 2011–23. Drucken.
• Nakazawa, Yuichi. "Die Bedeutung der Datierung der Obsidianhydratation bei der Beurteilung der Integrität des Holozäns Midden, Hokkaido, Nordjapan." Quaternary International 397 (2016): 474–83. Drucken.
• Nakazawa, Yuichi et al. "Ein systematischer Vergleich von Obsidianhydratationsmessungen: Die erste Anwendung von Mikrobildern mit Sekundärionen-Massenspektrometrie auf den prähistorischen Obsidian." Quaternary International (2018). Drucken.
• Rogers, Alexander K. und Daron Duke. "Unzuverlässigkeit der induzierten Obsidianhydratationsmethode mit abgekürzten Hot-Soak-Protokollen." Journal of Archaeological Science 52 (2014): 428–35. Drucken.
• Rogers, Alexander K. und Christopher M. Stevenson. "Protokolle zur Laborhydratation von Obsidian und ihre Auswirkung auf die Genauigkeit der Hydratationsrate: Eine Monte-Carlo-Simulationsstudie." Journal of Archaeological Science: Berichte 16 (2017): 117–26. Drucken.
• Stevenson, Christopher M., Alexander K. Rogers und Michael D. Glascock. "Variabilität des Obsidian-Strukturwassergehalts und seine Bedeutung für die Hydratisierungsdatierung kultureller Artefakte." Journal of Archaeological Science: Berichte 23 (2019): 231–42. Drucken.
• Tripcevich, Nicholas, Jelmer W. Eerkens und Tim R. Zimmermann. "Obsidianhydratation in großer Höhe: Archaischer Steinbruch an der Chivay-Quelle im Süden Perus." Journal of Archaeological Science 39.5 (2012): 1360–67. Drucken.