Obsidian Hydration: A Cheap Way to Date Stone Tool Making - Undantagen ...

Obsidian hydration dating (eller OHD) är en vetenskaplig dating teknik, som använder förståelsen för det vulkaniska glasets geokemiska natur (a silikat) ringde obsidian att ge både relativa och absoluta datum för artefakter. Obsidian outcrops över hela världen och användes företrädesvis av sten verktygstillverkare eftersom det är mycket lätt att göra arbetar med, det är väldigt skarpt när det går sönder, och det finns i olika livliga färger, svart, orange, rött, grönt och klar.

Snabbfakta: Obsidian Hydration Dating

Obsidian innehåller vatten fångat i den under dess bildning. I sitt naturliga tillstånd har den en tjock skal bildas av diffusionen av vattnet i atmosfären när det först kyldes - den tekniska termen är "hydratiserat lager." När en frisk yta av obsidian utsätts för atmosfären, som när den bryts till göra en stenverktyg, mer vatten absorberas och skalet börjar växa igen. Den nya skalen är synlig och kan mätas under hög effektförstoring (40–80x).

Förhistoriska sår kan variera från mindre än 1 mikron (um) till mer än 50 um beroende på exponeringstiden. Genom att mäta tjockleken kan man enkelt avgöra om en viss artefakt är äldre än en annan (relativ ålder). Om den hastighet med vilken vatten diffunderar i glaset för den specifika biten av obsidian är känd (det är den svåra delen) kan du använda OHD för att bestämma absolut ålder av föremål. Förhållandet är avväpnande enkelt: Ålder = DX2, där ålder är i år, D är en konstant och X är hydratationens skaltjocklek i mikron.

Det är nästan en säker satsning att alla som någonsin gjort stenverktyg och visste om obsidian och var de kunde hitta det, använde det: som ett glas, bryter det på förutsägbara sätt och skapar ytterst vassa kanter. Att göra stenverktyg ur rå obsidian bryter skorpan och startar obsidianklockan. Mätningen av skaltillväxt sedan brottet kan göras med en utrustning som antagligen redan finns i de flesta laboratorier. Det låter perfekt inte?

Problemet är att konstanten (den smyga D där uppe) måste kombinera minst tre andra faktorer som är kända för att påverka hastigheten på skaltillväxt: temperatur, vattenångtryck och glas kemi.

Den lokala temperaturen varierar dagligen, säsongsmässigt och över längre tidsskalor i alla regioner på planeten. Arkeologer känner igen detta och började skapa en EHT-modell (Effektiv hydrationstemperatur) för att spåra och redogöra för temperatureffekter på hydratisering, som en funktion av årlig medeltemperatur, årlig temperaturintervall och dagtemperatur räckvidd. Ibland lägger forskare till en djupkorrigeringsfaktor för att redovisa temperaturen på begravda artefakter, förutsatt att underjordiska förhållanden är betydligt annorlunda än ytan - men effekterna har inte undersökts för mycket av ännu.

Effekterna av variation i vattenångtryck i klimatet där en obsidian artefakt har hittats har inte studerats lika intensivt som effekterna av temperaturen. I allmänhet varierar vattenånga med höjden, så du kan vanligtvis anta att vattenånga är konstant på en plats eller region. Men OHD är besvärligt i regioner som Anderna berg i Sydamerika, där människor förde sina obsidian artefakter över enorma förändringar i höjder, från kustnivån till havsnivån till de 4 000 meter höga bergen och högre.

Ännu svårare att redovisa är skillnad glaskemi hos obsidianer. Vissa obsidianer hydrerar snabbare än andra, även inom exakt samma deponeringsmiljö. Du kan källa obsidian (det vill säga, identifiera det naturliga utbrottet där en bit obsidian hittades), och så kan du korrigera för denna variation genom att mäta hastigheterna i källan och använda dem för att skapa källspecifik hydrering kurvor. Men eftersom mängden vatten i obsidian kan variera även inom obsidian knölar från en enda källa, kan detta innehåll väsentligt påverka åldersberäkningar.

Metod för att justera kalibreringarna för klimatvariationen är en ny teknik under 2000-talet. Nya metoder utvärderar kritiskt djupprofilerna för väte på de hydratiserade ytorna med hjälp av sekundär jonmasspektrometri (SIMS) eller Fourier-transform infraröd spektroskopi. Den inre strukturen för vatteninnehållet i obsidian har identifierats som en mycket inflytelserik variabel som reglerar hastigheten för vattendiffusion vid omgivningstemperatur. Det har också visat sig att sådana strukturer, som vatteninnehåll, varierar inom de erkända stenbrottkällorna.

Tillsammans med en mer exakt mätmetodik har tekniken potential att öka tillförlitligheten hos OHD, och ger ett fönster i utvärderingen av lokala klimatförhållanden, särskilt paleo-temperaturen regimer.

obsidian mätbar hastighet för skalväxt har erkänts sedan 1960-talet. 1966 geologer Irving Friedman, Robert L. Smith och William D. Länge publicerade den första studien, resultaten från experimentell hydrering av obsidian från Vallesbergen i New Mexico.

Sedan den tiden har betydande framsteg gjorts i de erkända effekterna av vattenånga, temperatur och glaskemi, vilket identifierar och redogör för mycket av variation, skapa högre upplösningstekniker för att mäta skorpan och definiera diffusionsprofilen och uppfinna och förbättra nya modeller för EFH och studier om mekanismen för diffusion. Trots dess begränsningar är obsidianhydratiseringsdatum mycket billigare än radiokol, och det är en vanlig dateringspraxis i många regioner i världen idag.

• Liritzis, Ioannis och Nikolaos Laskaris. "Femtio års Obsidian Hydration Dating i arkeologi." Journal of Non-Crystalline Solids 357.10 (2011): 2011–23. Skriva ut.
• Nakazawa, Yuichi. "Betydelsen av Obsidian Hydration Dating vid bedömningen av Holocene Midden, Hokkaido, norra Japan." Quaternary International 397 (2016): 474–83. Skriva ut.
• Nakazawa, Yuichi, et al. "En systematisk jämförelse av mätningar av Obsidian-hydrering: Den första tillämpningen av mikrobild med sekundär jons massspektrometri på den förhistoriska Obsidian." Quaternary International (2018). Skriva ut.
• Rogers, Alexander K. och Daron Duke. "Otillförlitlighet för den inducerade Obsidian-hydratiseringsmetoden med förkortade Hot-Soak-protokoll." Journal of Archaeological Science 52 (2014): 428–35. Skriva ut.
• Rogers, Alexander K. och Christopher M. Stevenson. "Protokoll för laboratoriehydrering av Obsidian och deras påverkan på hydratiseringsgraden noggrannhet: En Monte Carlo-simuleringsstudie." Journal of Archaeological Science: Reports 16 (2017): 117–26. Skriva ut.
• Stevenson, Christopher M., Alexander K. Rogers och Michael D. Glascock. "Variabilitet i Obsidian strukturellt vatteninnehåll och dess betydelse i hydrering datering av kulturella artefakter." Journal of Archaeological Science: Reports 23 (2019): 231–42. Skriva ut.
• Tripcevich, Nicholas, Jelmer W. Eerkens och Tim R. Snickare. "Obsidian Hydration at High Elevation: Archaic Quarrying at Chivay Source, södra Peru." Journal of Archaeological Science 39.5 (2012): 1360–67. Skriva ut.