Arkeologin och historien om Bitumen

Bitumen - även känd som asfaltum eller tjära - är en svart, fet, viskös form av petroleum, en naturligt förekommande organisk biprodukt av sönderdelade växter. Det är vattentätt och brandfarligt, och denna anmärkningsvärda naturliga substans har använts av människor för en mängd olika uppgifter och verktyg under minst de senaste 40 000 åren. Det finns ett antal bearbetade typer av bitumen som används i den moderna världen, designade för stenläggning av gator och takhus, samt tillsatser till diesel eller andra gasoljor. Uttalet av bitumen är "BICH-eh-men" på brittiska engelska och "by-TOO-men" i Nordamerika.

Naturlig bitumen är den tjockaste formen av petroleum det består av 83% kol, 10% väte och mindre mängder syre, kväve, svavel och andra element. Det är en naturlig polymer med låg molekylvikt med en anmärkningsvärd förändring med temperaturvariationer: kl lägre temperaturer, den är styv och spröd, vid rumstemperatur är den flexibel, vid högre temperaturer bitumen strömmar.

Bitumenavlagringar förekommer naturligt över hela världen - de mest kända är Trinidads Pitch Lake och La Brea Tar Pit i Kalifornien, men betydande insättningar finns i Döda havet, Venezuela, Schweiz och nordöstra Alberta, Kanada. Den kemiska sammansättningen och konsistensen hos dessa avlagringar varierar avsevärt. På vissa ställen extruderas bitumen naturligt från jordkällor, i andra förefaller det i flytande pooler som kan härda i högar, och i ännu andra oser det från undervattenssipp, tvättas upp som tarbollar längs sandstränder och steniga strandlinjer.

I forntiden användes bitumen för ett stort antal saker: som tätningsmedel eller lim, som byggnadsmortel, som rökelse och som dekorativt pigment och struktur på krukor, byggnader eller mänsklig hud. Materialet var också användbart vid vattentäta kanoter och annan vattentransport, och i mumifieringsprocessen mot slutet av Nya Riket av forntida Egypten.

Metoden för bearbetning av bitumen var nästan universal: värm den tills gaserna kondenserar och den smälter, tillsätt sedan härdningsmaterial för att justera receptet till rätt konsistens. Lägga till mineraler som ockra gör bitumen tjockare; gräs och andra vegetabiliska ämnen ger stabilitet; vaxartade / oljiga element såsom tallharts eller bivax gör det mer visköst. Bearbetad bitumen var dyrare som handelsvaror än obearbetad på grund av kostnaden för bränsleförbrukningen.

Den tidigaste kända användningen av bitumen var av Middle Paleolithic Neanderthals för cirka 40 000 år sedan. På Neanderthal-platser som Gura Cheii-grottan (Rumänien) och Hummal och Umm El Tlel i Syrien har bitumen visat sig fastna sten verktyg, förmodligen för att fästa en trä- eller elfenbenhatt på de vassade verktygen.

I Mesopotamia, sent Uruk och Chalcolithic perioder på platser som Hacinebi Tepe i Syrien, bitumen användes för byggande av byggnader och vattentätning av vassbåtar, med bland annat användningsområden.

Forskning i bitumenkällor har belyst historien för den expansistiska perioden i Mesopotamian Uruk. Ett interkontinentalt handelssystem upprättades av Mesopotamia under Uruk-perioden (3600-3100 f.Kr.) med skapandet av handelskolonier i det som idag är sydöstra Turkiet, Syrien och Iran. Enligt tätningar och andra bevis, handlade nätverket om textilier från södra Mesopotamien och koppar, sten och virke från Anatolia, men närvaron av bitumen från köpet har gjort det möjligt för forskare att kartlägga handel. Till exempel har mycket av bitumen i syriska platser i bronsåldern visat sig ha sitt ursprung i Hit-sippeln vid Eufratfloden i södra Irak.

Med hjälp av historiska referenser och geologiska undersökningar har forskare identifierat flera källor till bitumen i Mesopotamien och Nära öst. Genom att utföra analyser med hjälp av ett antal olika spektroskopi, spektrometri och elementär analytiska tekniker har dessa forskare definierat de kemiska signaturerna för många av sipporna och insättningar. Kemisk analys av arkeologiska prover har varit något framgångsrik när det gäller att identifiera artefakternas ursprung.

Schwartz och kollegor (2016) föreslår att början av bitumen som handelsvaran började först eftersom det användes som vattentätning på vassbåtar som användes för att färja människor och gods över Eufrat. Vid Ubaid-perioden i början av fjärde årtusendet f.Kr. nådde bitumen från norra Mesopotamiska källor Persiska viken.

Den tidigaste vassbåten upptäckt hittills var belagd med bitumen på platsen för H3 vid As-Sabiyah i Kuwait, daterad omkring 5000 f.Kr. dess bitumen visade sig ha kommit från Ubaid Mesopotamias webbplats. Asfaltprover från den något senare platsen för Dosariyah i Saudiarabien, var från bitumenuppsägningar i Irak, en del av det bredare mesopotamiska handelsnätverket under Ubaid period 3.

Användningen av bitumen i balsameringstekniker på egyptiska mumier var viktig från början av slutet av Nya kungariket (efter 1100 f.Kr.) - i själva verket betyder ordet från vilken mamma härleds "mumiyyah" bitumen i Arabiska. Bitumen var en viktig beståndsdel under tredje mellanliggande och romerska perioden egyptiska balsameringstekniker, förutom traditionella blandningar av tallhartser, djurfetter och bivax.

Flera romerska författare som Diodorus Siculus (första århundradet f.Kr.) och Plinius (första århundradet e.Kr.) nämner bitumen som såldes till egypterna för balsamningsprocesser. Tills avancerad kemisk analys fanns tillgänglig antogs svarta balsamer som användes i de egyptiska dynastierna ha behandlats med bitumen, blandade med fett / olja, bivax och harts. Emellertid fann Clark och kollegor (2016) i en ny studie att ingen av balsamerna på mumier som skapats före Nya Riket innehöll bitumen, men sedvanen började under den tredje mellanliggande perioden (ca 1064-525 f.Kr.) och sent (ca 525-332 f.Kr.) och blev mest utbredd efter 332, under Ptolemaic och romerska perioder.

Bitumenhandeln i Mesopotamia fortsatte väl efter slutet av Bronsåldern. Ryska arkeologer upptäckte nyligen en grekisk amfora full av bitumen på Tamanhalvön på norra stranden av Svarta havet. Flera prover inklusive många stora burkar och andra föremål återhämtades från romarnas hamn i Dibba i Förenade Arabemiraten, innehållande eller behandlade med bitumen från Hit-utsläppet i Irak eller annan oidentifierad iransk källor.

Nya studier i pre-Classic och post-classic period Mesoamerika har hittat att bitumen användes för att färga mänskliga rester, kanske som ett ritualpigment. Men mer troligt, säger forskare Argáez och medarbetare, kan färgningen ha resulterat från att använda uppvärmt bitumen applicerat på stenverktyg som användes för att fånga dessa kroppar.

Fragment av glänsande svarta klumpar av bitumen hittades spridda över 7-talets skeppsbegravning kl Sutton Hoo, England, särskilt inom begravningsavsättningarna nära rester av hjälm. När de grävdes ut och först analyserades 1939, tolkades bitarna som "Stockholm tjära", ett ämne som skapas genom att bränna tall, men nyligen reanalys (Burger och kollegor 2016) har identifierade skärvorna som bitumen från en död havskälla: mycket sällsynt men tydligt bevis för ett fortsatt handelsnätverk mellan Europa och Medelhavet under det tidiga medeltiden period.

I Kaliforniens Kanalöar använde den förhistoriska perioden Chumash bitumen som kroppsfärg under härdning, sorg och begravningsceremonier. De använde det också för att fästa skalpärlor på föremål som murbruk och stötpinnar och steatitrör, och de använde det för att fästa projektilpunkter på axlar och fiskkrokar till sladd.

Asfaltum användes också för vattentätning av korgar och för att lugna havsgående kanoter. Det tidigaste identifierade bitumenet på Kanalöarna hittills är i avsättningar daterade mellan 10.000-7.000 cal BP vid Cave of the Chimneys på ön San Miguel. Förekomsten av bitumen ökar under MellanHolocen (7000-3500 kal BP och korgtrycksintryck och kluster av tjära stenar dyker upp redan för 5 000 år sedan. Fluorescensen av bitumen kan vara associerad med uppfinningen av plankanot (tomol) i sen Holocene (3500-200 kal BP).

Infödda kalifornier handlade asfaltum i flytande form och handformade kuddar lindade i gräs och kaninhud för att förhindra att den klibbar fast. Terrestriska sepsar tros producera ett lim av bättre kvalitet och tätning för tomolkanot, medan tarballar ansågs vara underlägsna.

källor

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C och Bosch P. 2011. Ursprunget till svart pigmentering i ett prov av mexikanska prehispaniska mänskliga ben.Journal of Archaeological Science 38(11):2979-2988.}
• _{Brown KM. 2016. Asfaltum (bitumen) produktion i vardagen på Kalifornien Kanalöarna.Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J och Engel MH. 2014. Sourcing arkeologiska asfaltum (bitumen) från Kalifornien Channel Islands till ubåt sipprar.Journal of Archaeological Science 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M och Parnell J. 2016. Identifiering, geokemisk karaktärisering och betydelse av bitumen bland gravvarorna från det sjunde århundradet Mound 1 Ship-Burial på Sutton Hoo (Suffolk, Storbritannien). PLOS EN 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C och Stefanescu R. 2012. Nytt bevis på att lim har haft ett material på mellan- och övre paläolitiska artefakter från Gura Cheii-Râsnov-grottan (Rumänien).Journal of Archaeological Science 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S och Evershed RP. 2016. Betydelsen av petroleumbitumen i forntida egyptiska mumier. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Matematiska, fysiska och tekniska vetenskaper 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA och Edwards KJ. 2015. Organiska geokemiska egenskaper hos den övre krita – tidiga paleogenkällan och korrelation med lite egyptisk mamma-bitumen och olja från södra Gulf of Suez, Egypten.Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH och Des Lauriers MR. 2012. Asfaltumfångning och hållbarhet för projektilpunkter: en experimentell jämförelse av tre förfaringsmetoder.Journal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S och Yousif E. 2014. Dibba: en forntida hamn vid Omanbukten i den tidiga romerska eran.Arabisk arkeologi och epigrafi 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I och Nikolaev E. 2016. Undersökningen av bitumen från forntida grekisk amfora med användning av FT ICR MS, H / D-utbyte och ny spektrumreduktionsmetod. Journal of Mass Spectrometry 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M och Hollander D. 2016. Uruk-expansionen som dynamisk process: En rekonstruktion av utbytesmönster från Mellan till sent Uruk från bulkstabila isotopanalyser av bitumen-artefakter.. Journal of Archaeological Science: Reports 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S och Drechsler P. 2015. En geokemisk studie på bitumen från Dosariyah (Saudiarabien): spårning av neolitisk periodbitumen i Persiska viken. Journal of Archaeological Science 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD och Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (Bitumen). Kortfattad internationell kemisk bedömningsdokument 59. Genève: Världshälsoorganisationen.}