Bituumeni arheoloogia ja ajalugu

Bituumen - tuntud ka kui asfalt või tõrv - on nafta must, õline, viskoosne vorm, lagunenud taimede looduslikult esinev orgaaniline kõrvalsaadus. See on veekindel ja tuleohtlik ning seda märkimisväärset looduslikku ainet on inimesed vähemalt viimase 40 000 aasta jooksul kasutanud mitmesuguste ülesannete ja tööriistade jaoks. Tänapäevases maailmas on kasutatud mitmeid töödeldud bituumenitüüpe, mis on mõeldud tänavate ja majade sillutamiseks, samuti diislikütuse või muude gaasiõlide lisandid. Bituumeni hääldus on briti inglise keeles "BICH-eh-men" ja Põhja-Ameerikas "by-TOO-men".

Looduslik bituumen on paksuim vorm nafta seal on 83% süsinikku, 10% vesinikku ja vähem hapnikku, lämmastikku, väävlit ja muid elemente. See on madala molekulmassiga looduslik polümeer, millel on märkimisväärne võime muutuda temperatuuri kõikumistega: at madalamatel temperatuuridel on see jäik ja rabe, toatemperatuuril on paindlik, kõrgematel temperatuuridel bituumen voolab.

Bituumenimaardlad esinevad looduslikult kogu maailmas - tuntumad neist on Trinidadi Piigi järv ja La Brea tõrva pit Californias, kuid olulisi hoiuseid on leitud Surnumeres, Šveitsis Venezuelas ja Alberta kirdeosas, Kanada. Nende hoiuste keemiline koostis ja konsistents on väga erinevad. Mõnel juhul väljub bituumen looduslikult maapealsetest allikatest, teistes ilmub bituumen vedelatesse basseinidesse, mis võivad kõveneda küngasteks ja veel teistes vetes imbub see veealustest imbumistest, pestes tarbimisvõimalustena mööda liivarandu ja kivist rannajooned.

Iidsetel aegadel kasutati bituumenit väga paljude asjade jaoks: hermeetiku või liimina, ehitusmördina, viirukina ning pottide, hoonete või inimese naha dekoratiivse pigmendi ja tekstuurina. Materjal oli kasulik ka kanuude hüdroisolatsiooniks ja muuks veetranspordiks ning mumifikatsiooniprotsessis Uue Kuningriigi lõpu poole iidne Egiptus.

Bituumeni töötlemise meetod oli peaaegu universaalne: kuumutage seda seni, kuni gaasid kondenseeruvad ja see sulab, seejärel lisage karastavaid materjale, et retsepti õige konsistentsiga kohandada. Mineraalide, näiteks ooker muudab bituumeni paksemaks; rohud ja muud taimsed ained lisavad stabiilsust; vahajas / õline element, näiteks männi vaik või mesilasvaha muuta see viskoossemaks. Töödeldud bituumen oli kaubanduses kallim kui töötlemata kütusetarbimise kulude tõttu.

Varaseim teadaolev bituumeni kasutamine oli kesk-paleoliitikumi poolt Neandertallased umbes 40 000 aastat tagasi. Neandertaali aladel, nagu Gura Cheii koobas (Rumeenia) ning Hummal ja Umm El Tlel Süürias, leiti, et bituumen kleepub kivitööriistad, tõenäoliselt puidust või elevandiluust saela kinnitamiseks teravate servadega tööriistadele.

Mesopotaamias hilja ajal Uruk ja Halkoliit Perioodidel sellistes kohtades nagu Süüria Hacinebi Tepe, kasutati bituumenit muu hulgas ehitiste ehitamiseks ja pilliroopaatide veekindluse tagamiseks.

Bituumeniallikate uurimine on valgustanud Mesopotaamia Uruki ekspansionismiperioodi ajalugu. Mesopotaamia lõi mandritevahelise kaubandussüsteemi Uruki perioodil (3600-3100 eKr), luues täna Türgi kaguosas, Süürias ja Iraanis kauplemiskolooniaid. Plommide ja muude tõendite kohaselt hõlmas kaubandusvõrk Mesopotaamia lõunaosast ja Portugalist pärit tekstiile Anatooliast pärit vask, kivi ja puit, kuid hangitud bituumeni olemasolu on võimaldanud teadlastel seda kaardistada kaubelda. Näiteks on leitud, et suur osa pronksiajas Süüria alade bituumenist pärineb Iraagi lõunaosas Eufrati jõe ääres toimunud hittide lekkimisest.

Ajaloolisi viiteid ja geoloogilisi uuringuid kasutades on teadlased tuvastanud Mesopotaamias ja Lähis-Idas mitu bituumeni allikat. Viies läbi analüüse, kasutades mitmeid erinevaid spektroskoopiat, spektromeetriat ja elementaarset meetodit -. - analüüsimeetodite abil on need teadlased määratlenud paljude immuunsete ja hoiused. Arheoloogiliste proovide keemiline analüüs on mõnevõrra õnnestunud artefaktide päritolu kindlaks teha.

Schwartz ja tema kolleegid (2016) soovitavad bituumeni kui kauba hüvitamise algust kõigepealt seetõttu, et seda kasutati veetõkkena pilliroopaadid mida kasutati inimeste ja kaupade praamimiseks üle Eufrati. 4. aastatuhande alguse eKr Ubaidi perioodiks jõudis Põhja-Mesopotaamia allikatest pärit bituumen Pärsia lahte.

Varaseim seni avastatud pilliroopaat kaeti bituumeniga Kuveitis As-Sabiyah's asuva H3 kohas, umbes 5000 aastat eKr; leiti, et selle bituumen on pärit Ubaid Mesopotaamia sait. Asfaltproovid Dosariyahi veidi hilisemast kohast Belgias Saudi Araabia, olid pärit Iraagi bituumeni leketest, mis on osa Ubaidi 3. perioodi laiematest Mesopotaamia kaubandusvõrgustikest.

Bituumeni kasutamine Egiptuse muumiate palsamite valmistamisel oli oluline algus Uus Kuningriik (pärast 1100 aastat eKr) - tegelikult tähendab sõna, millest muumia tuleneb „mumiyyah” bituumen Araabia keeles. Bituumen oli lisaks männivaikude, loomsete rasvade ja mesilasvaha traditsioonilistele segudele peamine vaheaine kolmanda perioodi ja Rooma perioodi Egiptuse palsamite valmistamisel.

Mitmed Rooma kirjanikud, nagu Diodorus Siculus (esimene sajand eKr) ja Plinius (esimene sajand pKr), mainivad bituumeni müümist egiptlastele balsameerimisprotsesside jaoks. Kuni keeruka keemilise analüüsi saamiseni eeldati, et Egiptuse dünastiates kasutatud musti palsameid on töödeldud bituumeniga, segatud rasva / õli, mesilasvaha ja vaiguga. Clark ja tema kolleegid (2016) leidsid hiljutises uuringus, et ükski enne Uut Kuningriiki loodud muumiate palsam ei sisaldanud bituumen, kuid komme sai alguse kolmandal vahepealsel perioodil (ca 1064–525 eKr) ja hilisperioodil (ca 525–332 eKr) ning muutus kõige levinumaks pärast 332. aastat, jooksul Ptolemaic ja Rooma perioodid.

Bituumenikaubandus Mesopotaamias jätkus ka pärast programmi lõppu Pronksiaeg. Vene arheoloogid avastasid hiljuti Musta mere põhjakaldal Tamani poolsaarel bituumeni täis Kreeka amfora. Rooma-aegse Dibba sadama juurest koguti mitu proovi, sealhulgas arvukalt suuri purke ja muid esemeid Araabia Ühendemiraadid, mis sisaldavad Iraagis või muudes tundmatutes Iraanides kokkulangevusega bituumenit või töödeldakse seda bituumeniga allikad.

Viimased uuringud klassikueelses ja -klassikalises perioodis Mesoamerica leidsid, et bituumenit kasutati inimjäänuste värvimiseks, võib-olla rituaalse pigmendina. Kuid tõenäolisemalt, väidavad teadlased Argáez ja kaastöötajad, võis värvumine tuleneda kuumutatud bituumeni kasutamisest kivitööriistadel, mida kasutati nende kehade lahtiühendamiseks.

Bituumeni läikivate mustade tükikeste fragmendid leiti laiali kogu 7. sajandi laevade matmise ajal Sutton Hoo, Inglismaal, eriti kiivri jäänuste lähedal asuvates matmisplatsides. Kui neid 1939. aastal välja kaevati ja esimest korda analüüsiti, tõlgendati neid tükke kui "Stockholmi tõrva" - ainet, mis loob männipuid põletades, kuid hiljutine reanalüüs (Burger ja tema kolleegid 2016) on tuvastas kilde Surnumere allikast pärit bituumenina: väga haruldased, kuid selged tõendid Euroopa ja Vahemere vahelise jätkuva kaubandusvõrgu kohta keskaja alguses periood.

Californias Kanalisaartel kasutas eelajalooline periood Chumash bituumenit kehavärvina värvimise, leina ja matmistseremooniate ajal. Nad kasutasid seda ka koorehelmeste kinnitamiseks sellistele esemetele nagu mördid ja pestlid ning steatiittorud ja nad kasutasid seda mürsu punktide šahtideks šahtidesse ja kalakonksude nööri külge.

Asfalti kasutati ka korvikeste hüdroisolatsiooniks ja mere kanuude tihendamiseks. Seni varaseim tuvastatud kanalisaarte bituumen on San Migueli saare korstnate koobastes hoiustega 10 000–7 000 kaliibrit BP. Bituumeni sisaldus suureneb keskmise holotseeni ajal (7000–3500 kaliibrit BP ja korvikeste muljed ja tõrvatud veeriste kobarad ilmnevad juba 5000 aastat tagasi. Bituumeni fluorestsentsi võib seostada hilis-holotseenis (3500-200 cal BP) asuva planku kanuu (tomool) leiutisega.

Päriskalifornlased kauplesid vedela asfaldiga ning rohu ja küüliku naha sisse mähitud käekujuliste padjakestega, et see kokku ei kleepuks. Arvati, et maapealsed tihendid tekitavad tomol kanuu jaoks parema kvaliteediga liimi ja tihendi, samas kui tarusid peeti madalamaks.

Allikad

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C ja Bosch P. 2011. Musta pigmentatsiooni päritolu Mehhiko eelinimeste inimluude proovis.Arheoloogiateaduse ajakiri 38(11):2979-2988.}
• _{Pruun KM. 2016. Asfaldi (bituumeni) tootmine igapäevaelus Californias Kanalisaartel.Ajakiri Antropoloogilisest arheoloogiast 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J ja Engel MH. 2014. Arheoloogilise asfaldi (bituumeni) hankimine Californias Kanalisaartelt allveelaevade imemiseks.Arheoloogiateaduse ajakiri 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M ja Parnell J. 2016. Bituumeni identifitseerimine, geokeemiline iseloomustus ja olulisus 7. sajandi 1. künka 1. hauaplatsi laeva matmise ajal Sutton Hoo's (Suffolk, Suurbritannia). PLOS ÜKS 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C ja Stefanescu R. 2012. Gura Cheii-Râsnovi koopa (Rumeenia) kesk- ja ülaosa paleoliitiliste esemete liimi kui hafteerimismaterjali kohta on uusi tõendeid.Arheoloogiateaduse ajakiri 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S ja Evershed RP. 2016. Naftabituumeni tähtsus muistses Egiptuse muumias. Kuningliku ühingu filosoofilised tehingud A: matemaatika-, füüsika- ja inseneriteadused 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA ja Edwards KJ. 2015. Ülemise kriidiajastu - varase paleogeeni lähtekivimi orgaanilised geokeemilised omadused ja seos mõne Egiptuse muumiabituumeni ja õliga, mis pärineb Egiptuse Suessi lahest.Araabia geoteaduste ajakiri 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH ja Des Lauriers MR. 2012. Asfaldi hafting ja mürsu punkti vastupidavus: kolme haftingu meetodi katseline võrdlus.Arheoloogiateaduse ajakiri 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S ja Yousif E. 2014. Dibba: iidne sadam Omaani lahel Rooma varasel ajal.Araabia arheoloogia ja epigraafia 25(1):50-79.}
• _{Kostjukevitš Y, Solovjov S, Kononikhin A, Popov I ja Nikolajev E. 2016. Bituumeni uurimine Vana-Kreeka amforadest, kasutades FT ICR MS, H / D vahetust ja uudset spektri vähendamise meetodit. Massispektromeetria ajakiri 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M ja Hollander D. 2016. Uruki laienemine kui dünaamiline protsess: bituumeni artefaktide hulgistabiilsest isotoobianalüüsist pärit keskmise ja hilisema Uruki vahetusmustrite rekonstrueerimine. Arheoloogiateaduste ajakiri: Teated 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S ja Drechsler P. 2015. Dosariyahist (Saudi Araabia) pärit bituumeni geokeemiline uuring: Neoliitikumi perioodi bituumeni jälgimine Pärsia lahes. Arheoloogiateaduse ajakiri 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD ja Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (bituumen). Lühike rahvusvaheline keemilise hindamise dokument 59. Genf: Maailma Terviseorganisatsioon.}