Bitumens arkeologi og historie
Shriram Rajagopalan/Flickr/CC BY 2.0
Bitumen - også kjent som asfalt eller tjære - er en svart, oljeaktig, tyktflytende form for petroleum, et naturlig forekommende organisk biprodukt av nedbrytede planter. Det er vanntett og brennbart, og dette bemerkelsesverdige naturlige stoffet har blitt brukt av mennesker til en lang rekke oppgaver og verktøy i minst de siste 40 000 årene. Det finnes en rekke bearbeidede typer bitumen som brukes i den moderne verden, designet for asfaltering av gater og takhus, samt tilsetningsstoffer til diesel eller andre gassoljer. Uttalen av bitumen er 'BICH-eh-men' på britisk engelsk og 'by-TOO-men' i Nord-Amerika.
Hva er bitumen
Naturlig bitumen er den tykkeste formen for petroleum det er, laget av 83% karbon, 10% hydrogen og mindre mengder oksygen, nitrogen, svovel og andre grunnstoffer. Det er en naturlig polymer med lav molekylvekt med en bemerkelsesverdig evne til å endre seg med temperaturvariasjoner: ved lavere temperaturer er den stiv og sprø, ved romtemperatur er den fleksibel, ved høyere temperaturer strømmer bitumen.
Bitumenavsetninger forekommer naturlig over hele verden - de mest kjente er Trinidad's Pitch Lake og La Brea Tar Pit i California, men betydelige forekomster finnes i Dødehavet, Venezuela, Sveits og nordøst i Alberta, Canada. Den kjemiske sammensetningen og konsistensen til disse avsetningene varierer betydelig. Noen steder ekstruderer bitumen naturlig fra terrestriske kilder, andre steder dukker det opp i væskebassenger som kan stivne til hauger, og andre steder siver det ut fra undervannssiv og skyller opp som tarballer langs sandstrender og steinete strandlinjer.
Bruk og bearbeiding
I gamle tider ble bitumen brukt til et stort antall ting: som tetningsmiddel eller lim, som byggemørtel, som røkelse og som dekorativt pigment og tekstur på potter, bygninger eller menneskelig hud. Materialet var også nyttig i vanntetting av kanoer og annen vanntransport, og i mumifiseringsprosessen mot slutten av Det nye kongeriket det gamle Egypt .
Metoden for å behandle bitumen var nesten universell: varm den til gassene kondenserer og den smelter, og legg deretter til tempereringsmaterialer for å tilpasse oppskriften til riktig konsistens. Tilsetning av mineraler som f.eks oker gjør bitumen tykkere; gress og andre vegetabilske stoffer gir stabilitet; voksaktige/oljeaktige elementer som furuharpiks eller bivoks gjør den mer tyktflytende. Bearbeidet bitumen var dyrere som handelsvare enn ubearbeidet, på grunn av kostnadene ved drivstofforbruket.
Den tidligste kjente bruken av bitumen var i mellompaleolitikum Neandertalere for rundt 40 000 år siden. På neandertalersteder som Gura Cheii-hulen (Romania) og Hummal og Umm El Tlel i Syria ble det funnet bitumen som festet seg til steinredskaper , sannsynligvis for å feste et skaft av tre eller elfenben til de skarpkantede verktøyene.
I Mesopotamia, i løpet av sen Uruk og Kalkolittisk perioder på steder som Hacinebi Tepe i Syria, ble bitumen brukt til bygging av bygninger og vanntetting av sivbåter, med blant annet bruk.
Bevis for Uruk-ekspansjonistisk handel
Forskning på bitumenkilder har belyst historien til den ekspansjonistiske perioden til mesopotamiske Uruk. Et interkontinentalt handelssystem ble etablert av Mesopotamia i Uruk-perioden (3600-3100 f.Kr.), med opprettelsen av handelskolonier i det som i dag er det sørøstlige Tyrkia, Syria og Iran. I følge sel og andre bevis involverte handelsnettverket tekstiler fra det sørlige Mesopotamia og kobber, stein og tømmer fra Anatolia, men tilstedeværelsen av hentet bitumen har gjort det mulig for forskere å kartlegge handelen. For eksempel har mye av bitumenet på syriske steder fra bronsealderen vist seg å stamme fra Hit-siget ved Eufrat-elven i Sør-Irak.
Ved hjelp av historiske referanser og geologiske undersøkelser har forskere identifisert flere kilder til bitumen i Mesopotamia og det nære østen. Ved å utføre analyser ved å bruke en rekke forskjellige spektroskopi, spektrometri og elementær analytiske teknikker, har disse forskerne definert de kjemiske signaturene for mange av siver og avsetninger. Kjemisk analyse av arkeologiske prøver har vært noe vellykket for å identifisere gjenstandens herkomst.
Bitumen- og sivbåter
Schwartz og kolleger (2016) antyder at utbruddet av bitumen som handelsvare begynte først fordi det ble brukt som vanntetting på sivbåter som ble brukt til å frakte mennesker og varer over Eufrat. Ved Ubaid-perioden i det tidlige 4. årtusen f.Kr. nådde bitumen fra nordlige Mesopotamiske kilder Persiabukta.
Den tidligste sivbåten som er oppdaget til dags dato var belagt med bitumen, på stedet for H3 ved As-Sabiyah i Kuwait, datert rundt 5000 f.Kr.; dens bitumen ble funnet å komme fra Ubaid stedet i Mesopotamia. Asfaltprøver fra det litt senere stedet Dosariyah i Saudi-Arabia , var fra bitumenlekkasjer i Irak, en del av det bredere mesopotamiske handelsnettverket i Ubaid-periode 3.
Bronsealdermumiene i Egypt
Bruken av bitumen i balsameringsteknikker på egyptiske mumier var viktig fra slutten av det nye riket (etter 1100 f.Kr.) – faktisk betyr ordet som mumie er avledet fra 'mumiyyah' bitumen på arabisk. Bitumen var en hovedbestanddel for den tredje mellomperioden og den romerske perioden egyptiske balsameringsteknikker, i tillegg til tradisjonelle blandinger av furuharpikser, animalsk fett og bivoks.
Flere romerske forfattere som Diodorus Siculus (første århundre f.Kr.) og Plinius (første århundre e.Kr.) nevner bitumen som solgt til egyptere for balsameringsprosesser. Inntil avansert kjemisk analyse var tilgjengelig, ble svart balsam brukt gjennom de egyptiske dynastiene antatt å ha blitt behandlet med bitumen, blandet med fett/olje, bivoks og harpiks. Men i en fersk studie fant Clark og kolleger (2016) at ingen av balsamene på mumier som ble opprettet før det nye riket inneholdt bitumen, men skikken begynte i tredje mellomprodukt (ca 1064-525 f.Kr.) og sent (ca. 525- 332 f.Kr.) perioder og ble mest utbredt etter 332, i løpet av Ptolemaisk og romerske perioder.
Bitumenhandelen i Mesopotamia fortsatte godt etter slutten av perioden Bronsealderen . Russiske arkeologer oppdaget nylig en gresk amfora full av bitumen på Taman-halvøya på den nordlige bredden av Svartehavet. Flere prøver, inkludert mange store krukker og andre gjenstander, ble funnet fra romertidens havn Dibba i De forente arabiske emirater, som inneholdt eller behandlet med bitumen fra Hit-lekkasjen i Irak eller andre uidentifiserte iranske kilder.
Mesoamerica og Sutton Hoo
Nyere studier i pre-klassisk og post-klassisk periode Mesoamerika har funnet at bitumen ble brukt til å farge menneskelige levninger, kanskje som et rituelt pigment. Men mer sannsynlig, sier forskerne Argáez og medarbeidere, kan fargingen ha vært et resultat av bruk av oppvarmet bitumen påført steinverktøy som ble brukt til å partere disse kroppene.
Fragmenter av skinnende svarte bitumenbitumen ble funnet spredt utover skipsbegravelsen fra 700-tallet kl. Sutton Hoo , England, spesielt innenfor gravforekomstene nær rester av en hjelm. Da de ble gravd ut og først analysert i 1939, ble bitene tolket som 'Stockholm tjære', et stoff som dannes ved å brenne furu, men nylig reanalyse (Burger og kolleger 2016) har identifisert skårene som bitumen som kom fra en kilde fra Dødehavet: veldig sjeldne, men klare bevis på et fortsatt handelsnettverk mellom Europa og Middelhavet i den tidlige middelalderperioden.
Chumash fra California
På Californias Kanaløyer brukte den forhistoriske perioden Chumash bitumen som kroppsmaling under herding, sorg og begravelsesseremonier. De brukte den også til å feste skallperler på gjenstander som mortere og stamper og steatittrør, og de brukte den til å feste prosjektilspisser til sjakter og fiskekroker til tau.
Asfalt ble også brukt til vanntetting av kurver og tetting av havgående kanoer. Det tidligste identifiserte bitumenet på Kanaløyene så langt er i forekomster datert mellom 10 000-7 000 cal BP ved Cave of the Chimneys på øya San Miguel. Tilstedeværelsen av bitumen øker i løpet av mellom-holocen (7000-3500 cal BP og kurvavtrykk og klynger av tjærestein viser seg så tidlig som for 5000 år siden. Fluorescensen til bitumen kan være assosiert med oppfinnelsen av plankekanoen (tomol) i sen holocen (3500-200 cal BP).
Innfødte kalifornere handlet asfalt i flytende form og håndformede puter pakket inn i gress og kaninskinn for å forhindre at det festet seg sammen. Terrestriske siver ble antatt å produsere et lim og tetningsmiddel av bedre kvalitet for tomol-kanoen, mens tarballs ble ansett som dårligere.
Kilder
- Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C og Bosch P. 2011. Opprinnelsen til svart pigmentering i en prøve av meksikanske prehispaniske menneskelige bein. Journal of Archaeological Science 38(11):2979-2988.
- Brun KM. 2016. Asfalt (bitumen) produksjon i hverdagen på California Channel Islands. Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.
- [PubMed] Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J og Engel MH. 2014. Innhenting av arkeologisk asfalt (bitumen) fra kanaløyene i California til ubåtsiv. Journal of Archaeological Science 43:66-76.
- Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M og Parnell J. 2016. Identifikasjon, geokjemisk karakterisering og betydningen av bitumen blant gravgodset fra det 7. århundre Mound 1 Ship-Begravelse ved Sutton Hoo (Suffolk, Storbritannia) . PLoS EN 11(12): e0166276.
- Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C og Stefanescu R. 2012. Nye bevis på lim som festemateriale på midtre og øvre paleolittiske gjenstander fra Gura Cheii-Râsnov-hulen (Romania). Journal of Archaeological Science 39(7):1942-1950.
- Clark KA, Ikram S og Evershed RP. 2016. Betydningen av petroleumsbitumen i gamle egyptiske mumier . Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 374 (2079).
- El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA og Edwards KJ. 2015. Organiske geokjemiske egenskaper ved kildebergarten i øvre kritt – tidlig paleogen og korrelasjon med noe egyptisk mumiebitumen og olje fra den sørlige Suezbukta, Egypt. Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.
- Fauvelle M, Smith EM, Brown SH og Des Lauriers MR. 2012. Asfaltfesting og holdbarhet på prosjektilpunkter: en eksperimentell sammenligning av tre heftingsmetoder. Journal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.
- Jasim S og Yousif E. 2014. Dibba: en eldgammel havn ved Omanbukten i tidlig romertid. Arabisk arkeologi og epigrafi 25(1):50-79.
- Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I og Nikolaev E. 2016. Undersøkelsen av bitumen fra antikkens gresk amfora ved bruk av FT ICR MS, H/D-utveksling og ny spektrumreduksjonsmetode . Journal of Mass Spectrometry 51(6):430-436.
- Schwartz M og Hollander D. 2016. Uruk-utvidelsen som dynamisk prosess: En rekonstruksjon av Midt- til Sen Uruk-utvekslingsmønstre fra bulkstabile isotopanalyser av bitumenartefakter . Journal of Archaeological Science: Rapporter 7:884-899.
- Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S og Drechsler P. 2015. En geokjemisk studie av bitumen fra Dosariyah (Saudi-Arabia): sporing av bitumen fra neolittisk periode i Persiabukta. Journal of Archaeological Science 57:248-256.
- Wess JA, Olsen LD, og Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (Bitumen). Kortfattet dokument for internasjonal kjemisk vurdering 59 . Genève: Verdens helseorganisasjon.