Arkeologien og historien til Bitumen

Bitumen - også kjent som asfaltum eller tjære - er en svart, fet, tyktflytende form av petroleum, et naturlig forekommende organisk biprodukt av nedbrytede planter. Det er vanntett og brannfarlig, og dette bemerkelsesverdige naturlige stoffet har blitt brukt av mennesker til et bredt utvalg av oppgaver og verktøy i minst de siste 40 000 årene. Det er en rekke bearbeidede typer bitumen brukt i den moderne verden, designet for asfaltering av gater og takhager, samt tilsetningsstoffer til diesel eller andre gassoljer. Uttalen av bitumen er "BICH-eh-men" på britisk engelsk og "by-TOO-men" i Nord-Amerika.

Naturlig bitumen er den tykkeste formen for petroleum det består av 83% karbon, 10% hydrogen og mindre mengder oksygen, nitrogen, svovel og andre elementer. Det er en naturlig polymer med lav molekylvekt med en bemerkelsesverdig evne til å endre seg med temperaturvariasjoner: kl lavere temperaturer, det er stivt og sprøtt, ved romtemperatur er det fleksibelt, ved høyere temperaturer bitumen flyter.

Bitumenforekomster forekommer naturlig over hele verden - de mest kjente er Trinidads Pitch Lake og La Brea Tar Pit i California, men det er betydelige forekomster i Dødehavet, Venezuela, Sveits og nordøst i Alberta, Canada. Den kjemiske sammensetningen og konsistensen av disse forekomstene varierer betydelig. Noen steder ekstruderes bitumen naturlig fra landkilder, andre vises det i flytende bassenger som kan herde i hauger, og i fortsatt andre siver det fra undersjøiske siver, vasker opp som tarballer langs sandstrender og steinete kystlinjer.

I gamle tider ble bitumen brukt til et enormt antall ting: som fugemasse eller lim, som bygningsmørtel, som røkelse, og som dekorativt pigment og tekstur på gryter, bygninger eller menneskeskinn. Materialet var også nyttig i vanntetting av kanoer og annen vanntransport, og i mumifiseringsprosessen mot slutten av New Kingdom of det gamle Egypt.

Metoden for å bearbeide bitumen var nesten universell: varme den til gassene kondenserer og den smelter, og tilsett herdningsmaterialer for å finpusse oppskriften til riktig konsistens. Tilsetting av mineraler som oker gjør bitumen tykkere; gress og annet vegetabilsk materiale gir stabilitet; voksaktig / oljeaktige elementer som furuharpiks eller bivoks gjør det mer tyktflytende. Behandlet bitumen var dyrere som handelsvare enn ubearbeidet på grunn av kostnadene ved drivstofforbruket.

Den tidligste kjente bruken av bitumen var av Middle Paleolithic neandertalerne for 40.000 år siden. På Neanderthal-steder som Gura Cheii-hulen (Romania) og Hummal og Umm El Tlel i Syria, ble bitumen funnet fast ved å steinredskaper, trolig for å feste en tre- eller elfenbenhatt til de skarpe kantverktøyene.

I Mesopotamia, i løpet av sent Uruk og Chalcolithic perioder på steder som Hacinebi Tepe i Syria, ble bitumen brukt til bygging av bygninger og vanntetting av vassbåter, med blant annet bruk.

Forskning på bitumenskilder har belyst historien til den ekspansjonistiske perioden til Mesopotamian 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 sørøst i Tyrkia, Syria og Iran. Ifølge seler 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 lærde å kartlegge handel. For eksempel har det vist seg at mye av bitumen i syriske nettsteder i bronsealderen har sin opprinnelse fra Hit-sippelen ved Eufrates-elven i Sør-Irak.

Ved hjelp av historiske referanser og geologiske undersøkelser har forskere identifisert flere kilder til bitumen i Mesopotamia og det nærliggende Østen. Ved å utføre analyser ved bruk av en rekke forskjellige spektroskopier, spektrometri og elementær analytiske teknikker, har disse forskerne definert de kjemiske signaturene for mange av seeps og avleiringer. Kjemisk analyse av arkeologiske prøver har vært noe vellykket med å identifisere gjenstandenes gjenstand.

Schwartz og kolleger (2016) antyder at begynnelsen av bitumen som handelsvare først begynte fordi den ble brukt som vanntetting på sivbåter som ble brukt til å ferge mennesker og varer over Eufratene. Innen Ubaid-perioden tidlig på fjerde årtusen f.Kr. nådde bitumen fra nordlige mesopotamiske kilder Persiske gulfen.

Den tidligste sivbåten som hittil ble oppdaget, var belagt med bitumen, på stedet til H3 ved As-Sabiyah i Kuwait, datert cirka 5000 f.Kr. Det ble funnet at bitumen hadde kommet fra Ubaid nettstedet til Mesopotamia. Asfaltprøver fra den litt senere lokaliteten til Dosariyah i Saudi-Arabia, var fra bitumen seepages i Irak, en del av det bredere mesopotamiske handelsnettverket i Ubaid periode 3.

Bruken av bitumen i balsameringsteknikker på egyptiske mumier var viktig fra slutten av New Kingdom (etter 1100 f.Kr.) - faktisk betyr ordet som mamma er avledet fra 'mumiyyah', bitumen i Arabisk. Bitumen var en viktig bestanddel for tredje mellomperiode og romersk periode egyptiske balsameringsteknikker, i tillegg til tradisjonelle blandinger av furuharpiks, dyrefett og bivoks.

Flere romerske forfattere som Diodorus Siculus (første århundre f.Kr.) og Plinius (første århundre e.Kr.) nevner bitumen som solgt til egypterne for balsamiseringsprosesser. Inntil avansert kjemisk analyse var tilgjengelig, ble det antatt at svarte balsamer som ble brukt i de egyptiske dynastiene ble behandlet med bitumen, blandet med fett / olje, bivoks og harpiks. Imidlertid fant Clark og kolleger (2016) i en fersk studie at ingen av balsamene på mumier som ble opprettet før New Kingdom inneholdt bitumen, men skikken begynte i den tredje mellomliggende perioden (ca. 1064-525 f.Kr.) og sen (ca. 525-332 f.Kr.) og ble mest utbredt etter 332, i løpet av ptolemeiske og romerske perioder.

Handelen med bitumen i Mesopotamia fortsatte godt etter slutten av 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 gjenvunnet fra romertidens havn i Dibba i De forente arabiske emirater, inneholdende eller behandlet med bitumen fra Hit-sippelen i Irak eller annen uidentifisert iransk kilder.

Nyere studier i før-klassisk og post-klassisk periode Mesoamerika har funnet at bitumen ble brukt til å beise menneskelige rester, kanskje som et rituelt pigment. Men mer sannsynlig, sier forskere Argáez og medarbeidere, kan fargingen ha resultert fra bruk av oppvarmet bitumen påført steinredskaper som ble brukt til å demontere kroppene.

Fragmenter av skinnende svarte klumper av bitumen ble spredt over hele 800-tallets skipsgravning kl Sutton Hoo, England, spesielt innenfor gravforekomstene i nærheten av rester av en hjelm. Når de ble gravd ut og først analysert i 1939, ble brikkene tolket som "Stockholm tjære", et stoff som skapes ved å brenne furu, men nyere reanalyse (Burger og kolleger 2016) har identifiserte skjærene som bitumen som er kommet fra en Dødehavskilde: veldig sjelden, men tydelige bevis på et fortsatt handelsnettverk mellom Europa og Middelhavet i den tidlige middelalderen periode.

På Californias Kanaløyer brukte den forhistoriske perioden Chumash bitumen som kroppsmaling under herding, sorg og gravferdsseremonier. De brukte den også til å feste skallperler på gjenstander som mørtel og støtter og steatittrør, og de brukte den til å feste prosjektilpunkter på sjakter og fiskehaker til tverrsnitt.

Asfaltum ble også brukt til vanntetting av basketry og tetting av sjøgående kanoer. Den tidligste identifiserte bitumen på Kanaløyene så langt er i forekomster datert mellom 10.000-7.000 kal BP ved Cave of the Chimneys på øya San Miguel. Tilstedeværelsen av bitumen øker i løpet av Midt-Holocene (7000-3500 kal BP- og kurvinntrykk og klynger av tjæreste småstein dukker opp allerede for 5000 år siden. Fluorescensen av bitumen kan være assosiert med oppfinnelsen av planke-kanoen (tomol) i sen Holocene (3500-200 kal BP).

Innfødte kaliforniere handlet asfaltum i flytende form og håndformede dyner pakket inn i gress og kaninhud for å forhindre at den klistret sammen. Terrestriske seeps ble antatt å produsere lim og tetting av bedre kvalitet for tomolkanoen, mens tarballer ble ansett som underordnede.

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. Asfaltumproduksjon (bitumen) i hverdagen på California Channel Islands.Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J, og Engel MH. 2014. Sourcing arkeologisk asfaltum (bitumen) fra California Channel Islands til ubåt siver.Journal of Archaeological Science 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M, og Parnell J. 2016. Identifisering, geokjemisk karakterisering og betydning av bitumen blant gravgodene fra det 7. århundre Mound 1 Ship-Burial på Sutton Hoo (Suffolk, Storbritannia). PLOS ONE 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C, og Stefanescu R. 2012. Nytt bevis på klebemiddel som kildemateriale på Midt- og Øvre Paleolitiske gjenstander fra Gura Cheii-Râsnov Cave (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: Matematisk, fysisk og ingeniørvitenskap 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA, og Edwards KJ. 2015. Organiske geokjemiske kjennetegn ved den øvre kritt-tidlige Paleogene kildeberg og korrelasjon med noe egyptisk mamma-bitumen og olje fra den sørlige Gulf of Suez, Egypt.Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH, og Des Lauriers MR. 2012. Asfaltumforming og holdbarhet på prosjektilpunktet: en eksperimentell sammenligning av tre metoder for kalking.Journal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S, og Yousif E. 2014. Dibba: en eldgamle havn ved Omanbukta i den tidlige romertiden.Arabisk arkeologi og epigrafi 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I, og Nikolaev E. 2016. Undersøkelsen av bitumen fra gammelgresk 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 utvekslingsmønstre fra Midt til Late Uruk fra bulkstabile isotopanalyser av bitumen artefakter. Journal of Archaeological Science: Reports 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S, og Drechsler P. 2015. En geokjemisk undersøkelse av bitumen fra Dosariyah (Saudi-Arabia): sporing av neolitisk periode bitumen i Persiabukta. Journal of Archaeological Science 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD, og ​​Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (Bitumen). Kortfattet internasjonalt kjemisk vurderingsdokument 59. Genève: Verdens helseorganisasjon.}