Arheologija i povijest Bitumena

Bitumen - također poznat kao asfalt ili katran - je crni, masni, viskozni oblik petroleja, organski nusprodukt raspadnutih biljaka u prirodi. Vodootporna je i zapaljiva, a ovu izvanrednu prirodnu tvar ljudi su koristili u širokom rasponu zadataka i alata u posljednjih 40.000 godina. Postoji nekoliko obrađenih vrsta bitumena koji se koriste u modernom svijetu, a dizajnirane su za asfaltiranje ulica i krovnih kuća, kao i aditive za dizelsko gorivo ili druga plinska ulja. Izgovor bitumena je "BICH-eh-men" na britanskom engleskom, a "by-TOO-men" u Sjevernoj Americi.

Prirodni bitumen je najdeblji oblik nafta Tamo se sastoji od 83% ugljika, 10% vodika i manje količine kisika, dušika, sumpora i drugih elemenata. Prirodni je polimer niske molekularne težine izuzetne sposobnosti mijenjanja s temperaturnim promjenama: at niže temperature, krute su i lomljive, na sobnoj temperaturi fleksibilne, na višim temperaturama bitumen teče.

Depoziti bitumena prirodno se javljaju u cijelom svijetu - najpoznatija su Trinidadovo jezero na plaži i jama La Brea Tar u Kaliforniji, ali značajna ležišta nalaze se u Mrtvom moru, Venezueli, Švicarskoj i sjeveroistočnoj Alberti, Kanada. Kemijski sastav i konzistencija ovih naslaga se značajno razlikuju. U nekim mjestima bitumen se prirodno istiskuje iz zemaljskih izvora, na drugim se pojavljuje u tekućim bazenima koji se mogu očvrsnuti u nasipe, a u ostalim drugima curi iz podvodnih tokova, ispirajući se poput talasa uz pješčane plaže i stjenovite obala.

U davnim se vremenima bitumen koristio za ogroman broj stvari: kao brtvilo ili ljepilo, građevinski mort, tamjan, kao ukrasni pigment i tekstura na loncima, zgradama ili ljudskoj koži. Materijal je također bio koristan u hidroizolacijskim kanuima i drugim vodenim prijevozima, te u procesu mumificiranja pred kraj Novog Kraljevstva drevni Egipt.

Metoda obrade bitumena bila je gotovo univerzalna: zagrijavajte ga dok se plinovi ne kondenziraju i rastopi, a zatim dodajte tvari za kaljenje kako biste recept prilagodili odgovarajućoj konzistenciji. Dodavanje minerala poput oker čini bitumen debljem; trave i druge biljne tvari dodaju stabilnost; voštani / masni elementi poput borove smole ili vosak čine ga viskoznijim. Prerađeni bitumen bio je skuplji kao trgovinski artikal od neobrađenog, zbog troška goriva.

Najranija poznata upotreba bitumena bila je srednjim paleolitikom Neandertalci prije nekih 40 000 godina. Na neandertalskim lokacijama, poput špilje Gura Cheii (Rumunjska) i Hummal i Umm El Tlel u Siriji, pronađeno je da se bitumen pridržava kameni alati, vjerojatno za pričvršćivanje drvenog ili slonovače na alate s oštrim ivicama.

U Mezopotamiji, tijekom kasnih Uruk i bakreno doba Na lokacijama kao što su Hacinebi Tepe u Siriji, bitumen se koristio za izgradnju zgrada i vodootpornu trsku, između ostalog.

Istraživanje bitumenskih izvora osvijetlilo je povijest ekspanzionističkog razdoblja Mezopotamije Uruk. Međopotamija je uspostavila interkontinentalni trgovinski sustav tijekom razdoblja Uruka (3600.-3100. Pr. Kr.), Stvaranjem trgovačkih kolonija na području današnje jugoistočne Turske, Sirije i Irana. Prema pečatima i drugim dokazima, trgovačka mreža uključivala je tekstil iz južne Mezopotamije i bakar, kamen i drvo iz Anatolije, ali prisutnost kiselog bitumena omogućila je znanstvenicima da mapiraju ovo trgovina. Na primjer, otkriveno je da je veći dio bitumena u sirijskim nalazištima brončanog doba nastao iz vidika hit na rijeci Eufrat na jugu Iraka.

Koristeći povijesne reference i geološka istraživanja, znanstvenici su identificirali nekoliko izvora bitumena u Mezopotamiji i na Bliskom Istoku. Provođenjem analiza pomoću niza različitih spektroskopija, spektrometrija i elementa analitičkim tehnikama, ovi su znanstvenici odredili kemijske potpise za mnoge propuste i depozita. Kemijska analiza arheoloških uzoraka donekle je bila uspješna u prepoznavanju porijekla artefakata.

Schwartz i njegovi kolege (2016) sugeriraju da je početak bitumena kao trgovačkog dobra počeo prvo jer se koristio kao hidroizolacija na trske čamci koji su korišteni za prijevoz trajekata za ljude i robu širom Eufrata. Do razdoblja Ubaida s početka 4. tisućljeća prije Krista, bitumen iz sjevernih mezopotamijskih izvora dosegao je Perzijski zaljev.

Najraniji čamac od trske otkriven do danas bio je premazan bitumenom na mjestu H3 u As-Sabiyah u Kuvajtu, datiranom oko 5000. godine prije Krista; otkriveno je da njegov bitumen potječe iz Ubaid nalazište Mezopotamije. Uzorci asfalta s nešto kasnijeg mjesta Dosariyah u Saudijska Arabija, bile su od provalija bitumena u Iraku, dijela šire mesopotamske trgovinske mreže Ubaid 3.

Upotreba bitumena u tehnikama balzamiranja na egipatskim mumijama bila je važna od početka Novo kraljevstvo (nakon 1100. godine prije Krista) - u stvari, riječ od koje mumija potječe "mumiyyah" znači bitumen u Arapski. Bitumen je bio glavni sastojak egipatskih tehnika balzamiranja za treće srednjovjekovno razdoblje i rimskog razdoblja, uz tradicionalne mješavine borovih smola, životinjskih masti i pčelinjeg voska.

Nekoliko rimskih pisaca, kao što su Diodorus Siculus (prvo stoljeće prije Krista) i Plinij (prvo stoljeće poslije Krista), spominju se bitumen koji se prodaje Egipćanima zbog procesa balzamiranja. Sve dok nisu bile dostupne napredne kemijske analize, pretpostavljalo se da su crni balzami koji su se koristili u egipatskim dinastijama tretirani bitumenom, pomiješanim sa masnoćom / uljem, pčelinjim voskom i smolom. Međutim, u nedavnom istraživanju Clark i kolege (2016) otkrili su da nijedan balzam na mumijama stvoren prije Novog Kraljevstva ne sadrži bitumena, ali je običaj započeo u trećem međupredmetnom razdoblju (oko 1064.-555. pr. Kr.) i kasnom (oko 525-332. pr. Kr.) i postao je najrašireniji nakon 332. tijekom ptolomejski i rimsko razdoblje.

Trgovina bitumenom u Mezopotamiji nastavila se dobro nakon završetka razdoblja Brončano doba. Ruski arheolozi nedavno su na poluotoku Taman na sjevernoj obali Crnog mora otkrili grčku amforu punu bitumena. Nekoliko uzoraka, uključujući brojne velike staklenke i druge predmete, izvađeno je iz luke Dibe u rimsko doba Ujedinjeni Arapski Emirati, koji sadrže ili obrađuju bitumenom s popisa hita u Iraku ili druge neidentificirane iranske zemlje izvori.

Najnovija istraživanja u pretklasičnom i post klasičnom razdoblju Srednjoj Americi otkrili su da je bitumen korišten za mrljanje ljudskih ostataka, možda kao ritualni pigment. No vjerojatnije je, kažu istraživači Argáez i njegovi suradnici, da je bojanje nastalo upotrebom zagrijanog bitumena na kamenog alata koji je korišten za demontažu tih tijela.

Fragmenti sjajnih crnih grozdova bitumena nađeni su raštrkani u brodskom ukopu iz 7. stoljeća u Sutton Hoo, Engleske, posebice unutar ležišta u blizini ostataka kaciga. Kada su iskopani i prvi put analizirani 1939., komadi su protumačeni kao "Stockholm katran", tvar koja nastaje spaljivanjem borovog drva, ali nedavna ponovna analiza (Burger i kolege 2016) identificirali krhotine kao bitumen koji potječe iz izvora Mrtvog mora: vrlo su rijetki, ali jasni dokazi o neprekidnoj trgovačkoj mreži između Europe i Sredozemlja tijekom ranog srednjovjekovlja razdoblje.

Na Kalifornijskim otocima Kanal, u prapovijesti je Chumash koristio bitumen kao boju tijela tijekom ceremonije očvršćavanja, oplakivanja i sahrane. Također su ga koristili za pričvršćivanje zrnca školjki na predmete poput minobacača i štetočina i steatitnih cijevi, a koristili su ga za postavljanje točaka projektila na osovine i kukice za ribu do korita.

Asfalt je također korišten za hidroizolaciju korita i zaptivanje kanua na moru. Najstariji do sada identificirani bitumen na Kanalskim otocima nalazi se u ležištima od 10 000 do 7 000 cal BP u Pećini dimnjaka na otoku San Miguel. Prisutnost bitumena povećava se tijekom srednjeg holocena (7000-3500 cal BP, košarska impresija i grozdasti kamenčići pojavljuju se već prije 5000 godina. Fluorescencija bitumena može biti povezana s izumom plantažnog kanua (tomol) u kasnom holocenu (3500-200 cal BP).

Narođeni Kalifornijci prodavali su asfalt u tekućem obliku i ručno oblikovane jastučiće umotane u travu i zečju kožu kako se ne bi lijepili. Smatralo se da zemaljske propusnosti proizvode ljepši kvalitet i ljepilo za kanu tomola, dok su se kuglice smatrale inferiornim.

izvori

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C i Bosch P. 2011. Podrijetlo crne pigmentacije u uzorku meksičkih prapovijesnih ljudskih kostiju.Časopis za arheološku znanost 38(11):2979-2988.}
• _{Smeđa KM. 2016. Proizvodnja asfalta (bitumena) u svakodnevnom životu na Kalifornijskim otocima.Časopis za antropološku arheologiju 41:74-87.}
• _{Smeđi KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J i Engel MH. 2014. Izbacivanje arheološkog asfalta (bitumena) s Kalifornijskih Kanalskih otoka na tragove podmornica.Časopis za arheološku znanost 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M i Parnell J. 2016. Identifikacija, geokemijska karakteristika i značaj bitumena među grobnim dobrima broda 1, 7. stoljeća, brodski ukop u Sutton Hoo (Suffolk, Velika Britanija). MJESTO JEDNO 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C i Stefanescu R. 2012. Novi dokazi ljepila kao materijala za nanošenje na artefaktima srednjeg i gornjeg paleolitika iz pećine Gura Cheii-Râsnov (Rumunjska).Časopis za arheološku znanost 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S i RP Evershed. 2016. Značaj naftnog bitumena u drevnim egipatskim mumijama. Filozofske transakcije Kraljevskog društva A: Matematičke, fizičke i inženjerske znanosti 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA i Edwards KJ. 2015. Organske geokemijske karakteristike stijena gornje krede – ranog paleogena i povezanost s nekim bitumenom i egipatskim mumijama iz nafte iz južnog Suezskog zaljeva, u Egiptu.Arapski časopis za geoznanosti 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH i Des Lauriers MR. 2012. Rukovanje asfaltom i trajnost projektila: eksperimentalna usporedba tri metode dizanja asfalta.Časopis za arheološku znanost 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S i Yousif E. 2014. Dibba: antička luka na Omanskom zaljevu u ranoj rimskoj eri.Arapska arheologija i epigrafija 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I i Nikolaev E. 2016. Ispitivanje bitumena grčke amfore pomoću FT ICR MS, H / D razmjene i pristupa smanjenju novog spektra. Časopis za masnu spektrometriju 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M i Hollander D. 2016. Širenje Uruka kao dinamičan proces: Rekonstrukcija obrazaca razmjene srednjeg do kasnog Uruka iz rasutih stabilnih izotopskih analiza bitumenskih artefakata. Časopis za arheološku znanost: Izvješća 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S i Drechsler P. 2015. Geokemijska studija o bitumenu iz Dosariyaha (Saudijska Arabija): praćenje bitumena iz razdoblja neolitika u Perzijskom zaljevu. Časopis za arheološku znanost 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD i Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (bitumen). Kratak međunarodni dokument o kemijskoj procjeni 59. Ženeva: Svjetska zdravstvena organizacija.}