Кіріспе
Геохимиялық даталау әдісі
Обсидианның сулылуын анықтау (OHD) – обсидианнан жасалған артефакттің абсолютті немесе салыстырмалы жасын анықтаудың геохимиялық әдісі. Обсидиан – тарихқа дейінгі адамдардың тас құралдар, мысалы, жебе ұштары, пышақтар немесе басқа да кескіш құралдар жасау үшін шикізат ретінде қолданған вулкандық шыны. Олар оны түймелеу арқылы немесе қысыммен жару сияқты бақыланатын тәсілдермен бөлшектеп өңдеген. Обсидиан минералдың сулылу қасиетіне бағынады және ауаға ұшырағанда белгілі бір жылдамдықпен суды сіңіреді. Обсидианның өңделмеген түйіні алғаш рет сыныққанда, әдетте 1%-дан кем су болады. Уақыт өте келе су артефактқа бірте-бірте сіңіп, тар "жолақ", "шекара" немесе "қабық" түзеді, оны 40-80 есе үлкейтуі бар жоғары қуатты микроскоп, SIMS (екіншілік иондық массалық спектрометрия) және IR PAS (инфрақызыл фотоакустикалық спектроскопия) сияқты әртүрлі әдістермен көруге және өлшеуге болады. Обсидианның сулылуын абсолюттік даталау үшін, үлгінің қандай жағдайларға ұшырағанын және оның тегін білу қажет немесе белгілі жастағы үлгілермен салыстыру керек (мысалы, байланысты материалдардың радиокөміртекпен даталану нәтижесінде).
Obsidian hydration dating (OHD) is a geochemical method of determining age in either absolute or relative terms of an artifact made of obsidian. Obsidian is a volcanic glass that was used by prehistoric people as a raw material in the manufacture of stone tools such as projectile points, knives, or other cutting tools through knapping, or breaking off pieces in a controlled manner, such as pressure flaking. Obsidian obeys the property of mineral hydration and absorbs water, when exposed to air at a well defined rate. When an unworked nodule of obsidian is initially fractured, there is typically less than 1% water present. Over time, water slowly diffuses into the artifact forming a narrow "band," "rim," or "rind" that can be seen and measured with many different techniques such as a high power microscope with 40–80 power magnification, depth profiling with SIMS (secondary ion mass spectrometry), and IR PAS (infra red photoacoustic spectroscopy). In order to use obsidian hydration for absolute dating, the conditions that the sample has been exposed to and its origin must be understood or compared to samples of a known age (e. g. as a result of radiocarbon dating of associated materials).
Тарих
Обсидианның сулылығын анықтау әдісі 1960 жылы АҚШ Геологиялық қызметінің Ирвинг Фридман мен Роберт Смит есімді ғалымдарымен енгізілді. Олардың алғашқы жұмыстары Солтүстік Американың батысындағы археологиялық қазбалардан алынған обсидианды зерттеуге бағытталған болатын. Обсидианның гидратациялық жасын өлшеуде екінші иондық массалық спектрометрия (SIMS) қолданылуы 2002 жылы екі тәуелсіз зерттеу тобымен ұсынылды. Бүгінде археологтар бұл әдісті Калифорния және Солтүстік Американың Ұлы ойпатындағы, сондай-ақ тарихқа дейінгі дәуірдегі ескерткіштерді датирлеу үшін кеңінен пайдаланады. Бұл әдіс Оңтүстік Америкада, Таяу Шығыста, Тынық мұхиты аралдарында, Жаңа Зеландия және Жерорта теңізі бассейнінде де қолданылған.
Дәстүрлі рәсім
Гидратациялық белдеуді өлшеу үшін әдетте артефакттан кішкентай материал кескізіледі. Бұл үлгі шамамен 30 микрометр қалыңдыққа дейін ұнтақталып, петрографиялық слайдқа орнатылады (мұны жұқа кесінді деп атайды). Гидратациялық қабық жоғары күшті микроскоппен өлшенеді, ол қашықтықты өлшеу үшін, әдетте микрометрдің ондық бөлігімен жабдықталған. Техник жаңадан сынған беттерде сіңген судың микроскоптық мөлшерін өлшейді. Обсидианның гидратациялық мерзімін анықтау принципі қарапайым – артефакт беті қанша уақытқа созылса, гидратациялық белдеу соншалықты қалың болады.
Шектеулер
Бірнеше факторлар обсидианның гидратациялық қабатының қалыңдығы мен абсолютті жасын тікелей байланыстыруды қиындатады. Температураның гидратация процесін жылдамдататыны белгілі. Сондықтан, жоғары температураға ұшыраған артефакттар, мысалы, теменгі биіктікте болғандықтан, жылдамдатылған гидратацияға ұшырайды. Сонымен қатар, обсидианның химиялық құрамы, ішкі су мазмұны да гидратация жылдамдығына әсер етеді. Археолог обсидианның геохимиялық сипаттамасын (мысалы, "көзін") және температурасын (әдетте "тиімді гидратация температурасы" немесе EHT коэффициенті арқылы шамамен бағаланады) ескере алса, ол обсидиан гидратациясы әдісімен артефактты мерзімдеуге мүмкіндік алады. Су буының қысымы да обсидианның гидратация жылдамдығына әсер етуі мүмкін. Көптеген коммерциялық компаниялар мен университет зертханалары обсидиан гидратациясы қызметтерін ұсынады.