Введение
Метод геохимического датирования
Датирование по гидратации обсидиана (OHD) — это геохимический метод определения возраста артефакта из обсидиана в абсолютных или относительных единицах. Обсидиан — это вулканическое стекло, которое люди в доисторические времена использовали в качестве сырья для изготовления каменных орудий, таких как наконечники стрел, ножи или другие режущие инструменты, посредством скалывания или контролируемого отщепления фрагментов, например, отжимной ретуши. Обсидиан обладает свойством минеральной гидратации и поглощает воду при воздействии воздуха с определенной скоростью. При первоначальном сколе необработанного куска обсидиана содержание воды обычно составляет менее 1%. Со временем вода медленно проникает в артефакт, образуя узкую "полосу", "каёмку" или "корку", которую можно увидеть и измерить различными методами, такими как высокомощный микроскоп с увеличением 40–80 крат, глубинное профилирование с помощью SIMS (вторичная ионная масс-спектрометрия) и IR PAS (инфракрасная фотоакустическая спектроскопия). Для абсолютного датирования по гидратации обсидиана необходимо понимать условия, которым подвергался образец, и его происхождение, или сравнивать его с образцами известного возраста (например, полученного в результате радиоуглеродного датирования сопутствующих материалов).
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).
История
Датирование по гидратации обсидиана было предложено в 1960 году Ирвином Фридманом и Робертом Смитом из Геологической службы США. Их первые исследования были сосредоточены на обсидианах, найденных на археологических памятниках западной Северной Америки. В 2002 году две независимые исследовательские группы впервые стали использовать вторичную ионную масс-спектрометрию (SIMS) для измерения гидратации обсидиана. В настоящее время этот метод широко применяется археологами для датировки доисторических и относящихся к доисторическому периоду памятников в Калифорнии и бассейне Большой Бассейн в Северной Америке. Он также используется в Южной Америке, на Ближнем Востоке, на островах Тихого океана, включая Новую Зеландию, и в Средиземноморском бассейне.
Обычная процедура
Для измерения гидратационной полосы обычно вырезают небольшой образец из артефакта. Этот образец шлифуют до толщины около 30 микрометров и монтируют на петрографический слайд (это называется тонким срезом). Затем гидратационную корку измеряют под мощным микроскопом, оснащенным методом измерения расстояния, как правило, с точностью до десятых долей микрометра. Техник измеряет микроскопическое количество воды, поглощенное на свежих сколах. Принцип датирования по гидратации обсидиана прост – чем дольше поверхность артефакта подвергалась воздействию окружающей среды, тем толще будет гидратационная полоса.
Ограничения
Несколько факторов осложняют простую корреляцию между толщиной гидратационной полосы обсидиана и абсолютным возрастом. Известно, что температура ускоряет процесс гидратации. Таким образом, артефакты, подвергающиеся воздействию более высоких температур, например, из-за расположения на меньшей высоте, гидратируются быстрее. Также на скорость гидратации, по-видимому, влияет химический состав обсидиана, включая его естественное содержание воды. Как только археолог сможет учесть геохимическую характеристику обсидиана (например, его "происхождение") и температуру (обычно оцениваемую с помощью коэффициента "эффективной температуры гидратации" или EHT), он сможет датировать артефакт методом гидратации обсидиана. Давление водяного пара также может влиять на скорость гидратации обсидиана. Ряд коммерческих компаний и университетских лабораторий предоставляют услуги по анализу гидратации обсидиана.