תיארוך אובסידיאן באמצעות מיום

חפצי אובסידיאן מגואטמלה

תיארוך אובסידיאן באמצעות מִיוּם היא שיטת תיארוך גאוכימית המשמשת לקביעת גילם המוחלט או גילם היחסי של חפצים ארכאולוגיים עשויים מאובסידיאן. השיטה מתבססת על תכונתו של האובסידיאן להתבלות באמצעות מיום מינרלי, המתרחשת עקב ספיחת מולקולות מים.

השיטה משמשת בין היתר לתיארוך זרמי זכוכית ריוליטית שהתפרצה לפני 200 שנים ועד 200,000 שנים^[1].

השיטה

תיארוך באמצעות מיום מתבסס על רצועות עתירות מים באובסידיאן, שעומקן עולה ככל שגילן עולה. ניתן לזהות את חזית המיום באמצעות שינויים חדים במקדם השבירה הנראים בשוליים הפנימיים של רצועות המיום. חזית המיום צפופה יותר מהחומר הלא ממוים בתוך הסלע, וקיימים ביניהם הבדלים אופטיים אותם ניתן לראות בשקפי הסלע במיקרוסקופ. שקפים אלה נפרסים בזווית ישרה לפני השטח, כך שניתן לבחון היטב את רצועות המיום.

המיום באובסידיאן מתחיל בעת חשיפתו לפני השטח – בעקבות סדיקה, בליה, סחיפה, שחיקה קרחונית או חציבה, ומתפתח ברצועות הדרגתיות מן השוליים החשופים אל תוך הסלע.

יתרון בולט של השיטה הוא מחירה הנמוך^[2] ופשטותה.

מחקר

אובסידיאן הוא סלע געשי, סוג של זכוכית געשית הנוצר מהתקררות מהירה של לבה פלסית. בסלע נעשה שימוש מגוון – כלי נשק, כלי עבודה ואבני חן. אובסידיאן נפוץ מאוד באתרים ארכאולוגיים רבים, תפוצה שתבעה פיתוח שיטה לתיארוכו.

המחקרים הגאוכימיים הראשונים באובסידיאן נערכו בצוק האובסידיאן בפארק הלאומי ילוסטון. הצוק שיחק תפקיד חשוב בהתפתחות וביישום טכניקות ניתוח גאופיזיות וגאוכימיות לזיהוי חומרים באתרים ארכאולוגיים, לאחר שזוהה כמקור לאובסידיאן שנמצא בתחומי המחייה הנרחבים של תרבות הופוול – תרבות שאיגדה שבטים ממערב קנדה ועד דרום-מזרח ארצות הברית בתקופה שהחלה בשנת 200 לפנה"ס והסתיימה בשנת 500 לספירה.

בשנת 1948 החלו שני גאולוגים מהסקר הגאולוגי של ארצות הברית – אירווינג פרידמן ורוברט סמית – להבין את האפשרויות הגלומות באובסידיאן ככלי לתיארוך. ב-1960 פרסמו השניים את "A New Method Using Obsidian Dating" בשני חלקים: הראשון^[3] מפרט את שלבי התפתחותה של השיטה, והשני^[4] – את תוצאות התיארוך של אובסידיאן מאזורים גאוגרפיים שונים.

התפתחות השיטה

בשלבים הראשונים בדקו החוקרים האם התפתחות והתקדמות שולי המיום התרחשו בקצב אחיד או לא. לצורך זה בוצעו מחקרים גאוכימיים שבדקו את השפעתם של גורמים חיצוניים וסביבות גאולוגיות שונות על קצב המיום, וכן השוואת גילים ארכאולוגיים ידועים של הדגימות. אלה נפרסו לשקפים דקים ונבדקו במיקרוסקופ.

קצב המיום

להבי אובסידיאן מטאוטיווקאן, מקסיקו

בדיקת הדגימות העלתה כי קיימים גורמים המשפיעים על קצב המיום:

גורמים פנימיים

• יכולת ספיחה – תכולת המים באובסידיאן נמוכה מאוד – 0.1%–0.3%, ומגיעה לרוויה בריכוז של 3.5%.
• קצב הפעפוע – בחומרים רבים קצב הפעפוע הדרגתי, ואילו באובסידיאן חזית הפעפוע חדה ואחידה למדי.
• צבע – גם באזורי אקלים דומה התגלה הבדל בקצב המיום, הנובע מצבעו של האובסידיאן ומספיגת החום שלו.
• הרכב האובסידיאן – הרכבו של הסלע אינו קבוע, ושינוי במרכיביו השונים (בעיקר תכולת הסיליקה) משפיעים על צבעו ועל יכולת הספיחה שלו.

גורמים חיצוניים

• לחות יחסית – כמות המים הזמינה בסמיכות לאובסידיאן משפיעה על קצב התרחשות המיום.
• התאדות – קצב התאדות המים בשכבות החיצוניות של הסלע החשוף משפיע על אספקת מים לשכבות הפנימיות.
• טמפרטורה – השפעת הטמפרטורה על קצב המיום התגלתה כחשובה ביותר: באזורים קרים דוגמת אלסקה התגלה קצב של 0.11 מיקרון² לשנה, ואילו באזורים טרופיים – 0.36 מיקרון² לשנה^[5].
• מיקום – אובסידיאן, בעיקר שחור, החשוף לקרני השמש סופג חום רב יותר מזה המצוי בתת-הקרקע.
• שרפה – חשיפתם לאש של מוצרים העשויים אובסידיאן עשויה לגרום להתכה, סדיקה ושינויים בהרכב ובמבנה, וכתוצאה מכך להשפיע על תוצאות הבדיקה.
• סחיפה ובליה – אלה עשויות להסיר רצועות מיום ולפגום בהערכת קצב התפתחותו.

מגוון גורמים אלה – פנימיים וחיצוניים – עשויים לפגום בחישוב קצב המיום, ומהווים את חסרונה של השיטה. חיסרון נוסף נובע מאופן השימוש בחפצים העשויים מאובסידיאן, ובעיקר מחידוד חוזר ונשנה שלהם במרחק של מאות ואלפי שנים – המסיר רצועות מיום הנחוצות לתיארוך.

גילים ארכאולוגיים

חישוב קצב המיום של מוצרי אובסידיאן מסתמך בין היתר על השוואה לתיארוך ארכאולוגי של האתרים בהם נמצאו. השוואה זו נובעת מתוך ההבנה, כי גושי האובסידיאן ששימשו ליצירתם – נחשפו באותה עת^[6]. התיארוך הארכאולוגי התבצע באמצעות מתאם עם מתחמים ארכאולוגיים, תיארוך פחמן-14, הערכות גאוכרונולוגיות, תיארוך טבעות עצים ומידע היסטורי.

פיתוח מאוחר

ספקטרומטר מסה של יונים משניים

בשנת 2003 נעשה פיתוח על שיטת התיארוך, הנעזר בספקטרומטר מסה של יונים משניים (Secondary ion mass spectrometry‏ – SIMS) למדידת רצועות המיום^[7]. השיטה החדשה נקראת "SIMS-SS" ומתבססת על רוויה בפני השטח (SS‏ – surface saturation). היא מתבצעת באמצעות ניתוח ההרכב של משטחים מוצקים באמצעות דילוג אלומת יונים ממוקדת על המשטח וניתוח היונים הנפלטים ממנו. יונים משניים אלה מנותחים בספקטרומטר מסות על מנת לקבוע את הרכב היסודות, האיזוטופים והמולקולות של פני השטח. שיטה זו רגישה מאוד ומסוגלת לזהות יסודות המצויים בטווח של אחד למיליארד.

שיטה זו פותחה על ידי יואניס ליריציס (Ιωάννης Λυριτζής), פרופסור לארכאולוגיה באוניברסיטה האגאית במיטילנה, יוון, ומיושמת ברחבי העולם.

ראו גם

• גאולוגיה - מונחים
• ארכאולוגיה
• תיארוך

קישורים חיצוניים

• תיארוך אובסידיאן באמצעות מיום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שוליים

1. תיארוך אובסידיאן באמצעות מיום בבריטניקה המקוונת
2. http://www.maturango.org/Obsidian%20Hydration%20Dating.5.06.pdf
3. חלק ראשון של "A New Method Using Obsidian Dating"
4. חלק שני של "A New Method Using Obsidian Dating"
5. מיקרון² – בחלק הראשון של המאמר מסבירים החוקרים, כי הצבה זו נובעת מהעובדה שרבים מתוצאי הפעפוע מניבים קווים ישרים כאשר הם נתונים בגרף שציר אחד שלו הוא זמן והציר השני הוא ריבוע מרחק המיום. לדבריהם, גרף כזה מצביע על יחס ישר בין קצב המיום לעובי השכבה.
6. Science-Based Dating Methods in Historic Preservation - Springer
7. ‏SIMS-SS