Arkumen og historien om Bitumen

Bitumen - også kendt som asfaltum eller tjære - er en sort, olieagtig, tyktflydende form af olie, et naturligt forekommende organisk biprodukt af dekomponerede planter. Det er vandtæt og brandfarligt, og dette bemærkelsesværdige naturlige stof er blevet brugt af mennesker til en lang række opgaver og værktøjer i mindst de sidste 40.000 år. Der er en række forarbejdede typer bitumen, der bruges i den moderne verden, designet til brolægning af gader og taghuse samt tilsætningsstoffer til diesel eller andre gasolier. Udtalen af ​​bitumen er "BICH-eh-men" på britisk engelsk og "by-TOO-men" i Nordamerika.

Naturligt bitumen er den tykkeste form af petroleum der består af 83% kulstof, 10% brint og mindre mængder ilt, nitrogen, svovl og andre elementer. Det er en naturlig polymer med lav molekylvægt med en bemærkelsesværdig evne til at ændre sig med temperaturvariationer: kl lavere temperaturer, det er stift og sprødt, ved stuetemperatur er det fleksibelt, ved bitumen med højere temperaturer strømme.

Bitumenaflejringer forekommer naturligt i hele verden - de bedst kendte er Trinidad's Pitch Lake og La Brea Tar Pit i Californien, men der findes betydelige forekomster i Dødehavet, Venezuela, Schweiz og det nordøstlige Alberta, Canada. Den kemiske sammensætning og konsistens af disse aflejringer varierer markant. Nogle steder ekstruderes bitumen naturligt fra jordbaserede kilder, andre vises det i flydende puljer, der kan hærde i hajer, og i endnu andre oser det fra undersøiske siver, vaske op som tarballer langs sandstrande og stenet kystlinjer.

I gamle tider blev bitumen brugt til et stort antal ting: som fugemasse eller klæbemiddel, som byggemørtel, som røgelse og som dekorativt pigment og tekstur på gryder, bygninger eller menneskelig hud. Materialet var også nyttigt til vandtætte kanoer og anden vandtransport og i mumificeringsprocessen mod slutningen af ​​Det Nye Kongerige det gamle Egypten.

Fremgangsmåden til bearbejdning af bitumen var næsten universal: opvarm den, indtil gasserne kondenserer, og den smelter, og tilføj derefter tempereringsmaterialer for at finjustere opskriften til den rette konsistens. Tilsætning af mineraler såsom okker gør bitumen tykkere; græs og andet vegetabilsk stof giver stabilitet; voksagtige / olieagtige elementer såsom fyrharpiks eller bivoks gør det mere tyktflydende. Forarbejdet bitumen var dyrere som handelsvare end uforarbejdet på grund af prisen på brændstofforbruget.

Den tidligste kendte brug af bitumen var af Middle Paleolithic neandertalere for ca. 40.000 år siden. På Neanderthal-steder som Gura Cheii-hulen (Rumænien) og Hummal og Umm El Tlel i Syrien blev bitumen fundet vedhæftet sten værktøjer, sandsynligvis for at fastgøre en træ- eller elfenbenhaft på de skarpe kanter.

I Mesopotamia i det sene Uruk og kalkolitiske perioder på steder som Hacinebi Tepe i Syrien, blev bitumen brugt til opførelse af bygninger og vandisolering af vådbåde med blandt andet anvendelser.

Forskning i bitumenkilder har belyst historien om den ekspansionistiske periode i Mesopotamian Uruk. Et interkontinentalt handelssystem blev oprettet af Mesopotamia i Uruk-perioden (3600-3100 f.Kr.) med oprettelsen af ​​handelskolonier i det, der i dag er sydøst for Tyrkiet, Syrien og Iran. Ifølge sæler og andre beviser involverede handelsnetværket tekstiler fra det sydlige Mesopotamia og kobber, sten og træ fra Anatolia, men tilstedeværelsen af ​​fremskaffet bitumen har gjort det muligt for lærde at kortlægge handle. For eksempel har det vist sig, at en stor del af bitumen i syriske steder i bronzealderen stammede fra Hit-søgen på Eufratfloden i det sydlige Irak.

Ved hjælp af historiske referencer og geologiske undersøgelser har forskere identificeret flere kilder til bitumen i Mesopotamien og nærøsten. Ved at udføre analyser ved hjælp af et antal forskellige spektroskopier, spektrometri og elementær analytiske teknikker, disse lærde har defineret de kemiske signaturer for mange af seeps og indskud. Kemisk analyse af arkæologiske prøver har været noget vellykket med at identificere arten af ​​arten.

Schwartz og kolleger (2016) antyder, at begyndelsen af ​​bitumen som handelsvare begyndte først, fordi det blev brugt som vandtæt på rørbåde der blev brugt til at færge mennesker og varer over Eufrat. Ved Ubaid-perioden i det tidlige 4. årtusinde f.Kr. nåede bitumen fra nordlige Mesopotamiske kilder Persiske Golf.

Den hidtil tidligste rørbåd, der blev opdaget, var belagt med bitumen på stedet for H3 ved As-Sabiyah i Kuwait, dateret omkring 5000 f.Kr. det blev fundet, at dens bitumen var kommet fra Ubaid Mesopotamias sted. Asfaltprøver fra det lidt senere sted i Dosariyah i Saudi Arabien, var fra bitumen-seepages i Irak, en del af de bredere mesopotamiske handelsnetværk i Ubaid-periode 3.

Brugen af ​​bitumen i balsameringsteknikker på egyptiske mumier var vigtig begyndende ved slutningen af Nyt Kongerige (efter 1100 f.Kr.) - faktisk betyder ordet, hvorfra mumien er afledt 'mumiyyah', bitumen i Arabisk. Bitumen var en vigtig bestanddel i den tredje mellemliggende periode og den romerske periode, egyptisk balsameringsteknikker, ud over traditionelle blandinger af fyrresiner, dyrefedt og bivoks.

Flere romerske forfattere som Diodorus Siculus (første århundrede f.Kr.) og Plinius (første århundrede e.Kr.) nævner bitumen som solgt til egypterne til balsameringsprocesser. Indtil der var tilgængelig avanceret kemisk analyse, blev det antaget, at sorte balsamer, der blev brugt i de egyptiske dynastier, var blevet behandlet med bitumen, blandet med fedt / olie, bivoks og harpiks. I en nylig undersøgelse fandt Clark og kolleger (2016) imidlertid, at ingen af ​​balsamerne på mumier, der blev oprettet før Det Nye Kongerige, indeholdt bitumen, men den sædvanlige begyndte i perioderne med det tredje mellemliggende (ca. 1064-525 f.Kr.) og sent (ca. 525-332 f.Kr.) og blev mest udbredt efter 332, under ptolemæiske og romerske perioder.

Bitumenhandelen i Mesopotamia fortsatte godt efter afslutningen af Bronzealder. Russiske arkæologer opdagede for nylig en græsk amfora fuld af bitumen på Taman-halvøen på den nordlige bred af Sortehavet. Adskillige prøver, inklusive adskillige store krukker og andre genstande, blev udvundet fra romertiden i Dibba i De Forenede Arabiske Emirater, indeholdende eller behandlet med bitumen fra Hit-opsigelsen i Irak eller anden uidentificeret iransk kilder.

Nye undersøgelser i før-klassisk og post-klassisk periode Mesoamerika har fundet, at bitumen blev brugt til at plette menneskelige rester, måske som et ritualpigment. Men mere sandsynligt, siger forskere Argáez og medarbejdere, kan farvningen have været resultatet af brug af opvarmet bitumen påført stenværktøjer, som blev brugt til at afskærme disse kroppe.

Fragmenter af skinnende sorte klumper af bitumen blev fundet spredt i hele det 7. århundrede skibegravning kl Sutton Hoo, England, især inden for begravelsesaflejringerne nær rester af en hjelm. Når de blev udgravet og først analyseret i 1939, blev brikkerne fortolket som "Stockholm-tjære", et stof, der skabes ved at brænde fyrretræ, men nyere reanalyse (Burger og kolleger 2016) har identificerede skærene som bitumen, der er kommet fra en Dødehavskilde: meget sjældent, men tydeligt bevis for et fortsat handelsnet mellem Europa og Middelhavet i den tidlige middelalder periode.

På Californiens Kanaløer brugte den forhistoriske periode Chumash bitumen som kropsmaling under hærdning, sorg og begravelsesceremonier. De brugte det også til at fastgøre shell-perler på genstande som mørtler og stænger og steatit-rør, og de brugte det til at fastgøre projektilpunkter på aksler og fiskehage til kabler.

Asfaltum blev også brugt til vandtætning af basketry og til at slukke søgående kanoer. Den hidtil tidligste identificerede bitumen på Kanaløerne er i aflejringer dateret mellem 10.000-7.000 cal BP ved Cave of Chimneys på øen San Miguel. Tilstedeværelsen af ​​bitumen øges i MellemHolocen (7000-3500 kal BP og kurvindtryk og klynger af tjæreste småsten dukker op så tidligt som for 5.000 år siden. Fluorescensen af ​​bitumen kan være forbundet med opfindelsen af ​​plankekano (tomol) i den sene Holocene (3500-200 cal BP).

Indfødte kaliforniere handlede asfaltum i flydende form og håndformede puder indpakket i græs og kaninhud for at forhindre, at den klæber sammen. Terrestriske seeps blev antaget at producere et klæbemiddel og lukning af bedre kvalitet til tomolkanoen, mens tarballer blev betragtet som underordnede.

Kilder

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C og Bosch P. 2011. Oprindelsen af ​​sort pigmentering i en prøve af mexicanske præhispaniske menneskelige knogler.Journal of Archaeological Science 38(11):2979-2988.}
• _{Brun KM. 2016. Asfaltum (bitumen) produktion i hverdagen på Californien Kanaløerne.Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J og Engel MH. 2014. Sourcing arkæologisk asfaltum (bitumen) fra California Channel Islands til ubåd seeps.Journal of Archaeological Science 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M og Parnell J. 2016. Identifikation, geokemisk karakterisering og betydning af bitumen blandt gravvarerne fra det 7. århundrede Mound 1 Skibegrav ved Sutton Hoo (Suffolk, UK). PLOS ONE 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C og Stefanescu R. 2012. Nyt bevis for klæbemiddel som aflejringsmateriale på mellem- og øverste palæolitiske artefakter fra Gura Cheii-Râsnov-hulen (Rumænien).Journal of Archaeological Science 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S og Evershed RP. 2016. Betydningen af ​​petroleumsbitumen i gamle egyptiske mumier. Royal Philosophical Transactions of the Royal Society A: Matematiske, fysiske og ingeniørvidenskabelige videnskaber 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA og Edwards KJ. 2015. Organiske geokemiske egenskaber ved den øvre kridt-tidlige Paleogene kildeberg og sammenhæng med noget egyptisk mumie-bitumen og olie fra den sydlige Golf af Suez, Egypten.Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH og Des Lauriers MR. 2012. Asfaltumafdækning og holdbarhed på projektilpunkter: en eksperimentel sammenligning af tre opføringsmetoderJournal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S og Yousif E. 2014. Dibba: en gammel havn ved Oman-bugten i den tidlige romerske æra.Arabisk arkæologi og epigrafi 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I og Nikolaev E. 2016. Undersøgelse af bitumen fra gammelgræsk amfora ved hjælp af FT ICR MS, H / D-udveksling og ny spektrumreduktionsmetode. Journal of Mass Spectrometry 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M og Hollander D. 2016. Uruk-udvidelsen som dynamisk proces: En genopbygning af Middle til Late Uruk udvekslingsmønstre fra bulkstabile isotopanalyser af 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 geokemisk undersøgelse af bitumen fra Dosariyah (Saudi-Arabien): sporing af neolitisk periode bitumen i den persiske Golf. Journal of Archaeological Science 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD og Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (Bitumen). Kortfattet internationalt kemisk vurderingsdokument 59. Genève: Verdenssundhedsorganisationen.}