Flotatiemethode in de archeologie

Archeologische flotatie is een laboratoriumtechniek die wordt gebruikt om kleine artefacten en plantenresten uit bodemmonsters te halen. Uitgevonden in het begin van de 20e eeuw, is flotatie vandaag de dag nog steeds een van de meest gebruikelijke manieren om verkoolde plantenresten uit archeologische contexten te halen.

Bij flotatie plaatst de technicus gedroogde grond op een scherm van gaasdoek en wordt water zachtjes door de grond geborreld. Minder dichte materialen zoals zaden, houtskool en ander licht materiaal (de lichte fractie genoemd) zweven omhoog en kleine stukjes steen die microliths of micro-debitagebotfragmenten en andere relatief zware materialen (de zware fractie genoemd) blijven achter op het gaas.

Het vroegste gepubliceerde gebruik van waterafscheiding dateert van 1905, toen de Duitse egyptoloog Ludwig Wittmack het gebruikte om plantenresten te herstellen van oude adobebakstenen. Het wijdverbreide gebruik van flotatie in de archeologie was het resultaat van een publicatie uit 1968 door de archeoloog

De Flote-Tech, de eerste zelfstandige machine die flotatie ondersteunt, is uitgevonden door R.J. Dausman eind jaren tachtig. Microflotation, dat glazen bekers en magnetische roerders gebruikt voor een zachtere verwerking, werd ontwikkeld in de jaren 60 voor gebruik door verschillende chemici maar tot de 21e eeuw niet veel gebruikt door archeologen.

De reden voor de initiële ontwikkeling van archeologische flotatie was efficiëntie: de methode zorgt voor het snelle verwerking van veel grondmonsters en het terugwinnen van kleine objecten die anders alleen door arbeidsintensieve zouden worden verzameld met de hand plukken. Verder gebruikt het standaardproces alleen goedkope en gemakkelijk verkrijgbare materialen: een container, kleine mazen (typisch 250 micron) en water.

Plantenresten zijn echter doorgaans vrij kwetsbaar en al in de jaren negentig werden archeologen zich er steeds meer van bewust dat sommige plantenresten open splijten tijdens de waterflotatie. Sommige deeltjes kunnen tijdens het terugwinnen van water volledig uiteenvallen, met name uit bodems die zijn teruggewonnen op droge of halfdroge locaties.

Het verlies van plantenresten tijdens de flotatie wordt vaak in verband gebracht met extreem droge bodemmonsters, die kunnen voortvloeien uit de regio waar ze zijn verzameld. Het effect is ook geassocieerd met concentraties van zout, gips of calciumcoating van de resten. Bovendien zet het natuurlijke oxidatieproces dat plaatsvindt binnen archeologische vindplaatsen verkoold om materialen die oorspronkelijk hydrofoob tot hydrofiel zijn - en dus gemakkelijker desintegreren bij blootstelling aan water.

Houtskool is een van de meest voorkomende macro-overblijfselen op archeologische vindplaatsen. Het ontbreken van zichtbare houtskool op een locatie wordt over het algemeen beschouwd als het resultaat van het gebrek aan conservering van de houtskool in plaats van het ontbreken van een brand. De kwetsbaarheid van houtresten wordt geassocieerd met de staat van het hout bij verbranding: gezonde, vergane en groene houtskoolbederf vervallen in verschillende mate. Verder hebben ze verschillende sociale betekenissen: verbrand hout kan bouwmateriaal zijn geweest, brandstof voor vuurof het resultaat van het opruimen van de borstel. Houtskool is ook de belangrijkste bron voor koolstofdatering.

Het terugwinnen van verbrande houtdeeltjes is daarmee een belangrijke bron van informatie over de bewoners van een archeologische vindplaats en de gebeurtenissen die daar zijn gebeurd.

Vervallen hout is bijzonder ondervertegenwoordigd op archeologische vindplaatsen, en zoals vandaag de dag werd dergelijk hout in het verleden vaak geprefereerd bij haardvuren. In deze gevallen verergert standaard waterflotatie het probleem: houtskool van rottend hout is extreem kwetsbaar. Archeoloog Amaia Arrang-Oaegui ontdekte dat bepaalde bossen van de site Tell Qarassa North in het zuiden van Syrië gevoeliger waren voor desintegratie tijdens waterverwerking - met name Salix. Salix (wilg of osier) is een belangrijke proxy voor klimaatstudies - de aanwezigheid in een bodemmonster kan wijzen op micro-omgevingen in rivieren - en het verlies ervan uit het record is pijnlijk.

Arrang-Oaegui stelt een methode voor voor het terugwinnen van houtmonsters die begint met het handmatig plukken van een monster voordat het in water wordt geplaatst om te zien of hout of andere materialen uiteenvallen. Ze suggereert ook dat het gebruik van andere proxy's zoals stuifmeel of fytolieten als indicatoren voor de aanwezigheid van planten, of alomtegenwoordigheidsmetingen in plaats van ruwe tellingen als statistische indicatoren. Archeoloog Frederik Braadbaart heeft gepleit voor het vermijden van zeven en flotatie waar mogelijk bij het bestuderen van oude brandstofresten zoals haarden en turfbranden. Hij beveelt in plaats daarvan een protocol van geochemie aan, gebaseerd op elementanalyse en reflectieve microscopie.

Het microflotatieproces is meer tijdrovend en kostbaar dan traditionele flotatie, maar het herstelt meer delicate plantenresten en is goedkoper dan geochemische methoden. Microflotation is met succes gebruikt om bodemmonsters van met kolen verontreinigde afzettingen te bestuderen Chaco Canyon.

Archeoloog K.B. Tankersley en collega's gebruikten een kleine (23,1 millimeter) magnetische roerder, bekers, pincet en een scalpel om monsters van bodemkernen van 3 centimeter te onderzoeken. De roerstaaf werd op de bodem van een glazen beker geplaatst en vervolgens geroteerd met 45-60 tpm om de oppervlaktespanning te verbreken. De opwindende verkoolde plantendelen stijgen op en de kolen vallen eruit, waardoor houtskool geschikt blijft voor AMS-koolstofdatering.

Bronnen:

• Arranz-Otaegui A. 2016. Evaluatie van de impact van waterflotatie en de staat van het hout in archeologische houtskoolresten: implicaties voor de reconstructie van vegetatie uit het verleden en identificatie van strategieën voor het verzamelen van brandhout in Tell Qarassa North (Zuid-Syrië). Quartair Internationaal In de pers
• Braadbaart F, van Brussel T, van Os B en Eijskoot Y. 2017. Brandstofresten in archeologische contexten: experimenteel en archeologisch bewijs voor het herkennen van resten in haarden die worden gebruikt door boeren uit de ijzertijd die in veengebieden woonden. Het Holoceen:095968361770223.
• Hunter AA en Gassner BR. 1998. Evaluatie van het Flote-Tech machinaal ondersteunde drijfsysteem. Amerikaanse oudheid 63(1):143-156.
• Marekovic S en Šoštaric R. 2016. Een vergelijking van de invloeden van flotatie en nat zeven op bepaalde verkoolde peulvruchten en graanresten.Acta Botanica Croatica 75(1):144-148.
• Rossen J. 1999. De Flote-Tech flotatiemachine: Messias of gemengde zegen? Amerikaanse oudheid 64(2):370-372.
• Tankersley KB, Owen LA, Dunning NP, Fladd SG, Bishop KJ, Lentz DL en Slotten V. 2017. Micro-flotatie verwijdering van steenkoolverontreinigingen uit archeologische radiokoolstofmonsters uit Chaco Canyon, New Mexico, VS.Journal of Archaeological Science: Reports 12 (supplement C): 66-73.