De archeologie en geschiedenis van bitumen

Bitumen - ook bekend als asphaltum of teer - is een zwarte, olieachtige, viskeuze vorm van aardolie, een natuurlijk voorkomend organisch bijproduct van ontbonden planten. Het is waterdicht en brandbaar en deze opmerkelijke natuurlijke stof wordt al minstens 40.000 jaar door mensen gebruikt voor een breed scala aan taken en hulpmiddelen. Er zijn een aantal verwerkte soorten bitumen die in de moderne wereld worden gebruikt, ontworpen voor het bestraten van straten en dakhuizen, evenals additieven voor diesel of andere gasoliën. De uitspraak van bitumen is "BICH-eh-men" in het Brits-Engels en "by-TOO-men" in Noord-Amerika.

Natuurlijk bitumen is de dikste vorm van aardolie er is, samengesteld uit 83% koolstof, 10% waterstof en kleinere hoeveelheden zuurstof, stikstof, zwavel en andere elementen. Het is een natuurlijk polymeer met een laag molecuulgewicht met een opmerkelijk vermogen om te veranderen met temperatuurvariaties: bij lagere temperaturen, het is stijf en bros, bij kamertemperatuur is het flexibel, bij hogere temperaturen bitumen stroomt.

Bitumenafzettingen komen van nature over de hele wereld voor - de bekendste zijn Pitch Lake in Trinidad en de La Brea-teerput in Californië, maar aanzienlijke afzettingen worden gevonden in de Dode Zee, Venezuela, Zwitserland en het noordoosten van Alberta, Canada. De chemische samenstelling en consistentie van deze afzettingen variëren aanzienlijk. Op sommige plaatsen wordt bitumen op natuurlijke wijze geëxtrudeerd uit terrestrische bronnen, op andere plaatsen verschijnt het in vloeistofpoelen die kunnen uitharden in heuvels, en in nog anderen sijpelt het uit onderwater sijpelt, aanspoelt als tarballs langs zandstranden en rotsachtige kustlijn.

In de oudheid werd bitumen voor een groot aantal dingen gebruikt: als afdichtmiddel of lijm, als bouwmortel, als wierook en als decoratief pigment en textuur op potten, gebouwen of menselijke huid. Het materiaal was ook nuttig in het waterdicht maken van kano's en ander watertransport, en in het mummificatieproces tegen het einde van het Nieuwe Koninkrijk het oude Egypte.

De methode voor het verwerken van bitumen was bijna universeel: verwarm het tot de gassen condenseren en het smelt, voeg vervolgens ontlaten toe om het recept naar de juiste consistentie te brengen. Toevoegen van mineralen zoals oker maakt bitumen dikker; grassen en andere plantaardige stoffen zorgen voor stabiliteit; wasachtige / olieachtige elementen zoals dennenhars of bijenwas maak het viskeuzer. Verwerkt bitumen was als handelsartikel duurder dan onbewerkt vanwege de kosten van het brandstofverbruik.

Het vroegst bekende gebruik van bitumen was van Middle Paleolithic Neanderthalers zo'n 40.000 jaar geleden. Op Neanderthaler-locaties zoals de Gura Cheii-grot (Roemenië) en Hummal en Umm El Tlel in Syrië werd bitumen aangetroffen dat vasthield aan stenen gereedschap, waarschijnlijk om een ​​houten of ivoren heft aan het gereedschap met scherpe randen te bevestigen.

In Mesopotamië, de laatste tijd Uruk en Chalcolithisch periodes op locaties zoals Hacinebi Tepe in Syrië, werd bitumen gebruikt voor de bouw van gebouwen en het waterdicht maken van rietboten, met onder andere toepassingen.

Onderzoek naar bitumenbronnen heeft de geschiedenis van de expansionistische periode van Mesopotamische Uruk verlicht. Een intercontinentaal handelssysteem werd opgericht door Mesopotamia tijdens de Uruk-periode (3600-3100 v.Chr.), Met de oprichting van handelskolonies in het huidige zuidoosten van Turkije, Syrië en Iran. Volgens zeehonden en ander bewijsmateriaal betrof het handelsnetwerk textiel uit het zuiden van Mesopotamië en koper, steen en hout uit Anatolië, maar de aanwezigheid van bitumen van oorsprong heeft wetenschappers in staat gesteld om het in kaart te brengen handel. Een groot deel van het bitumen op Syrische locaties in de Bronstijd is bijvoorbeeld afkomstig van de Hit-kwel op de rivier de Eufraat in Zuid-Irak.

Met behulp van historische referenties en geologisch onderzoek hebben wetenschappers verschillende bronnen van bitumen in Mesopotamië en het Nabije Oosten geïdentificeerd. Door analyses uit te voeren met behulp van een aantal verschillende spectroscopie, spectrometrie en elementair analytische technieken, deze wetenschappers hebben de chemische handtekeningen gedefinieerd voor veel van de seeps en deposito's. Chemische analyse van archeologische monsters is enigszins succesvol gebleken bij het identificeren van de herkomst van de artefacten.

Schwartz en collega's (2016) suggereren dat het begin van bitumen als handelsgoed eerst begon omdat het werd gebruikt als waterdichting op de rietboten die werden gebruikt om mensen en goederen over de Eufraat te vervoeren. Tegen de Ubaid-periode van het vroege 4e millennium voor Christus bereikte bitumen uit Noord-Mesopotamische bronnen de Perzische Golf.

De vroegste tot nu toe ontdekte rietboot was bedekt met bitumen, op de plaats van H3 in As-Sabiyah in Koeweit, daterend uit ongeveer 5000 voor Christus; het bitumen bleek afkomstig te zijn van de Ubaid site van Mesopotamië. Asphaltum-monsters van de iets latere site van Dosariyah in Saoedi-Arabiëwaren afkomstig van bitumen sijpelingen in Irak, onderdeel van de bredere Mesopotamische handelsnetwerken van Ubaid-periode 3.

Het gebruik van bitumen in balsemtechnieken op Egyptische mummies was belangrijk vanaf het einde van de Nieuw koninkrijk (na 1100 v.Chr.) - in feite betekent het woord waarvan mummie is afgeleid 'mumiyyah' bitumen in Arabisch. Bitumen was een belangrijk bestanddeel voor Egyptische balsemtechnieken uit de derde tussenperiode en de Romeinse periode, naast traditionele mengsels van pijnboomharsen, dierlijke vetten en bijenwas.

Verschillende Romeinse schrijvers zoals Diodorus Siculus (eerste eeuw voor Christus) en Plinius (eerste eeuw na Christus) noemen bitumen als verkocht aan Egyptenaren voor balsemprocessen. Totdat geavanceerde chemische analyse beschikbaar was, werd aangenomen dat zwarte balsems die in de Egyptische dynastieën werden gebruikt, waren behandeld met bitumen, gemengd met vet / olie, bijenwas en hars. In een recent onderzoek ontdekten Clark en collega's (2016) echter dat geen van de balsems op mummies die vóór het nieuwe koninkrijk waren gemaakt, bevatte bitumen, maar de gewoonte begon in de derde tussenliggende periode (ca. 1064-525 v.Chr.) en late (ca. 525-332 v.Chr.) en werd het meest gangbaar na 332, tijdens de Ptoleme en Romeinse periodes.

De bitumenhandel in Mesopotamië bleef goed na het einde van de Bronstijd. Russische archeologen ontdekten onlangs een Griekse amfoor vol bitumen op het schiereiland Taman aan de noordelijke oever van de Zwarte Zee. Verschillende monsters, waaronder talloze grote potten en andere objecten, werden teruggevonden in de Romeinse haven van Dibba in de Verenigde Arabische Emiraten, bevattende of behandeld met bitumen van de Hit-kwel in Irak of een andere niet-geïdentificeerde Iraniër bronnen.

Recente studies in de pre-klassieke en post-klassieke periode Mesoamerica hebben ontdekt dat bitumen werd gebruikt om menselijke resten te bevlekken, misschien als een ritueel pigment. Maar meer waarschijnlijk, zeggen onderzoekers Argáez en medewerkers, kan de kleuring het gevolg zijn van het gebruik van verhit bitumen aangebracht op stenen werktuigen die werden gebruikt om die lichamen uiteen te halen.

Fragmenten van glimmende zwarte brokken bitumen werden verspreid over de 7e-eeuwse begrafenis van het schip gevonden Sutton Hoo, Engeland, in het bijzonder binnen de begraafplaatsen nabij resten van een helm. Toen ze werden opgegraven en voor het eerst geanalyseerd in 1939, werden de stukken geïnterpreteerd als "Stockholm-teer", een stof die ontstaat door pijnboomhout te verbranden, maar recente heranalyse (Burger en collega's 2016) heeft identificeerde de scherven als bitumen afkomstig van een bron uit de Dode Zee: zeer zeldzaam maar duidelijk bewijs van een aanhoudend handelsnetwerk tussen Europa en de Middellandse Zee tijdens de vroege middeleeuwen periode.

Op de Kanaaleilanden van Californië gebruikte Chumash tijdens de kuur-, rouw- en begrafenisceremonies bitumen als lichaamsverf. Ze gebruikten het ook om schelpkralen aan objecten zoals mortieren en stampers en steatietpijpen te bevestigen, en ze gebruikten het om projectielpunten aan schachten en vishaken aan touwwerk te haken.

Asphaltum werd ook gebruikt voor het waterdicht maken van mandenmakerij en het afdichten van zeekano's. Het vroegst geïdentificeerde bitumen op de Kanaaleilanden tot nu toe is in afzettingen tussen 10.000 en 7.000 cal BP in Cave of the Chimneys op het eiland San Miguel. De aanwezigheid van bitumen neemt toe tijdens het Midden-Holoceen (7000-3500 cal BP en mandenimpressies en clusters van geteerde kiezelstenen verschijnen al 5000 jaar geleden. De fluorescentie van bitumen kan worden geassocieerd met de uitvinding van de plankkano (tomol) in het late Holoceen (3500-200 cal BP).

Inheemse Californiërs verhandeld asfaltum in vloeibare vorm en handvormige kussens gewikkeld in gras en konijnenhuid om te voorkomen dat het aan elkaar plakt. Aangenomen werd dat landse lekken een betere kwaliteit kleefstof en afdichting voor de tomol kano produceren, terwijl tarballs als inferieur werden beschouwd.

Bronnen

• _{Argáez C, Batta E, Mansilla J, Pijoan C en Bosch P. 2011. De oorsprong van zwarte pigmentatie in een monster van Mexicaanse pre-Spaanse menselijke botten.Journal of Archaeological Science 38(11):2979-2988.}
• _{Brown KM. 2016. Productie van asfalt (bitumen) in het dagelijks leven op de Kanaaleilanden in Californië.Journal of Anthropological Archaeology 41:74-87.}
• _{Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J en Engel MH. 2014. Sourcing van archeologisch asfaltum (bitumen) van de Kanaaleilanden in Californië om onderzeeër te lekken.Journal of Archaeological Science 43:66-76.}
• _{Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M en Parnell J. 2016. Identificatie, geochemische karakterisering en betekenis van bitumen tussen de ernstige goederen van de 7-eeuwse Mound 1 Ship-Burial in Sutton Hoo (Suffolk, UK). PLAATT EEN 11 (12): e0166276.}
• _{Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C en Stefanescu R. 2012. Nieuw bewijs van lijm als haftingmateriaal op midden- en bovenpaleolithische artefacten uit de Gura Cheii-Râsnov-grot (Roemenië).Journal of Archaeological Science 39(7):1942-1950.}
• _{Clark KA, Ikram S en Evershed RP. 2016. De betekenis van petroleumbitumen in oude Egyptische mummies. Filosofische transacties van de Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 374(2079).}
• _{El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA en Edwards KJ. 2015. Organische geochemische kenmerken van het Boven-Krijt-Vroeg-Paleogeen brongesteente en correlatie met wat Egyptische mummiebitumen en olie uit de zuidelijke Golf van Suez, Egypte.Arabian Journal of Geosciences 8(11):9193-9204.}
• _{Fauvelle M, Smith EM, Brown SH en Des Lauriers MR. 2012. Asfaltum-hafting en projectielpunt-duurzaamheid: een experimentele vergelijking van drie hafting-methoden.Journal of Archaeological Science 39(8):2802-2809.}
• _{Jasim S en Yousif E. 2014. Dibba: een oude haven aan de Golf van Oman in de vroege Romeinse tijd.Arabische archeologie en epigrafie 25(1):50-79.}
• _{Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I en Nikolaev E. 2016. Het onderzoek van het bitumen van oude Griekse amforen met FT ICR MS, H / D-uitwisseling en een nieuwe aanpak voor spectrumreductie. Journal of Mass Spectrometry 51(6):430-436.}
• _{Schwartz M en Hollander D. 2016. De Uruk-expansie als dynamisch proces: een reconstructie van Midden- naar Late Uruk-uitwisselingspatronen uit bulkstabiele isotopenanalyses van bitumenartefacten. Journal of Archaeological Science: Reports 7:884-899.}
• _{Van de Velde T, De Vrieze M, Surmont P, Bodé S en Drechsler P. 2015. Een geochemische studie naar het bitumen uit Dosariyah (Saoedi-Arabië): het volgen van bitumen uit het Neolithicum in de Perzische Golf. Journal of Archaeological Science 57:248-256.}
• _{Wess JA, Olsen LD en Haring Sweeney M. 2004. Asfalt (bitumen). Beknopt internationaal chemisch beoordelingsdocument 59. Genève: Wereldgezondheidsorganisatie.}