Archäologie und Geschichte des Bitumens
Shriram Rajagopalan/Flickr/CC BY 2.0
Bitumen – auch bekannt als Asphaltum oder Teer – ist eine schwarze, ölige, viskose Form von Erdöl, ein natürlich vorkommendes organisches Nebenprodukt zersetzter Pflanzen. Es ist wasserdicht und brennbar, und diese bemerkenswerte natürliche Substanz wird seit mindestens 40.000 Jahren von Menschen für eine Vielzahl von Aufgaben und Werkzeugen verwendet. Es gibt eine Reihe von verarbeiteten Arten von Bitumen, die in der modernen Welt verwendet werden, um Straßen zu pflastern und Häuser zu bedachen, sowie als Zusätze zu Diesel oder anderen Gasölen. Die Aussprache von Bitumen ist „BICH-eh-men“ im britischen Englisch und „by-TOO-men“ in Nordamerika.
Was Bitumen ist
Naturbitumen ist die dickste Form von Petroleum besteht aus 83 % Kohlenstoff, 10 % Wasserstoff und geringeren Mengen an Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und anderen Elementen. Es ist ein natürliches Polymer mit niedrigem Molekulargewicht und einer bemerkenswerten Fähigkeit, sich bei Temperaturschwankungen zu verändern: Bei niedrigeren Temperaturen ist es starr und spröde, bei Raumtemperatur ist es flexibel, bei höheren Temperaturen fließt Bitumen.
Bitumenvorkommen kommen auf der ganzen Welt natürlich vor – die bekanntesten sind Trinidads Pitch Lake und die La Brea Tar Pit in Kalifornien, aber bedeutende Vorkommen werden im Toten Meer, in Venezuela, in der Schweiz und im Nordosten von Alberta, Kanada, gefunden. Die chemische Zusammensetzung und Konsistenz dieser Ablagerungen ist sehr unterschiedlich. An einigen Stellen kommt Bitumen auf natürliche Weise aus terrestrischen Quellen heraus, an anderen taucht es in Flüssigkeitsbecken auf, die zu Hügeln erstarren können, und an wieder anderen sickert es aus Unterwassersickern und wird als Teerballen entlang von Sandstränden und felsigen Küsten gespült.
Verwendung und Verarbeitung
In der Antike wurde Bitumen für eine Vielzahl von Dingen verwendet: als Dicht- oder Klebstoff, als Baumörtel, als Räuchermittel und als dekoratives Pigment und Textur auf Töpfen, Gebäuden oder menschlicher Haut. Das Material war auch nützlich bei der Abdichtung von Kanus und anderen Wassertransportmitteln sowie beim Mumifizierungsprozess gegen Ende des Neuen Königreichs antikes Ägypten .
Die Methode zur Verarbeitung von Bitumen war nahezu universell: Erhitzen Sie es, bis die Gase kondensieren und es schmilzt, und fügen Sie dann Temperiermaterialien hinzu, um das Rezept auf die richtige Konsistenz einzustellen. Hinzufügen von Mineralien wie z Ocker macht Bitumen dicker; Gräser und andere pflanzliche Stoffe sorgen für Stabilität; wachsartige/ölige Elemente wie Kiefernharz oder Bienenwachs viskoser machen. Verarbeitetes Bitumen war als Handelsware teurer als unverarbeitetes, aufgrund der Kosten des Kraftstoffverbrauchs.
Die früheste bekannte Verwendung von Bitumen stammt aus dem Mittelpaläolithikum Neandertaler vor etwa 40.000 Jahren. An Neandertaler-Standorten wie der Gura Cheii-Höhle (Rumänien) und Hummal und Umm El Tlel in Syrien wurde anhaftendes Bitumen gefunden Steinwerkzeuge , wahrscheinlich um einen Holz- oder Elfenbeinstiel an den scharfkantigen Werkzeugen zu befestigen.
In Mesopotamien, während der späten Uruk und Chalkolithikum An Standorten wie Hacinebi Tepe in Syrien wurde Bitumen unter anderem für den Bau von Gebäuden und die Abdichtung von Schilfbooten verwendet.
Beweise für den expansiven Handel in Uruk
Die Erforschung von Bitumenquellen hat die Geschichte der Expansionszeit des mesopotamischen Uruk beleuchtet. Ein interkontinentales Handelssystem wurde von Mesopotamien während der Uruk-Zeit (3600-3100 v. Chr.) mit der Gründung von Handelskolonien im heutigen Südosten der Türkei, in Syrien und im Iran errichtet. Laut Siegeln und anderen Beweisen umfasste das Handelsnetzwerk Textilien aus Südmesopotamien und Kupfer, Stein und Holz aus Anatolien, aber das Vorhandensein von Bitumen aus Quellen hat es Wissenschaftlern ermöglicht, den Handel zu kartieren. Beispielsweise wurde festgestellt, dass ein Großteil des Bitumens in syrischen Stätten aus der Bronzezeit aus der Hit-Versickerung am Euphrat im Südirak stammt.
Anhand historischer Referenzen und geologischer Untersuchungen haben Gelehrte mehrere Bitumenquellen in Mesopotamien und im Nahen Osten identifiziert. Durch die Durchführung von Analysen mit einer Reihe verschiedener Spektroskopie-, Spektrometrie- und elementaranalytischer Techniken haben diese Gelehrten die chemischen Signaturen für viele der Sickerstellen und Ablagerungen definiert. Die chemische Analyse archäologischer Proben war einigermaßen erfolgreich bei der Identifizierung der Herkunft der Artefakte.
Bitumen- und Schilfboote
Schwartz und Kollegen (2016) schlagen vor, dass der Beginn von Bitumen als Handelsware zuerst begann, weil es als Imprägnierung auf dem verwendet wurde Schilfboote die dazu dienten, Menschen und Waren über den Euphrat zu befördern. In der Ubaid-Zeit des frühen 4. Jahrtausends v. Chr. erreichte Bitumen aus nordmesopotamischen Quellen den Persischen Golf.
Das früheste bisher entdeckte Schilfboot wurde am Standort von H3 in As-Sabiyah in Kuwait mit Bitumen beschichtet und datiert auf etwa 5000 v. Es wurde festgestellt, dass sein Bitumen aus dem stammt Ubaid Stätte Mesopotamiens. Asphaltproben von der etwas späteren Fundstelle von Dosariyah in Saudi-Arabien , stammten aus Bitumenversickerungen im Irak, die Teil der breiteren mesopotamischen Handelsnetzwerke der Ubaid-Periode 3 waren.
Die bronzezeitlichen Mumien Ägyptens
Die Verwendung von Bitumen bei Einbalsamierungstechniken an ägyptischen Mumien war ab dem Ende des Neuen Reiches (nach 1100 v. Chr.) wichtig – tatsächlich bedeutet das Wort, von dem die Mumie abgeleitet ist, „mumiyyah“, Bitumen auf Arabisch. Bitumen war neben traditionellen Mischungen aus Kiefernharzen, tierischen Fetten und Bienenwachs ein Hauptbestandteil der ägyptischen Einbalsamierungstechniken der dritten Zwischenzeit und der römischen Zeit.
Mehrere römische Schriftsteller wie Diodorus Siculus (1. Jahrhundert v. Chr.) und Plinius (1. Jahrhundert n. Chr.) erwähnen, dass Bitumen an Ägypter für Einbalsamierungsprozesse verkauft wurde. Bis fortgeschrittene chemische Analysen verfügbar waren, wurde angenommen, dass schwarze Balsame, die während der ägyptischen Dynastien verwendet wurden, mit Bitumen behandelt wurden, gemischt mit Fett/Öl, Bienenwachs und Harz. In einer kürzlich durchgeführten Studie fanden Clark und Kollegen (2016) jedoch heraus, dass keiner der Balsame auf Mumien, die vor dem Neuen Reich hergestellt wurden, Bitumen enthielt, aber der Brauch begann in der Dritten Zwischenzeit (ca. 1064-525 v. Chr.) Und Spät (ca. 525- 332 v. Chr.) Perioden und wurde am weitesten verbreitet nach 332, während der Ptolemäisch und Römerzeit.
Der Bitumenhandel in Mesopotamien wurde auch nach Ende des Jahres fortgesetzt Bronzezeit . Russische Archäologen entdeckten kürzlich auf der Taman-Halbinsel an der Nordküste des Schwarzen Meeres eine mit Bitumen gefüllte griechische Amphore. Mehrere Proben, darunter zahlreiche große Krüge und andere Gegenstände, wurden aus dem Hafen von Dibba aus der Römerzeit in den Vereinigten Arabischen Emiraten geborgen, die Bitumen aus dem Hit-Sickerwasser im Irak oder aus anderen nicht identifizierten iranischen Quellen enthielten oder damit behandelt wurden.
Mesoamerika und Sutton Hoo
Neuere Studien in vorklassischer und nachklassischer Zeit Mesoamerika haben herausgefunden, dass Bitumen verwendet wurde, um menschliche Überreste zu färben, vielleicht als rituelles Pigment. Aber wahrscheinlicher, sagen die Forscher Argáez und Mitarbeiter, könnte die Verfärbung auf die Verwendung von erhitztem Bitumen zurückzuführen sein, das auf Steinwerkzeuge aufgetragen wurde, mit denen diese Körper zerstückelt wurden.
Fragmente von glänzenden schwarzen Bitumenklumpen wurden über die Schiffsbestattung aus dem 7. Jahrhundert verstreut gefunden Sutton Hoo , England, insbesondere innerhalb der Grabstätten in der Nähe von Helmresten. Bei der Ausgrabung und ersten Analyse im Jahr 1939 wurden die Stücke als „Stockholm-Teer“ interpretiert, eine Substanz, die durch das Verbrennen von Kiefernholz entsteht, aber eine kürzlich durchgeführte erneute Analyse (Burger und Kollegen 2016) hat die Scherben als Bitumen identifiziert, das aus einer Quelle aus dem Toten Meer stammt: sehr seltener, aber eindeutiger Beweis für ein kontinuierliches Handelsnetzwerk zwischen Europa und dem Mittelmeerraum im frühen Mittelalter.
Chumash aus Kalifornien
Auf den kalifornischen Kanalinseln verwendete der prähistorische Chumash Bitumen als Körperfarbe während Heilungs-, Trauer- und Bestattungszeremonien. Sie verwendeten es auch, um Muschelperlen an Gegenständen wie Mörsern und Stößeln und Steatitrohren zu befestigen, und sie benutzten es, um Projektilspitzen an Wellen und Angelhaken an Tauwerk zu befestigen.
Asphaltum wurde auch zum Imprägnieren von Korbwaren und zum Abdichten von Seekanus verwendet. Das bisher früheste identifizierte Bitumen auf den Kanalinseln befindet sich in Ablagerungen, die zwischen 10.000 und 7.000 cal BP bei Cave of the Chimneys auf der Insel San Miguel datiert wurden. Das Vorhandensein von Bitumen nimmt während des mittleren Holozäns (7000-3500 cal BP) zu, und Körbchenabdrücke und Ansammlungen geteerter Kieselsteine zeigen sich bereits vor 5.000 Jahren. Die Fluoreszenz von Bitumen kann mit der Erfindung des Plankenkanus (Tomol) in Verbindung gebracht werden das späte Holozän (3500-200 cal BP).
Einheimische Kalifornier handelten mit Asphaltum in flüssiger Form und handgeformten Pads, die in Gras und Kaninchenhaut gewickelt waren, damit sie nicht zusammenklebten. Es wurde angenommen, dass terrestrische Lecks einen qualitativ besseren Klebstoff und eine bessere Abdichtung für das Tomol-Kanu produzieren, während Teerkugeln als minderwertig angesehen wurden.
Quellen
- Argáez C., Batta E., Mansilla J., Pijoan C. und Bosch P. 2011. Der Ursprung der schwarzen Pigmentierung in einer Probe mexikanischer prähispanischer menschlicher Knochen. Zeitschrift für Archäologische Wissenschaft 38(11):2979-2988.
- Braun KM. 2016. Asphaltum (Bitumen)-Produktion im Alltag auf den kalifornischen Kanalinseln. Zeitschrift für Anthropologische Archäologie 41:74-87.
- [PubMed] Brown KM, Connan J, Poister NW, Vellanoweth RL, Zumberge J und Engel MH. 2014. Beschaffung von archäologischem Asphaltum (Bitumen) von den kalifornischen Kanalinseln zu Unterwassersickern. Zeitschrift für Archäologische Wissenschaft 43:66-76.
- Burger P, Stacey RJ, Bowden SA, Hacke M und Parnell J. 2016. Identifizierung, geochemische Charakterisierung und Bedeutung von Bitumen unter den Grabbeigaben der Schiffsbestattung Mound 1 aus dem 7. Jahrhundert in Sutton Hoo (Suffolk, UK) . Plus eins 11(12): e0166276.
- Cârciumaru M, Ion R-M, Nitu E-C und Stefanescu R. 2012. Neue Beweise für Klebstoff als Haftmaterial an Artefakten aus dem Mittel- und Jungpaläolithikum aus der Gura Cheii-Râsnov-Höhle (Rumänien). Zeitschrift für Archäologische Wissenschaft 39(7):1942-1950.
- Clark KA, Ikram S und Evershed RP. 2016. Die Bedeutung von Erdölbitumen in altägyptischen Mumien . Philosophische Transaktionen der Royal Society A: Mathematische, physikalische und technische Wissenschaften 374 (2079).
- El Diasty WS, Mostafa AR, El Beialy SY, El Adl HA und Edwards KJ. 2015. Organische geochemische Eigenschaften des Quellgesteins der oberen Kreidezeit und des frühen Paläogens und Korrelation mit etwas ägyptischem Mumienbitumen und Öl aus dem südlichen Golf von Suez, Ägypten. Arabisches Journal für Geowissenschaften 8(11):9193-9204.
- Fauvelle M, Smith EM, Brown SH und Des Lauriers MR. 2012. Asphalthaftung und Projektilpunkthaltbarkeit: ein experimenteller Vergleich von drei Haftmethoden. Zeitschrift für Archäologische Wissenschaft 39(8):2802-2809.
- Jasim S. und Yousif E. 2014. Dibba: ein alter Hafen am Golf von Oman in der frühen Römerzeit. Arabische Archäologie und Epigraphik 25(1):50-79.
- Kostyukevich Y, Solovyov S, Kononikhin A, Popov I und Nikolaev E. 2016. Die Untersuchung des Bitumens aus antiken griechischen Amphoren mittels FT-ICR-MS, H/D-Austausch und neuartigem Ansatz zur Spektrumsreduktion . Zeitschrift für Massenspektrometrie 51(6):430-436.
- Schwartz M. und Hollander D. 2016. Die Uruk-Expansion als dynamischer Prozess: Eine Rekonstruktion von mittleren bis späten Uruk-Austauschmustern aus massiven stabilen Isotopenanalysen von Bitumenartefakten . Journal of Archaeological Science: Berichte 7:884-899.
- Van de Velde T., De Vrieze M., Surmont P., Bodé S. und Drechsler P. 2015. Eine geochemische Studie über Bitumen aus Dosariyah (Saudi-Arabien): Verfolgung von Bitumen aus der Jungsteinzeit im Persischen Golf. Zeitschrift für Archäologische Wissenschaft 57:248-256.
- Wess JA, Olsen LD und Haring Sweeney M. 2004. Asphalt (Bitumen). Kurzes internationales chemisches Bewertungsdokument 59 . Genf: Weltgesundheitsorganisation.