专栏名称: 兔十四
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MicroArch|§6.5 考古遗址的(鸟)蛋壳

兔十四  · 公众号  ·  · 2018-04-09 13:10

正文

你好,这是本兔的第 60 篇推送。


鸟蛋壳

鸟蛋壳在考古遗址中相当常见。平胸鸟类,包括鸵鸟、鸸鹋、鹤鸵、美洲鸵 /*此鸵非彼驼*/ 等的蛋壳在史前遗址中尤其常见,因为它们尺寸相对较大。

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咕咕咕咕咕咕……超凶的*/

民族学研究表明鸵鸟蛋可以食用,鸵鸟蛋壳可以用作储存器皿,也可以作串珠的原材料。

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在有些情况下,人们会专门加热蛋壳做的珠子使其颜色变暗。

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许多爬行动物也会产生矿物构成的蛋壳,但是通常比较小,因此对考古学的意义不大。

基本形态结构

蛋壳内外壁的独特曲率和光滑表面,使得我们从视觉上能轻易地区分蛋壳碎片和软体动物壳体碎片。也可以通过横贯结构的微孔来辨别,用一个简单的放大镜就可以看到。

鸟蛋壳由方解石构成。

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鸡蛋壳内表皮上有一个薄层的碳酸羟基磷灰石。

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鸟蛋壳有着层状结构,与软体动物壳不同,它的不同层之间的分别并不明显,而是有互相渗透。

新鲜蛋壳截面的扫描电子显微图像。M是壳内薄膜,Ma所示乳突是晶体成核的位点,P是交互生长的方解石晶体形成的栅栏结构,Cu是有机外壳。插图:方解石栅栏的泡状结构。

在活体中,外表面覆盖有一层薄的有机表层,而内表面由一层相对较厚的膜覆盖。方解石晶体的成核发生在这个膜的特别位点上。成核后,方解石晶体向各个方向延伸。有一些会迅速遇到隔壁的成核位点,并停止生长,只有那些生长方向大约与膜表面垂直的晶体能够长大。因此蛋壳会有一个特征性的棱柱状结构,由大的、交互生长的方解石晶体构成。

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有机基质占据了蛋壳质量分数3%-4%,主要是蛋白聚糖和糖蛋白。有一些大分子包裹在矿物相之中,因此可以经历长时间保存。

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成岩作用

鸟蛋壳通常保存地很好,因为它们由 方解石 构成,与考古遗址常见的软体动物壳不同,后者通常由霰石构成。然而,方解石会发生变化,它可以溶解并重结晶成为 次生方解石 。可以用光学或者扫描电子显微镜观察其超微结构来识别。

在蛋壳化石中,微量元素分析是会有问题的,因为蛋壳的微孔可能会填充沉积物,而这些入侵的材料不容易清除。

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有机质很容易降解,但是在蛋壳中,有一些蛋白质能保存相当长一段时间,这已经由蛋壳中保存的氨基酸证实。

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已经证明,这是因为蛋白质被包裹在较大的方解石晶体中。

包含信息

氨基酸消旋测年

鸵鸟蛋壳是为数不多的能够提供较可靠的氨基酸消旋测年的生物矿物材料之一,这其中的原因尚不是很清楚,有可能是因为大部分蛋白质都存在于晶体之间,为这些蛋白质提供了相对均一和受保护的环境。

复原古环境

构成蛋壳的方解石晶体的碳稳定同位素记录了当地的植被是以C4还是C3植物为主。这一方法首先应用在印度的一个长达一千万年地质序列中。

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除了碳稳定同位素之外,应用氮和氧同位素可以向我们提供更多关于当地降水的信息,虽然C3和C4植物的分布也能片面地指示这一信息。 /*一般而言C4植物比较耐干旱*/

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矿物相的氧同位素直接反映饮用水,进而反映降水。但是需要注意,鸵鸟下蛋通常是在雨季过后两个月之后的两个星期。

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因此通过蛋壳复原的古环境信息只能反映年度气候周期的一小部分。另一方面,鸵鸟不是很挑食 /*做science真是要严谨啊*/ ,所以基本能反映当地植被的一般状况。

碳十四测年

理论上来讲,鸵鸟蛋壳能够提供可靠的碳十四年代。一项在南非开展的研究证明,由于母鸵鸟在生蛋期间会 大量食用石灰岩 ,导致蛋壳年代会偏老180±120年。

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年代偏差在不同区域可能会略有不同,变异相对较小,对于非常老的遗址来说不会非常显著。事实上蛋壳确实被用于老的史前遗址测年。

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