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MicroArch|§8.4 保护龛III: 陶器残留物

兔十四  · 公众号  ·  · 2019-05-13 20:07

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你好,这是本兔的第 74 篇推送。

陶器常被用于存储包含有机物的液体(食物,油,香水等),或者用于加工食物。

由于陶器本身是多孔的,而且许多孔连接到器皿内壁上,使得盛装于容器内的一些分子能够渗入陶器之中。

一片铁器时代陶器断面的扫描电子显微图像,显示不同孔径的孔隙。许多孔特别小以至于几乎看不到。

如果这些分子没有随着时间降解掉,就能够从陶器碎片中提取出来并进行分析。保存良好的分子组合能够提供关于陶器内容物的信息

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也有可能提供关于表面密封材料的信息。

这些分子常保存在陶器中,但是很少或者并不见于环境中。因此陶器的孔隙是一个相对较好的保护龛,能够保存某些生物分子。由于这些分子必须经过陶器表面才能进入这些孔隙,因此这个保护龛是开放的 /*老专家逻辑满分*/ ,不像前两类保护龛那样与环境隔绝。

对此类 所谓 “残留物”的分析,主要集中于分析较稳定的分子,从一个遗址上采集大量陶片,然后经验地决定其中某一片或者某几片中是否包含有残留物分子。 /*这里翻译需要甩锅:原作读上去更加嫌弃*/

保存良好的第一标准,是判断同一类型的陶器中提取的分子组合是否相同,以及是否一致地区别于从同一层位中另一种陶器中提取的分子。

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分子的保存状况对于其中获取信息的质量是非常重要的。分子以碎片形式存在的陶片,与完整分子或者大的片段形式存在的陶片相比就更难解读。

因此寻找保存分子的最优条件是非常重要的。由于相关的文献发表较少,下面仅讨论一些值得考虑的重要因素。

最优的保存环境

选取适合陶器残留物分析的遗址,或遗址中最佳地点的第一步,是鉴别有机物保存是否良好。(见第3章)

简单地说,避免有机分子与氧气和水的接触,可以减少细菌活动以及化学反应的破坏。因此,埋藏在高黏土含量的沉积物中的陶器,可能会有保存较好的有机分子。

黏土可以减少流经沉积物的地下水,以及土壤中的微生物会利用溶解在水中的 氧气进行呼吸作用,使它来不及进入陶器孔隙与其中有机分子发生反应。

最优的陶器孔隙

优先选取能够较好保存有机分子的陶器也是有可能的。

一种可能性是,我们感兴趣的有机分子保存在直径小于细菌尺寸的孔隙中。这会排除掉生物活动的影响,而将降解限制在化学反应的范围内。大部分细菌的尺寸在1微米左右,但如果它们较长,或者能够产生延长的次级细胞结构,就有可能穿透100纳米左右的孔隙。对陶器表面孔隙尺寸的分布的分析显示,孔隙的尺寸变化非常大,与烧成条件有关。

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孔径分布可以通过高压灌注水银来测量。在施加的压力和孔隙尺寸之间有非常好的相关性。

下表展示了直径100纳米以下的孔隙的比例与陶器质量之间的关系。细菌最不可能穿透这些孔隙。

以上对陶器的分类基于

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四种分类大体上与烧成温度和/或时间相关。最好的陶器是100nm以下孔隙含量最低的一组。因此高质量陶器最不可能保存生物分子。 /*这里需要澄清一下,上表和上图引文说的高质量的陶器,是对于残留物分析反而是不好的*/

推论就是:低温烧制的陶器,以及烧制时间较短的陶器,更可能保存有机分子。这一假设尚未得到证实。

最优的陶器材料类型

陶器的矿物组成同样能够影响其中有机残留物的保存状况。例如,方解石的存在能够将pH缓冲至8左右。这将有利于细菌的活动,即使沉积物的pH要略低。

有些陶器具有多孔的表面,暴露的矿物颗粒可以结合一些有机分子而非其他。这能够使它们变得稳定而降解缓慢。

如果此类有选择的结合真的存在,这就会对残留物分析的结果产生一个偏差,因为结合强的分子更倾向于保存下来。

事实上,可能有更多的过程会使得某些分子比其他分子更容易进入陶器中。

加热陶器会使得分子降解和/或炭化。用于加热的陶器因此不太可能包含保存良好的分子组合。这暗示着炊煮器对有机分子的保存状况总体来讲欠佳。还有一个开放的问题:有多大比例的有机分子是来自陶器破碎并埋藏前的最后一次使用?

总之,无疑存在许多参数需要被系统地测试,才能为残留物分析选择最好的样本。一篇很好的综述见下。

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包含信息

陶器盛装物

鉴定陶器壁内保存的有机分子,可以提供关于容器盛装物的信息,进而推断陶器的用途。这可以帮助我们更好地理解陶器器型与功能之间的关系。这是研究陶器残留物的主要目的。

将分子种类与其碳氮稳定同位素结合起来,可以获取其他宝贵的信息。比如,牛奶脂肪降解之后与其他脂肪无法区分,如果只看分子种类的话。但是牛奶脂肪可以通过某种脂肪酸的碳稳定同位素进行识别。

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碳十四测年

陶器表面可见的炭化材料经常用于测年。但是,这并不常见,而且容易受到污染。陶器孔隙中吸附的有机分子的碳十四年代应该能够提供一个可靠的年代,因为只分析特定的分子应该是杜绝污染的。这是一个非常有挑战的工作,因为可提取的物质非常微量。虽然存在这些困难,不过还是有特定分子测年的成功案例。

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尽管有一些不一致性,这项研究仍然证明了残留物测年的可能性。然而它还没有成为一种常规性工作,可能是由于其中存在的各种困难。


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