27/09/2005

Μια νέα τεχνική για την ακριβέστερη χρονολόγηση αρχαιολογικών αντικειμένων, με την εφαρμογή της πυρηνικής μεθόδου ανάλυσης (SIMS) στην ενυδάτωση οψιανού, ήταν το αποτέλεσμα της συνεργασίας του Εργαστηρίου Αρχαιομετρίας του Πανεπιστημίου Αιγαίου και του Τμήματος Ηλεκτρονικής του ΤΕΙ Λαμίας.

Η εφαρμογή θετικών ή φυσικών επιστημών (φυσική, μαθηματικά, γεωλογία, αστρονομία, βιολογία, γεωφυσική) στη μελέτη αρχαιολογικών προβλημάτων αποτελεί το αντικείμενο του επιστημονικού κλάδου της αρχαιομετρίας. Συγκεκριμένες μέθοδοι και τεχνικές εφαρμόζονται σε υλικά αρχαιολογικής προέλευσης και επιτρέπουν τη χρονολόγησή τους, την ανάλυση των συστατικών υλικών τους, τον προσδιορισμό της προέλευσής τους, τη συγκριτική μελέτη των ευρημάτων, τον εντοπισμό θαμμένων αρχαιοτήτων χωρίς ανασκαφή, την ερμηνεία και την ανασύσταση του περιβάλλοντός τους.

Ο προσδιορισμός της ηλικίας των αρχαιολογικών αντικειμένων γίνεται, μεταξύ άλλων, με τη μέθοδο της ενυδάτωσης οψιανού, του όξινου αυτού πετρώματος που προέρχεται αποκλειστικά από ηφαιστειογενείς περιοχές νεαρής γεωλογικά ηλικίας.

Η μέθοδος στηρίζεται στο φαινόμενο της διάχυσης ύδατος που προέρχεται από το περιβάλλον (υγρασία) στη μάζα του οψιανού. Στο εσωτερικό του πετρώματος σχηματίζεται ένα στρώμα ενυδάτωσης, με πλάτος που ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο διείσδυσης του ύδατος, τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος και την ιδιαίτερη φυσικοχημική δομή του. Όσο περισσότερο διαρκεί η διάχυση, τόσο μεγαλύτερη είναι και ηλικία του πετρώματος.

Το κύριο μειονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι ότι η διάχυση εξαρτάται από το ρυθμό ενυδάτωσης, δηλαδή την ταχύτητα διείσδυσης του ύδατος σε μm/έτος, συντελεστής που μεταβάλλεται ανάλογα με τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος. Οι συνθήκες αυτές δεν μπορούν να προσδιοριστούν για τους αρχαιολογικούς χρόνους και συνεπώς, τα αποτελέσματα δεν είναι αξιόπιστα.

Η νέα τεχνική αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Αιγαίου (Τμήμα Μεσογειακών Σπουδών, Εργαστήριο Αρχαιομετρίας, Καθηγητής Ι. Λυριντζής), ενώ το λογισμικό της μεθόδου στο ΤΕΙ Λαμίας (Τμήμα Ηλεκτρονικής, Αν. Καθηγητής Θ. Γκανέτσος). H επίλυση των παραπάνω προβλημάτων βασίζεται σε μια διαφορική εξίσωση που περιγράφει το φυσικοχημικό φαινόμενο της διάχυσης του νερού και στηρίζεται στην κατατομή του ποσού των μορίων ύδατος κατά βάθος, δηλαδή στο προφίλ της διάχυσης. Βασικός παράγοντας που χαρακτηρίζει αυτό το μοντέλο διάχυσης είναι ένα κορεσμένο επιφανειακό στρώμα που φτάνει ως ένα καθορισμένο βάθος διάχυσης.

Η ακριβής μέτρηση της κατατομής των μορίων ύδατος με το βάθος διάχυσης γίνεται με την πυρηνική μέθοδο ανάλυσης (SIMS), καθώς οι οπτικές μικροσκοπικές μέθοδοι δεν επαρκούν. Η μέθοδος SIMS μπορεί να αναλύσει μεταβολές στη συγκέντρωση που υπάρχουν σε απόσταση λίγων νανομέτρων, για ένα μεγάλο φάσμα χημικών στοιχείων και σε βάθη που διακυμαίνονται από δεκάδες νανόμετρα έως αρκετά μικρόμετρα.

Η μέθοδος ανάλυσης βασίζεται στη φασματοσκοπική ανάλυση των (δευτερογενών) ιόντων που εκπέμπονται από ένα δείγμα, όταν αυτό επικεντρωθεί και βομβαρδιστεί από μια ακτίνα πρωτογενών ιόντων. Ο τύπος και η σύσταση αυτών των δευτερογενών ιόντων αντιπροσωπεύει τον τύπο και τη σύσταση της βομβαρδιζόμενης επιφάνειας του δείγματος, έτσι ώστε η φασματοσκοπική ανάλυση μάζας αυτών των ιόντων να μπορεί να παρέχει μια ποσοτική ανάλυση για τα στοιχεία και συγκεκριμένα για το υδρογόνο (Η+), στο βομβαρδιζόμενο όγκο. Το βάθος διείσδυσης του νερού καθώς και η συγκέντρωσή του, όπως προσδιορίζονται από τη συγκέντρωση του υδρογόνου σε συνάρτηση με το βάθος από την επιφάνεια, μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του οψιανού και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Ενδεικτικό αποτέλεσμα είναι αυτό της χρονολόγησης ενός δείγματος από τον Στρόφιλα της Ανδρου. Ο άνθρακας -14 δίνει ηλικία από 4700 έως 6000 χρόνια πριν από σήμερα και η μέθοδος SIMS-SS (ενυδάτωση οψιανού με φασματογραφία SIMS και με έμφαση στην περιοχή κορεσμού SS) δίνει ακριβή ηλικία 5594 ±50 χρόνια.

Σύμφωνα με τον Δρα Θ. Γκανέτσο "Η νέα αυτή τεχνική και το σχετικό λογισμικό έχουν ήδη προσελκύσει το ενδιαφέρον πολλών εταιρειών και αρχαιολογικών μουσείων, κατά τη διάρκεια σχετικών εκθέσεων, ενώ η ελληνική καινοτομία θα παρουσιαστεί τόσο στο 21ο Πανελλήνιο Συνέδριο Φυσικής Στερεάς Κατάστασης & Επιστήμης Υλικών (28-31 Αυγούστου, Λευκωσία - Κύπρος), όσο και στο Διεθνές Συνέδριο "SIMS Conference - Symposium on Archaeometry" (12-16 Σεπτεμβρίου 2005, Manchester - Ην. Βασίλειο). Επίσης, το χρονικό διάστημα από 20 Σεπτεμβρίου έως 20 Οκτωβρίου 2005 μεταπτυχιακός φοιτητής από πανεπιστήμιο της Ιαπωνίας θα εκπαιδευθεί στο χώρο του ΤΕΙ Λαμίας στο λογισμικό της μεθόδου, χρήση της οποίας θα γίνει κατά τη διάρκεια της διδακτορικής του διατριβής σε δείγματα οψιανού από την Ιαπωνία."

www.ekt.gr, με πληροφορίες από TEI Λαμίας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου