Sticky tape:En nøgleingrediens til kortlægning af artefakters oprindelse

Forskere ved RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science i Japan har vist, at en kombination af en meget følsom svovlanalyseteknik med simpelt svovlfri tape er en effektiv og harmløs måde at teste ekstremt små prøver af vermilion fra artefakter, der er tusinder af år gamle . Udgivet i Journal of Archaeological Science:Rapporter , undersøgelsen brugte denne teknik til at bekræfte, at der sandsynligvis fandtes handel mellem Japans nordlige ø Hokkaido og den vestlige del af Japans fastland - en afstand på over 1000 miles - for mere end 3000 år siden.

Vermilion, nogle gange kaldet cinnaber, er et knaldrødt mineral, der blev brugt i malerier, figurer, statuer, keramik, og rituelle ceremonier, der går næsten 9000 år tilbage i hele Europa, Asien, og Amerika. Det kemiske navn for vermilion er kviksølvsulfid, og små variationer i svovl kan skelne en batch af vermilion fra en anden. Inden for hver vermilion prøve, nogle af svovlatomerne er standard, mens nogle er isotoper med to ekstra neutroner. Fordi forholdet mellem disse atomer ikke ændrer sig over tid, det kan bruges som et fingeraftryk til at identificere, hvor prøven kom fra.

For nylig, Kazuya Takahashi og hans kolleger i Astro-Glaciology Research Group udviklede en meget følsom metode til at analysere svovlisotopforhold, der kun kræver 1 mikrogram vermilion - en milliontedel af et gram - hvilket er omkring 500 gange mindre end hvad andre metoder har brug for. Dette er vigtigt, fordi jo mindre stikprøven er, jo mindre skade på de artefakter, der testes.

Efter at have udviklet denne nye teknik, Takahashi indså, at de havde brug for en måde at indsamle de små prøver på, huske på, at prøverne skal brændes op for at producere svovloxidgas under analysen. Den nemmeste måde var at bruge en lillebitte 3 mm × 3 mm firkant klæbende tape til at samle vermilionen op fra en artefakt. Derefter, vermillion og tape kunne placeres i apparatet og afprøves. Imidlertid, det meste tape indeholder svovl, og givet den lille størrelse af prøven, selv den mindste mængde ville kaste resultaterne af sig. Efter at have prøvet flere forskellige reklamebånd, han var heldig. "Tilfældigt, Jeg mødte en gammel ven, der arbejder i et firma, der sælger forskellige slags tape. Hun kendte til et bånd, der kunne være svovlfrit, hvilket var et godt forslag til mig!"

Holdet testede denne klæbende polyestertape samt to andre tape fra lokale butikker. De fandt ud af, at de købte bånd indeholdt omkring 0,5 % svovl, mens specialtapen ikke indeholdt svovl. Nu var de klar til at teste systemet på rigtige artefakter.

Et område i det vestlige Japan kaldet Izumo indeholder et arkæologisk sted med artefakter fra en bosættelse for omkring 3500 år siden. Folk har spekuleret i, at befolkningen i den æra handlede meget i Japan. Med samarbejde fra den lokale regering i Izumo, forskerne indsamlede vermilionprøver fra artefakter udgravet fra stedet og brugte deres meget følsomme analyseteknik til at bestemme deres svovlisotopforhold. Derefter, de sammenlignede stikprøveforholdene med forholdet fundet ved otte cinnobermalmminer over hele Japan. De fandt ud af, at de fleste af artefakterne indeholdt vermilion, der sandsynligvis blev udvundet på den nordlige ø Hokkaido, mere end 1000 miles væk, snarere end i tættere miner i det vestlige Japan.

Arkæologer ønsker ofte at analysere oprindelsen af ​​pigmenter på vægmalerier eller keramik, men i mange tilfælde, artefakterne er for vigtige til at beskadige selv en lille mængde til prøveindsamling. "Vores metode kan åbne dørene for ny forskning i gamle handelsruter og historien om individuelle antikke kunstværker, " bemærker Takahashi.

Systemets præcision kan stadig forbedres. "At analysere prøveoprindelse ved hjælp af svovlisotopforhold er ikke tilstrækkeligt på nuværende tidspunkt, " siger Takahashi. "Ved at bruge forhold fra flere elementer kan vi sætte os i stand til at estimere oprindelsen mere præcist, end konventionelle metoder kan." Holdet er allerede begyndt at analysere bly (Pb) og svovl isotopforhold af pigmentprøver fra gamle romerske vægmalerier fundet i Spanien .

Som det ofte er tilfældet, succesen med dette projekt var afhængig af teknologi, der faktisk blev skabt til et helt andet formål. "Dette er en spændende anvendelse af vores isotopanalyseteknik, " bemærker Yuko Motizuki, direktør for Astro-Glaciology Research Group. "Men det blev oprindeligt udviklet til at tage målinger i Antarktis iskerner, som er hovedfokus for vores laboratorium.

"Vi håber, at arkæologer og forskningscentre rundt om i verden kan bruge Takahashis teknik til at udvikle deres egne målesystemer og fortsætte med at studere, hvordan oldtidens folk interagerede og handlede på tværs af kontinenter."