پژوهه باستان سنجی

پژوهش و شناخت آثار تاریخی گچی در ایران دو مشکل فنی و واژه شناسی دارد. مشکل فنی موضوع این مقاله، عموماً ناشی از شناخت خصوصیات بلور گچ، هم چون تغییرات حلالیت یا شکل بلوری در اثر حضور مواد افزودنی یا تغییرات محیطی است. در این مقاله 3 نمونه ی تاریخی جمع آوری شده از کوه خواجه ی سیستان، قلعه الموت قزوین و شادیاخ نیشابور، و 3 نمونه ی مدلسازی شده ی جدید با توجه به ریزساختار بلوری آن ها بررسی می شود. آزمایش XRD حضور فاز غالب انیدریت (CaSO4) را برای هر دو لایه ی گچ بری کوه خواجه نشان می دهد؛ در حالی که ملات مربوط به شادیاخ دارای فاز غالب ژیپس (CaSO4.2H2O) است. پس از تشخیص عدم حضور ماده ی افزودنی آلی در نمونه های تاریخی با روش سوختن تر، از هر نمونه تصاویر SEM تهیه شد. این تصاویر در تشخیص کیفی شکل بلورهای گچ، کنارهم نشینی آ ن ها در ریزساختار نمونه های مختلف و سنجش فشردگی ریزساختار بلوری آن ها به کمک نرم افزار پردازش تصویر به صورت کمّی کمک می کنند. در تصاویر SEM تهیه شده از دو لایه ی گچ بری کوه خواجه، بلورهای منوکلنیک ژیپس دیده نمی شوند و ملات های گچ شادیاخ و قلعه الموت نیز فقط ساختاری فشرده را نشان می دهند؛ در حالی که در نمونه های مدلسازی شده، بلورهای گچ به وضوح قابل شناسایی هستند. نتیجه ی این مشاهدات بیان می کند که هرچند استفاده از تصاویر SEM و تحلیل بصری یا پردازش تصویری آن ها، نتایج ارزشمندی در بررسی و شناسایی ریزساختار مواد تاریخی گچی دارند، اما نتایج آن ها باید در کنار آزمایش XRD و پس از تشخیص حضور یا عدم حضور ماده ی افزودنی آلی، تفسیر و بررسی شوند.

مواد آلی به دلیل ساختار آسیب پذیرشان در زمره مواد کمیاب باستان شناسی قرار می گیرند. مصنوعات چرمی به دست آمده از منطقه چهرآباد زنجان متعلق به دوره هخامنشیان از جمله مصنوعات آلی و بسیار نادر موجود در ایران است که با مطالعه آن ها اطلاعات ارزشمندی را در رابطه با صنعت چرم سازی آن دوره می توان به دست آورد. برای بازشناخت فناوری تولید و ساخت این آثار، گونه حیوانی پوست، مواد دباغی به کار رفته و مواد مورد استفاده برای چربی دهی مورد مطالعه قرار گرفت. برای شناسایی گونه حیوانی از مشاهدات میکروسکوپی با لوپ دیجیتال بهره برده شد و برای شناسایی عوامل دباغی، از آزمون شیمی تر برای تشخیص حضور تانن های گیاهی، از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM-EDS برای شناسایی عوامل دباغی معدنی، از آنالیز کروماتوگرافی گازی جفت شده با طیف سنج جرمی GC-MS برای شناسایی مواد مورد استفاده در چربی دهی و نهایتاً برای حصول اطمینان از نتایج آنالیز GC-MS از آنالیز دستگاهی طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) بهره برده شد. نتایج حاصل از این مطالعات حاکی از این بود که از پوست حیوانات گاو، گوسفند و بز برای فرآوری این مصنوعات استفاده شده و هیچ-گونه دباغی بر روی این پوست ها صورت نگرفته اما مواد مورد استفاده جهت چربی دهی این آثار، اسیدهای لینولئیک، استئاریک، کاپریک و اولئیک، شناسایی شدند. هم چنین نتایج به دست آمده از آنالیز FT-IR صحت نتایج به دست آمده از آنالیز GC-MS را تأیید نمود.

نخستین آثاری که از شیوه زرین فام به دست آمده متعلق به مصر و سده دوم ه.ق است که بر روی ظروف شیشه ای اجرا شده است. این تکنیک در ادامه بر روی سفالینه های لعاب دار دوران اسلامی به کار گرفته شد. زرین فام، تشکیل لایه بسیار نازکی از نانو ذرات مس و نقره با جلای فلزی در طیف های رنگی گوناگون است که بر روی شیشه یا لعاب در سومین مرحله پخت در شرایط احیاء کوره ایجاد می گردد. در رابطه با فن آوری و ترکیبات زرین فام دو منبع تاریخی در ایران وجود دارد از جمله کتاب ""عرایس الجواهر و نفایس الاطائب"" تألیف ابوالقاسم کاشانی و دیگری کتاب ""جواهر نامه نظامی"" است. در منابع تاریخی تنها کتابی که به میناهای زرین فام بر روی آبگینه پرداخته است کتاب ""جواهرنامه نظامی"" تألیف محمدبن ابی البرکات نیشابوری به سال 595 ه.ق است. در کتاب فوق به تعدادی فرمول اشاره شده است که بر روی آبگینه نیز مورد استفاده قرار می گرفتند. در ایران استفاده از مینای نقاشی با تکنیک زرین فام قدمت طولانی دارد اما در حال حاضر فراموش شده و توسط هنرمندان شیشه انجام نمی گیرد. لذا در این پژوهش دو فرمول از کتاب فوق به عنوان نمونه انتخاب شد و با رویکردی تجربی به منظور معرفی و شناخت مینای زرین فام مورد آزمایش قرار گرفت. به طوری که مینای مذکور به صورت عملی بر روی شیشه ایجاد گشته و در ادامه ساختار شیمیایی این لایه ها توسط مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایش ها حاکی از آن بود که فرمول ارائه شده می تواند ساخت مینای زرین فام روی شیشه را در شرایط مناسب احیاء، ایجاد کند. از عوامل تأثیرگذار در شکل گیری لایه ی زرین فام می توان به نوع شیشه، ترکیبات یا فرمول مینا و شرایط احیاء اشاره کرد. قابل ذکر است که پخت احیاء خود دارای متغیرهایی از جمله دمای پخت، مدت زمان و شدت دود دهی است. در نهایت زرین فام مناسب زمانی حاصل خواهد شد که عوامل فوق به درستی انتخاب و اجرا گردد.

در این مقاله ملات قیر به کار رفته به عنوان ملات ضد آب در آجرهای یادمان تل آجری در شهر پارسه به منظور شناسایی و تحلیل ساختار شیمیایی ماده، اجزاء سازنده و بررسی فرآیندهای فرسایش مورد مطالعه قرار گرفته است. روش های مختلف شیمی تجزیه ی همچنین روشهای جداسازی کلاسیک و مشاهدات میکروسکوپی مقطع ملات قیر در این FT-IR, XRD, XRF دستگاهی از قبیل مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است. بر اساس آزمایش های جداسازی کلاسیک، این ماده به لحاظ حالت فیزیکی مخلوطی دوجزئی مورد تجزیه و شناسایی انواع FT-IR است و از قسمتهای آلی و معدنی تشکیل یافته است. جزء آلی این مخلوط طبیعی به روش گروههای عاملی و هیدروکربنهای سازندهی آن از قبیل آلکانها و ترکیبات آروماتیک قرار گرفت؛ هم چنین نتیجه ی تجزیه ی وجود فازهای معدنی کلسیت، انیدریت، فلدسپار (کلسیم)، کوارتز و دولومیت را در این مخلوط قیری XRD دستگاهی به کمک روش درصد وزنی ترکیبات تشکیلدهنده ی ملات قیر را نشان میدهد. فرآیندهای تخریب در طی سالیان XRF شناسایی کرده است و روش قیر؛ با کاهش دادن بخشهای اشباع روغنی و رزینها در ساختار آن (Age hardening) دفن به سبب پیشرفت واکنشهای پیر –سختی و در نتیجه افزایش شکنندگی و خشکی در ترکیب این ماده همراه است، که لزوم توجه به پایش و کنترل شرایط محیطی در حفظ و نگهداری بهینهی آثار این ملات هخامنشی در تل آجری را ضروری مینماید.

نمک و رطوبت در دیوارهای بناهای تاریخی می تواند مسبب آسیب های جدی گردند. حضور نمک های محلول، در خلل و فرج مصالح ساختمانی از مشکلات اصلی و عمده ی حفاظت است. حملات نمک و افزایش رطوبت تهدیدی برای مصالح ساختمانی و بناهای تاریخی، به خصوص دیوارهای باربر از جنس سنگ، خشت، آجر و ملات به حساب می آید که در وهله ی اول باعث بدمنظر شدن فضای داخلی و خارجی آنها می گردد و درصورتی که بدون درمان رها شود، ممکن است ساختار آن ها را تخریب نماید. در حقیقت تبلور، یک عارضه ی مخرب است که اغلب بر روی سطوح یا زیر لایه های سطحی ظاهر شده و عدم چسبندگی، ورقه ورقه شدن، پوسته شدن و طبله کردن را به همراه دارد. البته مصالحی که در معرض حمله ی نمک قرار گرفته است، به دلیل ساختار شیمیایی نمک های مختلف، تحت تأثیر افزایش رطوبت نیز هستند. معمولاً تمامی آب هایی که در درون مواد و مصالح بناها حضور دارد، مقدار متغیری از نمک های محلول را دارا هستند؛ اما همه ی نمک ها منجر به آسیب نمی شود و فرایند آسیب به میزان انحلال پذیری، جذب رطوبت هوا، حرکت و پویایی نمک و میزان آبگیری بلورهای آن بستگی دارد. نگهداری و مراقبت از آثار و بناهای تاریخی در برابر شوره زنی و گسترش نمک ها و تحقق حفاظت پیشگیرانه، مستلزم رفتارشناسی فیزیکی و شیمیایی نمک های مختلف است. بر همین اساس این پژوهش سعی دارد با مطالعه بر روی ساختار و منشأ نمک های شایع در بناهای تاریخی، متداول ترین تخریب های حاصل از حضور این عوامل آسیب رسان را بررسی نماید. ضرورت توجه جدی به موضوع فوق، تأثیر مستقیمی در انتخاب بهترین رویکرد در جهت مدیریت و کنترل پدیده ی شوره زنی و کاهش روند فرسایشی ناشی از نمک های محلول در آثار و بناهای تاریخی خواهد داشت.

سرعت رو به پیشرفت علوم در شاخه های علوم پایه، فنی و مهندسی و پزشکی در سالیان اخیر بسیار چشمگیر بوده است. در این بین، رشته ها و متدهای تلفیقی علوم نیز با یکدیگر در حال تعامل و تبادل نظر هستند. باستان شناسی نوین نیز از این قاعده مستثنا نیست و این علم از شاخه علوم انسانی، قریب به سی سال است که با تکیه بر روش ها و فن های علمی سعی در پاسخ گویی به سؤالات باستان شناسی و فناوری در دنیای قدیم دارد. استفاده از روش های علمی، دستگاهی و آماری جهت تحلیل روش های رایج در برهه های زمانی متفاوتِ دنیای باستان را تحت عنوان باستان سنجی (آرکئومتری) می نامند. باستان سنجی در حقیقت مدیریت و برنامه ریزی انجام متدهای تحقیقاتی است که از تخصص های موجود در رشته های مختلف جهت تحلیل سؤالات باستان شناسی بهره می برد. استفاده از متدهای باستان-سنجی ایجاد یک زبان مشترک بین محققین علوم پایه، فنی و مهندسی و پزشکی با محققین علوم انسانی و بالأخص باستان شناسی است.