آنالیز عنصری

آگاهی از ترکیب عنصری مصنوعات شیشه ای تاریخی کاربرد بسیار زیادی در بررسی فن ساخت، تعیین مواد اولیه مورداستفاده در ساخت، بررسی تجارت و نقل و انتقالات مواد اولیه و حتی تعیین زمان ساخت آن ها دارد. در این پژوهش 21 نمونه از اشیاء شیشه ای به دست آمده در کاخ شائور با استفاده از روش میکروپیکسی باهدف اندازه گیری عناصر تشکیل دهنده این نمونه ها آنالیز شده است. کاخ شائور در غرب محوطه باستانی شوش و در مجاورت رود شائور در استان خوزستان قرار دارد. کاوش های این محوطه تاریخی بین سال های 1970 تا 1976م. با همکاری مشترک هیئت فرانسوی و گروه ایرانی انجام شده است. در این محوطه سه لایه باستانی مربوط به دوره اسلامی، اشکانی و هخامنشی شناسایی شده است که نمونه های آنالیز شده در این پژوهش مربوط به دوره اشکانیان است. با استفاده از آنالیز عنصری امکان پاسخگویی به سؤالات مطرح شده در این پژوهش وجود دارد؛ از قبیل اینکه در فرایند ساخت ظروف شیشه ای شائور از چه مواد اولیه ای به عنوان مواد ذوب کننده (گدازآور) استفاده شده است؛ زیرا مشخص شدن اینکه این مواد گدازآور، معدنی (ناترون) هستند یا خاکستر به دست آمده از گیاهان، می تواند نقش تعیین کننده ای در بررسی فرایند تجارت مواد اولیه شیشه داشته باشد. همچنین بررسی مواد رنگزا یا رنگبر استفاده شده در فرایند ساخت و مشخص کردن ناخواسته بودن این مواد (ضعف در فن ساخت) یا اضافه شده به صورت عمدی در طول فرایند ساخت، تنها برخی از پرسش هایی است که می تواند به عنوان هدف این کار پژوهشی در نظر گرفته شود. نمونه های آنالیز شده شامل نمونه برداری از قسمت هایی مانند بدنه، لبه، کف و دسته ظروفی با اشکال بطری و عطردان، پیاله (کاسه) و لیوان که غالباً کاربرد آرایشی و دارویی داشته اند، بوده است. این نمونه ها تقریباً همگی دارای رنگ سبز هستند که با یک لایه صدفی رنگ که ناشی از تدفین طولانی مدت در خاک است پوشانیده شده است. نتایج آنالیز عنصری این نمونه ها نشان می دهد نوع شیشه های به دست آمده از این دوره تاریخی با توجه به درصد وزنی اکسید منیزیم و اکسید پتاسیم موجود در نمونه ها که بیشتر از 5/2 درصد وزنی است نوع سودا به دست آمده از گیاهان است. همچنین در تهیه این نمونه ها از منابع سیلیس و خاکستر گیاهی یکسانی استفاده شده است. این نتایج نشان داد که عامل رنگزا و بی رنگ کننده ای به صورت عمدی در طی فرایند ساخت این نمونه ها به آن اضافه نشده است. همچنین با استفاده از آنالیز نمونه ها از سطح مقطع و به دست آوردن توزیع عنصری عناصر تشکیل دهنده نمونه ها مشخص شده است که در این نمونه ها به دلیل خوردگی سطحی ایجادشده، سطح این نمونه ها تا عمق قابل توجهی از سدیم تهی شده است.

مهره های شیشه ای اشیاء بسیار مناسبی برای بررسی تجارت و مبادله مصنوعات شیشه ، بین مناطق و فرهنگ های مختلف در دوران گذشته است. محوطه و آرامگاه های باستانی صالح داود در شوش، در دو فصل در سال های 1378 و 1382 به سرپرستی مهدی رهبر مورد کاوش قرارگرفته است. از این کاوش ها تعداد قابل توجهی مهره های شیشه ای و تعدادی نیز ظروف شیشه ای یافت شده است که بر اساس شواهد به دست آمده مانند سکه و سفال دوره تاریخی مصنوعات شیشه ای این محوطه به دوره اشکانی- الیمایی برمی گردد. در این پژوهش 13 نمونه از اشیاء شیشه ای به دست آمده در صالح داود شامل 5 ظرف و 8 مهره رنگی با استفاده از آنالیز با باریکه یونی میکرونی و با استفاده از روش هایmicro-PIXE و micro-RBS با هدف اندازه گیری عناصر تشکیل دهنده بدنه اصلی و تزیینات به کاررفته در سطح شیشه ها و همچنین اندازه گیری ضخامت و خلوص لایه طلا کوب استفاده شده در سطح نمونه ها آنالیز شده است. مهم ترین سؤالات مطرح شده در این پژوهش شامل: 1- آیا مهره ها و ظروف شیشه ای، تولید محلی هستند یا از مناطق دیگری به این ناحیه وارد شده اند. 2- تعیین نوع ماده رنگزای استفاده شده در تهیه رنگ های مختلف، به دلیل استفاده از رنگ های متنوع در تزئینات سطح و بدنه اصلی مهره ها. 3- اندازه گیری ضخامت و بررسی لایه طلا با استفاده از روش پس پراکندگی رادرفورد جهت شناخت تکنیک ساخت و فن شناسی این آثار به کاررفته است. آنالیز عنصری این نمونه ها نشان می دهد که نمونه های آنالیز شده از این محوطه از نوع سیلیکا- سودا- آهک (SiO2-Na2O-CaO) هستند. نتایج کمی آنالیزها نشان می دهد میانگین درصد وزنی اکسید منیزیم و اکسید پتاسیم که دو عنصر شاخص و مهم در تعیین نوع سودای استفاده شده در نمونه ها هستند، در مهره های رنگی به ترتیب 12/1 و 92/0% و در ظروف آنالیز شده به ترتیب 20/5 و 52/3% است. بنابراین، با توجه به درصد وزنی این دو اکسید که برای مهره های رنگی کمتر از 5/1% و برای ظروف بیشتر از 5/2% است، می توان نتیجه گرفت که سودای استفاده شده در مهره های شیشه ای از ماده معدنی ناترون و سودای استفاده شده در ظروف از خاکستر گیاهان به دست آمده است. بنابراین این نتایج نشان می دهند که مهره های شیشه ای احتمالاً از مناطق دیگری مثل مصر و یا نواحی شرقی دریای مدیترانه از طریق تجارت محصولات شیشه ای و یا مواد اولیه مورداستفاده در ساخت شیشه به صالح داود آورده شده اند. همچنین نتایج آنالیزmicro-PIXE نشان داد که در بدنه اصلی این مهره ها از اکسید مس (Cu2O) و اکسید آهن (Fe2O3) با درصد وزنی متفاوت به عنوان عامل رنگزا در ایجاد رنگ سبز استفاده شده است. علاوه بر این، نتایج نشان داد که از اکسید سرب (PbO) برای ایجاد رنگ زرد و سفید و همچنین از اکسید مس (Cu2O) برای ایجاد رنگ قرمز در تزئینات سطحی مهره ها استفاده شده است.

در این مقاله، نتایج به دست آمده از آنالیز عنصری 36 نمونه از قطعات شیشه ای مکشوفه از مجموعه میراث جهانی تخت سلیمان و محوطه های تاریخی اردبیل در شمال غرب ایران که قدمت آن ها از دوره ساسانی تا دوره اسلامی است، ارائه شده است. نمونه های شیشه ای آنالیز شده در این پژوهش شامل نمونه های مطالعاتی از اشیاء تزیینی، قطعات ظروف و اشیاء نامشخص از شیشه است که در رنگ های سبز روشن و تیره، سبز زمردی، سفید، ارغوانی، آبی فیروزه ای، قهوه ای و مشکی ساخته شده اند. آنالیز عنصری این نمونه ها با استفاده از روش میکروپیکسی در آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای در ایران انجام شده است. با استفاده از میکروپیکسی، عناصر اصلی و کم مقدار تشکیل دهنده این شیشه ها اندازه گیری شده و با استفاده از نتایج به دست آمده به سئوالات مهمی در زمینه فن شناسی و تکنیک ساخت، تعیین مواد اولیه مورد استفاده در ساخت و تعیین نوع شیشه ها و تجارت و نقل و انتقالات مواد اولیه پاسخ داده شده است. همچنین برای بررسی تفاوت های موجود در ترکیبات عنصری شیشه های به دست آمده از این محوطه ها با شیشه های به دست آمده از مناطق دیگر در ایران و جهان، اشیاء آنالیز شده در این پژوهش با نمونه های متعددی از محوطه هایی بسیار مهم از دیگر نقاط ایران و کشورهای حوزه شرق مدیترانه مانند سوریه، مصر، فلسطین، لبنان و کشورهای همسایه مانند عراق مقایسه شده است. نتایج به دست آمده از این پژوهش، نشان می دهد شیشه های آنالیز شده از این محوطه ها بر اساس ترکیبات عنصری و نوع ماده گدازآور استفاده شده در فرایند ساخت، به شش گروه مختلف و متفاوت تقسیم می شوند. بر اساس این تقسیم بندی مشخص شد که تعداد قابل توجهی از شیشه های آنالیز شده از این محوطه ها از نوع شیشه های سیلیکا- سودا-آهک محسوب می شوند که در آن ها از خاکستر گیاهان به عنوان ماده گدازآور استفاده شده است و به احتمال بسیار زیاد جزء تولیدات بومی و داخلی هستند. همچنین نتایج آنالیز، در نمونه های این محوطه ها، وجود برخی از اشیاء شیشه ای که منشأ و محل تولید آن ها کاملاً غیر بومی هستند و می توانند بر اساس تبادلات تجاری به این مناطق وارد شده باشند را کاملاً تأیید می کند. شیشه های گروه ناترون، گروه Pb-Ba و گروه Potash از جمله نمونه های غیر بومی محسوب می شوند.

مطالعه و اندازه گیری ترکیبات عنصری نمونه های ابسیدین از اهمیت خاصی در بین پژوهشگران برخوردار است، زیرا با آگاهی از ترکیبات عنصری ابسیدین های باستانی، می توان اطلاعات بسیار ارزنده ای در زمینه بررسی تجارت و نقل و انتقالات جوامع اولیه بدست آورد. در این طرح پژوهشی،17 نمونه از ابسیدین های محوطه پیش از تاریخی تل خاری پاسارگاد که در طی دو فصل کاوش، در سال های 1396 و 1397 بدست آمده اند، با استفاده از روش میکروپیکسی مورد آنالیز عنصری و بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، با استفاده از عناصر اصلی و کم مقدار اندازه گیری شده در ترکیبات ابسیدین ها و مقایسه آنها با منابع شناخته شده ابسیدین در آناتولی و ارمنستان و همچنین استفاده از تحلیل های آماری و نمودارهای پراکندگی دو یا سه بعدی، طبقه بندی و بررسی منشأ ابسیدین های تل خاری انجام شده است. نتایج بررسی های آنالیز عنصری نشان می دهد که دو گروه کاملاً متمایز در این ابسیدین ها قابل شناسایی است که بر اساس عناصر مختلفی، از جمله اکسیدهای آهن، منگنز، تیتانیم و آلومینیم قابل تفکیک هستند. همچنین با مقایسه ابسیدین های محوطه تل خاری با محوطه های مختلفی از آناتولی و ارمنستان مشخص شد که ترکیبات ابسیدین های گروه اول تل خاری با نمونه هایی از معدن بینگول A از آناتولی و ابسیدین های گروه دوم تل خاری نیز با نمونه هایی از معادن ننزی داغ، پاسینلر و میدان داغ در آناتولی مرکزی و شرقی ترکیبات یکسانی دارند. بنابراین این احتمال که ابسیدین های بدست آمده در تل خاری از منابع ابسیدین آناتولی با استفاده از یک شبکه انتقال و تجارتی با مسافت بسیار طولانی که در حدود 1000 تا 1900 کیلومتر بوده است، بسیار محتمل است.

پیش نیاز توسعه دانش باستان شناسی در کشور، دسترسی به آزمایشگاه های مجهز، به کارگیری متخصصان مجرب و گسترش همکاری های ملی و بین المللی است. امروزه دستاوردهای صنعت هسته ای در کشور می تواند سبب ارتقا کیفی و کمّی دانش باستان سنجی شود. با توجه به رشد و توسعه روزافزون روش های آنالیز مواد، لازم است مزایا و محدودیت های این روش ها موردتوجه پژوهشگران حوزه باستان سنجی قرارگیرد. در این پژوهش، امکانات و فرصت ها ی پژوهش در علم باستان سنجی تحلیلی با استفاده از روش های علوم تجربی در ایران ارائه و بحث شده است. به منظور معرفی ظرفیت های فنی کشور در این حوزه، تجهیزات و امکانات موجود برای انجام آنالیز و تحلیل داده های مرتبط با آن بررسی شده اند. علاوه بر این، به منظور شناخت مواد به کار برده شده در نمونه های باستانی و تعیین خاستگاه آن ها، مطالعه چند نمونه از این آثار با استفاده از روش های مختلف انجام شده است. فعالیت های انجام شده در این پژوهش شامل: پرتونگاری با ایکس و نوترون برای تصویر برداری از ساختار یک کوزه تاریخی مربوط به اوایل دوره قاجار، آنالیز عنصری آثار نگارگری در نسخ خطی با استفاده از روش آنالیز عنصری به منظورتعیین منشأ رنگ دانه های به کاررفته در آن، مطالعه الیاف طلا در فرش های نفیس دوره صفویه با استفاده از آنالیز هم زمان آنالیز عنصری و ساختاری، و آنالیز عنصری رنگ دانه های به کار رفته در نمونه های کاشی زرین فام مربوط به کاشان به روش آنالیز عنصری است. نتایج این پژوهش نشان می دهد ظرفیت های فنی موجود در کشور می تواند در شناخت ماهیت آثار باستانی و ارائه تحلیل های دقیق تر از این آثار، فرصت های جدیدی را در اختیار باستان شناسان کشور قرار دهد.

اقلیم شناسی دیرینه شامل مطالعه اقلیم در هر قسمتی از تاریخ زمین است که از این میان مطالعه تغییرات کواترنری و به ویژه هولوسن که ارتباط بیشتری با شرایط اقلیم کنونی زمین دارد. تغییرات محیطی و اقلیمی، سیگنال های ژئوشیمیایی را در رسوبات دریاچه ای به جای می گذارند که می-تواند در تفسیر شرایط محیطی و اکولوژیکی گذشته استفاده شود. پلایای دامغان واقع در مرکز چاله دامغان در استان سمنان واقع در نیمه شمالی کشور است. هدف از این پژوهش تحلیل تحولات اقلیم دیرینه در این پلایا با استفاده از داده های رسوبی، آنالیزهای دانه سنجی و آنالیز عنصری به روش ارزیابی شاخص های اقلیمی و تحلیل شرایط رسوبی و عناصر رسوبات است. براین اساس نتایج آنالیز های رسوبی و ژئوشیمیای در پلایای دامغان نشان می دهد در انتهای گمانه شرایط محیطی مرطوب بوده و با گذشت زمان در انتهای این دوره در این منطقه با روند تدریجی کاهش رطوبت مواجه بوده است. در رخساره بعدی شرایط اقلیمی شدیدا سرد و خشکی در منطقه حاکم می شود بعد از مشخص شدن این دوره سرد و خشک در انتهای این دوره شرایط گرم و مرطوب آب و هوایی در دامغان مسلط بوده است. در ابتدایگمانه نیز روند خشک شدگی دریاچه آغاز و بتدریج دریاچه ای شور و کم عمق در حوضه جایگزین می شود که نهایتا شرایط پلایایی در منطقه ایجاد شده و تا امروز ادامه دارد. نتایج نشان می دهند تفسیر ژئوشیمی (آنالیز عنصری ) نوسانات رطوبت، خشکی و دمای محیط را در توالی های مختلف در منطقه دامغان به خوبی مشخص می کند.