sabato, Novembre 27, 2021
Scienza

Science Notes-Studiare le pietre di Stonehenge

Al centro della ricerca delle origini delle pietre di Stonehenge ci sono le analisi petrografiche e geochimiche, e uno dei più utilizzati di questi strumenti analitici è la fluorescenza a raggi X (XRF). Questa tecnica irradia una radiografia a un campione, che fa sì che i suoi atomi emettano raggi X secondari “fluorescenti” in risposta. Questi raggi X fluorescenti riflettono la composizione elementare del campione. In questo modo, offre un metodo rapido per identificare gli elementi unici che compongono un campione. È diventato particolarmente utile sul campo, poiché le macchine portatili XRF (pXRF), delle dimensioni degli asciugacapelli, sono ora facilmente disponibili e producono risultati in un paio di minuti.

Il vantaggio principale di pXRF è che è completamente non distruttivo, il che lo rende immensamente utile nello studio di Stonehenge. Recentemente è stato utilizzato su tutte le 52 pietre sarsen esistenti ed è stato precedentemente applicato anche alle pietre blu. Poiché non è possibile campionare in modo distruttivo tutte le pietre che compongono il monumento, questo tipo di analisi fornisce un modo per determinare se le pietre hanno una composizione simile tra loro, e quindi è probabile che provengano dalla stessa area di origine. Ad esempio, usando pXRF, il recente esame dei sarsen ha scoperto che tutti tranne due probabilmente provenivano dalla stessa posizione.

Ma pXRF non può raccontare tutta la storia, e spesso sono necessari metodi geochimici più distruttivi per aiutare a individuare l’origine specifica di una pietra. A Stonehenge, il debitage (frammenti sparsi di detriti di pietra) viene spesso utilizzato per l’analisi distruttiva, in modo da non danneggiare le pietre stesse. L’uso di debitage, tuttavia, è problematico per gli studi di approvvigionamento geochimico, in quanto è raramente possibile dire da quale pietra provenisse il materiale sfuso. Un nucleo recentemente identificato perforato da uno dei sarsen (vedi CA 352) ha eluso questo problema e ha permesso, per la prima volta, il campionamento distruttivo di un sarsen noto. Tre piccoli campioni di questo nucleo sono stati schiacciati e analizzati, utilizzando sia la spettrometria di massa al plasma accoppiata induttivamente (ICP-MS) che la spettrometria di emissione atomica al plasma accoppiata induttivamente (ICP-AES). Anche se queste tecniche sembrano complicate, alla fine ciò che fanno entrambi è suddividere un campione nei suoi elementi separati, che possono quindi essere rilevati e analizzati, ma con una precisione molto più elevata e con limiti di rilevamento molto migliori rispetto al pXRF.

Una volta che la composizione elementare di un campione è noto, per identificare la sua origine ha bisogno di essere confrontato con i campioni provenienti da possibili posizioni di origine. Per i bluestones, questo ha aiutato a individuare specifici siti di cava nella regione di Mynydd Preseli in Galles (vedi CA 311 e 345); per le possibili origini di sarsen have dovrai controllare la nostra funzione in questo numero!

Queste non sono le uniche tecniche distruttive disponibili per il petrologo, però. Una delle nuove tecnologie più interessanti è il SEM-EDS automatizzato (microscopia elettronica a scansione con spettri dispersivi di energia collegati), che è stato evidenziato nella funzionalità del mese scorso sui bluestones. Mentre le tecniche sopra menzionate sono in grado di separare un campione nei suoi elementi compositi per l’analisi, SEM-EDS è in grado di identificare i singoli minerali presenti in un campione, nonché mapparli e quantificarli, il che è drammaticamente più informativo. SEM-EDS viene applicato anche ai campioni sarsen dal nucleo di Stonehenge, quindi guarda questo spazio per i risultati emergenti.

Finalmente, uno strumento mineralogico aggiuntivo che è stato utilizzato sui bluestones, e sperimentato su sarsens nel Kent, è U-Pb e piombo-piombo zircone radiometrica incontri. Si basa sul fatto che lo zircone è un minerale diffuso che si trova all’interno di quasi tutti i tipi di rocce e che incorpora sia gli atomi di uranio che di torio nella sua struttura cristallina, ma respinge fortemente il piombo durante la formazione. Perciò, come zircone contiene poco piombo quando si forma e la velocità esatta con cui l “uranio decade nella sua serie di isotopi di piombo è noto, determinando il rapporto tra isotopi di piombo all” uranio in un campione zircone, è possibile stabilire la sua età. Questo è utile nel provenancing le pietre di Stonehenge, consentendo ai ricercatori di abbinare la gamma di età – così come la dimensione, forma, e la qualità dei grani zircone – tra loro e le eventuali aree di origine potenziali. E ‘ stato utilizzato sui bluestones per contribuire a integrare i risultati sia da ICP-AES e ICP-MS, così come SEM-EDS.

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