Identyfikacja obtoczonych krzemieni i narzędzi kamiennych

Ten przewodnik dla początkujących po identyfikacji obtoczonych krzemieni i narzędzi kamiennych został napisany przez Barry’ego Bishopa i jest jednym z serii przewodników wprowadzających, opublikowanych przez sieć archeologii społecznej Jigsaw.

Celem tego przewodnika jest pomoc w rozpoznawaniu narzędzi krzemiennych oraz w odróżnianiu skał celowo modyfikowanych od naturalnie występujących.

Dlaczego narzędzia kamienne są ważne?

• • Ludzie są jedynymi zwierzętami regularnie wytwarzającymi narzędzia, a sposób, w jaki to robią, różni się w zależności od kultury. Studiowanie technologii wytwarzania narzędzi pozwala nam lepiej zrozumieć siebie i innych.
  • Narzędzia kamienne stanowią jedne z najwcześniejszych dowodów na to, co możemy uznać za ludzkie zachowanie i były wykonywane mniej więcej nieprzerwanie od czasu pojawienia się pierwszych człekopodobnych przodków. Narzędzia kamienne po raz pierwszy pojawiają się w Afryce około 3 milionów lat temu, a najwcześniejsze, jak dotąd uznane w Wielkiej Brytanii, z Happisburgh w Norfolk, mają prawie 1 milion lat. Regularne używanie narzędzi kamiennych trwało aż do epoki żelaza, około 2 000 lat temu. Nadal były one wykonywane do celów specjalistycznych; jako zapalniki do strajków, do obróbki łupków, a ostatnio jako krzemienie do broni. Guzki krzemienne nadal są wyrabiane z myślą o dekoracyjnych kamieniach budowlanych, a wykuwanie krzemienia pozostaje popularną rozrywką rekreacyjną.
  • Narzędzia kamienne odgrywają uprzywilejowaną rolę w archeologii, ponieważ są niezwykle trwałe i przetrwają w większości okoliczności. Narzędzia paleolityczne przetrwały setki tysięcy lat, wytrzymując kolejne epoki lodowcowe i będąc zmywane przez rzeki, ale wciąż możemy je podnieść, zobaczyć jak zostały wykonane i powiedzieć coś o ich twórcach. Even for more recent periods, the effects of weather and ploughing over thousands of years means more often than not stone tools are the only surviving evidence for where people were living and what they were doing.
  • A further reason stone tools are significant for archaeologists is that they were made in vast quantities. Pojedynczy epizod odłupywania może wygenerować tysiące kawałków; wiele milionów kawałków uderzonego krzemienia pozostaje do odnalezienia, każdy zdolny do opowiedzenia swojej małej części historii naszej przeszłości.

Kamień do obróbki

Więc jest ich dużo i zostały wykonane w długim okresie czasu. Ale co możemy z nimi zrobić? Pierwszą rzeczą, którą musimy zrobić, to rozpoznać je i odróżnić od kamienia naturalnego. Kamień niewątpliwie był i nadal jest używany w stanie zupełnie niezmodyfikowanym – wielu ludzi używało kiedyś kamienia jako młotka, jeśli nic innego nie było dostępne. Jednak o ile nie został on w widoczny sposób zmodyfikowany lub nie znajdujemy go w nietypowym kontekście – na przykład stosy małych, zaokrąglonych kamieni znajdowane w pobliżu wejść do hillfortów, które mogą być skrytką kamieni procy – zazwyczaj bardzo trudno jest mieć pewność, że kamień naturalny był używany, jeśli nie pozostawia on śladów. W większości przypadków musimy szukać oznak, że kamień został celowo zmodyfikowany, a to może nastąpić na dwa główne sposoby:

• • Bardzo gruboziarnista skała lub skała z wyraźnymi równinami podłoża może być dziobana w kształt przez wielokrotne uderzanie, usuwanie małych fragmentów i pyłu, aż osiągnie pożądany kształt. Można je rozpoznać po śladach zużycia na ich powierzchni i dowodach na ich celowe kształtowanie.
  • Skała drobnoziarnista, w której możliwe jest kontrolowanie linii pęknięć, może być uformowana w łuski – zasadniczo przez uderzanie w celu usunięcia dużych brył. Wiele rodzajów skał może być łamane w ten sposób, ale najbardziej znany jest krzemień.

Gdy artefakty zostały ukształtowane, albo przez dziobanie lub knapping, niektóre były dalej modyfikowane przez szlifowanie i polerowanie; w końcu może to osiągnąć lustrzane wykończenie.

W Anglii Wschodniej czasami znajdujemy importowany kamień, głównie z północnej lub zachodniej Brytanii, a przy rzadkich okazjach możemy znaleźć kamień, taki jak Jadeit, który pochodzi aż z Alp. Jednakże, masywnie przewyższający te i przeważający w użyciu dla „codziennych” narzędzi w regionie jest krzemień, który był obrabiany przez odłupywanie.

Identyfikacja Krzemienia Odłupanego od Naturalnych Kawałków

Krzemień jest bardzo twardy, a to oznacza, że jego krawędzie mogą być niewiarygodnie ostre i odporne na zużycie. Ale równie ważna jest jego struktura. Jest to głównie dwutlenek krzemu, tak jak piaskowiec czy szkło, ale ma to, co jest znane jako struktura kryptokrystaliczna. Jest krystaliczna, ale kryształy są tak małe, że nie odchylają żadnych fal sił, które przez nią przechodzą. Dlatego też, przy dużej wprawie i odrobinie szczęścia, można kontrolować sposób pękania krzemienia, co pozwala na formowanie brył krzemienia i odrywanie płatków o określonym kształcie i wielkości. Niestety istnieją również naturalne procesy, które mogą powodować pękanie krzemienia i musimy rozróżniać kawałki, które zostały wyłupane od tych, które pękły naturalnie.

Podstawowo istnieją dwa sposoby, w jakie krzemień może pękać:

• • Poprzez rozszerzalność cieplną i kurczenie się: jak wszystko inne, krzemień powiększa się nieznacznie, gdy się nagrzewa i kurczy, gdy stygnie. Może nie brzmi to zbyt destrukcyjnie i krzemień zmienia kształt tylko w niewielkim stopniu, ale z czasem powoduje to powstawanie słabych punktów w kamieniu – wad termicznych – i w końcu krzemień rozpada się na dwa lub więcej kawałków. Powinniśmy pamiętać, że w przeszłości, podczas epoki lodowcowej, było znacznie chłodniej niż teraz. W nocy krzemień na powierzchni zamarzał bardzo głęboko, a następnie rozgrzewał się szybko, gdy wychodziło słońce.
  • Poprzez zastosowanie mechaniczne; zasadniczo, jeśli uderzy się mocno lub wywiera się wystarczające ciśnienie, krzemień złamie się – jest to znane jako złamanie udarowe.

Dwie rzeczy do zauważenia

• • W naturze, nie ma praktycznie żadnych procesów, które mogą faktycznie spowodować, że kawałek krzemienia zostanie uderzony z wystarczającą siłą, aby spowodować jego pęknięcie poprzez złamanie udarowe. Niektóre „przypadkowe” procesy, takie jak orka, mogą złamać krzemień przez uderzenie. Mogą one być mylące, ale brak „celowe” lub powtarzające się knapping będzie zazwyczaj odróżnić je od celowo hit pieces.
  • Dwa rodzaje złamania, termiczne i udarowe, pozostawiają nieco inne znaki na powierzchni krzemieni, a zatem możliwe jest, aby powiedzieć, czy kawałek został celowo hit lub złamał naturalnie. Różnice zostaną przedstawione poniżej.

Złamanie termiczne
Złamanie termiczne jest spowodowane bardzo powoli, jak krzemień nagrzewa się lub chłodzi. Złamanie zaczyna się w środku guzka, często wokół zanieczyszczenia, a linia złamania powoduje powstanie wielu koncentrycznych pierścieni na złamanej powierzchni, które rozchodzą się od tego punktu.

Obraz powyżej przedstawia odprysk krzemienia, który oddzielił się od większego guzka poprzez termiczne kurczenie się i rozszerzanie, typ powszechnie znany jako odprysk „potlid”. Punkt, w którym pęknięcie zostało zainicjowane, jest zanieczyszczeniem i może być widoczny jako ciemniejszy znak tuż nad środkiem krzemienia, a pierścienie, reprezentujące postęp pęknięcia, mogą być widoczne jako emanacja od tego do jego krawędzi.

To zdjęcie pokazuje kawałek krzemienia z kilkoma fasetami termicznymi. Mimo, że pod pewnymi względami wygląda on na złuszczony, bliższa inspekcja pokazuje, że wszystkie pierścienie rozwinęły się z wnętrza krzemienia i dlatego nie mogły być spowodowane uderzeniem.

Niniejsza ilustracja przedstawia kawałki termicznie pękniętego krzemienia, które zostały później uderzone i użyte jako narzędzia rdzeniowe w późniejszej epoce brązu. Naturalne pęknięcia termiczne można zobaczyć jako koncentryczne pierścienie, podczas gdy celowo wybite blizny mają pierścienie, które zaczynają się od krawędzi krzemienia i promieniują do wewnątrz. Ich podobieństwo do niektórych rodzajów muszli morskich spowodowało, że złamania udarowe często określa się mianem złamań „konchoidalnych” (przypominających muszle).

Złamania udarowe
W przypadku złamań udarowych inicjacja, która powoduje rozpoczęcie złamania, następuje nagle i zawsze z zewnątrz – po prostu nie można uderzyć we wnętrze kawałka krzemienia. Pozostawia to szereg cech lub atrybutów, które powinny być obecne na wszystkich uderzonych krzemieniach. W rzeczywistości nie zawsze są one łatwe do zauważenia na wszystkich kawałkach, i oczywiście wiele uderzonych krzemieni jest złamanych, więc może brakować części. Jednakże, z tą wiedzą i patrząc na tak wiele prawdziwych uderzonych kawałków, jak to tylko możliwe, łatwo jest odróżnić krzemienie uderzone przez człowieka od naturalnie pękniętych.

Gdy kawałek krzemienia, lub rdzeń, jest uderzony z wystarczającą siłą, pęknięcie jest inicjowane od miejsca uderzenia i podróżuje przez niego, aż do ponownego pojawienia się na powierzchni w innym miejscu. Oderwany kawałek nazywany jest płatkiem. Dzięki umiejętnościom, ta linia złamania może być starannie kontrolowana.

Złamanie udarowe może być osiągnięte na trzy główne sposoby, z których wszystkie pozostawiają niewielkie różnice w atrybutach płatków:

• • Uderzenie twardym młotkiem jest wtedy, gdy płatek jest oderwany przy użyciu kamienia młotkowego, który jest z równoważnego lub twardszego materiału niż krzemień. W Anglii Wschodniej najczęściej używanymi młotkami były inne kawałki krzemienia lub kamyki utwardzonego piaskowca, które można znaleźć w osadach lodowcowych i żwirach rzecznych w tym regionie.
  • Miękki młotek udarowy to taki, w którym młotek jest bardziej miękki niż krzemień. Najczęściej używano poroża, ale polana z twardego drewna i kawałki gęstej kości również mogą być używane.
  • Łupanie pod ciśnieniem polega na nieuderzaniu, ale wywieraniu coraz większego nacisku na krawędź kawałka krzemienia, zwykle za pomocą szpica z kości lub poroża, aż w końcu pęka i odrywa się bardzo cienki odprysk. Jest on stosowany głównie jako środek do kształtowania i cienkie narzędzia, takie jak groty strzał i niektórych rodzajów noży.

Ten obrazek pokazuje główne atrybuty, które można zobaczyć na czole brzusznym (wewnętrznym kawałku, który był przymocowany do rdzenia) płatka. Rdzenie zachowają blizny po oderwaniu płatka, które pokażą identyczne atrybuty, ale oczywiście w odwrotnej kolejności!

• • Platforma uderzeniowa. Złamanie zaczyna się na zewnętrznej stronie krzemienia, co oznacza, że każdy ludzko uderzony płatek musi mieć resztki powierzchni rdzenia, w którym zadano cios. Kąt pomiędzy platformą uderzającą a „twarzą” rdzenia jest kluczowy dla określenia sposobu odłamywania się płatka oraz jego wielkości i grubości. Dlatego też często był on modyfikowany, np. przez fasetowanie lub przycinanie krawędzi, co może dać nam wskazówki co do daty wykonania danego kawałka.
  • Punkt uderzenia jest dokładnym miejscem, w którym spadł cios i jest spowodowany kruszeniem do powierzchni. Jak bardzo są one widoczne zależy od twardości młotka i umiejętności knappera.
  • Bańka Uderzeniowa jest cechą mechaniki pęknięć. Tuż poniżej punktu uderzenia złamanie przemieszcza się przez krzemień w kształcie stożka, który szybko przekształca się w pęcznienie lub bańkę, a następnie rozprasza się aż do spotkania z krawędzią rdzenia. Płatek będzie zatem posiadał niewielką cechę w kształcie stożka oraz zgrubienie na jego brzusznej powierzchni. Uderzenia twardym młotkiem mają tendencję do skutkowania wyraźnymi bańkami, podczas gdy użycie miękkich młotków często skutkuje albo małą i dyskretną półkulistą bańką, albo taką, która jest ledwo zauważalna.
  • Ślady po pęknięciach są podobne do tych widzianych na naturalnie złamanym krzemieniu, ale w przypadku kawałków uderzonych przez człowieka zawsze będą emanować z platformy uderzeniowej, gdzie uderzenie zostało zadane
  • Blizny Erallieur są małymi bliznami płatków często widzianymi na bańkach płatków po uderzeniach. Przyczyny ich powstawania nie są w pełni zrozumiałe, choć zwykle występują tylko wtedy, gdy używane są twarde młotki.
  • Dystalne zakończenie to punkt, w którym złamanie wychodzi z rdzenia. Różnią się one od ostrych (pióra) do zaokrąglonych i tępych (zawiasy), w zależności od siły uderzenia. Cechy płatków są zatem wskazówką, czy dany płatek został celowo uderzony, czy nie, ale mogą nam również powiedzieć o tym, w jaki sposób przeprowadzono rzeźbienie. Przyglądając się technikom odłupywania można datować zespoły i wnioskować zarówno o poziomie umiejętności, jak i intencjach odłupujących.

Datowanie zespołów narzędzi krzemiennych

Datowanie zespołów krzemiennych osiąga się zazwyczaj na dwa główne sposoby: Jeśli mamy szczęście, możemy znaleźć chronologicznie wrażliwe kawałki diagnostyczne lub skamieniałości typu: są to narzędzia, które zostały wykonane tylko w jednym okresie. Mikrolity, na przykład, wydają się być wykonywane tylko w mezolicie, a polerowane siekiery w neolicie. Groty strzał również zmieniały swój kształt w czasie i dlatego mogą być dość dokładnie datowane.

Jednakże istnieje tylko niewielka liczba tego typu narzędzi i częściej niż nie są one obecne w skupiskach. Musimy zatem polegać na zmianach w sposobach obróbki rdzeni i produkcji narzędzi – technologii danego zespołu. Na szczęście dla nas istnieje nieskończenie wiele sposobów, w jakie ludzie mogą zredukować bryłę krzemienia, a stosowane przez nich metody zmieniały się w czasie. Rejestrujemy więc wszystkie atrybuty zespołu, nie tylko odpadki, i próbujemy zrekonstruować sposoby, w jakie kowale radzili sobie z krzemieniem. Aby zrobić to dokładnie, potrzebujemy jak najwięcej odpadów, więc zawsze warto zachować wszystkie uderzone krzemienie z wykopalisk lub badań terenowych, nie tylko te ładne kawałki, to wszystko dodaje się do historii!

Identyfikacja krzemieni – dalsza lektura

Mam nadzieję, że ten przewodnik pomoże w identyfikacji krzemieni i odróżnianiu krzemieni naturalnych od tych, które zostały celowo uderzone. Dla tych, którzy chcą lepiej zrozumieć krzemień i techniki jego odłupywania, przydatne mogą być następujące podręczniki:

Andrefsky, W. 1998 – Lithics: macroscopic approaches to analysis. Cambridge Manuals in Archaeology. Cambridge University Press. Cambridge.

Kooyman, B.P. 2000 – Understanding Stone Tools and Archaeological Sites. University of Calgary Press. Calgary.

Shepherd, W. 1972 – Flint. Jego pochodzenie, właściwości i zastosowania. Faber and Faber. London.
Whittaker, J.C. 1994 – Flintknapping: making and understanding stone tools. University of Texas Press. Austin.

Bardzo dogłębne relacje obejmują następujące:

Andrefsky, W. (Ed.) 2001 Lithic Debitage: context, form and meaning. University of Utah Press. Salt Lake City.

Andrefsky, W. (Ed.) 2008 Lithic Technology: measures of production, use and curation. Cambridge University Press. Cambridge.

Andrefsky, W. 1994 Raw-Material Availability and the Organization of Technology. American Antiquity 59 (1), 21-34.

Andrefsky, W. The Analysis of Stone Tool Procurement, Production and Maintenance. Journal of Archaeological Research 17, 65-103.

Cotterell, B. and Kamminga, J. 1979 – The Mechanics of Flaking. In: B. Hayden (Ed.) Lithic Use. Wear Analysis, 97-112. Academic Press. New York.

Cotterell, B. and Kamminga, J. 1987 – The Formation of Flakes. American Antiquity 52, 675-708.
Odell, G.H. 2000 – Stone Tool Research at the End of the Millennium: procurement and technology. Journal of Archaeological Research 8 (4), 269-331.

Odell, G.H. 2001 – Stone Tool Research at the End of the Millenium: classification, function and behaviour. Journal of Archaeological Research 9 (1), 45-100.

Odell, G.H. 2004 – Lithic Analysis (Manuals in Method, Theory and Technique). Springer. New York.
Ohnuma, K and Bergman, C. 1982 – Experimental Studies in the Determination of Flaking Mode. Bulletin of the Institute of Archaeology 19, 161- 170.

Pelcin, A. W. 1997a – The Effect of Indentor Type on Flake Attributes: evidence from a controlled experiment. Journal of Archaeological Science 24, 613-621.

Pelcin, A. W. 1997b – The Effect of Core Surface Morphology on Flake Attributes: evidence from a controlled experiment. Journal of Archaeological Science 24, 749-756.

Pelcin, A. W. 1997c – The Formation of Flakes: the role of platform thickness and exterior platform angle in the production of flake initiations and terminations. Journal of Archaeological Science 24, 1107-1113.

Speth, J.D. 1972 – Mechanical Basis of Percussion Flaking. American Antiquity 37 (1), 34-60.