Przeszłość na przyszłość, czyli jak fizycy badają funkcjonowanie kultur pierwszych Homo Sapiens

Koniec roku to dobry moment w instytucjach badawczych, by przypomnieć szczególnie ciekawe wyniki osiągnięte w poprzedzających dwunastu miesiącach. Należą do nich niewątpliwie te, które są wynikiem współpracy uczonych różnych specjalności. Ich przykładem są opublikowane w minionym roku wspólne prace archeologów, chemików i fizyków dotyczące stanowiska archeologicznego w Ćmielowie.

Naukowcy z NCBJ we współpracy z innymi badaczami analizowali zabytki kultury materialnej społeczności późno paleolitycznej, należącej do kręgu kultury magdaleńskiej (18 do 11 tys. lat wstecz), odkryte pod Ostrowcem Świętokrzyskim w Ćmielowie. Kultura ta, której ślady znaleziono w wielu miejscach Europy Zachodniej i Środkowej, jest szerzej znana z tworzenia jaskiniowej sztuki naskalnej z regionu Francji (jaskinia Lascaux) i Hiszpanii (jaskinia Altamira). Na terenie obecnej Polski jej ślady funkcjonowania odnotowano m.in. w formie obozowiska na "otwartym” terenie. Badania fizyko-chemiczne obiektów ze stanowiska w Ćmielowie były prowadzone w roku 2020 i skupiały się na przybliżeniu aspektów funkcjonowania dawnych społeczności zbieracko-łowieckich.

Badania specjalistyczne dotyczyły, między innymi, odłamków materiału kamiennego (chalcedonitu) odnalezionych podczas prowadzenia prac w wykopaliskach w latach 2004 - 2009. Stanowisko archeologiczne Ćmielów 95, usytuowane na wzgórzu Mały Gawroniec Wyżyny Sandomierskiej to obszar ponad 4 arów, na którym znaleziono ponad 17,5 tysiąca artefaktów oraz innych śladów kultury magdaleńskiej z epoki Paleolitu. Szczególną uwagę badaczy przykuły niewielkie fragmenty (6,7 cm x 3,9 cm x 3,3 cm oraz 3,7 cm x 2,2 cm x 3,3 cm) większych przedmiotów, jednak znalezione elementy były zbyt małe, by zrekonstruować pierwotny ich kształt i określić ich przeznaczenie.

Przed analizami specjalistycznymi wykonanymi przy udziale badaczy z NCBJ, uważano, iż są to fragmenty lampek oświetleniowych, w których paliwem był materiał organiczny (w tym mech, porosty oraz tłuszcz zwierzęcy). Lampki takie znane są powszechnie z terenów Zachodniego Magdalenianu, gdzie służyły do oświetlania obozowisk jaskiniowych. Kolejną hipotezą roboczą było ich użytkowanie jako surowca do produkcji ochry o zabarwieniu czerwonym znanej jako barwnik rytualny już od okresu neandertalskiego, a stosowanej jako barwnik również w sztuce późniejszej i obecnie.

Badacze podczas analizy funkcji przedmiotów kamiennych zastosowali metodologię wieloinstrumentalną. Wykorzystano tomografię komputerową w celu wizualizacji struktury 3d, spektroskopię Ramana oraz chromatografię gazową ze spektrometrią mas w celu uchwycenia struktury pozostałości spalonego materiału organicznego. Wykonano także badania z użyciem dyfrakcji rentgenowskiej i mikrosondy elektronowej w celu analizy zmian termicznych i zakresu temperatur, w jakich pracował materiał.

Na podstawie przeprowadzonych badań archeometrycznych, wspartych danymi uzyskanymi z eksperymentu, określono pochodzenie przedmiotów paleolitycznych i odkryto, iż są to fragmenty płyt grzewczych służących do podgrzewania potraw mięsnych w otwartym palenisku tzw. cooking-stones. Badania pozwoliły ocenić, że zastosowane temperatury obróbki mięsiwa sięgały 800ºC, a użyty surowiec kamienny pochodził z kamieniołomu oddalonego o 5 km od obozowiska w Ćmielowie.

„Badania archeometryczne, z zastosowaniem narzędzi fizyko-chemicznych materiału magdaleńskiego z terenu Polski, są sukcesywnie realizowane” – mówi dr Ewelina Miśta-Jakubowska z Zakładu Fizyki i Techniki Akceleracji Cząstek NCBJ, kierująca badaniami z wykorzystaniem metod fizyko-chemicznych. „Oprócz materiału archeologicznego z Ćmielowa, gdzie występują liczne znaleziska ochrowe i płytki kamienne ze śladami osmolenia wymagające interpretacji funkcjonalnej i pochodzenia, mamy do dyspozycji materiał z rezerwatu Rydno i nowo odkryte stanowisko pod Białymstokiem, gdzie natrafiono na pochówek obsypany rytualnie ochrą będący obecnie w trakcie analiz prowadzonych z udziałem badaczy z NCBJ. Badania fizyko-chemiczne materiału archeologicznego pozwalają na udzielanie odpowiedzi na pytania dotyczące pochodzenia artefaktów (a co za tym mobilności naszych przodków), ich zastosowania i weryfikację hipotez opartych o zagadnienia spoza zakresu konwencjonalnej metodologii archeologicznej. Badania takie stanowią idealną synergię nauk przyrodniczych i humanistycznych i pozwalają na nowo konstruować i uzupełniać historię.”

Linki: Thermal transformation of chalcedonite artefacts from the Magdalenian site of Ćmielów 95 ”Mały Gawroniec” (Poland) - Miśta‐Jakubowska - - Archaeometry - Wiley Online Library.

http://www.archeologia.uw.edu.pl/Cmielow_95/index.html

Badania realizowane w ramach dofinansowania pozyskanego z MKiDN dla projektu pt. Na granicy światów. Obozowisko kultury magdaleńskiej w Ćmielowie, woj. świętokrzyskie (501/73/DOC-800).