Các nghiên cứu sử dụng trước đây liên quan đến thạch anh và thạch anh đã được thực hiện bởi các nhà khảo cổ, nhưng chúng tương đối ít về số lượng. Hơn nữa, đã có tương đối ít nỗ lực để định lượng hao mòn sử dụng trên các công cụ đá làm từ thạch anh. Mục đích của nghiên cứu điển hình này là để xác định hiệu quả của một hệ thống đo lường – kính hiển vi đồng tiêu quét laser (LSCM) – để ghi lại độ nhám bề mặt của các máy cạo thạch anh Mistassini thử nghiệm được sử dụng trên hai loại khác nhau vật liệu tiếp xúc (da hươu tươi và khô). Kính hiển vi đồng tiêu quét laser được sử dụng là OLYMPUS LEXT OLS4100.
Thạch anh Mistassini thường được xác định là một loại đá màu trắng đục tương đối mịn hoặc màu xám rất nhạt với các vệt thỉnh thoảng màu xám đen đến đen. Thạch anh Mistassini thường được liên kết với một thành tạo địa chất được gọi là Colline Blanche nằm dọc theo sông Temiscamie ở trung nam Quebec.
Như trong các nghiên cứu trước đây sử dụng LSCM trên chert, đá lửa và obsidian, nghiên cứu này đã kết hợp một thuật toán toán học cho phép phân biệt độ nhám bề mặt dựa trên so sánh ở nhiều quy mô. Nghiên cứu điển hình này đặc biệt sử dụng các biện pháp diện tích tương đối (RelA) kết hợp với thử nghiệm F để phân biệt được sử dụng từ các bề mặt công cụ bằng đá không sử dụng, cũng như bề mặt của dụng cụ thạch anh được sử dụng trên da hươu khô và tươi. Kết quả tiếp tục chứng minh hiệu quả của sự biến đổi nguyên liệu thô về sự hình thành hao mòn sử dụng và tài liệu của nó bằng LSCM và RelA.
Thuật toán phân tích fractal quy mô diện tích RelA để mô tả đặc tính bề mặt đã được sử dụng trong nghiên cứu điển hình này, sao cho RelA là tỷ lệ diện tích tính toán (CA) của bề mặt đo được chia cho diện tích danh nghĩa (NA) của bề mặt đó (ASME, 2002). RelA sau đó được so sánh thống kê bằng cách sử dụng F-test (Lipson và Seth, 1973). F-test so sánh sự thay đổi trong mỗi tập dữ liệu với các biến thể giữa các tập dữ liệu để kiểm tra tầm quan trọng của các biến thể này.
Phương pháp luận
 Hình 1: Bản đồ vị trí nguồn của thạch anh Mistassini trong thành hệ Colline Blanche, miền trung Quebec, Canada. |
Bốn phế liệu được phân tích trong nghiên cứu trường hợp này ban đầu được sản xuất và sử dụng như một phần của nghiên cứu trước đó về việc sử dụng thạch anh Mistassini thời tiền sử ở miền nam Quebec, Canada (Hình 1). Nghiên cứu trước đây này là một phần của một sáng kiến lớn hơn tập trung vào việc khám phá và làm rõ vai trò của sự biến đổi nguyên liệu thô trong việc hình thành trang phục sử dụng và ý nghĩa của nó đối với việc giải thích đáng tin cậy các dấu vết của hành vi con người trong quá khứ. |
Hai trong số các dụng cụ cạo thạch anh được sử dụng trong nghiên cứu trường hợp này được làm từ một lõi thạch anh Mistassini (Core A), trong khi hai lõi còn lại được làm từ lõi thứ hai (Core B) (Hình 2). Lõi A sở hữu cấu trúc tinh thể hạt thô hơn lõi B mặc dù được mua từ cùng một phần nhô ra, do đó đại diện cho loại biến thể nội nguồn đã nêu ở trên. Một dụng cụ cạo được sản xuất từ mỗi lõi trong số hai lõi được sử dụng trên da khô (DH1, DH2) hoặc da tươi (FH1, FH2) (Bảng 1). Các phế liệu là Ban đầu được sản xuất thông qua việc giảm búa cứng đơn giản bằng cách sử dụng bộ gõ đá và được chỉnh sửa đơn phương ở đầu xa để phù hợp với mô hình sản xuất phế liệu tiêu chuẩn tại địa điểm Chicoutimi, trọng tâm khảo cổ học của nghiên cứu trường hợp trước đó. Các góc cạnh xa của các dụng cụ cạo dao động từ khoảng 78 °–84 °.
Hình 2: Thạch anh Mistassini hạt thô (trái) và thạch anh Mistas¬sini hạt mịn hơn (phải).
 Hình 3: Máy cạo thạch anh Hafted (DH1) dùng để cạo da hươu khô gắn trên ván ép. |
Bốn mảnh được chỉnh sửa xa xôi được ghép trong tay cầm bằng gỗ thẳng dài từ 15 đến 18cm. Các tay cầm được rãnh ở một đầu và một mảnh gỗ nhỏ thứ hai được lắp vuông góc với chiều dài của tay cầm ở chân khe để hỗ trợ cố định dụng cụ cạo trong haft của nó. Chất kết dính chế biến gỗ được sử dụng để giữ tay cầm, mảnh gỗ nhỏ hơn và dụng cụ cạo lại với nhau, và sợi vải lanh tráng thường được sử dụng trong chế biến da được sử dụng để liên kết bên ngoài và tiếp tục cố định từng cái nạo trong tay cầm của nó. Cả da hươu tươi và khô đều được mở rộng trên các tấm gỗ dán và đóng đinh xuống để hạn chế sự di chuyển của chúng trong quá trình sử dụng. Da khô được gắn được cạo trên sàn phòng thí nghiệm và da tươi được gắn được cạo trên bàn thí nghiệm ướt để chứa chất béo và mô mềm bị loại bỏ (Hình 3). |
Máy cạo thạch anh Mistassini thử nghiệm
| Cốt lõi không. | Công cụ số. | Góc cạnh xa (trung bình) | Tài liệu liên hệ | Thời gian sử dụng | Khu vực đã qua sử dụng / không sử dụng không. | Số lần quét khu vực |
| Lõi A | DH2 | 84° | Da hươu khô | 120 phút | UDH2/NDH2 | 6/6 |
| FH1 | 78° | Da hươu tươi | 120 phút | UFH1 / NFH1 | 6/6 | |
| Lõi B | DH1 | 80° | Da hươu khô | 120 phút | UDH1/NDH1 | 6/6 |
| FH2 | 81° | Da hươu tươi | 120 phút | UFH2 / NFH2 | 6/6 |
Bảng 1: Một dụng cụ cạo được sản xuất từ mỗi lõi trong số hai lõi được sử dụng trên da khô (DH1, DH2) hoặc da tươi (FH1, FH2).
Việc cạo da được thực hiện một cách có kiểm soát nhất có thể. Mỗi người dùng công cụ dựa vào một scraper nhất định để áp dụng một tải tương tự trên mỗi công cụ. Mỗi người dùng cũng duy trì một góc thực hiện đến bề mặt làm việc liên tục và tốc độ đột quỵ để tối đa hóa tính nhất quán của hoạt động sử dụng công cụ. Mặc dù thực tế là hoạt động ẩn có thể liên quan đến một số chuyển động sử dụng khác nhau, thí nghiệm ban đầu bị giới hạn ở các chuyển động đơn hướng ngang (tức là chuyển động vuông góc với cạnh được sử dụng), trong đó cạnh công cụ được vẽ về phía người dùng công cụ theo chuyển động một thì nhất quán ở góc làm việc 45 °. Cạnh sau đó được nhặt lên sau khi bao phủ khoảng cách khoảng 15cm với mỗi nét và chuyển động được lặp lại cho đến khi thời gian thí nghiệm trôi qua (Hình 4).
Hình 4: Sơ đồ thiết lập được sử dụng để sử dụng thử nghiệm các dụng cụ cạo thạch anh.
Dựa trên tốc độ sử dụng công cụ không đổi, mỗi công cụ được sử dụng với tốc độ một đột quỵ mỗi giây, tổng cộng 7200 nét sau 120 phút sử dụng. Mặc dù có thể kiểm soát nhiều biến thực nghiệm hơn bằng cách thực hiện một hệ thống cơ học để tái tạo việc cạo, nhưng người ta đã quyết định giữ lại yếu tố con người để tối đa hóa giá trị diễn giải cho các so sánh tiếp theo với các mẫu vật được phục hồi khảo cổ học. Bởi vì nghiên cứu dân tộc học cho thấy cạo ẩn trên bề mặt đất hoặc gắn trong khung gỗ có thể tái tạo hoạt động trong quá khứ chính xác hơn (Beyries and Rots, 2008), các thí nghiệm trong tương lai sử dụng dụng chất cạo thạch anh có thể kết hợp các thành phần này vào quá trình cạo da để tạo ra một mẫu sử dụng so sánh xác thực hơn.
Các dụng cụ cạo được sao chép được đo bằng kính hiển vi đồng tiêu quét laser OLYMPUS LEXT OLS4100 sau 120 phút sử dụng cho mỗi công cụ. Sau mỗi giai đoạn của các thí nghiệm cạo ban đầu, tất cả các công cụ đều phải tuân theo chế độ làm sạch nhiều tầng để cho phép phân tích chính xác và đáng tin cậy về các mẫu tích lũy hao mòn. Quá trình này bắt đầu bằng việc rửa từng dụng cụ trong hỗn hợp nước ấm và chất tẩy rửa nhẹ để loại bỏ tất cả các dư lượng và mảnh vụn có thể nhìn thấy. Tiếp theo là làm sạch thủ công của mỗi dụng cụ với dung dịch natri hydroxit (NaOH) 30%. Cuối cùng, mỗi dụng cụ được rửa sạch bằng nước cất để loại bỏ bất kỳ ô nhiễm nào liên quan đến việc xử lý các dụng cụ trước đó.
Trước khi đo bằng Olympus OLS4100 LEXT, các dụng cụ cạo thạch anh đã được lấy ra khỏi tay cầm của chúng và rửa lại trong nước ấm bằng chất tẩy rửa không có sạn, sau đó rửa sạch và để khô trong không khí. Bốn công cụ đã được kiểm tra ở độ phóng đại 200x dưới ánh sáng tới bằng kính hiển vi kim loại Stemp Unitron MS-2BD để đảm bảo làm sạch đầy đủ và xác định sơ bộ các khu vực cần quét (Hình 5). Để đảm bảo tài liệu chính xác về việc sử dụng thử nghiệm các phế liệu, Mỗi công cụ được đóng gói riêng biệt và tất cả thông tin thích hợp đã được ghi lại, bao gồm loại hoạt động, thời gian sử dụng, số lượng đột quỵ và sơ đồ xem kế hoạch của công cụ chỉ ra phần cạnh đã được sử dụng (để ban đầu định vị công cụ trên giai đoạn cơ giới của OLS4100 để xác định vị trí các vùng bị mòn).
Hình 5: Photomicrographs bề mặt của scrapers được sử dụng trên da tươi (UFH1) (trái) và da khô (UDH1) (phải) ở độ phóng đại 200x. Chất đánh bóng da tươi xuất hiện tươi sáng và “trông lỏng” trên vi địa hình cao hơn của bề mặt tinh thể với độ bóng lưới tối thiểu của địa hình vi mô thấp hơn. Chất đánh bóng da khô vừa mờ vừa rỗ, với sự phân bố lưới hơn nhiều trên vi địa hình thấp hơn; vi địa hình cao hơn có độ sáng và Các vùng đánh bóng phẳng trên bề mặt pha lê và thiếu vẻ ngoài “lỏng” hoặc “nhờn” của sơn da tươi. Chiều rộng của mỗi photomicrograph xấp xỉ 400 μm.
Hệ thống đo lường được sử dụng cho các thí nghiệm trong nghiên cứu trường hợp khám phá này là kính hiển vi quét laser OLYMPUS LEXT OLS4100. Giống như công nghệ tương tự, bao gồm kính hiển vi AFM và kính hiển vi tiêu cự vô cực, kính hiển vi quét laser (LSCM) cho phép quan sát trực quan bề mặt công cụ bằng đá thực tế giống như kính hiển vi luyện kim (Keeley, 1980; Vaughan, 1985) và tạo ra hình ảnh quét ba chiều (3D) của bề mặt quan sát được dựa trên tài liệu toán học về các độ cao khác nhau của bề mặt ở thang độ vi mô (Hình 6).
Độ nhám bề mặt và diện tích tương đối (RelA)
Có một số chương trình phân tích fractal có sẵn. Đối với nghiên cứu điển hình này, thuật toán phân tích fractal quy mô khu vực RelA để mô tả đặc tính bề mặt đã được chọn. Hiệu quả của thuật toán này dựa trên tính toán độ nhám bề mặt ở nhiều thang đo phụ thuộc vào cả thứ tự và khoảng cách của các đặc điểm địa hình vi mô của bề mặt, sao cho RelA là tỷ lệ diện tích tính toán (CA) của bề mặt đo được chia cho diện tích danh nghĩa (NA) của bề mặt đó bề mặt (ASME, 2002).
RelA(s) = CA(s) / NA(s)
 Hình 7: Phân tích quy mô khu vực sử dụng gạch ốp lát được hiển thị trên ba bề mặt mô phỏng giống hệt nhau. Các diện tích bề mặt được bao phủ bởi 32 gạch (trên), 162 (giữa) và 1355 (dưới) cho diện tích tính toán (CA) là 12 μm2, 109 μm2, 2450 μm2 và 282 μm2 và diện tích tương đối (RelAs) là 1,0002, 1,0004 và 1,000756. |
Thuật toán này tính toán sự thay đổi diện tích rõ ràng, hoặc được tính toán đối với thang đo quan sát hoặc tính toán, bằng một loạt các ô ảo, như được minh họa trong Hình 7. CA (s) là số lượng gạch được sử dụng trong một bài tập ốp lát ở một (các) thang đo cụ thể nhân với diện tích của gạch được sử dụng trong bài tập ốp lát đó (tức là thang đo diện tích cụ thể đó, s). NA (s) là diện tích dự kiến, hoặc danh nghĩa, hoặc x lần y, được lát gạch theo (các) thang đo cụ thể đó. The NA Thay đổi một chút với mỗi bài tập ốp lát vì chỉ sử dụng gạch đầy đủ, tất cả đều có cùng (các) diện tích trong một bài tập ốp lát cụ thể. |
Các phép đo quy mô khu vực như RelA có thể được so sánh thống kê ở mỗi thang đo bằng cách sử dụng thử nghiệm F (Lipson và Seth, 1973) để xác định mức độ tin cậy cho sự phân biệt các bề mặt khác nhau dựa trên độ lệch chuẩn của hai bộ dữ liệu bề mặt. Phương sai được chứng minh bởi các dữ liệu này là tổng phương sai của từng nguồn độc lập. F-test so sánh sự thay đổi trong mỗi tập dữ liệu với các biến thể giữa các bộ dữ liệu để kiểm tra tầm quan trọng của từng Biến.
MSR của dữ liệu đo được sử dụng để xác định xem biến thể quan sát được có ý nghĩa thống kê hay không và mức độ tin cậy nào.
Quét bề mặt bằng LSCM
Sau khi làm sạch, mỗi dụng cụ cạo thạch anh được đặt riêng trên bàn mẫu của OLS4100 để đo bề mặt. Trong mỗi khu vực được sử dụng và không sử dụng của mỗi máy cạo, sáu lần quét khu vực khác nhau (643 μm2) đã được thực hiện với tổng số 48 lần quét khu vực, 12 lần cho mỗi công cụ. Để định lượng chính xác những thay đổi về độ nhám bề mặt, mỗi vị trí quét diện tích được đo trên mỗi máy cạo thạch anh được tính toán theo RelA trên thang đo nhật ký. Đối với dữ liệu này, Sfrax đã được sử dụng để xử lý dữ liệu. Trước khi tính toán RelA, dữ liệu quét bề mặt được cân bằng bằng Sfrax và cũng được truyền qua bộ lọc độ dốc được đặt thành 80 °. RelAs đã được so sánh bằng cách sử dụng thử nghiệm F để xác định xem có thể phân biệt độ nhám bề mặt hay không. Trong các thí nghiệm này, thang đo có mức độ tin cậy cao (trên 95%), như được chỉ ra bởi MSR, là thang đo mà các công cụ có thể được phân biệt dựa trên các biện pháp của RelA.
Kết quả thí nghiệm
Nghiên cứu điển hình thăm dò này đã cung cấp một số kết quả thú vị về khả năng phân biệt hao mòn sử dụng trên máy cạo thạch anh và vai trò của nguyên liệu thạch học trong quá trình hình thành mài mòn. Đầu tiên và quan trọng nhất, những kết quả này chỉ ra rằng kính hiển vi đồng tiêu quét laser rất phù hợp để ghi lại độ nhám bề mặt trên các công cụ thạch anh. Khi kết hợp với phần mềm Sfrax, dữ liệu từ quét diện tích bề mặt thạch anh chứng minh rằng RelAs cho cả đã sử dụng và không sử dụng bề mặt cho tất cả các vùng tăng khi quy mô tính toán giảm, như được chứng minh cho máy cạo thứ hai (FH2) được sử dụng trên da tươi (Hình 8). Ở quy mô dài nhất, RelAs gần với một, cho thấy quy mô tính toán lớn hơn các tính năng kết cấu. Khi thang đo giảm, RelAs lệch đáng kể so với một. Quá trình chuyển đổi này được gọi là crossover mịn-thô (ASME, 2002), cũng đã được ghi nhận trong tài liệu về độ nhám bề mặt hoặc kết cấu trên dụng cụ thí nghiệm làm từ đá lửa và obsidian (Stemp et al., 2009, 2010; Stemp và Chung, 2011).
Hình 8: Các khu vực tương đối so với tỷ lệ cho sáu lần quét khu vực trong các vùng được sử dụng (Δ = UFH2) và sáu lần quét khu vực ở các vùng không sử dụng (x = NFH2) của máy cạo thạch anh (FH2) được sử dụng trên da tươi.
Các biện pháp của RelA có thể được sử dụng để phân biệt được sử dụng từ các bề mặt không sử dụng trên cùng một công cụ, nhưng một chỉ số phân biệt tốt hơn kết hợp tỷ lệ bình phương trung bình (MSR) của các RelAs này. Thuật toán này chứng minh rằng sự phân biệt được sử dụng từ các khu vực không sử dụng có thể vượt quá mức tin cậy 95% cho mỗi trong số bốn máy cạo, nhưng thang đo có thể phân biệt khác nhau tùy theo công cụ. Ví dụ, phân biệt giữa các khu vực được sử dụng so với không sử dụng trên máy cạp FH2 là có thể ở quy mô mịn và thô bằng cách sử dụng thử nghiệm F (Hình 9), trong khi đó, đối với máy cạo DH2, điều này chỉ có thể thực hiện được ở quy mô nhỏ (Hình 10). Các biện pháp của MSR so với quy mô là khác nhau rõ rệt đối với mỗi máy cạp. Sự phân biệt giữa các bề mặt đã qua sử dụng so với các bề mặt không sử dụng dựa trên tiền đề rằng các vùng chưa sử dụng của mỗi dụng cụ cạo là đại diện cho độ nhám bề mặt hoặc kết cấu ban đầu của thạch anh và độ nhám bề mặt trong các vùng mòn của mỗi công cụ là tương tự về mặt toán học trước khi sử dụng. Do đó, sự khác biệt về độ nhám bề mặt được ghi nhận ở hai khu vực khác nhau là do hao mòn tích lũy thông qua tiếp xúc với da trên phần đã sử dụng của dụng cụ cạo.
Hình 9: MSR cho các khu vực tương đối của các khu vực không sử dụng so với các khu vực đã qua sử dụng của một dụng cụ cạo (FH2) được sử dụng trên da tươi. Đường ngang cho thấy mức độ tin cậy 95% đối với sự phân biệt.
Hình 10: MSR cho các khu vực tương đối của các khu vực không sử dụng so với các khu vực đã qua sử dụng của một dụng cụ cạo (DH2) được sử dụng trên da khô. Đường ngang cho thấy mức độ tin cậy 95% đối với sự phân biệt đối.
RelAs trung bình của sáu lần quét khu vực từ các khu vực được sử dụng của mỗi trong số bốn máy cạo thạch anh chứng minh thêm rằng sự phân biệt là có thể và ngày càng trở nên khác biệt khi quy mô đo lường giảm. Ở quy mô tốt nhất (10−1 μm2), độ nhám bề mặt có thể được phân biệt với sự khác biệt có thể đo lường được giữa những người được sử dụng trên da khô so với những người được sử dụng trên da tươi, cũng như cho mỗi trong hai công cụ được sử dụng trên cùng một vật liệu tiếp xúc (Hình 11). Khi MSR cho Các bề mặt đã qua sử dụng của hai công cụ được sử dụng để cạo da tươi được so sánh với bề mặt của hai dụng cụ cạo da khô, RelAs (Hình 12) có khả năng phân biệt độ nhám bề mặt trên mức tin cậy 95% ở nhiều thang đo, đặc biệt là ở quy mô mịn bắt đầu từ 102 μm2 và cả ở quy mô thô khoảng 105 μm2. Dữ liệu này cho thấy độ nhám bề mặt là kết quả của sự mài mòn được tạo ra bởi các công cụ được sử dụng trên các vật liệu tiếp xúc khác nhau có thể được định lượng một cách khách quan và phân biệt.
Hình 11: Diện tích tương đối trung bình so với tỷ lệ cho sáu lần quét khu vực trong các khu vực được sử dụng của hai dụng cụ cạo được sử dụng trên da khô (x = UDH1, Δ = UDH2) và hai dụng cụ cạo được sử dụng trên da tươi ( ☐ = UFH1, ◊ = UFH2).
Hình 12: MSR cho các khu vực tương đối của hai dụng cụ cạo được sử dụng trên da tươi (UFH1, UFH2) so với hai dụng cụ cạo được sử dụng trên da khô (UDH1, UDH2). Đường ngang cho thấy mức độ tin cậy 95% đối với sự phân biệt.
Nếu MSR để so sánh các vùng mòn của phế liệu được sử dụng trên các vật liệu tiếp xúc khác nhau được xem xét về lõi mà chúng được sản xuất, có thể quan sát thấy sự khác biệt giữa các công cụ được làm từ thạch anh hạt mịn và hạt thô hơn. Trong khi các dụng cụ cạo được làm từ thạch anh hạt mịn hơn (UDH1 và UFH2) có thể được phân biệt trên mức tin cậy 95% ở quy mô khoảng 101–100 μm2 với MSR trong phạm vi 3,50- 5,00 (Hình 13), các dụng cụ cạo được làm từ vật liệu hạt thô (UFH1 và UDH2) được phân biệt ở quy mô khoảng 102–10−1 μm2 với phạm vi MSR khác nhiều (Hình 14). Vì cả bốn máy cạo đều được sử dụng trong cùng một khoảng thời gian, những kết quả sơ bộ này cho thấy sự khác biệt trong cấu trúc của nguyên liệu thô ảnh hưởng đến sự hình thành mài mòn và hậu quả là độ nhám bề mặt được ghi lại bằng cách sử dụng OLS4100 LEXT.
Hình 13: MSR cho các khu vực tương đối của khu vực được sử dụng của máy cạo thạch anh (UDH1) được sử dụng trên da khô so với các vùng được sử dụng của máy cạo (UFH2) được sử dụng trên da tươi. Đường ngang cho thấy mức độ tin cậy 95% đối với sự phân biệt.
Hình 14: MSR cho các khu vực tương đối của khu vực được sử dụng của máy cạo thạch anh (UDH2) được sử dụng trên da khô so với các khu vực được sử dụng của máy cạo (UFH1) được sử dụng trên da tươi. Đường ngang cho thấy mức độ tin cậy 95% đối với sự phân biệt.
Kết thúc
Kết quả của nghiên cứu điển hình này chứng minh hiệu quả của kính hiển vi đồng tiêu quét laser (LSCM) và diện tích tương đối (RelA) đối với tài liệu và phân biệt độ nhám bề mặt trên các công cụ đá thí nghiệm làm từ thạch anh Mistassini. Tương tự như kết quả của công việc trước đây sử dụng kỹ thuật này trên obsidian (Stemp và Chung, 2011), LSCM cung cấp một cách khách quan để đo lường đáng tin cậy các bề mặt bị mòn và không mòn trên một loại đá silicat khác. Khi kết hợp với thích hợp Phần mềm, dữ liệu độ nhám bề mặt có thể được so sánh ở nhiều thang đo sao cho có thể phân biệt các khu vực đã sử dụng và không sử dụng trên máy cạo thạch anh. Trong trường hợp này, một thuật toán nhạy cảm với quy mô, không chỉ cung cấp một đặc tính toán học về độ nhám bề mặt trên nhiều thang đo, mà còn cho phép so sánh trực tiếp các cấu trúc vi mô bề mặt thạch anh khác nhau sao cho có thể phân biệt có ý nghĩa thống kê bằng cách sử dụng thử nghiệm F. Cụ thể, những Kết quả thí nghiệm đã chứng minh rằng:
1. Các RelAs, được tính toán bằng phân tích fractal quy mô khu vực, hoạt động tốt đối với khu vực đánh giá (tức là cỡ mẫu)
2. RelAs có khả năng phân biệt các khu vực được sử dụng của các công cụ ở quy mô tốt hơn, trong khi các khu vực không sử dụng đại diện cho địa hình vi mô bề mặt bị nứt vỡ chưa được sửa đổi của các máy cạo thạch anh có thể được phân biệt ở phạm vi quy mô trung bình đến thô hơn
3. RelAs có khả năng phân biệt hiệu quả các bề mặt mòn của các dụng cụ cạo thạch anh được sử dụng trên da tươi từ những bề mặt được sử dụng trên da khô trong nghiên cứu sơ bộ này
4. Các dụng cụ cạo thạch anh được sử dụng trên hai vật liệu tiếp xúc khác nhau (da khô và da tươi) đã chứng minh sự phân biệt lớn nhất dựa trên RelAs ở quy mô diện tích tốt hơn, với sự phân biệt toán học đáng kể nhất xảy ra trong khoảng từ 102 đến 10−1 μm2 dựa trên MSR. Thực tế là LSCM kết hợp với RelA có thể ghi lại và phân biệt hiệu quả sự hao mòn trên các công cụ thí nghiệm này cung cấp cho các nhà khảo cổ học một phương pháp khác để nghiên cứu việc sử dụng các hiện vật thạch anh bị sứt mẻ trong quá khứ. Mặc dù chúng tôi dự đoán thử nghiệm thêm phương pháp này trên các công cụ thí nghiệm bổ sung được làm từ thạch anh, các thí nghiệm sơ bộ của chúng tôi đã cung cấp kết quả đáng khích lệ sẽ cho phép công việc trong tương lai tập trung vào việc định lượng sử dụng thạch học. Khi nhiều thử nghiệm được thực hiện, cụ thể là trên Các vật liệu tiếp xúc khác nhau, chúng tôi sẽ phát triển ý thức tốt hơn về các đặc tính tích lũy sử dụng và hao mòn sử dụng liên quan đến việc định lượng bề mặt dụng cụ thạch anh bị mòn.
Lời cảm ơn
Các tác giả xin cảm ơn một số cá nhân đã hỗ trợ trong nghiên cứu này: Tiến sĩ Michael Bisson, Đại học McGill, Canada; Patrick Eid, nghiên cứu sinh tại Đại học Montréal, Canada; Vincent Rousseau, sinh viên đại học (hiện đã tốt nghiệp) tại Đại học Laval, Canada; và sinh viên Học viện Bách khoa Worcester, Massachusetts. Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến Tiến sĩ Christopher A. Brown, Giám đốc Phòng thí nghiệm Đo lường bề mặt, Kỹ thuật Cơ khí Khoa, Học viện Bách khoa Worcester, để sử dụng kính hiển vi đồng tiêu quét laser OLYMPUS LEXT OLS4100 và Surfract để sử dụng phần mềm Sfrax để tính toán RelA và các bài kiểm tra F.
Tham khảo
ASME B46.1. 2002. Kết cấu bề mặt (độ nhám bề mặt, độ gợn sóng và lớp lót): một Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ. New York: Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ.
Beyries S, Thối V. 2008. Sự đóng góp của các dấu vết mài mòn vĩ mô và vi mô dân tộc học đối với sự hiểu biết về các quá trình làm việc ẩn náu khảo cổ học. Trong: Longo L, Skakun N, biên tập viên. ‘Công nghệ thời tiền sử’ 40 năm sau: nghiên cứu chức năng và di sản của Nga. Oxford: Dòng quốc tế BAR 1783. trang 21–28.
Keeley LH. 1980. Xác định thực nghiệm sử dụng công cụ đá: phân tích microwear. Chicago: Nhà xuất bản Đại học Chicago.
Lipson C, Seth NJ. 1973. Thiết kế thống kê và phân tích các thí nghiệm kỹ thuật. New York: McGraw-Hill.
Sheppard CJR, Shotton DM. 1997. Kính hiển vi quét laser đồng tiêu. Oxford: Nhà xuất bản Khoa học BIOS.
Stemp WJ, Trẻ em BE, Vionnet S. 2010. Đo hồ sơ laser và phân tích quy mô chiều dài của các công cụ bằng đá: kết quả thí nghiệm loạt thứ hai. Quét 32:233–243.
Stemp WJ, Trẻ em BE, Vionnet S, Brown CA. 2009. Định lượng và phân biệt sử dụng thạch học: đo hồ sơ bề mặt và phân tích fractal quy mô chiều dài. Khảo cổ học 51:366–382.
Stemp WJ, Chung S. 2011. Phân biệt mài mòn bề mặt trên các công cụ obsidian sử dụng LSCM và RelA: kết quả nghiên cứu thí điểm. Quét 33:279–293.
Vaughan PC. 1985. Phân tích sử dụng-hao mòn của các công cụ đá vảy. Tucson: Nhà in Đại học Arizona. W. James Stemp
Dự án Đo lường bề mặt và Công nghệ Nghiên cứu Khảo cổ học Khoa Xã hội học / Nhân chủng học Keene State College Keene, New Hampshire
Harry J. Lerner
Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Faculté des Lettres, CELAT Université Laval, Thành phố Québec, Québec, Canada Elaine H. Kristant
Phòng thí nghiệm đo lường bề mặt, Khoa kỹ thuật cơ khí Học viện
Bách khoa Worcester Worcester, Massachusetts
Kính hiển vi quét laser LEXT™ OLS5100 kết hợp độ chính xác vượt trội và hiệu suất quang học với các công cụ thông minh giúp hệ thống dễ sử dụng. Các nhiệm vụ đo chính xác hình dạng và độ nhám bề mặt ở cấp độ submicron rất nhanh chóng và hiệu quả, đơn giản hóa quy trình làm việc của bạn và cung cấp dữ liệu chất lượng cao mà bạn có thể tin tưởng.
Kính hiển vi cấu trúc
Kính Hiển Vi Kim Tương GX53
