در مناطق بیابانی و حتی کوهستانی که عمده‌ی بخش‌های کشور ما جزء همین مناطق است با سنگ‌هایی مواجه می‌شویم که دارای لایه‌ای زرد و پرتقالی تا سیاه‌رنگ و مانند آن هستند که به نظر می‌رسد نوعی ماده‌ی روغنی و چرب‌نما بر روی آنها اعمال شده است. نکته‌ی جالب توجه آن است که این سنگ‌ها در دوره‌های مختلف تاریخی و پیش از تاریخی در سراسر جهان مورد توجه انسان‌ها قرار گرفته و کنده‌کاری‌ها و نقش‌کندهای متعددی بر روی آنها اجرا شده است. جلای رنگی و براق روی سنگ‌ها در منابع علمی به جلای بیابانی یا جلای سنگ (Desert Varnish or Rock Varnish) معروف است.- معادل پاتین بیابان نیز برای آن مطرح است.- جلای بیابان روی سطح اغلب سنگ‌ها هنگامی که برای مدتی طولانی در معرض عوامل جوی و تابش نور خورشید قرار می‌گیرند؛ تشکیل می‌شود. این جلا عموماً دارای قطری معادل یک میکرومتر است از این روست که پیشینیان با اندک تلاش با خراشیدن و زدودن پوشش نازک جلای فوق نقش‌کندهای معروف به نقوش چوپانی را ایجاد می‌‌نموده اند.
جلای بیابان در واقع از نظر فیزیکی بسیار پایدار است و به وسیله بارش‌های مکرر و یا سایش بادی و غیره زدوده نمی‌شود. این جلا در درجه‌ی اول از ذرات خاک رس همراه با اکسیدهای قرمز رنگ آهن (کانی هماتیت) و اکسیدهای سیاه رنگ منگنز (کانی شاخص برنسایت «Birnessite») به علاوه‌ی عناصر کمیاب (Trace Elements) تشکیل شده و تقریباً همیشه برخی از مواد آلی نیز در آن وجود دارد. کانی‌های فوق در اثر خاصیت موئینگی و تبادلات با محیط جوی از قسمت‌های داخلی به سطح سنگ می‌آیند و در اثر تبخیر سریع در سطح سنگ متمرکز می‌شوند. نکته‌ی جالب توجه در رابطه با جلای بیابانی وجود مقدار زیاد اکسید منگنز در آن است. منگنز در واقع یک عنصر نادر در سطح پوسته‌ی زمین است و از نظر وزنی تنها ۰/۱۲ درصد از پوسته‌ی زمین را تشکیل می‌دهد اما در جلای بیابانی سیاه‌رنگ منگنز در حدود ۵۰ تا ۶۰ بار فراوان‌تر از میزان آن در زمین است.
راست: تصویر مقطع نازک در زیر نور پلاریزه که نشان‌دهنده‌ی بلورهای فلدسپار و لایه‌ی رویی جلای سنگ که به صورت واضح مشخص است. چپ: تصویر SEM در حدود ۰/۱ میلیمتر نحوه‌ی ارتباط جلای سنگ که هنوز بلوری در آن قابل شناسایی نیست.
جلای بیابانی، بستر اصلی سنگ‌نگاره‌های تاریخی
با تشکر از مطلب شما آقای رازانی عزیز،
خواستم خواهش کنم اگر ممکنه توضیح بیشتری در مورد این پدیده بفرمائید. آیا نوع خاصی از سنگ متاثر از این پدیده است؟ به عنوان مثال تصور می کنم تشکیل این لایه روی سنگ آهک یا به طور کلی سنگ های کربناتی به علت ناپایداری احتمالی سطح سنگ امری غیر ممکن باشد.
جناب آقای معین اسلامی گرامی
با سلام و تشکر از ابراز علاقه تان به این مطلب با اینکه خود پیشنهاد داده بودم جواب سوال ها را کوتاه دهیم اما سوال خوب شما موجب زیادی متن شد
در پاسخ به لطف جنابعالی باید عرض کنم، در این رابطه بیش از ۵۰ سال است که مطالعات در حال انجام و توسعه است و در زمینه های مختلف همانند زمین شناسی و زمین ریخت شناسی و دیرین اقلیم شناسی و همچنین باستان شناسی و باستان سنجی، علاقمندان فراوانی به این سمت جلب شده و اقدام به نوشتن مطلب نموده اند و تداوم این نوشته جات نشان دهنده آن است که جنبه های مختلف این پدیده برای ما هنوز ناشناخته است.
اما در کل باید عرض کنم که بغیر از نقش موثر میکروبها و باکتریها در گسترش این فرآیند و دیگر تثبیت کلی لایه و کانی های رسی -که از طرق مختلف بر روی سطح سنگ – از طریق فرآیند اکسیداسونی که توسط همین باکتریها تسریع می شوند و آن را در مقابل باد و انحلال و زدوده شدن توسط باران مقاوم می سارند (البته این جای تحقیق دارد که چه بارانی و با چه غلظت اسیدیته ای و با چه شدتی و به چه مدتی و با چه سرعتی، چقدر از لایه را می تواند تحت تاثیرقرار دهد و چه اثر تخریبی روی آن بگذارد). و دیگر اینکه برای سالیابی این آثار و بخصوص در مطالعات باستانسنجی از سال ۱۹۸۱ تا به حال در رابطه با کاربردی بودن و یا بهتر بگوییم کالیبره نمودن روش سالیابی اندازه گیری میزان کاتونهای(CR Dating) موجود در این پدیده که در متن بالا از قلم افتاده است. پایه های اساسی مطلب تقریبا همین است و تغییرات چندانی در کلیات صورت نگرفته است.
نویسندگان متعدد نظرات مختلفی در رابطه با زمان شکل گیری و نحوه شکل گیری آن دارند که زمانی معادل از ۲۵ تا ۳۰۰.۰۰۰ سال برای آن پیشنهاد شده است از نظر زمین شناسی اغلب این لاک درخشان بر سنگ های کواترنری دیده شده است اما در سنگ های دوره های میوسن و تریاس و حتی پرکامبرین نیز وجود آن گزارش شده است. به هر حال هرچقدر از میزان این عمر بیشتر گذشته باشد با غنی تر شدن لایه و اکسیداسیون فرومنگنزی در طی زمان لایه ضخیم تر، از نظر رنگی تیره تر و با تلالو بیشتری شکل می باید. اما هیچگاه این ضخامت به حدی نخواهد رسید که نتوان با ابزار ساده ای آن را زدود و با ایجاد کنتراستی میان سطح اصلی و جلای سطحی نقشی رغم زد مقیاس بیشینه پیشنهادی ۵۰۰ میکرون است معادل نیم میلیمتر است.
نکته دیگر این است که این جلا بر روی سنگ هایی شکل می گیرد که برای مدت طولانی در مناطق خشک و نیمه خشک بدون حرکت باقی مانده اند. در منابع آمده است که در نواحی که انسان زندگی می¬کند به واسطه انحلال بیشتر سطوح سنگ ها این پدیده به سرعت زدوده می شود.
در رابطه با اینکه نوع خاصی از سنگ متاثر از این پدیده است؟ یا خیر ؟ در ابتدا باید گفت خیر نمی توان به سادگی تفاوت عناصر تشکیل دهنده و میزان آنها در سنگ های مختلف را با نام گذاری سنگ و آن هم در عناوین جنرالی چون آذرین و رسوبی و دگرگونی و حتی سنگ کربناته تفکیک کرد از این رو در تمامی سنگ ها در دسته بندی فوق الذکر این پدیده می تواند بروز نماید اما شرایط اقلیمی، ضخامت لایه ایجاد شده و شرایط بعد از ایجاد از قبیل انحلال و از دست رفتن به واسطه هوازدگی شیمیایی و… میزان ماندگاری را تعیین خواهند نمود. اما در ادامه باید گفت بله عموما این پدیده بر سنگ های سخت تر و مقاوم تر همچون بازالت، ماسه سنگ، آندزیت، و حتی توف و… تشکیل می گردد و سنگ آهک های نرم نمی توانند بستر مناسبی برای این پدیده زمین شناختی باشند. اما نکته جالب توجه دیگر آن است که برخی نیز معتقدند: این جلا منشا بیرونی دارد و اگر چه مکانیزم آن مشخص نیست که چگونه ایجاد می شود اما دلیلی نیز وجود ندارد که جلای بیابانی بر روی سنگ هایی که ذاتا دارای عناصر آهن و منگنز نیستند ظهور کند و شاهد مثال این عده نیز وجود جلای بیابانی بر روی سنگ کوارتزیت دگرگونی است که ذاتا حاوی عناصر فوق نیست.
برخی منابع در این رابطه که برای پاسخ به سوال جنابعالی دیدم عبارتند از:
Pye, K., Boggs Jr, S., & Tovey, N. K. (2005). Backscattered scanning electron microscopy and image analysis of sediments and sedimentary rocks. Cambridge University Press.
Harff, J., Lemke, W., & Stattegger, K. (Eds.). (1999). Computerized modeling of sedimentary systems. Springer.
Parsons, A. J., & Abrahams, A. D. (1994). Geomorphology of desert environments (pp. 3-12). Springer Netherlands.
Herz, N., & Garrison, E. G. (1998). Geological methods for archaeology. Oxford University Press.
Wagner, G. A. (1998). Age determination of young rocks and artifacts: physical and chemical clocks in quaternary geology and archaeology. Springer.
Schaetzl, R. J., & Anderson, S. (2005). Soils: Genesis and geomorphology. Cambridge University Press.
استاد رازانی سپاس فراوان!بسیار مفید بود. انشالله روی این موضوع امسال دو پایان نامه باستان سنجی خواهیم داشت که امیدوارم به نتایج خوبی برسه!و اینکه روی سنگ های آهکی هم سنگ نگاره وجود داره و به روش تاریخگذاری کربن ۱۴سالیابی شده اند.
آقای محمدی گرامی
با آرزوی موفقیت برای دوستان در رشته باستان سنجی و پایان نامه هایی که امیدوارم به نتایج خوبی برسند. بله بر روی سنگ آهک هم سنگ نگاره وجود دارد و همانطور که می دانید آنچه که به سنگ نگاره(Rock art) از دهه ۴۰میلادی به بعد معروف شده است و شامل تقسیم بندی در دسته های، پیکتوگراف- Pictographs -( نقاشی روی سنگ) پتروگلیف_ Petroglyphs _(حکاکی روی سنگ) و ژئوگلیف- Geoglyphs -(زمین نگاره- که شاید معادل جالبی برای ایجاد نقوش در ابعاد بزرگ بر روی زمین با مواد و مصالح گوناگون است؛ نباشد-) است و خصوصاً دو مورد نخست می تواند بر بسترهای آهکی نیز شکل بگیرد شاهد این امر نیز کنده کاری ها و نقاشی ها در غارهای کارستی در دوران پیش از تاریخ است.
از سویی موضوع تاریخگذاری در این زمینه چیز جالبی است و از روش های مختلفی استفاده می شود.
نیم عمر کربن۱۴ که در این نوع تاریخ گذاری به دنبال کربن آلی به کار رفته در سنگ نگاره های نقاشی (همچون رنگدانه مثلا: زغال چوب charcoal و یا بست ها) که موارد فوق در سنگ نگاره های حکاکی شده بر روی سنگ آهکی و یا حتی در جلای بیابان یا جلای سنگ به واسطه تراش و خراش و بدون استفاده از هر گونه ماده آلی وجود ندارد.اما با استفاده از مواد آلی نشست کرده و یا رسوب گذاری شده بر روی سنگ نگاره ها نیز گزارشاتی در مورد استفاده از کربن ۱۴ بنده مشاهده کردم که البته روش را به درستی نمیدانم.
در کل در آزمایش کربن ۱۴ تفکیک کربن کربن آلی مواد نقاشی،یا کربن رسوب کرده، همچنین میزان نمونه مورد نیاز و کافی برای آزمایش جهت تشخیص صحیح تاریخ تخمینی از جمله چالش های پیش روست در زیر لینکی مفید در این مورد خاص وجود دارد. که پیشنهاد میکنم ببینید.
https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/viewFile/1540/1544
این مجله هم در رابطه با تحقیقات سنگ نگاره ها بسیار مفید است
( Rock Art Research: The Journal of the Australian Rock Art Research Association (AURA
در لینک زیر
http://search.informit.com.au/browseJournalTitle;res=IELIND;issn=0813-0426
به علاوه با استفاده از فرسایش سطحی سنگ نگاره های حکاکی شده نیز روشی برای تاریخ گذاری پیشنهاد شده است
Bednarik, R. (1992) A new method to date petroglyphs. Archaeometry 34: 279-29
http://www.kimberleyfoundation.org.au/uploads/41632/ufiles/A_review_of_rock_art_dating_in_the_Kimberley_Western_Australia.pdf
به نظرم بهتره در پایاننامه های باستانسنجی اگر بر روی سنگ نگاره ها کار میشه بر روی تاریخ گذاری آنها متمرکز بشین چون دراین مورد بسیار سوال وجود داره و کمبود دانش تخصصی در کشور.
با سپاس از شما
موفق باشید