Instrumentelle Neutronenaktivierungsanalyse und Herkunftsbestimmung von Spuren vulkanischer Asche im Grabungsprofil von Palaikastro, Kreta (Griechenland)

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Nachweis und Identifizierung vulkanischer Aschen (sog. Tephra) in Bodenproben eines archäologischen Grabungsprofils in Palaikastro, Kreta (GR). Die zugrundeliegenden Grabungsarbeiten von C. Knappett (Univ. Exeter, UK) im Rahmen des Projekts von H. Sackett, S. MacGillivray und J. Driessen dienten der Erforschung der bronzezeitlichen Kultur auf Kreta während des zweiten vorchristlichen Jahrtausends. Das Hauptaugenmerk der vorliegenden Arbeit war auf ein Vorhandensein von Tephra eines bestimmten, datierten Ausbruchsereignisses (minoische Eruption, Santorini, ca. 1610 v.Chr.) gerichtet, wodurch eine entsprechende zeitliche Einordnung der betreffenden Grabungsschichten möglich werden würde.<br />Zur Feststellung eines möglichen Tephragehalts wurden die Bodenproben nach Entfernung des Carbonat- und Tonanteils einer mikroskopischen Untersuchung unterzogen. Aufgrund des hohen Fremdmineralanteils erfolgte eine Anreicherung der Tephra mittels fraktionierter Sedimentation und Magnetscheidung, wobei Erfolg bzw. Misserfolg der Arbeitsschritte ebenfalls durch Lichtmikroskopie verfolgt wurden.<br />Die aufbereiteten, in Suprasil-Quarzampullen abgefüllten Proben wurden in zwei Chargen am TRIGA-Mark-II Reaktor des Atominstituts der österreichischen Universitäten für 34 bzw. 51 Stunden bei einem Neutronenfluss von 10exp13 Neutr./cm2s bestrahlt. In den solcherart aktivierten Tephraproben wurde mittels Gammaspektroskopie die Konzentration von fünfundzwanzig geochemisch relevanten Elementen bestimmt (Neutronenaktivierungsanalyse, NAA). Als Standards dienten SRM 1633b (NIST), GBW 07113-Rhyolith (MC), SO1 (CANMET) sowie BCR No.142 (BCR) und SRM 2702 (NIST).<br />Mittels der daraus erhaltenen Konzentrationsprofile wurde ein Vergleich mit gut untersuchten Eruptivmaterialien der südlichen Ägäis ermöglicht. Dabei ergab sich, dass die Tephrafraktionen von sieben Bodenproben mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit Auswurfmaterial der minoischen Eruption darstellen.<br />Bei einer weiteren Probe, die Bimsstückchen enthielt, war eine Entscheidung zwischen der minoischen bzw. einer wesentlich älteren Eruption (unterer Bimsstein, ebenfalls Santorini) nicht zweifelsfrei möglich.<br />

This diploma thesis describes the detection and identification of volcanic ash in soil samples of an archeological site in Palaikastro, Crete. Basic digging work was done by C. Knappett (Univ. Exeter) within a project lead by H. Sackett, S. MacGillivray and J.Driessen. The aim of this project was to investigate the bronceage culture on ancient crete.<br />The main attention was focused on the detection of volcanic ash from minoan eruption on Santorini (Greece).<br />After removing carbonate and clay in the soil samples the residual silicate was investigated via microscope. Those samples who contained significant amounts of volcanic ash were chosen for further analysis. To increase the ash content samples were treated with fractionated sedimentation and magnetic seperation (one sample).<br />The enriched and sealed samples were irradiated in two charges in the TRIGA-Mark-II reactor of the Atominstitut der österreichischen Universitäten for 34 resp. 51 hours at a neutronflux of 10exp13 Neutrons per squarecentimeter and second.<br />Determination of element concentration was carried out by gamma spectroscopy using five multielement standards: SRM 1633b (NIST), GBW 07113-Rhyolith (MC), SO1 (CANMET), BCR No.142 (BCR) and SRM 2702 (NIST).<br />In seven soils samples he measured elemental profils agreed with those of Santorini BO ash, whereas in one case the distinction between Santorini BO ash and the siganture of an much older event was not possible without doubt.