14 Srp Geochemické a fyzikální metody v geoarcheologii
Geochemická analýza je nedílnou součástí kvalitního geoarcheologického výzkumu (Macphail, Goldberg, 2018; Karkans, Goldberg, 2019). Typ analýzy je však závislý na konkrétní informaci, kterou chceme získat. To znamená, že pokud například bude cílem výzkumu zjistit distribuci prvků související s potenciální těžbou v rámci lokality je na místě multiprvková analýza a stanovení stopových prvků. Tyto analýzy lze provádět rychle, avšak zároveň orientačně, rentgenovou fluorescencí (viz příspěvek o analýze XRF), detailnější hodnoty lze však získat pouze laboratorními metodami. Pro tento účel je nejvhodnější pro detekci makroelementů použít například ICP EOS. Zároveň je nutné stanovovat typy výluhů, ve kterých jsou vzorky pro měření připravovány. Standardně je používán tzv. totální výluh, při kterém jsou karbonáty ve vzorku rozpuštěny ve 20 % roztoku kyseliny chlorovodíkové. Druhým typem výluhu, díky kterému lze získat informace prvcích přístupných pro rostliny a který je standardně používán, je například tzv. Mehlich III (Mehlich, 1984).
Pokud je cílem geochemické analýzy například distribuce lehkých prvků v rámci objektu (například fosfor) je na místě využít rovnou laboratorní detekci fosforu. Měření opět probíhá na ICP EOS ovšem liší se většinou způsoby přípravy vzorku, tak aby výsledné hodnoty nebyly statisticky ovlivněny detekčními limity přístroje. Zároveň je možné stanovit rozdíly mezi organickým, neorganickým a celkovým fosforem, jinak řečeno rozdíly v podílu několika zdrojů fosforu.
Dalším příkladem využití laboratorní chemické analýzy může být například stanovení obsahů organického uhlíku, totálního dusíku nebo síry. Celkový uhlík lze relativně precizně určit například použitím analyzátoru PRISMACS. Pokud je vzorek zbaven organického uhlíku, lze dále množství anorganického uhlíku stanovit na analyzátoru LECO.
Součástí multidisciplinárního zhodnocení lokality je aplikace měření kyselosti půdy (pH) (Grant et al., 1996), měření magnetické susceptibility nebo stanovení zrnitostního složení vzorků. Magnetická susceptibilita je obvykle měřena pomocí přístroje Agico MFK1-FA Kappabridge, při jedné pracovní frekvenci, f1 = 976 Hz a amplituda pole AC byla 200 A / m. V environmentálních vědách je používána tzv. hmotnostní magnetická susceptibilita tzn. hodnota kdy je celková MS převedena na hmotnost.
Zrnitostní analýza je prováděna laserovým granulometrem CILAS 1190 LD, který dokáže stanovit rozsah cca od 0,04 až 2 500 um. Stanovení probíhá po změření vzorku, který byl předtím dispergován. Míra a způsob dispergace je vždy závislá na konkrétní vědecké otázce a probíhá většinou v hydroxidu draselném případně v kyselině chlorovodíkové, pokud je nutné měřit zrnitost bez obsahů druhotně vzniklých karbonátů nebo po disperzi ve vodě, pokud je účelné zjistit zrnitost nezávislou na obsahu organických látek. Data jsou obvykle uváděna ve třech frakcích: jíl (do 2 mikrometrů), prach (2–63 mikrometrů) a písek (63–2 000 mikrometrů), tyto frakce však lze pro případné interpretace vyčlenit mnohonásobně podrobněji.
V rámci centra ERCA provádí geochemické a fyzikální analýzy za účelem geoarcheologického výzkumu doc. Mgr. Lenka Lisá, Ph.D., z Geologického ústavu Akademie věd České republiky v Praze.
Literatura:
Grant, R., Laubel, A., Kronvang, B., Andersen, H.E., Svendsen, L.M., Fuglsang, A., 1996: Loss dissolved and particulate phosphorus from arable catchments by subsurface drainage. Water Research, 30, 2633–2642.
Karkanas P.T., Goldberg, P., 2019: Reconstructing Archaeological Sites: Understanding the Geoarchaeological Matrix. Willey Blackwell.
Macphail, R.I., Goldberg P., 2018: Applied Soils and Micromorphology in Archaeology. Cambridge University Press.
Mehlich A., 1984: Mehlich 3 soil test extractant: A modification of Mehlich 2 extractant, Communications in Soil Science and Plant Analysis, 15(12), 1409-1416, DOI: 10.1080/00103628409367568