Archaeometric Studies on the Characterization and Deteriorations of Glass Artifacts of Su Terazisi and Kral Kızı Regions in Enez (Ainos) Excavation

Yıl 2021, Sayı: 16, 87 - 122, 31.07.2021

Didem Çolak-büyüksoy Ali Akın Akyol Işıl Özsait-kocabaş

Öz

Archaeometric investigations were carried out to determine and correlate the chemical contents with the layers of deterioration of the 19 glass finds dating to the Roman Period uncovered from Su Terazisi and Kral Kızı Regions of Enez (Ainos) ancient city. The physical condition of glass finds was firstly examined, the layers of deterioration on the glass surface were documented with photographs, their thickness was measured with a digital thickness meter, their colors were identified by a chromameter, and images of the bubbles and deterioration products were taken under an optical microscope. When the deterioration layers of the samples belonging to the Roman Period were examined visually and with an optical microscope, the types of deterioration resulting from the chemical composition of the glass, such as iridescence, dulling, black discoloration and pitting were identified. A table was created of the existing degree of deterioration. Micro-XRF and Polarized Energy Dispersive-X-Ray Fluorescence (PED-XRF), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry (SEM-EDS), and Raman (Confocal) Spectroscopy methods were used to determine the element and mineralogical contents, and the deterioration layer of the glass samples. When all the archaeometric results were evaluated, it was revealed that there was a difference between the bulk glass and the deterioration layers.

Anahtar Kelimeler

Archaeological Glass Chemistry, Archaeological Glass Deteriorations, PED-XRF, SEM-EDS, Raman Spectroscopy.

Destekleyen Kurum

This study was funded by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Istanbul University. Project number: 34068.

Teşekkür

The authors owe a debt of gratitude to the Scientific Research Projects Coordination Unit of Istanbul University, Prof. Dr. Sait Başaran, Prof. Dr. Yusuf Kağan Kadioğlu and Assist. Prof. Dr. Kıymet Deniz (Ankara University, Earth Science Application and Research Center-YEBİM) for the XRF and Raman analyses, Emine Torgan Güzel (Turkish Cultural Foundation, Cultural Heritage Preservation and Natural Dyes Project) for SEM-EDS analysis, project laboratory assistant Gülşen Albuz Geren (Ankara Hacı Bayram Veli University Historical Material Research and Conservation Laboratory-MAKLAB) for sample preparations.

Enez (Ainos) Kazısı Su Terazisi ve Kral Kızı Bölgelerinden Ele Geçen Camların Karakterizasyonu ve Bozulmaları Üzerine Arkeometrik Çalışmalar

Öz

Bu çalışmada Enez (Ainos) Kazısı Su Terazisi ve Kral Kızı bölgelerinden ele geçen 19 adet etütlük cam buluntunun kimyasal içeriğinin belirlenmesi ve kimyasal içeriklerinin örneklerde görülen bozulma tabakaları ile ilişkilendirilmesi için arkeometrik incelemeler yapılmıştır. Cam buluntuların öncelikle fiziksel durumları incelenmiş, cam yüzeyinde bulunan bozulma tabakaları fotoğrafla belgelenmiş, dijital kalınlık ölçer ile kalınlıkları ölçülmüş, renk ölçümleri yapılmış ve optik mikroskop altında habbe ve bozulma ürünlerinin görüntüleri çekilerek belgelenmiştir. Roma Dönemi’ne ait etütlük örneklerin bozulma tabakaları görsel olarak ve optik mikroskop ile incelendiğinde; sedef oluşumu, matlaşma, siyah kabuk oluşumu ve çukur oluşumu gibi camın kimyasal bileşiminden kaynaklanan bozulma türleri tespit edilmiştir. Camın yüzeyinde mevcut olan bozulmalar derecelendirilerek bir tablo oluşturulmuştur. Cam örneklerin bozulma tabakalarını, element ve mineralojik içeriklerini belirlemek için Mikro-XRF, Polarize Enerji Dağılımlı X-Işını Floresans (Polarized Energy Dispersive-PED-XRF), Taramalı Elektron Mikroskobu- Enerji Dağılımlı Spektrometresi (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry, SEM-EDS) ve Raman (Konfokal) Spektroskopi yöntemleri kullanılmıştır. Tüm arkeometrik sonuçlar değerlendirildiğinde, bulk cam ve bozulma tabakaları arasında farklılık olduğu ortaya koyulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Arkeolojik Cam Kimyası, Arkeolojik Cam Bozulmaları, PED-XRF, SEM-EDS, Raman Spektroskopi

Kaynakça

• Abd-Alla, Ramadan. “Devitrification Behaviour of Corroded Glass: Four Cases Study.” Mediterranean Archaeology and Archaeometry 7/1 (2007): 39-49.
• Akyol, Ali Akın and Yusuf Kağan Kadıoğlu. “Tekfur Sarayı Cam Buluntuları Arkeometrik Çalışmaları.” Türkiye Bilimler Akademisi Kültür Envanteri Dergisi 13 (2015): 27-36.
• Akyol, Ali Akın, Şahinde Demirci, Yusuf Kağan Kadıoğlu, and Üzlifat Özgümüş. “İstanbul Yeni Cami Hünkar Kasrı Camları Üzerine Arkeometrik Çalışmalar.” II. ODTÜ
• Arkeometri Çalıştayı–Türkiye Arkeolojisi'nde Cam: Arkeolojik ve Arkeometrik Çalışmalar Bildiri Kitabı (6-8 Ekim 2011). Ankara: ODTÜ Yayıncılık, 2012, 159-171.
• Akyol, Ali Akın, Yusuf Kağan Kadıoğlu and Şahinde Demirci. “Arkeometrik Çalışmaların Işığında Elaiussa Sebaste Kazısı Camlarının (2002-2011) Karakterizasyonu.” Kaunos/Kbid Toplantıları 2: Anadolu Antik Cam Araştırmaları Sempozyumu (17-20 Haziran 2010). Ankara: Bilgin Kültür Sanat Yayınları, 2013, 197-212.
• Akyol, Ali Akın, Yusuf Kağan Kadıoğlu, Üzlifat Özgümüş and Serra Kanyak. “İstanbul Koca Ragıb Paşa Kütüphanesi Camları Arkeometrik Analizleri.” Journal of Turkish Studies 9/10 (2014): 5-17.
• Artioli, Gilberto. Scientific Methods and Cultural Heritage. New York: Oxford University Press, 2010. Aydın, Mahmut, Ali Akın Akyol, Emel Erten and Emine Torgan. “Olba Kazısı Camları Arkeometrik Çalışmaları.” Seleucia 5 (2015): 197-220.
• Bakırer, Ömür. “Cam Buluntuların Değerlendirilmesinde Arkeometrik Araştırmaların Önemi.” I. Arkeometri Toplantısı Bildiriler Kitabı. Ankara: Kültür Bakanlığı Yayınları, 1985, 61-67.
• Başaran, Sait. “Ortaçağ’da Enez (Ainos).” Sanat Tarihi Dergisi IX (1998): 1-12.
• Başaran, Sait. “Enez (Ainos) Kazıları.” Türkiye Arkeolojisi ve İstanbul Üniversitesi (1932- 1999). Ed. Oktay Belli. Ankara: İstanbul Üniversitesi Yayınları, 2000, 251-260.
• Başaran, Sait. “Enez, Ainos, Enoz.” Enez: Doğal, Kültürel ve Turistik Güzellikleri. Ed. A. Yeşil, A. Uzun, G.A. Aksu. İstanbul: Anadolu Ofset, 2013, 11-90.
• Başaran, Sait, F. Banu Uçar Çakan, Gülder Emre, Gülnur Kurap, Stefan Karwiese and Ramazan Yılmaz. “Enez (Ainos) 2008 Yılı Kazısı, Onarım-Koruma Çalışmaları.” 31. Kazı Sonuçları Toplantısı (Denizli, 25-29 Mayıs 2009). Vol 2. Ankara: Kültür Bakanlığı Yayınları, 2010, 117-144.
• Başaran, Sait and Gülnur Kurap. “Enez (Ainos) 2011 Yılı Arkeoloji Kazısı.” 34. Kazı Sonuçları Toplantısı (Çorum, 28 Mayıs-1 Haziran 2012). Vol 2. Ankara: Kültür Bakanlığı Yayınları, 2013, 375-378.
• Başaran, Sait and Gülnur Kurap. “Enez (Ainos) 2012 Yılı Kazı Çalışmaları ile İlgili Rapor.” 35. Kazı Sonuçları Toplantısı (Muğla, 27-31 Mayıs 2013). Vol 3. Ankara: Kültür Bakanlığı Yayınları, 2014, 249-261.
• Baykan, Ceren. Toprak Altı Cam Buluntuların Koruma ve Onarımı. İstanbul: Homer Kitabevi, 2014.
• Baykan, Ceren and Daniş Baykan. Eskiçağ’da Cam. İstanbul: Türk Eskiçağ Bilimleri Enstitüsü Yayınları, 2012.
• Brill, Robert H. “Scientific Investigations of the Jalame Glass and Related Finds.” Excavations at Jalame: Site of a Glass Factory in late Roman Palestine, 1988, 257-294.
• Caner-Saltık, Emine N. “Arkeometrik Çalışmalar Işığında Belirlenen Cam Bozulmaları.” II. ODTÜ Arkeometri Çalıştayı. Türkiye Arkeolojisi’nde Cam: Arkeolojik ve Arkeometrik Çalışmalar Kitabı (6-8 Ekim 2011). Ankara: ODTÜ Yayınları, 2012, 57-66.
• Colomban, Philippe. “Case Study: Glasses, Glazes and Ceramics- Recognition of Ancient Technology from the Raman Spectra.” Raman Spectroscopy in Archaeology and Art History. Ed. Howell G.M. Edwards and John M. Chalmers. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2005, 192-206.
• Costagliola, Pilario, G. Baldi, Curzio Cipriani, Elena Pecchioni and Antonella Buccianti. “Mineralogical and Chemical Characterisation of the Medicean Glass Mosaic Tesserae and Mortars of the Grotta del Buontalenti, Giardino di Boboli, Florence, Italy.” Journal of Cultural Heritage 1 (2000): 287–299.
• Cox, G.A. and B.A. Ford. “The Long-Term Corrosion of Glass by Ground-Water.” Journal of Materials Science 28 (1993): 5637–5647.
• Davison, Sandra. Conservation and Restoration of Glass. London: Butterworths, 2006.
• Doménech-Carbo, Maria-Teresa, Antonio Doménech-Carbo, Laura Osete-Cortina and Maria- Carmen Saurí-Peris. “A study on Corrosion Processes of Archaeological Glass from the Valencian Region (Spain) and Its Consolidation Treatment.” Microchimica Acta 154/1-2 (2006): 123-142.
• Erzen, Afif. “Enez Kazıları.” XI. Türk Tarih Kongresi’nden Ayrıbasım. Ankara: Türk Tarih Kurumu, 1994, 301-307.
• Freestone, Ian C., Matthew Ponting and Michael J. Hughes. “The Origin of Byzantine Glass from Maroni Petrera, Cyprus.” Archaeometry 44/2 (2002): 257-272.
• Freestone, Ian C., K. A. Leslie, Matthew Thirlwall and Yael Gorin-Rosen. “Strontium Isotopes in the Investigation of Early Glass Production: Byzantine and Early Islamic Glass from the Near East.” Archaeometry 45/1 (2003): 19-32.
• Gratuze, Bernard, Inès Pactat and Nadine Schibille. “Changes in the Signature of Cobalt Colorants in Late Antique and Early Islamic Glass Production.” Minerals 8/6 (2008): 1-20.
• Gueli, Anna M., Stefania Pasquale, Davide Tanasi, Stephan Hassam, Quentin Lemasson, Brice Moignard, Claire Pacheco, Laurent Pichon, Giuseppe Stella and
• Giuseppe Politi. “Weathering and Deterioration of Archeological Glasses from Late Roman Sicily.” International Journal of Applied Glass Scence 11 (2020): 215–225.
• Hasdemir, İlhan. “Arkeolojik Camların Kimyasına Göre Üretim Yerinin Tespitinde En Son Yöntem; Nadir Element Analizi Yöntemi.” A paper presented at the ‘III. Tarihi Eserleri Koruma: Cam Eserler Çalıştayı’. Muğla Sualtı Arkeoloji Enstitüsü, 12-14 October 2016.
• Hasdemir, İlhan, Simon Striepe, Joachim Deubener, and Burkhard C. Schmidt. “Micromechanical Properties of Banded Alterations of Archaeological Glass Fragments.” Journal of Non-Crystalline Solids 376 (2013): 126-132.
• Henderson, Julian. Ancient Glass: An Interdisciplinary Exploration. New York: Cambridge University Press, 2013.
• Huisman, Dirk Johannes, S. Pols, Ineke Joosten, Bertil J.H. van Os and A. Smit. “Degradation Processes in Roman Glass: Cases from the Bocholtz Burial.” Journal of Archaeological Science 35/2 (2008): 398-411.
• Kadikova, Irina F., Ekaterina. A. Morozova, Tatyana V. Yuryeva and Irina A. Grigorieva. “Study of Deteriorating Turquoise Lead-Potassium Glass Beads at Different Stages of Corrosion Using Micro-FTIR Spectroscopy.” Submitted to Materials Today: Proceedings, 2017, 1-7.
• Koob, Stephen P. Conservation and Care of Glass Objects. New York: Archetype Publications, 2006.
• Mäder, Michael, Dieter Grambole, Folker Herrmann, Christian Neelmeijer, Manfred Schreiner and Gebhard Woisetschläger. “Non-destructive Evaluation of Glass Corrosion States.” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 136 (1998): 863-868.
• Ohno, Yoshi. “Spectral Colour Measurement.” Colorimetry: Understanding the CIE System. Ed. Janos Schanda. Chapter 5. New York: Wiley Publication, 2007, 101-132.
• Palomar, Teresa. “Characterization of the Alteration Processes of Historical Glasses on the Seabed.” Materials Chemistry and Physics 214 (2018): 391-401.
• Palomar, Teresa, Jadra Mosa and Mario Aparicio. “Hydrolytic Resistance of K2O‐PbO‐SiO2 Glasses in Aqueous and High‐Humidity Environments.” Journal of the American Ceramic Society 103/9 (2020): 5248-5258.
• Römich, Hannelore. “Glass and Ceramics.” Conservation Science: Heritage Materials. Ed. Eric May and Mark Jones. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2006, 160- 184.
• Scott, Rebecca B. and Patrick Degryse. “The Archaeology and Archaeometry of Natron Glass Making.” Glass Making in the Greco-Roman World: Results of the ARCHGLASS Project. Chapter 1. 2014, 15-26.
• Shackley, M. Steven. “An Introduction to X-Ray Fluorescence (XRF) Analysis in Archaeology.” X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF) in Geoarchaeology. Ed. Michael S. Shackley. New York: Springer Publication, 2011, 7-44.
• Silvestri, Alberta, Gianmario Molin and Gabriella Salviulo. “Archaeological Glass Alteration Products in Marine and Land-Based Environments: Morphological, Chemical and Microtextural Characterization.” Journal of Non-Crystalline Solids 351 (2005): 1338-1349.
• Silvestri, Alberta, Gianmario Molin and Gabriella Salviulo. “The colourless glass of Iulia Felix.” Journal of Archaeological Science 35 (2008): 331-341.
• Verney-Carron, Aurélie, Loryelle Sessegolo, Mandana Saheb, Nathalie Valle, Patrick Ausset, Rémi Losno, Denis Mangin, Tiziana Lombardo, Anne Chabas and Claudine Loisel. “Understanding the Mechanisms of Si–K–Ca Glass Alteration Using Silicon Isotopes.” Geochimica et Cosmochimica Acta 203 (2017): 404-421.
• Watkinson, David, L. Weber and Kilian Anheuser. “Staining of Archaeological Glass from Manganese-Rich Environments.” Archaeometry 47/1 (2005): 69-82.
• Wedepohl, K. Hans and Albrecht Baumann. “The Use of Marine Molluskan Shells for Roman Glass and Local Raw Glass Production in the Eifel Area (Western Germany).” Naturwissenschaften 87/3 (2000): 129–132.