보석의 고유한 특성을 활용하여 고대 무역로 발견

워싱턴 DC — 고대부터 보석은 전 세계에서 채굴되어 거래되었으며, 때로는 원산지에서 대륙을 이동하기도 했습니다. 보석은 지질학적으로 아름다움, 힘, 희귀함으로 유명한 광물로 정의됩니다. 그들의 독특한 원소 구성과 원자 방향은 지문 역할을 하여 연구자들이 돌의 과거와 역사적인 무역 경로를 밝혀낼 수 있습니다.

AIP Advances에서 AIP Publishing의 Khedr et al.세 가지 현대 분광 기술을 사용했습니다. 아라비안-누비아 순상에서 발견된 보석을 신속하게 분석하고 전 세계의 유사한 보석과 비교합니다. 레이저 유도 분해 분광법(LIBS), 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법 및 라만 분광법을 사용하여 저자는 보석의 색상에 영향을 미치는 요소, 영역 내부 및 외부에서 발견되는 차별화된 돌, 천연석과 합성석을 구별하는 요소를 식별했습니다.

아라비아-누비아 순상지(Arabian-Nubian Shield)는 현재 이집트와 사우디아라비아의 홍해를 끼고 있는 광물 매장지의 노출입니다. 퇴적물은 지구의 가장 초기 지질학적 연대로 거슬러 올라가며, 귀금속과 보석은 수천 년 동안 수확되었습니다.

저자 Adel Surour는 “우리는 다른 세계 지역의 보석과 구별하기 위해 중동 지역의 보석의 주요 분광학적 특성을 보여주었습니다.”라고 말했습니다. "여기에는 이집트의 고대 클레오파트라 광산에서 나온 에메랄드와 같은 다양한 규산염 보석이 포함되며, 대부분 로마 시대까지 거슬러 올라가는 다른 유적지에서 나온 자수정, 페리도트, 아마조나이트도 포함됩니다."

그들이 사용한 다양한 분광 기술은 돌에 대한 다양한 정보를 드러냈습니다. LIBS는 화학적 조성을 빠르게 특성화하는 반면, FTIR은 구조에 연결된 기능 그룹을 결정하고 물과 기타 탄화수소의 존재를 나타냅니다. 화학적으로 동일한 물질의 경우에도 라만 분광법은 보석 원자의 독특한 결정 구조를 보여줍니다.

저자들은 철분 함량이 자수정의 대표적인 보라색 색조와 상관관계가 있으며 구리, 크롬, 바나듐과 같은 다른 원소도 착색을 담당한다는 사실을 확인했습니다. 시그니처 워터 피크는 과학적 목적에 유용하고 천연 보석과 동일하지만 가격이 저렴한 실험실에서 재배한 합성 보석을 노출시킵니다.

결정 구조는 멕시코, 요르단, 이집트의 아마조나이트 구슬을 구별합니다.

“에메랄드와 페리도트 같은 보석은 고대부터 채굴되어 왔습니다.”라고 Surour는 말했습니다. “때때로 선원과 상인이 일부 보석을 고국으로 가져왔습니다. 예를 들어, 유럽의 왕실 왕관은 아프리카나 아시아에서 생산된 독특한 보석으로 장식되어 있습니다. 원석이 채굴된 원래 장소에 대한 정확한 정보를 얻으려면 원석의 출처를 구별하고 고대 무역 경로를 추적하는 정확한 방법이 필요합니다.”

- 본 보도자료는 미국물리학회에서 제공한 것입니다.