A QUMRÁNI KÖZÖSSÉG KERÁMIÁINAK NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALITIKAI VIZSGÁLATA Ph.D. tézisfüzet BALLA MÁRTA BUDAPEST 2005
A kutatások előzménye A XX. század leletének nevezett Holt-tengeri tekercsek kutatása a XXI. század számára is jelentős kihívás. Az elmúlt ötven év kutatásainak eredményeként rendelkezésre áll a teljes szövegkiadás, megtörtént Khirbet Qumrán régészeti feltárása, a sziklaorom és a márgaterasz barlangjainak átvizsgálása. A leletek régészeti, paleográfiai és irodalomtörténeti feldolgozásának eredményeként konszenzus alakult ki a felfedezett leletek kora, eredete és jelentősége tekintetében. Mégis, sokkal több a folyamatosan, újra meg újra felmerülő kérdés, mint amennyire megbízható választ adhatunk. A kérdések egy részére a humán tudományok saját eszközeikkel nem tudnak választ adni. Az elmúlt néhány évben azonban jelentős szemléletváltásnak lehettünk tanúi és részesei, amely Qumrán tárgyi emlékanyagának feldolgozásában utat nyit más tudományágak módszerei, technikái felé, hogy a megismerés egy másik oldaláról megközelítve a problémát, objektív adatokkal egészíthessék ki a klasszikus régészet eredményeit. Szinte valamennyi Qumránnal foglalkozó tanulmány központi kérdése a Holt-tengeri tekercsek és a településen i.e. 200 és i.sz. 70 között élt vallásos közösség kapcsolata. Máig sincs megfelelően alátámasztott bizonyíték arra, hogy Qumrán lakói írták, másolták, használták a tekercseket, s ők rejtették el azokat a környező barlangokba. Minthogy a barlangokban a kéziratokat cserépedények társaságában találták meg, s ugyanolyan stílusú, formájú, anyagú kerámiatárgyak kerültek elő a településen is, a kapcsolat igazolására a kerámiák szolgáltathatják a legfőbb bizonyítékot. Egy adott népcsoport életének tanulmányozására kerámiatárgyaik vizsgálata jelentős információforrás. Nemcsak a mindennapi élet szokásairól, de a kerámiatechnológia fejlettségéről, sőt a kereskedelem, az emberi kapcsolatok alakulásáról is tanúskodnak. A kerámiáknak van egy különleges jellegzetessége is, minden tárgy speciális kémiai ujjlenyomatot visel, melynek meghatározásával származása, készítési helye meghatározható. A dolgozat Khirbet Qumrán, valamint a barlangok kerámialeleteinek neutronaktivációs analitikai vizsgálatát foglalja össze. Munkám elsődleges célja az volt, hogy meghatározva a qumráni kerámiák kémiai összetételét megállapítsam azok származási helyét, s a kapott eredmények alapján értelmezzem a település zártságát, illetve lakóinak kapcsolatrendszerét. A kémiai összetételen alapuló eredetvizsgálati módszer a nyolcvanas évek elején került a Nukleáris Technikai Intézet kutatási tevékenységi területei közé. A néhai Bérczi 1
János témavezetése alatt geológus, majd régész diplomamunkáimban, illetve egyetemi doktori disszertációmban a módszer alkalmazásának elméleti és gyakorlati kérdéseivel foglalkoztam. Célkitűzések Megbízható tudományos következtetések levonására csak olyan analitikai módszer eredményei alkalmasak, amely rendelkezik a régészeti probléma megoldásához szükséges pontossággal és precizitással, az eredmények minősége garantált és az eljárás alkalmassága a feladat megoldására bizonyított. A kémiai eredetvizsgálat eredményei önmagukban irrelevánsak. Hogy egy tárgy hol készült, önmagában nem hordoz információt. Már a probléma felvetésénél ismernünk kell az adott társadalmi-gazdasági szerkezetet, történelmi hátteret, az emberek közötti kapcsolat formáit, lehetséges módjait. A tudományos eredetvizsgálatok eredményei, valamint a régészeti probléma társadalmi, kulturális vonatkozásainak ismerete együttesen vezethetnek megbízható következtetésekhez. A disszertáció célkitűzései a következő pontokban foglalhatók össze: - a neutron aktivációs analízis területén alkalmazott stratégiai és alkalmazott kutatásfejlesztés, a módszer adaptálása az adott műszaki és technikai adottságokhoz, illetve optimalizálása régészeti kerámiák eredetvizsgálatára - az analitikai vizsgálatok hatékonyságát, átláthatóságát, teljesítőképességét növelő műveleti eljárás bevezetése - egy régészeti összefüggőségében végigkövetett, szisztematikus elemzéseken alapuló kutatás Khirbet Qumrán és a környező barlangok kerámialeleteinek eredetvizsgálatára - qumráni kerámiák készítési helyének azonosítása a kémiai elemzések eredményének felhasználásával 2
- a település és a barlangok kerámiáinak összehasonlító elemzése - a leletanyag egységességének meghatározása, illetve a qumráni közösség kapcsolatrendszerének feltárása Vizsgálati módszerek A qumráni kerámiák, illetve kapcsolódó minták kémiai jellegzetességeinek vizsgálatára roncsolásmentes neutronaktivációs analízist alkalmaztam. Az INAA jól automatizált méréstechnika, amely alkalmas a nyomelemek szimultán szelektív meghatározására, egyidejűleg biztosítva a feladat által megkövetelt objektivitást, megbízhatóságot és reprodukálhatóságot. A koncentrációértékek adathalmazának feldolgozására, a kapott analitikai információ régészeti kontextusba helyezésére, különböző sokváltozós matematikai statisztikai eljárások nyújtanak segítséget. Főkomponens analízis, egy iteratív csoportosítási eljárás, illetve különböző szignifikancia tesztek eredményei alapján végeztem el a kémiai eredetvizsgálat régészeti értelmezését. Új tudományos eredmények 1. Annak érdekében, hogy az analitikai módszer meglévő ismeretanyagát hasznosítani lehessen a Nukleáris Technikai Intézet Radiokémiai Laboratóriumában régészeti kerámiák multielemes vizsgálatára, a módszert illesszetettem a speciális műszaki és technikai adottságokhoz, és a roncsolásmentes neutronaktivációs analízis optimális és standardizált feltételeit meghatároztam [1] [2]: 3
Kiválasztottam a legnagyobb termikus neutron-fluxussal rendelkező besugárzócsatornákat, s elvégeztem ezekben a fluxus spektrális és térbeli monitorozását, meghatároztam, illetve ellenőriztem a legfontosabb (n,γ) magreakciókhoz rendelhető k-faktorokat, különböző agyagásványok, valamint különböző korú, anyagú és kikészítésű kerámiák szisztematikus elemzésével meghatároztam a leginformatívabb elemeket, kidolgoztam a mintavételi technikát, meghatároztam a szükséges és elégséges mintamennyiséget, a besugárzásonkénti optimális minta, monitor és standard számot, kialakítottam az optimális besugárzási, hűtési és mérési időket, a mérési geometriát és elvégeztem különböző kerámiák homogenitás-vizsgálatát. 2. Alkalmazott kutatásokat végeztem a módszer teljesítőképességének maximális kihasználhatóságára, számos sikeres munka [3] [4] tapasztalatának felhasználásával kidolgoztam egy standard műveleti eljárást régészeti kerámiák NAA módszerrel történő eredetvizsgálatára. Ez az eljárás tartalmazza a kerámiákra optimalizált analitikai protokolt, a mérési bizonytalanság becslését, a módszer teljesítményjellemzőinek vizsgálatát, valamint az eljárás minőségügyi rendszerben történő validálását [5]. Az analitikai vizsgálatok eredményeit sikeresen teszteltem laboratóriumok közötti összehasonlításban, illetve felkészültségvizsgáló programokban való részvétellel. 3. A qumráni kerámiák származási helyének meghatározására régészeti összefüggéseiben elemzett, átfogó vizsgálatsorozatot végeztem. A szövegmagyarázatok és a történeti kutatások eredményeire, valamint régészeti megfigyeléseken alapuló ismeretekre támaszkodva, mérési eredményeimet felhasználva az alábbi következtetésekre jutottam [6] [7]: - a biztosan qumráni eredetű minták szisztematikus elemzésével meghatároztam Qumrán helyi kémiai ujjlenyomatát - a Holt-tenger környékének más területeiről származó minták elemzése referencia-adatokat szolgáltatott műhelyek azonosítására 4
- ezen előkészítő mérések elvégzése mellett elvégeztem 166 különböző típusú, illetve stílusú kerámiatárgy, köztük az egyedi kialakítású ún.scroll-jar-ok elemzését. Az eredményekből létrehozott adat-bank tartalmazza Qumrán, illetve a Holt-tenger vidéke i.e.200 és i.sz. 70 közötti kerámiatípusainak kémiai profilját. - az elemzések eredményeként bebizonyítottam, hogy az a korábbi feltételezés, hogy valamennyi qumráni kerámia helyben készült, nem igazolható. Öt kémiailag különböző kerámiacsoportot különítettem el és azonosítottam ezek legvalószínűbb származási helyét - megállapítottam, hogy a barlangok és a település kerámiaanyaga között kémiai összetételüket tekintve nincs különbség, vagyis az az elmélet, hogy a kerámia összekötő kapocsként szolgál a telep és a barlangok között, megerősítést nyert. - a feliratos cserépdarabok(ostraca) elemzése [8] [9] új bizonyítékot szolgáltatott erre a kapcsolatra, és bizonyíthatóvá vált a településen végzett írási tevékenység is. - a település zártsága új megvilágításba került: a kerámiaanyag alapján nyomon követhető és bizonyítható kapcsolat mutatható ki mind Qumránhoz közeli, mind távolabbi településekkel, népcsoportokkal. 4. Eredményesen ötvöztem a régészet, a nukleáris technika és a matematikai statisztika eszközeit, és új, multidiszciplináris megközelítéssel megbízható, komplex és objektív információhoz jutottam kulturális örökségünk e rendkívüli leletegyüttesére vonatkozóan. 5
A tézispontokhoz kapcsolódó tudományos közlemények: [1] Balla, M. (1991). Neutron aktivációs analitikai módszer alkalmazása régészeti kerámiák eredetvizsgálatára, Egyetemi doktori disszertáció, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest. [2] Balla, M., Keömley, G., Molnár, Zs. (1998). Neutron Activation Analysis. In Nuclear Methods in Mineralogy and Geology, eds. Vértes, A., Nagy, S., Süvegh, K., Plenum Press, New York&London, p. 115. [3] Balla, M., Zsidi, P., Balázs, L. (1999). Spread of Mortaria Types in Municipium Aquincum (Óbuda, Hungary), Journal of Archaeological Science 26, p. 997. [4] Gunneweg, J., Balla, M. (2002). Instrumental Neutron Activation Analysis, Busayra and Judah. In Busayra, Excavations by Crystal-M. Bennet, ed. Bienkowski, P., British Academy Monographs in Archaeology No. 13, Oxford University Press, p. 483. [5] Balla, M., Molnár, Zs., Körös, Á. (2004). Uncertainty Budget and Validation of NAA Using Reference Materials, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 259, No.3. p.395. [6] Gunneweg, J., Balla, M. (2003). Neutron Activation Analysis: Scroll Jars and Common Ware. In Khirbet Qumran and Ain Feshkha II. Studies of Anthropology, Physics and Chemistry, eds. Humbert, J-B, Gunneweg, J., Academic Press Fribourg, Vandenhoeck & Ruprecht Göttingen, p. 3. [7] Balla, M. (2004). Kémiai ujjlenyomat- a qumráni közösség kerámiáinak neutronaktivációs analitikai vizsgálata, Magyar Kémikusok Lapja 59/5, p. 152. [8] Gunneweg, J., Balla, M. (2003). Possible Connection Between the Inscriptions on Pottery, the Ostraca and Scrolls Found in the Caves, In Khirbet Qumran and 6
Ain Feshkha II. Studies of Anthropology, Physics and Chemistry, eds. Humbert, J-B, Gunneweg, J., Academic Press Fribourg, Vandenhoeck & Ruprecht Göttingen, p. 389. [9] Gunneweg, J., Balla, M. (2001). How neutron activation analysis can assist research into the provenance of pottery at Qumran, In Historical Perspectives: From the Hasmoneans to Bar Kokhba in Light of the Dead Sea Scrolls, eds. Goodblatt, D., Pinnick, A., Schwartz, D.R., Proceedings of the Fourth International Symposium of the Orion Center, 27-31 January 1999, Brill, Leiden, p. 179. További tudományos közlemények: [10] Balla, M., Gabler, D. (1983). Terra sigillaták eredetének vizsgálata neutronaktivációs analitikai módszerrel, Archaeológiai Értesítő 109.1., p. 74. [11] Gabler, D., Balla, M., Bérczi, J., Keömley, G. (1986). Pannoniai sigillaták eredetének meghatározása neutronaktivációs analitikai módszerrel, Archaeológiai Értesítő 113, p. 32. [12] Balla, M., Bérczi, J., Keömley, G., rosner, Gy., Gabler, D. (1989). Provenance studies of ceramics by NAA, In Archaeometrical Research in Hungary, National Centre of Museums, Budapest-Kaposvár, p. 103. [13] Balla, M., Rosner, Gy. (1989). Provenance Studies of Avar Ceramics by NAA. International Conference on Early Middle Ages, A Wosinski Mór Múzeum Évkönyve, Szekszárd, p. 131. [14] Balla, M., Keömley, G., Rosner, Gy. (1990). Neutron Activation Analysis for Provenance Studies of Archaeological Ceramics, Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 141.1. p. 7. 7
[15] Holl,I., Balla, M., Neutronenaktivierungsanalyse Mittelalterlicher Ofenkacheln, Acta Archaeologica Hungarica 46, p. 381. [16] Jerem, E., Balla, M., Balázs, L. (1998). Early Celtic Stamped Pottery in the Eastern Alpine Area: Workshop Activity and Trade, In Archaeometrical Research in Hungary II., Budapest, p. 83. [17] Balla, M. (1999). The Search for the Manufacturing Center of Edomite Pottery as Found in the Iron Age II Fortress of Ein Hazeva in the Arava of Israel, by the means of Neutron Activation Analysis, American School of Oriental Research Newsletter 49/3, p. 13. [18] Zsidi, P., Balla, M. (2000). The distribution of mortars from the so-called Gas Works Potters Workshop in Aquincum, Rei Cretariae Fautorum Acta 36, p. 247. Konferencia kiadványok: Balla, M., Jerem, E. (1994). Production and Distribution of Iron Age Pottery at Sopron (Northwest Hungary), 29 th International Symposium on Archaeometry, Ankara, Turkey, p.7. Balla, M., Zsidi, P. (1996). Spread of Mortaria Types in Municipium Aquincum, 30 th International Symposium on Archaeometry, University of Illinois at Urbana- Champaign, Illinois, USA, p.9. Balla, M., Dévényi, L., Járó, M., Nagy, M., Tóth, A, (1997). Analysis of Patinated Roman Bronzes, Metals in Antiquity, International Symposium, Harvard University, Cambridge, USA, p 42. Gunneweg, J., Balla, M. (1998). Instrumental Neutron Activation Analysis and Eastern terra 8
Sigillata II Pottery Revisited, 31 st Budapest. International Symposium on Archaeometry, Gunneweg, J., Balla,M. (2000). Is a White Wash on the Dead Sea Qumran Pottery a Result of Salt? A Neutron Activation Analysis Approach. 32 nd International Symposium on Archaeometry, Mexico City, Mexico, p.91. Gunneweg, J., Balla, M. (2002). How Instrumental Neutron Activation was Helpful to Identify Scribal Activities at Qumran in Connection with the Dead Sea Scrolls, 33 rd International Symposium on Archaeometry, Amsterdam, The Netherland, p. 91. Balla, M., Molnár, Zs, Kőrös, Á. (2003). Uncertainty Budget and Validation of NAA using Reference Materials, Nuclear Analytical Methods in Life Sciences, Antalya, Turkey, 2003. Balla, M., Zsidi, P., Schilling, L. (2003). Clay Head of Uncertain Provenance from a Late Avar Period (8 th Century) House (Budapest/Aquincum, Filatori Dam), 4 th Symposium on Archaeometry of the Hellenic Society of Archaeometry, Athens, Greece, p.156. Gunneweg, J., Balla, M., Pantos, M., Poolton, N., Mueller, M., Burghammer, M., Snigieva, I. (2004). The Provenance of the Pompeian Red Plate Assemblage During the Roman Period (By Neutron Activation Analysis) and Clay Characterization by Synchrotron Methods, 34 th International Symposium on Archaeometry, Zaragoza, Spain, p.243. 9