I. M. Godfrey
Wprowadzenie
Użycie kości i kości słoniowej sięga czasów prehistorycznych. Wcześni ludzie, polując na zwierzęta dla pożywienia i odzieży, wykorzystywali jak najwięcej części zwierzęcia, przy czym zęby (kość słoniowa) i kości były używane do wyrobu grotów strzał, rękojeści i innych narzędzi. Z czasem zastosowanie to rozszerzyło się na broń, instrumenty muzyczne, dzieła religijne, artefakty osobiste, przedmioty dekoracyjne, dzieła artystyczne i przedmioty do gier (ryc. 1).
Figura 1: Przykłady scrimshaw na zębach wieloryba spermy.
Gdy ludzie mówią o kości słoniowej, zakłada się na ogół, że materiał ten pochodzi z dużych zębów siecznych lub kłów słonia afrykańskiego lub indyjskiego. Zęby wielu innych zwierząt, w tym hipopotama, wieloryba spermy, narwala, morsa, świni brodawkowatej i dzika były również wykorzystywane do niektórych z wyżej wymienionych celów. Skamieniałe kości słoniowe mastodonta i mamuta zostały wyrzeźbione. Ekspert jest w stanie rozróżnić rodzaje kości słoniowej poprzez zbadanie różnic w ziarnistości, kolorze, fakturze i twardości. Ze względu na zmiany fizyczne i chemiczne, które zachodzą w środowisku pochówku, identyfikacja archeologicznej kości słoniowej może być bardzo trudna, a nawet niemożliwa, w zależności od rodzaju kości słoniowej oraz wielkości i kształtu obiektu.
Jako że struktura kości jest bardziej otwarta niż kości słoniowej, łatwiej ulega ona zabarwieniu. Kość może być trudna do odróżnienia od kości słoniowej, gdy jest obrabiana i polerowana olejami i woskami. Róg, belen i skorupa żółwia to materiały pochodzenia skórnego, które były wykorzystywane do podobnych celów jak kość i kość słoniowa (rysunek 2). Orzech Tagua, pozyskiwany z niektórych drzew palmowych występujących w Ameryce Południowej, Mikronezji i Afryce, również przypomina kość słoniową, łatwo się plami i może być rzeźbiony w taki sam sposób jak prawdziwa kość słoniowa. Jest biały z marmurkowym wyglądem i był używany do produkcji guzików, biżuterii i rzeźb artystycznych.
Figura 2: Zbliżenie pudełka wykonanego ze skorupy żółwia nałożonej na kość.
W 1862 r. na Wielkiej Wystawie Międzynarodowej w Londynie Alexander Parkes wystawił materiał o nazwie „Parkesine”, zmodyfikowane tworzywo sztuczne z azotanu celulozy. Materiał ten został zastąpiony kością słoniową w kulach bilardowych i położył podwaliny pod przemysł tworzyw sztucznych. Znany jako francuska kość słoniowa, wraz z innymi materiałami, takimi jak mieszanki kości słoniowej i pyłu kostnego zmieszane z kredą, żelatyną, gutaperką i gipsem paryskim, azotan celulozy stanowił podstawę rozległego przemysłu syntetycznych substytutów materiałów naturalnych.
Dzisiaj pigmentowane żywice poliestrowe są używane do imitacji tych wcześniejszych dzieł sztuki. Zazwyczaj wykonuje się silikonową formę z oryginału, a następnie wlewa się pigmentowaną żywicę. Po zastygnięciu, powierzchnia może być traktowana farbą lub barwnikiem, aby podkreślić wszelkie szczegóły powierzchni. Nieprzezroczysta natura i jednolity kolor tych kopii są zazwyczaj wystarczające do ich identyfikacji.
Natura i skład
Materiały kościopodobne (kość słoniowa, kość i poroże) składają się zarówno z komponentów organicznych jak i nieorganicznych. Głównym składnikiem organicznym jest włókniste białko kolagen. Stanowi on około 25 – 30 % tych naturalnych substancji, a większość pozostałej części składa się z nieorganicznego fosforanu wapnia zawierającego niewielkie ilości magnezu i węglanu. Nawet w stanie suchym te zmineralizowane tkanki zawierają do 10 % wody. Pochodne skóry, takie jak róg, belen i skorupa żółwia mają jako główny składnik keratynę, białko zawierające siarkę.
Kość słoniowa roślinna lub palmowa składa się z prawie czystej celulozy, podstawowego składnika ścian komórkowych roślin, podczas gdy syntetyczne substytuty kości słoniowej mogą być przygotowane z wielu różnych materiałów (patrz wyżej).
Identyfikacja
Choć często trudno jest rozróżnić kość, kość słoniową, róg i syntetyczne substytuty, badanie cech morfologicznych, powierzchniowych i strukturalnych lub składu chemicznego materiału zazwyczaj pozwala na pozytywną identyfikację. Wysokiej jakości obiektyw ręczny i badanie fotografii lub fotomikrografów, które uwypuklają cechy strukturalne, ułatwiają identyfikację tych materiałów (Penniman 1952). Poroże i kość, choć trudne do odróżnienia od siebie w obrobionym kawałku, można odróżnić od kości słoniowej za pomocą ręcznej soczewki. Dzieje się tak dlatego, że kość słoniowa nie zawiera mikroskopijnych porów, które za życia zawierały naczynia krwionośne zasilające rosnącą kość lub poroże.
Cechy morfologiczne, takie jak kształt i wielkość materiałów w stanie nieobrobionym, wraz z elementami takimi jak jama szpikowa w kościach długich i jama miazgi w kłach mogą pomóc w procesie identyfikacji.
Kość słoniowa jest w zasadzie inną formą kości zwaną zębiną. Pomimo różnych struktur kość i kość słoniowa mają podobny skład chemiczny. Tak więc, chyba że niektóre materiały są dostępne do analizy niszczącej, badania chemiczne nie może zazwyczaj odróżnić kości i ivory.
Cechy, które mogą zidentyfikować słonia kości słoniowej obejmują:
- wzór przecinających się łuków, zwykle określane jako „silnik toczenia” lub linii Schregera, które znajdują się na przekroju (poprzeczne) powierzchni. Są one dość wyraźnie widoczne na kości słoniowej słonia afrykańskiego (rysunek 3), ale są nieco trudniejsze do zaobserwowania na kości słoniowej słonia indyjskiego;
- obecność lekko falistych lub plecionych linii ciągłych na powierzchniach wzdłużnych;
- obecność „mętnych” obszarów, które są czasami faliste, na powierzchniach wzdłużnych. Te „chmury” pojawiają się jako obszary, które są bielsze i bardziej nieprzezroczyste niż materiał pomiędzy nimi.
Dalszą cechą charakterystyczną wszystkich kości słoniowych jest ich fluorescencja z niebieskawym światłem, gdy są napromieniowane długofalowym światłem ultrafioletowym (UV). W zależności od rodzaju kości słoniowej, fluorescencja ta waha się od niebiesko-białej do głęboko fioletowo-niebieskiej (Penniman 1952). Różnica we fluorescencji starych kości słoniowych może być również przydatna w odróżnianiu starych i nowych powierzchni, ponieważ wiekowa patyna fluoryzuje w cętkowanych żółtych odcieniach, podczas gdy nowsze kości słoniowe i uzupełnienia zwykle mają głęboki niebiesko-fioletowy odcień. Materiały syntetyczne często wykazują świetlistą fluorescencję, zupełnie inną od substancji naturalnych.
Rycena 3: Kość słoniowa wykazująca przecinające się łuki (linie Schregera), które pomagają w identyfikacji tego materiału.
Cechy identyfikacyjne kości obejmują następujące cechy:
- ogólnie lżejsza waga niż podobnej wielkości kawałek kości słoniowej;
- obecność porowatej jamy często widocznej na tylnej powierzchni artefaktu;
- obecność małych wgłębień, które utrzymywały naczynia krwionośne i krótkie podłużne prążki. Te często pojawiają się jako bardzo małe kropki i zaciemnione linie na podłużnych powierzchniach, cechy, które są wzmocnione przez brud, który się w nich gromadzi.
Badanie mikroskopowe, w tym przy użyciu światła spolaryzowanego lub badanie materiałów w świetle UV może pozwolić na identyfikację materiałów takich jak róg, belen, skorupa żółwia i roślinna kość słoniowa. Roślinna kość słoniowa charakteryzuje się obecnością bardzo delikatnych, nieco ciemniejszych koncentrycznych linii na powierzchni poprzecznej oraz licznymi wgłębieniami w kształcie gwiazdek w całej tkance.
Roślinna kość słoniowa i wytworzone przez człowieka alternatywy dla naturalnych materiałów kościopodobnych mogą być łatwo rozróżnione metodami spektroskopowymi lub chemicznymi. W szczególności spektroskopia w podczerwieni (IR) pozwala na szybką i zazwyczaj jednoznaczną identyfikację substancji polimerowych (kopii kości słoniowej). Ten rodzaj analizy musi być przeprowadzony przez eksperta. Chociaż analizy w podczerwieni są zazwyczaj niszczące, do badań wymagana jest jedynie niewielka ilość materiału (mniej niż jeden miligram). Dokładna analiza widm IR może również dostarczyć cennych informacji na temat stopnia degradacji kości i kości słoniowej, dostarczając cennych informacji na temat zmian w ilości i składzie składników organicznych i nieorganicznych (Godfrey et al 2002).
Bardzo prostą, choć niszczącą metodą określenia, czy materiał składa się z substancji syntetycznej, jest test „gorącej igły”. Wiele z materiałów polimerowych stosowanych jako substytuty kości i kości słoniowej topi się pod wpływem ciepła. Gorąca igła przyłożona do niepozornej części przedmiotu powinna dać szybką, choć niewiarygodną ocenę składu danego przedmiotu. Ze względu na destrukcyjny charakter tego testu, nie jest on jednak zalecany.
Pełne opisy dostępnych metod różnicowania kości słoniowej, kości i materiałów pokrewnych można znaleźć w Penniman (1952), Thornton (1981), Krzyszkowska (1990), Locke (2013) i Mann (2013).