ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΓΡΑΦΙΚΩΝ ΤΕΧΝΩΝ ΚΑΙ ΚΑΛΛΙΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΤΜΗΜΑ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΑΡΧΑΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΗΣ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΜΕΛΕΤΗ, ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΕΚΘΕΣΗ ΑΠΟΛΙΘΩΜΕΝΟΥ ΧΑΥΛΙΟΔΟΝΤΑ & ΟΣΤΟΥ ΕΛΕΦΑΝΤΑ ΑΠΟ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ

ΝΟΜΟΥ ΦΛΩΡΙΝΑΣ

ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΕΣ: ΚΑΡΑΜΑΝΟΥ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ ΛΟΪΖΟΥ ΤΖΙΝ

ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΔΡ. Γ ΠΑΝΑΓΙΑΡΗΣ

ΑΘΗΝΑ 2010

- 1 -

Στον Ανώνιο και την Κλεοπάτρα…

- 2 -

Ευχαριστίες

Για την αποπεράτωση αυτής της εργασίας θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον κ. Παναγιάρη Γ., καθηγητή του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για την ανάθεση του θέματος και για τη βοήθεια σε πρακτικά θέματα της εργασίας.

Έπειτα ευχαριστούμε τη κ. Μαλέα Κ., συντηρήτρια Αρχαιοτήτων και καθηγήτρια εφαρμογών του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για την επίβλεψη των εργασιών συντήρησης, τις παρατηρήσεις και τις συμβουλές της στα θέματα των φυσικοχημικών αναλύσεων καθώς και των εργασιών που συντελέστηκαν.

Ευχαριστούμε θερμά τον κ. Χαραλάμπους Δ., Δρ. Χημικό Μηχανικό και ομότιμο καθηγητή του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για το προσανατολισμό του στο θέμα ‘μεθόδων απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος από τα απολιθώματα’, καθώς και τον κ. Λαμπρόπουλο Β., Δρ. Χημικό Μηχανικό και καθηγητή του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για την ανταλλαγή απόψεων και για τις γνώσεις που μας μετέδωσε πάνω στο θέμα της διαδικασίας απολίθωσης.

Ευχαριστούμε επίσης τη κα. Μερτζάνη Μ., συντηρήτρια Αρχαιοτήτων για τη συλλογή βιβλιογραφίας, τις πολύτιμες συμβουλές της ως προς τις μεθόδους συντήρησης και για τα συμπεράσματά της ως προς τη κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος.

Ευχαριστούμε πάρα πολύ τον κ. Στεφανή Α., Δρ. Συντηρητή Αρχαιοτήτων και καθηγητή εφαρμογών του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για την ανάλυση των δειγμάτων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM-EDX), για τη βοήθεια ως προς το χειρισμό της αμμοβολής και για όλη τη διάθεση, κατανόηση και στήριξη που έδειξε σε πολλά θέματα που αφορούσαν στην εργασία.

Θα θέλαμε επίσης να ευχαριστήσουμε θερμά τον κ. Καραμπότσο Θ., συντηρητή Αρχαιοτήτων και μέλος του Τεχνικού προσωπικού του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, για τη καθοδήγηση ως προς τη παρατήρηση των δειγμάτων στο πετρογραφικό μικροσκόπιο, για τη μεταφορά του απολιθώματος στη Χαλκίδα και για τις συμβουλές του στο θέμα της εργασίας.

Ύστερα ευχαριστούμε τον κ. Σταματάκη Μ., καθηγητή του τομέα Οικονομικής Γεωλογίας & Γεωχημείας, πρόεδρο του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού & Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθήνας που δέχτηκε να πραγματοποιηθούν οι αναλύσεις δειγμάτων με περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD), καθώς και τον κ. Ασπιώτη Κ., φοιτητή Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού & Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθήνας, για την ολοκλήρωση των αναλύσεων.

Επιπλέον ευχαριστούμε πάρα πολύ την κ. Σταθοπούλου Ε., Δρ. Γεωλόγο του τομέα Γεωλογίας & Παλαιοντολογίας του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού & Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθήνας, για τη βοήθεια, προσφορά πλούσιας βιβλιογραφίας στα θέματα δομής-μορφολογίας-σύστασης απολιθωμάτων καθώς και για το χρόνο που διέθεσε για τη παρατήρηση και ερμηνεία των δειγμάτων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM).

Ευχαριστούμε επίσης τον κ. Ρουσιάκη Σ., Λέκτορα του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού & Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθήνας, για την εξέταση και εκτίμηση του απολιθώματος.

- 3 -

Πολλά ευχαριστώ θα θέλαμε να δώσουμε στο κ. Larkin N., μέλος του Natural History department and Norfolk Museum & Archaeological service in Norwich για το ενδιαφέρον που έδειξε, τις συμβουλές που έδωσε και για τη βιβλιογραφία που μας προσέφερε στο θέμα συντήρησης-αποθήκευσης-περιβαλλοντικών παραμέτρων των απολιθωμάτων.

Ευχαριστούμε πολύ το κ. Πάνου Θ. ακτινολόγο και μέλος του Ειδικού-Τεχνικού προσωπικού του τμήματος Ραδιολογίας/Ακτινολογίας του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, καθώς χωρίς τη βοήθειά του δεν θα είχε πραγματοποιηθεί η ακτινογράφηση του απολιθώματος.

Επιπλέον ευχαριστούμε θερμά τον συντηρητή Αρχαιοτήτων κ. Μανιάτη Ν., που δέχτηκε να πραγματοποιήσει το σχεδιασμό της κατασκευής έκθεσης.

Σε αυτό το σημείο θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε πολύ την υπεύθυνη της πρακτικής μας άσκησης κ. Μυλωνά Β., συντηρήτρια Αρχαιοτήτων της Α’ Ε.Π.Κ.Α. που μας δίδαξε με μεγάλη αγάπη και επιτυχία πρακτικά και μεθοδολογικά θέματα που αφορούν στη συντήρηση και για την ηθική στήριξη που μας έδωσε καθ’ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας.

Τέλος θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε πάρα πολύ τις οικογένειές μας γιατί χωρίς την υλική και ηθική τους υποστήριξη δεν θα είχαμε ολοκληρώσει τις σπουδές μας.

- 4 -

Περίληψη

Το θέμα της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη, συντήρηση και έκθεση απολιθωμένου χαυλιόδοντα και οστού ελέφαντα από τη περιοχή του νομού Φλώρινας.

Αρχικά μελετήθηκε η κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος μακροσκοπικά και μικροσκοπικά ενώ πραγματοποιήθηκε και ραδιογραφία με ακτίνες Χ. Στη συνέχεια λήφθηκαν δείγματα από διάφορες περιοχές του απολιθώματος ώστε να παρατηρηθεί η δομή του υλικού που θα οδηγούσε στη ταυτοποίησή του (χαυλιόδοντας-οστό), να μελετηθεί η κατάσταση διατήρησης της μικροδομής του και να προσδιοριστεί η ορυκτολογική σύσταση του απολιθώματος και του ιζήματος που το κάλυπτε. Οι αναλύσεις περιελάμβαναν μελέτη των δειγμάτων στο πετρογραφικό μικροσκόπιο, στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή (SEM-EDEX) και περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD). Τα αποτελέσματα των αναλύσεων επιβεβαίωσαν ότι το απολίθωμα αποτελείται από δύο τμήματα χαυλιόδοντα και ένα τμήμα οστού και ότι η κατάσταση διατήρησης της μικροδομής του ήταν κακή. Επίσης η σύσταση του απολιθώματος προσδιορίστηκε ως ασβεστιτική ενώ του ιζήματος ασβεστοπυριτική.

Ύστερα πραγματοποιήθηκαν δοκιμές στερέωσης και απομάκρυνσης του περιβάλλοντος ιζήματος. Η στερέωση και συγκόλληση πραγματοποιήθηκε με Paraoid B75 ενώ η απομάκρυνση του ιζήματος έγινε με χρήση σφυριού και καλεμιού αλλά και χρήση αμμοβολής.

Μετά το πέρας των διαδικασιών συντήρησης πραγματοποιήθηκε ο σχεδιασμός έκθεσης που περιελάμβανε τη δημιουργία μιας κατασκευής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταφορά, αποθήκευση ή έκθεση. Οι βάσεις του απολιθώματος προτείνονται να γίνουν μεταλλικές, ενώ δίνεται ενδεικτικά ένα σχέδιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκμάθηση και κατανόηση του απολιθώματος κατά την έκθεσή του.

Ως τελικό συμπέρασμα λοιπόν, οι επεμβάσεις συντήρησης είχαν καλά αποτελέσματα με μικρό κόστος, ενώ ο σχεδιασμός της κατασκευής για την έκθεση σε συνδυασμό με τις κατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες, θα εξασφαλίσουν τη διατήρηση του απολιθώματος στο χρόνο.

- 5 -

Abstract

The further study constitutes the research, the conservation procedures and the exhibition ideas for fossil elephant tusk and bone found in the region Florina.

The first step was to examine the object’s condition macroscopically, microscopically and with radiography. Also specimens from the surface were taken to observe the structure and to identify the material (tusk-bone), to examine the micro structure condition and for the chemical composition determination of the fossil material and the hard soil. Analyses of the specimens were study with petrography microscopy, scanning electron microscopy (SEM-EDX) and X-ray diffraction (XRD) that showed that the fossil tusk and bone contain calcite (Ca) and the soil calcite (Ca) and quartz (SiO2). The analysis showed that the fossil is a join of two part of tusk and one part of bone and that their condition is bad. Also tests have been taken to select the best consolidant and cleaning steps of the hard soil. The consolidation and the gluing of parts were made with Paraloid B72, the cleaning with chisel and hammer and also with the help of air abrasive machine. With the end of conservation procedures of the fossil tusks and bone, it was important to design exhibition plan, including the design of a display case that can be used for transporting, storage and exhibition, with metal stands for holding the fossil specimens in place. A display sketch can also be added at the exhibition for learning and understating the specimens. As a final conclusion was that the conservation methods had good results with low cost and the design of the display case with the proper requirements, accomplishes an effective preservation of the fossil material through time.

- 6 -

Περιεχόμενα Ευχαριστίες 2 Περίληψη - Abstract 4-5 Περιεχόμενα 6-81. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 9 2. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 2.1 Ιστορικά στοιχεία 10 2.2. Ο όρος ‘ελεφαντόδοντο’ και η σημασία του 16 2.3. Μορφολογία σκελετού θηλαστικών 17 2.4. Μορφολογία σκελετού ελέφαντα 18 2.5. Μορφολογία κρανίου ελέφαντα 20 2.6. Σχηματισμός οστών 21 2.7. Δομή-χημική σύσταση οστού 22 2.8. Σχηματισμός δοντιών 29 2.9. Μορφολογία δοντιών 31 2.10. Μορφολογία χαυλιοδόντων προβοσκιδωτών 31 2.11. Δομή-χημική σύσταση δοντιών 40 2.12. Ρόλος της δομής και της χημικής σύστασης στις φυσικές

ιδιότητες του χαυλιόδοντα43

2.13. Διαγένεσις- Απολίθωση 45 2.13.1. Διαγένεσις οστού και δοντιού 45 2.13.2 Είδη απολίθωσης-Απολιθωματοφόρα πετρώματα 55 2.13.3 Μορφές φθοράς στο χαυλιόδοντα 57 2.14 Συντήρηση 60 2.14.1. Πρώτα σωστικά μέτρα 60 2.14.2. Καθαρισμός 64 2.14.2.1. Μέθοδοι απομάκρυνσης περιβάλλοντος πετρώματος 65

- 7 -

2.14.2.1.1. Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος με μηχανικά μέσα

65

Κρουστικές μέθοδοι 66 Μέθοδοι με περιστρεφόμενα εργαλεία 70 Μικροαμμοβολή 71 Μέθοδοι με υπερήχους 73 2.14.2.1.2. Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος με χημικά μέσα 74

Ιστορική αναδρομή χρήσης χημικών μέσων 74 Αποκάλυψη απολιθωμάτων με χρήση οξέων 75 Αποκάλυψη απολιθωμάτων με χρήση χημικών ουσιών που

έχουν φυσική ή φυσικοχημική δράση82

2.14.2.1.3. Αποσάθρωση περιβάλλοντος πετρώματος με υψηλές

Θερμοκρασίες 85

2.14.2.1.4 Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος με χρήση Laser 86 2.14.3. Στερέωση 88 2.14.3.1. Προϋποθέσεις επιλογής στερεωτικών-συγκολλητικών

υλικών-υλικών πλήρωσης88

2.14.3.2. Υλικά στερέωσης απολιθωμάτων 95 2.14.3.3. Ιστορική αναδρομή 96 2.14.3.4. Σύγχρονα στερεωτικά υλικά 97 2.14.4. Συγκόλληση και υλικά 101 2.14.5. Συμπλήρωση και Αισθητική Αποκατάσταση 103 2.14.6. Συνθήκες κατά την Αποθήκευση και Έκθεση απολιθωμάτων 105 2.14.7. Έκθεση και Ανάδειξη απολιθωμάτων 113 3. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 122 4. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 123 4.1. Μέθοδοι και Υλικά 123 4.1.1. Στοιχεία απολιθώματος 123

- 8 -

4.1.2. Μελέτη κατάστασης διατήρησης 123 4.1.3. Φυσικοχημικές αναλύσεις 127 4.1.3.1 Ραδιογραφία 128 4.1.3.2. Πετρογραφικό μικροσκόπιο 129 4.1.3.3 Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με

στοιχειακό αναλυτή-Μικροανάλυση (SEM-EDX) 130

4.1.3.4. Περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD) 133 4.1.4. Περιγραφή εργασιών συντήρησης 134 4.1.5. Περιγραφή σχεδιασμού έκθεσης 141 4.2. Αποτελέσματα 143 4.2.1 Αποτελέσματα κατάστασης διατήρησης 143 4.2.2 Αποτελέσματα φυσικοχημικών αναλύσεων 171 4.2.3. Εκτίμηση-Αποτίμηση εργασιών συντήρησης 199 4.2.4. Εκτίμηση-Αποτίμηση σχεδιασμού έκθεσης 221 4.3. Συζήτηση-Συμπεράσματα 226 4.4. Προτάσεις για Μελλοντική Έρευνα 229 Βιβλιογραφία 230 Παραρτήματα 245 1. Υγεία και Ασφάλεια 245 2. Δελτίο Συντήρησης 254

‐ 9 ‐

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Πάντα οι ελέφαντες εντυπωσίαζαν τον άνθρωπο με τις μεγάλες διαστάσεις τους. Η λέξη ‘Μαμούθ’ εκφράζει κάτι το γιγαντιαίο. Εντυπωσίαζαν όμως και τον προϊστορικό άνθρωπο, που κυρίως με τα ζώα αυτά αποτύπωνε τη τέχνη του στα βραχογραφήματα και βραχοανάγλυφα των σπηλαίων. Χάραζε πάνω στον χαυλιόδοντα σκηνές κυνηγιού, ζώα κ.α. Χρησιμοποίησε διαχρονικά το ελεφαντόδοντο για είδη καλλωπισμού από την αρχαία, ρωμαϊκή, βυζαντινή, αναγέννηση μέχρι τη σύγχρονη εποχή. Οι ελέφαντες στην αρχαιότητα χρησιμοποιήθηκαν στους πολέμους και τα οστά τους έδωσαν λαβή για να πλάσουν οι αρχαίοι διάφορους μύθους σχετικά με γίγαντες, κύκλωπες, τιτάνες, τέρατα κλπ (Τσουκαλά, 2005).

Ο θαυμασμός για αυτό το γιγάντιο και επιβλητικό ζώο, του απέδωσε συμβολισμούς και το θεοποίησε σε διάφορες θρησκείες της ανατολής. Στο βουδισμό ο ελέφαντας αποτελεί σύμβολο της δύναμης, της σοφίας και της σύνεσης. Θεωρείται ένα από τα τέσσερα πλάσματα που αντιπροσωπεύουν την δύναμη ή την ενέργεια, ένα ζώο με υψηλό ήθος και λέγεται ότι κατανοεί την ανθρώπινη ομιλία. Στην ινδική παράδοση, οι ελέφαντες είναι οι Καρυάτιδες του απείρου. Στο Μεσαίωνα ο ελέφαντας συμβόλιζε τη γνώση, τη μετριοπάθεια, την αιωνιότητα κι ακόμα τον οίκτο (http://elafivolion.blogspot.com, 2010).

Στον Ινδουισμό υπάρχει η θεότητα Ganesha με μορφή ελέφαντα και ο γιος του Shiva επίσης με όψη ελέφαντα που θεωρείται λόρδος της επιτυχίας και καταστροφέας των κακών και των εμποδίων. Λατρεύεται επίσης ως Θεός της εκπαίδευσης, της γνώσης, της φρόνησης και του πλούτου. Στην ινδική κοινωνία πίστευαν ότι οι ελέφαντες φέρνουν καλή τύχη και ευημερία. Ανήκαν σε βασιλιάδες και χρησιμοποιούνταν στους πολέμους (http://elafivolion.blogspot.com, 2010).

Τα απολιθώματα αυτών των μεγαλύτερων χερσαίων θηλαστικών κοσμούν Μουσεία Φυσικής Ιστορίας και Παλαιοντολογίας σε όλο τον κόσμο. Η εξέλιξή τους τα τελευταία 60 εκατομμύρια χρόνια είναι εντυπωσιακή. Δίνει πολύτιμα στοιχεία για τη γεωλογία, τη βιολογία, τη παλαιογεωγραφία, το παλαιοπεριβάλλον, τη γεωμυθολογία (Τσουκαλά , 2005).

Σύμφωνα λοιπόν με τα παραπάνω, καθίσταται αναγκαία η προσεκτική ανασκαφή, συλλογή και συντήρηση τους. Χωρίς προληπτικές ή δραστικές επεμβάσεις συντήρησης αυτοί οι πολύτιμοι μάρτυρες κινδυνεύουν να φθαρούν ή να καταστραφούν κατά την απομάκρυνσή τους από το περιβάλλον ταφής, οπότε η αρχική μορφή τους δεν μπορεί να διατηρηθεί προς όφελος της παλαιοντολογικής μελέτης. Κρίνεται λοιπόν αναγκαία η εφαρμογή κατάλληλων μεθόδων καθαρισμού, συγκόλλησης, στερέωσης και γενικότερα συντήρησης ανάλογα με τη κάθε περίπτωση, έτσι ώστε να εξασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη διατήρηση τους κατά την έκθεση, εκπαίδευση και συστηματική μελέτη.

‐ 10 ‐

2.1. Ιστορικά στοιχεία Η εξέλιξη των προβοσκιδωτών

Όπως κάθε ζωντανός οργανισμός πάνω στη γη, έτσι και οι ελέφαντες είναι το αποτέλεσμα μιας μακριάς αλυσίδας προγόνων που υπέστησαν με το πέρασμα του χρόνου την επίδραση της εξέλιξης (Εικ.1) και της φυσικής επιλογής.

Εικ.1 Η εξέλιξη των προβοσκιδωτών από το Ηώκαινο μέχρι σήμερα. Από το Μοιριθήριο στον Παλαιομαστόδοντα, στους Μαστόδοντες, στους Στεγόδοντες μέχρι τους σημερινούς ελέφαντες (κατά

Shoshani, National Geographic Society 1991).

Τα πρώτα ζώα για τα οποία είναι βέβαιο ότι συνδέονται άμεσα με τους προγόνους των ελεφάντων έζησαν κατά το Ηώκαινο και Ολιγόκαινο στην Αίγυπτο, δηλαδή πριν 50 εκατομμύρια χρόνια. Ήταν μικρά με μακρύ κορμό, αλλά ογκώδη και βαριά ζώα (περίπου 250 κιλά) με κοντά πόδια. Ανήκαν στο γένος Moeritherium, δεν είχαν ακόμη προβοσκίδα, είχαν εμφανώς επιμηκυσμένους κοπτήρες που μπορούν να θεωρηθούν πρωτόγονες μορφές των χαυλιοδόντων (Τσουκαλά , 2005).

Από το Ολιγόκαινο είναι γνωστά προβοσκιδωτά με μεγαλύτερο μέγεθος και με περισσότερα από τα γνωστά χαρακτηριστικά των ελεφάντων. Τα ζώα αυτά υποδιαιρούνται σε γένη, από τα οποία το πιο σημαντικό είναι ο παλαιομαστόδοντας (Palaeomastodon) και η φιομία (Phiomia). Τα περισσότερα από αυτά έζησαν στην Αφρική και πρέπει να είχαν μια μικρή προβοσκίδα, όπως συμπεραίνεται από το σχήμα του κρανίου. Στην πάνω και κάτω γνάθο, είχαν από δύο κοντούς, αλλά ευδιάκριτους χαυλιόδοντες, ενώ οι τραπεζίτες τους γίνονται μεγαλύτεροι και παρουσιάζουν τις πρώτες τυπικές εγκάρσιες ράχες (ζυγόδοντες). Μέχρι το τέλος του Ολιγοκαίνου ή στην αρχή του Μειοκαίνου είχαν εξαφανιστεί οι αντιπρόσωποι του Moeritherium και μέχρι εκείνη την εποχή τα προβοσκιδωτά περιορίζονται στην Αφρική (Τσουκαλά , 2005). Αμέσως μετά από αυτή τη περίοδο υπάρχει μια τεράστια ανάπτυξη, τόσο στον αριθμό των ειδών που υπήρχαν όσο και στα μέρη όπου ζούσαν τα ζώα αυτά.

‐ 11 ‐

Απολιθώματα προβοσκιδωτών αυτής της περιόδου έχουν βρεθεί στην Αφρική, στην Ευρώπη, στην Ασία, ενώ αργότερα ακόμη και στη Β. Αμερική. Tα προβοσκιδωτά του Μειόκαινου, παρόλο που δεν έχουν το μέγεθος των σημερινών ελεφάντων, μπορούν να θεωρηθούν μεγάλα ζώα. Από το πλούτο των μορφών τους μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα προβοσκιδωτά κατά τη περίοδο αυτή είχαν προσαρμοστεί σε όλα τα είδη των περιβαλλόντων. Αντίστοιχα με τα πολλαπλά είδη που αναπτύχθηκαν είναι και οι ποικιλίες των χαυλιοδόντων, που σε πολλά από αυτά είναι εντυπωσιακές. Παρατηρούνται ζώα με χαυλιόδοντες και στην πάνω και στη κάτω γνάθο. Τα προβοσκιδωτά του Μειόκαινου ονομάζονται γενικά μαστόδοντες και υποδιαιρούνται σε πολλά γένη όπως Zygolophodon (Mammut), Anancus, Gomphotherlum και ζούσαν κυρίως σε περιοχές της σαβάνας (Τσουκαλά , 2005).

Ένα άλλο προβοσκιδωτό του Μειόκαινου, το Δεινοθήριο (Deinotherlum), πρέπει να ήταν ένα τυπικό δασόβιο είδος και είχε δύο χαρακτηριστικούς χαυλιόδοντες μόνο στην κάτω γνάθο με κλίση προς τα κάτω. Οι τραπεζίτες του είναι χαρακτηριστικοί και σχηματίζουν δύο αιχμηρές διαμήκεις κορυφές που προσφέρονται για μάσηση φύλλων και θάμνων. Δόντια από Deinotherlum giganteum μελετήθηκαν από την περιοχή της Αγίας Παρασκευής, στην Κασάνδρα Χαλκιδικής (Tsoukala & Meletis, 1994) ενώ επίσης βρέθηκε στις θέσεις Πικέρμι, Σάμο, Κρήτη, Αλμυροπόταμο Ν. Ευβοίας και στην Κεντρική Μακεδονία (Τσουκαλά, 2005).

Κατά το Πλειόκαινο τα Δεινοθήρια, καθώς και αρκετοί από τους μαστόδοντες συνεχίζουν να υπάρχουν. Ειδικά στην Αφρική τα πρώτα εξαφανίστηκαν πριν από ένα εκατομμύριο χρόνια, ενώ οι δεύτεροι έζησαν εκεί πριν από 8000 χρόνια. Στη διάρκεια του Πλειστόκαινου, από την ομάδα των Μαστόδοντων εξελίχθηκαν δύο νέες οικογένειες, οι Στεγόδοντες (Stegodontidae), με κυριότερο γένος το Stegodon και η οικογένεια των Ελεφαντοειδών (Elephantinae) με διάφορα γένη, όπως Primelephas, Mammuthus, Elephas (Paleoloxodon) και Loxodonta. Οι Στεγόδοντες απομονώθηκαν στην Αφρική, όπου και εξαφανίστηκαν περίπου στο τέλος του Πλειστόκαινου. Είχαν το μέγεθος των σημερινών ελεφάντων, αλλά διέφεραν στο ότι τα δόντια τους έφεραν περισσότερα διαμήκη υβώματα.

Οι ελέφαντες διαφοροποιήθηκαν σε πολλούς τύπους και εξαπλώθηκαν στην Αφρική, Ευρώπη, Β. Αμερική, ακόμη και στη Ν. Αμερική. Ζούσαν τόσο σε τροπικές όσο και σε ψυχρότερες περιοχές. Οι χαυλιόδοντες πολλών ειδών ήταν μεγάλοι, αλλά η μορφή τους ποικίλλει στο κάθε είδος από ευθείς, κυρτούς έως σπειροειδείς.

Από τα διάφορα γένη που θεωρούνται πραγματικοί ελέφαντες, το γένος Elephas περιλαμβάνει το μεγαλύτερο αριθμό ειδών. Ο σημερινός ασιατικός ελέφαντας ανήκει στο γένος αυτό, ενώ ο αφρικανικός στο γένος Loxodonta. Ο κυριότερος προϊστορικός αντιπρόσωπος του πρώτου είναι τα γνωστά μαμούθ (Mammuthus primigenius), που κατά τη διάρκεια των παγετώνων έζησαν στις ψυχρές περιοχές όπως στην Κεντρική και Β. Ευρώπη, στη Σιβηρία και στη Β. Αμερική. Κατά το τέλος των παγετωδών περιόδων (τέλη Πλειστόκαινου) τα περισσότερα από τα προβοσκιδωτά εξαφανίστηκαν απότομα. Τα Δεινοθήρια είχαν ήδη εξαφανιστεί, ενώ εξαφανίστηκαν και οι Μαστόδοντες και οι Στεγόδοντες, καθώς και τα περισσότερα είδη από τους πραγματικούς ελέφαντες. Οι δύο τύποι των σημερινών ελεφάντων αποτελούν μόνο ένα μικρό υπόλειμμα από το τόσο πλούσιο σε μορφές και εξάπλωση

‐ 12 ‐

γένος των ελεφάντων (Εικ.2). Ένας από τους λόγους που εξαφανίστηκαν αρκετά ζώα, μεταξύ των οποίων τα Μαμούθ και οι Αμερικάνικοι Μαστόδοντες, ήταν η εξάπλωση του κυνηγιού και η βελτίωση της κυνηγετικής ικανότητας των προϊστορικών ανθρώπων.

Ενδιαφέρουσα είναι η παρουσία μικρόσωμων νάνων ελεφάντων σε διάφορα νησιά της Μεσογείου (Σικελία, Μάλτα, Κύπρο, Σαρδηνία, νησιά του Αιγαίου, Κρήτη κ.α.). Αυτά διαφέρουν από τα συγγενικά τους είδη που ζουν στις ηπειρωτικές περιοχές και χαρακτηρίζονται ως ενδημικά. Οι ελέφαντες είναι πολύ καλοί κολυμβητές και έχουν την δυνατότητα να φτάσουν σε απομακρυσμένα από τις ακτές. Αυτοί που φτάνουν σε ένα νησί προσαρμόζονται και έχει παρατηρηθεί ότι με τη πάροδο του χρόνου, σε ένα περιορισμένο περιβάλλον όπως αυτό, μειώνεται το μέγεθος τους. Το αποτέλεσμα αυτής της ιδιότητας είναι η ύπαρξη νάνων ελεφάντων και όχι μόνο, σε πολλά νησιά, που σήμερα εντοπίζονται από τα απολιθώματα τους.

Χαρακτηριστικά παραδείγματα υπάρχουν από τις έρευνες που έχει πραγματοποιήσει το Πανεπιστήμιο Αθηνών τόσο στη Κρήτη, όσο και σε άλλα νησιά του Αιγαίου. Στο Καθαρό του Λασιθίου έγιναν έρευνες από τον καθηγητή Μ. Δερμιτζάκη και την ομάδα του, όπου βρέθηκαν, εκτός των ελεφάντων και νάνοι ιπποπόταμοι ηλικίας μεγαλύτερης των 7000 ετών. Επίσης έρευνες πραγματοποιήθηκαν σε σπήλαια του νησιού από τους Ομ. Καθ. Ν. Συμεωνίδη και Αν. Καθ. Γ. Θεοδώρου με πολύ ενδιαφέροντα ευρήματα. Οι δύο τελευταίοι ερευνητές με την ομάδα τους και σε συνεργασία με αυστριακούς επιστήμονες έχουν κάνει σημαντικές έρευνες στην Τήλο, νησί με πλούσια παλαιοντολογικά ευρήματα από νάνους ενδημικούς ελέφαντες, ηλικίας 50.000 μέχρι 3.000 χρόνια πριν από σήμερα. Το ύψος αυτών των ελεφάντων κυμαίνεται από 1,2-1,4 μέτρα. Η μελέτη των νησιωτικών απολιθωμένων πανίδων μπορεί να δώσει πολύτιμα στοιχεία για την παλαιογεωγραφική εξέλιξη των νησιών (Τσουκαλά, 2005).

Εικ.2 Σχεδιαστική αναπαράσταση Μαστόδοντα.

‐ 13 ‐

Τάσεις της εξέλιξης στα προβοσκιδωτά

Είναι γνωστό ότι οι εξελικτικές αλλαγές που γίνονται στα προβοσκιδωτά, κατά τη πορεία του χρόνου, έχουν συγκεκριμένες τάσεις. Ίσως η πιο σημαντική αλλαγή να είναι η σταδιακή αύξηση του μεγέθους των προβοσκιδωτών. Ταυτόχρονα παρατηρείται η μεγέθυνση των άνω και η εξαφάνιση των κάτω χαυλιοδόντων, καθώς και η επιμήκυνση της προβοσκίδας (Εικ.3).

Εικ.3 Η εξέλιξη του κρανίου των προβοσκιδωτών σε σχέση με την αύξηση του μήκους της προβοσκίδας (κατά Thenius 1960).

‐ 14 ‐

Αν ομαδοποιηθούν οι αλλαγές που έχουν υποστεί τα προβοσκιδωτά μέχρι να φτάσουν στη σημερινή τους μορφή, προκύπτουν τα παρακάτω ( Shoshanl & Tassy, 1997):

Αύξηση μεγέθους. Με εξαίρεση τις παλαιότερες μορφές, τα περισσότερα νεότερα προβοσκιδωτά έγιναν γίγαντες, φτάνοντας σε ύψος πάνω από 4 μέτρα στους ώμους. Παρόλα αυτά παρατηρούνται και φαινόμενα νανισμού.

Επιμήκυνση των οστών των άκρων και ανάπτυξη κοντών και ευρέων πελμάτων. Αυτό παρατηρείται στην εξέλιξη και άλλων μεγάλων θηλαστικών.

Ανάπτυξη του κρανίου σε εξαιρετικά μεγάλο μέγεθος, όπου παρατηρούνται αεροφόρες κοιλότητες στα οστά του κρανίου. Αυτές οι κοιλότητες προσφέρουν αυξημένη αντοχή στο κρανίο χωρίς ταυτόχρονη αύξηση του βάρους.

Η μείωση του μήκους του λαιμού. Το κρανίο, οι χαυλιόδοντες και η προβοσκίδα έγιναν μεγάλα και βαριά, οπότε μειώθηκε το μήκος του λαιμού για να είναι δυνατή η καλύτερη στήριξη αυτών των δομών.

Στις πιο πρωτόγονες μορφές προβοσκιδωτών παρατηρήθηκε μια αύξηση του μήκους της κάτω γνάθου, ενώ στις νεότερες μορφές παρατηρείται μια δευτερογενής μείωση του μήκους της.

Η ανάπτυξη της προβοσκίδας. Τα στοιχεία για την ανάπτυξη της προβοσκίδας βασίζονται στην παρατήρηση της δομής της ρινικής κοιλότητας στα απολιθωμένα κρανία και στη δομή και στο σχήμα των οστών του εμπρόσθιου τμήματος της άνω γνάθου. Θεωρείται ότι η επιμήκυνση του άνω χείλους και των ρουθουνιών έγιναν παράλληλα με την επιμήκυνση και στη συνέχεια συρρίκνωση της κάτω γνάθου.

Η προς τα εμπρός μετακίνηση στην γνάθο των γομφίων και προγομφίων. Μείωση του αριθμού των δοντιών. Σε όλη την ιστορία των προβοσκιδωτών παρατηρείται μείωση στον αριθμό των προγομφίων και των κοπτήρων.

Υπερτροφία του δεύτερου κοπτήρα με αποτέλεσμα τη δημιουργία χαυλιοδόντων. Πολλοί από αυτούς είναι ευθείς, κάποιοι καμπυλώνουν προς τα κάτω ή προς τα πάνω ή άλλοι είναι σπειροειδείς και χρησιμεύουν στη συλλογή τροφής, στην άμυνα και στην επίδειξη προς το άλλο φύλο. Η αδαμαντίνη που κάλυπτε τους χαυλιόδοντες μειώθηκε σε μια επιμήκη λωρίδα και στη συνέχεια εξαφανίστηκε. Οι χαυλιόδοντες είναι τα μεγαλύτερα γνωστά δόντια από όλα τα ζώα που έχουν εξαφανιστεί ή ζουν ακόμα.

Η υψοδοντία, καθώς και η αύξηση του μεγέθους και της εξειδίκευσης των γομφίων (Τσουκαλά, 2005).

Ο όρος προβοσκιδωτά θηλαστικά, περιλαμβάνει τους ασιατικούς (maximus

Elephas) και Αφρικανικούς (Cyclotis africana Loxodonta) ελέφαντες, όπως και τους απολιθωμένους συγγενείς τους. Οι αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-προβοσκιδωτών σε όλη τη ιστορία της ανθρωπότητας έχουν παρουσιαστεί σε ποικίλα περιβάλλοντα και σε ευρέως διαδεδομένες γεωγραφικές θέσεις (Εικ.4). Αυτές οι αλληλεπιδράσεις έμμεσα ή άμεσα περιλαμβάνουν συχνά χαυλιόδοντες (οι συνεχώς αναπτυσσόμενοι

‐ 15 ‐

κοπτήρες) ή ελεφαντόδοντο (η οδοντίνη των χαυλιοδόντων). Παρά τη σημασία του ελεφαντόδοντου στην ιστορία της ανθρωπότητας και στη τεχνολογία, αυτό παραμένει μια ακατανόητη έννοια (Trapani & Fisher, 2003).

Εικ.4 Θέσεις στην Ελλάδα με αρίθμηση από 1 έως 17, όπου βρέθηκαν ελέφαντες του είδους Elephas (Palaeoloxodon) antiquus, που βρέθηκε στα Αμπέλια Γρεβενών και θέσεις με αρίθμηση σε πλαίσιο από

1 έως 4, όπου βρέθηκαν μαστόδοντες του είδους Mammut borsoni, που βρέθηκε στη Μηλιά.

‐ 16 ‐

2.2. Ο όρος ‘ελεφαντόδοντο’ και η σημασία του Η λέξη ελεφαντόδοντο παραδοσιακά χρησιμοποιείται μόνο για τους

χαυλιόδοντες των ελεφάντων. Εντούτοις, η χημική δομή των δοντιών και των χαυλιοδόντων των θηλαστικών είναι η ίδια ανεξάρτητα από την προέλευση των ειδών. Επομένως, η λέξη «ελεφαντόδοντο» μπορεί να χρησιμοποιηθεί σωστά για να περιγράψει οποιοδήποτε δόντι ή χαυλιόδοντα των θηλαστικών, τα οποία μπορούν να κατεργαστούν σε μεγάλο βαθμό και να χρησιμοποιηθούν για εμπορικούς λόγους (Espinoza & Mann, 1999).

Οι χαυλιόδοντες είναι επιμηκυσμένοι κοπτήρες των Προβοσκιδωτών, δόντια που προβάλλονται πέρα από τα χείλια (Εικ.5) (Espinoza & Mann, 1999) και χρησιμοποιούνται στην αναζήτηση τροφής, νερού, αλλά και ως ένδειξη ισχύος (Αγιαδη-Κατσιαουνη, 2006, Heckel, 2009). Είναι εξέλιξη των δοντιών και δίνουν σε ορισμένα είδη ένα εξελικτικό πλεονέκτημα. Τα δόντια των περισσότερων θηλαστικών αποτελούνται από μια ρίζα, έναν κορμό και μια κορώνα. (Espinoza & Mann, 1999). Οι χαυλιόδοντες αναπτύσσονται καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής του ζώου με τη προσθήκη αυξητικών στρωμάτων οδοντίνης και την αντίστοιχη αύξηση του όγκου των χαυλιοδόντων (Fox, 2000).

Εικ.5 Οι χαυλιόδοντες είναι επιμηκυσμένοι κοπτήρες των Προβοσκιδωτών, δόντια που προβάλλονται πέρα από τα χείλια.

‐ 17 ‐

Η αύξηση των χαυλιοδόντων, ποικίλλει ανάλογα με το φύλο, την ηλικία και την ατομική αναπαραγωγική διαδικασία του ζώου (Fox, 2000). Ένας χαυλιόδοντας αφρικανικού ελέφαντα για παράδειγμα μπορεί να αυξηθεί μέχρι 3.5 μέτρα σε μήκος (Espinoza & Mann, 1999).

Ανάλογα με το είδος, κάθε χαυλιόδοντας χαρακτηρίζεται από διαφορετικές ιδιότητες. Ο αφρικανικός χαυλιόδοντας είναι υψηλότερης ποιότητας, σκληρότερος και περισσότερο λαμπερός. Τείνει επίσης να διατηρήσει το λευκοκίτρινο χρώμα του καλύτερα καθώς γερνά. Ο καλύτερης ποιότητας αφρικανικός χαυλιόδοντας προέρχεται από τη Gaboon, τη Μοζαμβίκη και Zanzibar, και όπως έχει αναφερθεί στο παρελθόν, είχε μεγάλη ζήτηση από τους ινδικούς τεχνίτες για την παραγωγή γλυπτών, βραχιολιών, διακοσμητικών και άλλων χειροποίητων αντικειμένων. Ο ινδικός χαυλιόδοντας, είναι πιο λευκός, μαλακότερος και αδιαφανής, με τάση να αποχρωματίζεται ενώ έχει μικρότερη ικανότητα επεξεργασίας σε σχέση με τον αφρικανικό χαυλιόδοντα. Όταν εκτίθεται σε τεχνητό φως εμφανίζεται θαμπός, ενώ ο αφρικανικός χαυλιόδοντας παίρνει συχνά μια υαλώδη όψη (Tripati & Frey, 2007). 2.3. Μορφολογία σκελετού θηλαστικών

Το κυριότερο τμήμα του σκελετού των θηλαστικών αποτελείται από δύο

μέρη. Το πρώτο μέρος περιλαμβάνει τα αξονικά οστά, που είτε βρίσκονται στην ενδιάμεση γραμμή του κορμού (σε αυτή την περίπτωση κάθε ένα διαμορφώνεται συμμετρικά, όπως ο θώρακας και οι σπόνδυλοι) είτε εκτείνονται σε συμμετρία από κάθε πλευρά της διαμέσου, όπως τα πλευρά. Τα περιφερικά οστά, που διαμορφώνουν τη δεύτερη σημαντική ομάδα, περιλαμβάνουν τα άκρα και τα αντίστοιχα στηρίγματά τους. Μια τρίτη ομάδα είναι τα σπλαγχνικά οστά, που αναπτύσσονται σε διάφορους μαλακούς ιστούς, αλλά δεν θα αναφερθούν εδώ (MacGregor,1985).

Ο αξονικός σκελετός περιλαμβάνει τα επίπεδα οστά, όπως τα πλευρά, τα οποία βοηθούν στη στήριξη και την προστασία των οργάνων, καθώς και τα ακανόνιστα οστά που είναι κυρίως οι σπόνδυλοι, οι οποίοι διαμορφώνουν μια ισχυρή αλλά εύκαμπτη δίοδο για το νωτιαίο μυελό και επίσης παρέχει τις σύνθετες διαδικασίες για τη σύνδεση των μυών. Στο περιφερικό σκελετό, τα σημαντικότερα από άποψη λειτουργικότητας οστά, είναι τα μακριά οστά, επιμήκη κοίλοι κύλινδροι με επεκταμένες αρθρωτικές άκρες, οι οποίες λειτουργούν ως στήριξη για τα άκρα και παρέχουν ένα σύστημα σαν μοχλός, στο οποίο οι μύες και οι τένοντες μπορούν να λειτουργήσουν. Υπάρχει επίσης ένα αριθμός από συμπαγή ή κοντά οστά συγκεντρωμένα στη περιοχή των καρπών και των αστραγάλων, οι διαστάσεις των οποίων είναι περισσότερο συγκρίσιμες σε όλους τους άξονες. Στη τελική μορφή τους, τα οστά κάθε ομάδας περιέχουν μια συγκεκριμένη ποσότητα του εσωτερικού δικτυωτού ιστού αλλά και το εξωτερικό περίβλημα του συμπαγούς ιστού. Η αφθονία αυτών ποικίλει ανάλογα με τη μορφή και τη λειτουργία του κάθε οστού, ξεχωριστά.

Τα οστά εκτός του ότι παρέχουν υποστήριξη και προστασία, είναι συνδεμένα με διάφορα φυσικά συστήματα τα οποία ρυθμίζουν άμεσα τη λεπτομερή μορφή τους. Τα διάφορα τμήματα, υπάρχουν για τη μετάβαση των νεύρων και τη

‐ 18 ‐

τροφοδοσία των αιμοφόρων αγγείων, παραδείγματος χάριν, επιτρέπουν τη διασύνδεση με το αιμοποιητικό κόκκινο νωτιαίο μυελό που βρίσκεται μέσα στα επίπεδα οστά του κρανίου, του θώρακα, των πλευρών και στα δικτυωτά άκρα των μακριών οστών. Ο κίτρινος νωτιαίος μυελός των οστών, συνήθως παχύς, καταλαμβάνει το εσωτερικό της διάφυσης των μακριών οστών των θηλαστικών (μυελώδης κοιλότητα).

Σαφώς υπάρχουν παραλλαγές μεταξύ των οστών των διαφορετικών ειδών. Η μελέτη των οστέινων αντικειμένων είναι ανεκτίμητη για τη γνώση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών και γνωρισμάτων των οστών. Ακόμα και όταν δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η συνολική μορφή του οστού ως οδηγός, μπορεί να βρεθούν μέσω της εμπειρίας οι ενδείξεις που θα επιτρέψουν τον προσδιορισμό του τύπου του οστού το οποίο έχει χρησιμοποιηθεί ή ακόμα και το είδος με το οποίο έχει σχέση (MacGregor,1985).

2.4. Μορφολογία σκελετού ελέφαντα

Ο σκελετός του ελέφαντα (Εικ.6,7) έχει διαμορφωθεί έτσι από την μεγάλη

μάζα που πρέπει να στηρίξει. Ζυγίζει περίπου το 16.5% του συνολικού βάρους του ελέφαντα. Σε σύγκριση με τα βοοειδή έχουν μια σκελετική δομή που ζυγίζει μόλις το 10% του συνολικού βάρους τους.

Εικ.6 Σχεδιαστική αναπαράσταση σκελετού ελέφαντα.

Η σπονδυλική στήλη του είναι ο μηχανισμός από τον οποίο συγκρατούνται οι μαλακοί ιστοί και αποτελείται από σκληρούς σπονδύλους με πολύπλοκα, ισχυρά νωτιαία νεύρα στη θωρακική περιοχή. Παρόμοια με τον άνθρωπο, ο ελέφαντας έχει

‐ 19 ‐

μια σχεδόν κάθετη λεκάνη που επεκτείνεται αρκετά. Αυτό το γεγονός, αποτέλεσε τον λόγο για τον οποίο ήταν δύσκολο να προσδιοριστεί το φύλο ενός ελέφαντα, καθώς τα γεννητικά όργανα στο αρσενικό είναι μέσα στο σώμα του, και του θηλυκού είναι έξω από το σώμα, αλλά είναι δύσκολα να αναγνωριστεί από το οπίσθιο τμήμα.

Τα πλευρά επεκτείνονται κατά μήκος του μεγαλύτερου μέρους της σπονδυλικής στήλης και διαμορφώνουν ένα τεράστιο κυλινδρικό ‘κλουβί’. Τα άκρα αποτελούνται από επίπεδα, ευθυγραμμισμένα τμήματα με συνέπεια να διαμορφώνουν έναν άκαμπτο στύλο υποστήριξης για την τεράστια μάζα του ελέφαντα: είναι σαν ένας ελέφαντας να περπατά σε τέσσερις παχείς και όρθιους στύλους, οι οποίοι είναι μακριοί στο ανώτερο τμήμα και κοντοί στο χαμηλότερο. Επίσης, η πλειοψηφία των κοιλοτήτων μυελού στα οστά των ποδιών έχει αντικατασταθεί με τη βοήθεια σπογγώδων οστών δίνοντας τους μεγάλη δύναμη στα πόδια αλλά και σχετική ελαφρότητα.

Όπως σε όλα τα θηλαστικά, οι ελέφαντες έχουν επτά σπονδύλους στο λαιμό. Αντίθετα από άλλα φυτοφάγα, οι σπόνδυλοι του ελέφαντα εξελίχθηκαν για να έχουν σχετικά επίπεδους δίσκους, οι οποίοι είναι σε θέση να χειριστούν το βάρος των χαυλιοδόντων και του κρανίου του ελέφαντα. Ο λαιμός είναι σχετικά συνοπτικός και έχει μια μεγάλη διπλή σπονδυλική στήλη που προέρχεται από το δεύτερο σπόνδυλο. Τα ογκώδη πλατιά τμήματα των ώμων παρέχουν την υποστήριξη για τους μυς (MacGregor,1985).

Εικ.7 Σκελετός ελέφαντα.

‐ 20 ‐

2.5. Μορφολογία κρανίου ελέφαντα

Όπως κάποιος μπορεί να σκεφτεί, ο εγκέφαλος του ελέφαντα δεν βρίσκεται

μέσα στο μέτωπο του κρανίου, αλλά στην κρανιακή κοιλότητα πίσω από τα μάτια σύμφωνα με το ακουστικό κανάλι. Το τεράστιο μέτωπο έχει ένα περίπλοκο διογκωμένο ‘σφουγγάρι’-σαν οστό, το οποίο διαμορφώνεται από έναν μεγάλο αριθμό κοιλοτήτων μεταξύ των δύο επιφανειών του οστού. Αυτό είναι πολύ σημαντικό καθώς παρέχει μέγεθος, και είναι συγχρόνως εξαιρετικά ελαφρύ (Εικ.8).

Υπάρχουν ομοιότητες και διαφορές στη δομή κρανίων μεταξύ των αφρικανικών και ασιατικών ελεφάντων. Και στα δύο είδη, το κρανίο είναι πολύ ελαφρύτερο από το μέγεθός του ελέφαντα καθώς δεν περιέχει καθόλου μάζα στον εγκέφαλο. Οι αναλογίες κρανίων μεταξύ των ειδών είναι εμφανώς διαφορετικές. Κατά μια άποψη, ο ασιατικός ελέφαντας έχει ένα πολύ πιο μακρύ και στενό πρόσωπο από το αφρικανικό αντίστοιχα. Η γνάθος (ιδιαίτερα η άνω γνάθος) στον αφρικανικό ελέφαντα είναι μεγαλύτερη και εντονότερη, ειδικά στα αρσενικά, για να διευκολύνει την ανάπτυξη των απέραντων χαυλιοδόντων του. Η μορφή του κρανίου είναι ευδιάκριτα διαφορετική μεταξύ του αρσενικού και θηλυκού αφρικανικού ελέφαντα. Και στους δύο, οι μύες του λαιμού συνδέονται με ένα επίπεδο οστό στο οπίσθιο τμήμα του κρανίου. Εντούτοις, το θηλυκό κρανίο διαμορφώνει μια γραμμή που εκτείνεται πέρα από την κορυφή του μετώπου με συνέπεια μια τετραγωνική εμφάνιση. Ενώ, το αρσενικό έχει ένα στρογγυλεμένο μέτωπο. Αυτή η διάκριση μεταξύ των φύλων μπορεί να κάνει το προσδιορισμό τους ευκολότερο (MacKenzie, 2001).

Εικ.8 Κρανίο ελέφαντα.

‐ 21 ‐

2.6. Σχηματισμός οστών

Ο τρόπος με τον οποίο το οστό (Εικ.9) αναπτύσσεται στο εμβρυικό στάδιο,

διακρίνεται μεταξύ των μεμβρανών του οστού, που δημιουργούνται στην ινώδη μεμβράνη και του χόνδρου, ο οποίος προέρχεται από τον προϋπάρχοντα εμβρυικό χόνδρο. Και οι δύο τύποι αναπτύσσονται μέσω μιας διαδικασίας, η οποία καλείται οστεοποίηση. Κατά την οστεοποίηση, ο μαλακός ιστός αντικαθίσταται σταδιακά από το οστό, μέσω της δράσης ειδικευμένων κυττάρων, τους οστεοβλάστες. Οι λεπτομέρειες της διαδικασίας διαφέρουν για τις δύο ποικιλίες. Η οστεοποίηση συνεχίζεται μετά τη γέννηση στις αυξανόμενες ζώνες έως ότου επιτυγχάνεται το οριστικό μέγεθος. Τα οστά χόνδρου διαμορφώνονται με βαθμιαία αντικατάσταση του υμενώδους ιστού με τον οστικό ιστό.

Τα οστά χόνδρου επεκτείνονται με προοδευτική οστεοποίηση πολλαπλασιάζοντας το επιφυσιακό χόνδρο που χωρίζει τη διάφυση ή τον άξονα από τις αρθρωτικές άκρες ή την επίφυση (ενδοχόνδρια οστεοποίηση). Η διαδικασία αυτή ολοκληρώνεται με την ωριμότητα. Στην περίπτωση των μεμβρανών του οστού, η αύξηση τους πραγματοποιείται γύρω από τις περιφέρειες (δια-μεμβρανώδης οστεοποίηση), τις συνδέσεις ή τις ραφές ένωσης μεταξύ ορισμένων οστών που ενώνονται κατά την ωριμότητα (MacGregor,1985).

Εικ.9 Τμήμα οστού από κρανίο προβοσκιδωτού.

Επομένως η διάκριση εδώ γίνεται μεταξύ των ειδών αντικατάστασης των ιστών από το αναπτυσσόμενο οστό: τα οστά που προκύπτουν είναι όμοια εκτός από κάποιες διαφορές ως προς την τραχύτητα των αρχικών ινών. Υπό κανονικές διαδικασίες αυτός ο αρχικός ιστός αντικαθίσταται γρήγορα.

‐ 22 ‐

Μια σημαντική μεμβράνη μορφοποίησης του οστού, το περιόστεο, περιβάλλει τις εξωτερικές επιφάνειες του οστού, ενώ οι εσωτερικές κοιλότητες ορισμένων οστών χόνδρου καλύπτονται με μια αντίστοιχη μεμβράνη, το ενδόστεο. Το περιόστεο εκτός από τις οστεογενείς λειτουργίες που πραγματοποιεί κατά τη διάρκεια της αύξησης του οστού, μπορεί να παράγει το νέο οστό ώστε να αποκατασταθεί μια βλάβη (MacGregor,1985). 2.7. Δομή-χημική σύσταση οστού

Ο οστίτης ιστός αποτελείται από ένα οργανικό και ένα ανόργανο μέρος, τα οποία συνδέονται στενά μεταξύ τους. Το οργανικό μέρος του οστού αποτελεί ένα σημαντικό μέρος του βάρους (που υπολογίζεται μεταξύ 25% και 60% του συνόλου) και του όγκου (μεταξύ 40% και 60% του συνόλου) του ενήλικου οστού. Το 95% περίπου του οργανικού μέρους του οστού αποτελείται από ινώδες πρωτεϊνικό κολλαγόνο (σημαντικό συστατικό του τένοντα και του δέρματος), μαζί με άλλες μορφές πρωτεϊνών και σύνθετων πολυσακχαριτών. Το κολλαγόνο έχει μια δομή σαν ‘σχοινί’- ίνες που διευθετούνται η μία με την άλλη και συνδέονται μεταξύ τους, διαμορφώνοντας έτσι τα βασικά στοιχεία για τη δομή των οστών (MacGregor,1985).

Στη φυσική διαδικασία της οστεοποίησης, οι ανόργανοι κρύσταλλοι (όπως ο υδροξυαπατίτης, ένα σύμπλοκο φωσφόρου και υδροξειδίου του ασβεστίου) περιβάλλουν τις ίνες του κολλαγόνου. Υπάρχει μια διαφωνία για το πως διαμορφώνονται οι κρύσταλλοι του απατίτη (Εικ.10): η επικρατέστερη άποψη είναι ότι έχουν τη μορφή βελόνων, αλλά μερικοί έχουν υποστηρίξει ότι στην πραγματικότητα είναι ανοικτοί σαν πλάκες. Οποιαδήποτε κι αν είναι η μορφή τους, οι κρύσταλλοι του απατίτη, οι οποίοι ευθυγραμμίζονται και συνδέονται με τις ίνες του κολλαγόνου, διακρίνονται μόνο με υψηλής ευκρίνειας εξοπλισμό. Το πάχος τους είναι της τάξεως 4nm, έτσι ώστε να είναι αόρατοι κάτω από το συμβατικό οπτικό μικροσκόπιο. Επίσης ένα συγκεκριμένο ποσοστό άμορφου (μη-κρυσταλλικού) απατίτη είναι παρόν στο ανόργανο μέρος (MacGregor,1985).

Εικ.10 Διάταξη κρυστάλλων απατίτη.

‐ 23 ‐

Το οστό λοιπόν με αυτά τα βασικά συστατικά παράγεται σε διάφορες μορφές. Σύμφωνα με τον Currey η διαφορετική δομή των οστών που συναντώνται στο σκελετό των θηλαστικών μπορεί να ταξινομηθεί ως εξής:

Μια αρχική διάκριση μπορεί να γίνει μεταξύ του ινώδους οστού και του πεταλώδους (Εικ.11). Το ινώδες οστό χαρακτηρίζεται από απουσία διάταξης στη δομή του, και τυχαία διάταξη των ινών του κολλαγόνου. Επίσης χαρακτηρίζεται από τους κρυστάλλους απατίτη που συχνά δεν ακολουθούν τη διάταξη των ινιδίων. Σε σύγκριση με το πεταλώδες οστό, αυτό φανερώνει μεγαλύτερη αναλογία άμορφου ανόργανου μέρους, και υψηλότερη αναλογία ανόργανου/οργανικού μέρους (MacGregor,1985).

Σε αντίθεση με το ινώδες, στο πεταλώδες οστό, τα ινίδια του κολλαγόνου ομαδοποιούνται σε λεπτότερες δέσμες και διευθετούνται στα ευδιάκριτα στρώματα ή στρώματα ινιδίων κολλαγόνου τα λεγόμενα ελάσματα (lamellae) (Εικ.11). Μέσα σε κάθε ένα από αυτά τα ινίδια ευθυγραμμίζονται στο επίπεδο των ελασμάτων και ομαδοποιούνται στις ευδιάκριτες «περιοχές». Αυτά μέσα σε κάθε περιοχή εμφανίζουν μια προτίμηση για έναν ιδιαίτερο προσανατολισμό (MacGregor,1985).

Στη συνέχεια μέσω του οστικού ιστού μπορούν να γίνουν ορατές καθεμία από τις μικρές κοιλότητες ή κενά. Αυτά διασυνδέουν τη μία κοιλότητα με την άλλη με τα αιμοφόρα-αγγεία, με τη βοήθεια μικρών καναλιών που ονομάζονται σωληνίσκοι (Εικ.11). Μέσα στους σωληνίσκους, τα οστικά κύτταρα (κύτταρα οστού), στη περίπτωση του ινώδους οστού και του σφαιροειδούς, διατάσσονται ακανόνιστα και τυχαία, ενώ στο πεταλώδες οστό, χωρίζονται σε διαστήματα και ταξινομούνται πιο ομοιόμορφα. Οι διαδικασίες αυτών των κυττάρων γίνονται μέσω των σωληνίσκων που προαναφέρθηκαν.

Εικ.11 Δομή-μορφή οστών

‐ 24 ‐

Στην επόμενη τάξη της δομής, ο Currey διακρίνει τέσσερις κύριους τύπους οστών. Το ινώδες οστό μπορεί να βρεθεί σε οποιαδήποτε κατεύθυνση για διάφορα χιλιοστόμετρα σε μέγεθος, διαπερασμένο τυχαία από τα αιμοφόρα-αγγεία. Αρχικά το πεταλώδες οστό που βρίσκεται σε αυτό το επίπεδο του μεγέθους ευθυγραμμίζει τα ελάσματα με την επιφάνεια ολόκληρου του οστού και τα αιμοφόρα αγγεία το διαπερνούν με τον ίδιο προσανατολισμό. Καθένας από αυτούς τους τύπους μπορεί να τροποποιηθεί μετά από τον αρχικό σχηματισμό τους, σε έναν τρίτο τύπο που χαρακτηρίζεται από τα λεγόμενα συστήματα Havers (Εικ.12,13,14).

Εικ.12 Δομή συστημάτων Havers.

Αυτά τα συστήματα διαμορφώνονται με την απορρόφηση του οστού από τους

οστεοκλάστες γύρω από τα αιμοφόρα αγγεία. Έτσι προκύπτουν κυκλικά ή ωοειδή κανάλια (που ακολουθούν γενικά το μακρύ άξονα του οστού) όπου στη συνέχεια γεμίζουν με το πεταλώδες οστό, το οποίο προσανατολίζεται σύμφωνα με τα τοιχώματα των καναλιών (MacGregor,1985).

Τα ινίδια του κολλαγόνου μέσα σε κάθε έλασμα κινούνται σπειροειδώς ως προς τον άξονα του καναλιού και η κατεύθυνση τους αλλάζει διαδοχικά μεταξύ των ελασμάτων (MacGregor,1985).

‐ 25 ‐

Εικ.13 Παρατήρηση των συστημάτων Havers με πολωμένο φως.

Εικ.14 Παρατηρήση των συστημάτων Havers σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM).

‐ 26 ‐

Το μέγεθος και η πολυπλοκότητα των συστημάτων Havers ποικίλλουν αρκετά: Ο Weinmann και ο Sicher (1955) υπολογίζουν 5-20 ελάσματα ανά σύστημα, ενώ ο Ham (1965) δίνει το συνηθισμένο αριθμό «λιγότερα από μισή δωδεκάδα». Τα συστήματα Havers διαμορφώνονται γύρω από τα αγγεία μέσα στο πάχος των δοκίδων του οστού ή στις περιφέρειες. Εξωτερικά το σύστημα Haver περιγράφεται από ένα σύνολο ασβεστούχου μυκοπολυσακχαριδίου μέσω του οποίου περνούν μόνο πολύ λίγοι σωληνίσκοι. Τα αιμοφόρα αγγεία που αποτελούν τον πυρήνα του συστήματος Havers είναι κατά ένα μεγάλο μέρος απομονωμένα από τα γειτονικά συστήματα, εκτός από αυτά όπου διασυνδέουν τα λεγόμενα κανάλια του Volkmann, τα οποία επίσης συνδέουν το περιοστικό και ενδοστικό τροφοδότη αίματος (Εικ12 ) (MacGregor, 1985).

Επειδή τα συστήματα Havers και τα αιμοφόρα αγγεία περιλαμβάνουν συχνά διακλάδωση και διαίρεση, ωστόσο, η απομόνωσή τους όπως φαίνεται στη τομή, είναι περισσότερο φαινομενική από ότι πραγματική (Εικ.15). Τα ελάσματα προκύπτουν από μια ιδιαίτερη μέθοδο σχηματισμού οστών που ενσωματώνουν το ινώδες και το πεταλώδες οστό. Κάθε αύξηση διαμορφώνεται από την ανάπτυξη των ινιδίων του ινώδους οστού γύρω από τα δίκτυα των αιμοφόρων αγγείων που κατανέμονται στην επιφάνεια του οστού. Το ινώδες οστό περιβάλλει πλήρως τα αγγεία, τα οποία απλώνονται σε μία σειρά κοιλοτήτων. Ενώ τα ελάσματα διαμορφώνονται στη νέα εξωτερική επιφάνεια από τη συνέχεια αυτής της διαδικασίας. Tο πεταλώδες οστό διαμορφώνει βαθμιαία τα εσωτερικά των κοιλοτήτων, συμπληρώνοντάς και δίνοντας δύναμη και ακαμψία σε ολόκληρο το οστό. Η προκύπτουσα δομή, επομένως, αποτελείται από τα εναλλασσόμενα στρώματα του ινώδους και πεταλώδους οστού (MacGregor,1985).

Εικ.15 Μορφολογία και δομή οστών. Διακρίνεται τοπεριόστεο, τοσυμπαγές οστό και το σπογγώδες οστό.

‐ 27 ‐

Κινούμενοι προς το τελικό στάδιο της δομής, διακρίνονται δύο ακόμα

κατηγορίες: το συμπαγές και το σπογγώδες οστό (Εικ16). Το συμπαγές (ή φλοιώδες) οστό μπορεί να διαμορφωθεί από οποιοδήποτε ή περισσότερους από τους μισούς τύπους διευθέτησης που περιγράφηκαν παραπάνω. Όπως η ονομασία του υπονοεί, δεν υπάρχει κανένα κενό-άνοιγμα στη δομή του συμπαγούς οστού, εκτός από εκείνα που κατέχονται από τα αιμοφόρα αγγεία. Σε αντίθεση, το σπογγώδες (ή δοκιδωτό) οστό έχει μια ανοικτή δομή αποτελούμενη από σειρές κυττάρων που διαμορφώνουν το πεταλώδες ή το Haversian οστό, στις οποίες ο συνολικός όγκος των διαστημάτων των αγγείων μπορεί να είναι ίσος ή να υπερβεί τον όγκο της μήτρας του οστού (MacGregor,1985).

Εικ.16 Μορφολογία και δομή οστών. Διακρίνεται το περιόστεο, το συμπαγές οστό και το σπογγώδες οστό.

Κατά το τελευταίο στάδιο δομής του οστού, το συμπαγές και σπογγώδες οστό

διακρίνονται με γυμνό μάτι, αλλά πρέπει να σημειωθεί η όμοια δομή τους σε μικροσκοπικό επίπεδο: η ουσιαστική ομοιότητά τους βρίσκεται στο γεγονός ότι το σπογγώδες οστό μπορεί να μετατραπεί σε συμπαγές από την απόθεση του πεταλώδους ιστού ενώ, κάτω από άλλες συνθήκες, το συμπαγές οστό μπορεί να βρίσκεται σε σπογγώδη μορφή. Πράγματι η δομή των οστών υποβάλλεται σε συνεχείς αλλαγές και ανανεώνεται κατά τη διάρκεια της ζωής του. Ο παλαιός ιστός απορροφάται με τους οστεοκλάστες και το νέο οστό εναποτίθεται στην ίδια περιοχή. Το ινώδες οστό, που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του εμβρυικού σκελετού

‐ 28 ‐

εναποτίθεται επίσης στα όρια ανάπτυξης των οστών και στις περιοχές θραύσης τους, ικανοποιεί τις ανάγκες του σκελετού. Μόλις εγκατασταθεί, μετατρέπεται βαθμιαία στο μηχανικά ανώτερο πεταλώδες οστό, το οποίο αποτελεί ένα μεγάλο ποσοστό του ενήλικου σκελετού. Επομένως, οι ενδιάμεσοι ή μικτοί τύποι ιστών βρίσκονται συνήθως μέσα σε ένα ενιαίο οστό (MacGregor,1985).

Σε μεγάλη ηλικία το ποσοστό ανανέωσης μειώνεται, έτσι ώστε ένα μεγάλο ποσοστό του οστού να αποτελείται από τον παλαιό ιστό, με συνέπεια την αύξηση ευθραυστότητάς του. Ακόμη και σε νεότερη ηλικία, η ποιότητα του οστού μπορεί να κυμανθεί αρκετά, δεδομένου ότι ο σκελετός είναι σε μια κατάσταση σταθερής μεταβολικής ανταλλαγής με το υπόλοιπο σώμα, ενεργώντας ως ανόργανη δεξαμενή και απελευθερώνοντας αποθέματα στο ρεύμα αίματος ως απάντηση στις απαιτήσεις των άλλων συστημάτων του οργανισμού. Οι περίοδοι υποσιτισμού αλλά και άλλα γεγονότα είναι η αφορμή για αυτές τις φυσικές αλλαγές. (MacGregor,1985).

Η σύσταση των οστών και των δοντιών είναι σχεδόν όμοια, ωστόσο

διαφέρουν ως προς την δομή και τη μορφολογία τους (Εικ.17). Η χημική σύσταση καθορίζει κυρίως, τις μηχανικές ιδιότητες των οστών και των δοντιών (Godfrey et al, 2009).

Εικ.17 Τμήμα απολιθωμένου οστού και χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού. Η σύσταση των οστών και των δοντιών είναι σχεδόν όμοια.

Το οστό είναι ένας πολύπλοκος και καλά οργανωμένος ιστός και αποτελεί το

κύριο ασβεστιούχο συστατικό του σκελετού των σπονδυλωτών ζώων (Παναγιάρης, 1992). Τα οστά αποτελούνται από τη θεμέλια ουσία που έχει ασβεστοποιηθεί, από διάφορα είδη κυττάρων (οστεοκύτταρα, οστεοβλάστες, οστεοκλάστες) και το νερό. Η θεμέλια ουσία περιέχει ανόργανή ύλη κατά 75-80% του ξηρού βάρους του οστού, όπου κυριαρχούν το ασβέστιο και ο φώσφορος, ενώ συναντώνται σε μικρότερα ποσοστά διττάνθρακες και κιτρικές ενώσεις μαγνησίου, καλίου, φωσφόρου, φθορίου,

‐ 29 ‐

νατρίου και σιδήρου. Η οργανική ύλη που αποτελείται από κολλαγόνο, (95%) και άμορφη θεμέλια ουσία που περιέχει ουδέτερους και όξινους βλεννοπολυσακχαρίτες (περίπου 4%) είναι συνδεδεμένοι με πρωτείνες (Παναγιάρης, 1992). Το οργανικό μέρος του οστού περιέχει επίσης εκτός από τον τύπο Ι κολλαγόνο (Miles, 1967) και την οστεοκαλσίνη (osteocalcin). Το ιδιαίτερο πλεονέκτημα του κολλαγόνου των οστών είναι ότι είναι μια ιδιαίτερα επαναλαμβανόμενη αδιάλυτη πρωτεΐνη. Η οστεοκαλσίνη είναι η δεύτερη πρωτεΐνη του οστού και αποτελεί 1-2% του συνόλου (Hauschka,1980,1986, Price, 1983). Η οστεοκαλσίνη έχει υψηλή συγγένεια με το ανόργανο μέρος (Wians et al., 1983, Fujisawa & Kuboki, 1991), που δεσμεύει επίσης το κολλαγόνο (Prigodich & Vesely 1997). Άλλες πρωτεΐνες που έχουν αναφερθεί είναι η αιμογλοβίνη (Ascenzi et al., 1985, Smith & Wilson 1990, Tuross 1991), η λευκωματίνη (Lowenstein et al., 1981, Cattaneo et al., 1992a, 1999b, Montgelard 1992) και η αλκαλική φωσφατάση (Weser et al., 1996, Collins et al., 2002).

Το οστό λοιπόν όπως προαναφέρθηκε είναι ένα ετερογενές, περίπλοκο σύστημα που αποτελείται από ένα πυκνό πλέγμα οργανωμένων ινωδών κατασκευών του κολλαγόνου και ενός κρυσταλλωμένου υδροξυαπατίτη [Ca10 (PO4)6 (OH)2] που περιέχει πάντα συγκεκριμένο ποσό άνθρακα και έτσι ονομάζεται ανθρακικός υδροξυαπατίτης (Posner 1985, Person et al. 1995).

Το φωσφορικό ασβέστιο του ανόργανου μέρους των οστών βρίσκεται σε διάφορες φάσεις. Η σύσταση καθεμίας απ’ αυτές τις φάσεις φωσφορικού ασβεστίου, αποκλίνει από τις στοιχειομετρικές τιμές του υδροξυαπατίτη [Ca10 (PO4)6 (OH)2] (Ca/P=5/3 ή 1,66), λόγω ιοντικών αντικαταστάσεων από ανθρακικά, κιτρικά και πολλά άλλα στοιχεία και ιχνοστοιχεία που προέρχονται από την τρόφη και το νερό που λαμβάνει ο οργανισμός κατα τη διάρκεια της ζωής του (Neuman 1980, (Lowenstam & Weiner 1989, Posner 1969, Weiner & Price 1986, Bonar et al., 1983 ). Επομένως, ο υδροξυαπατίτης των οστών χαρακτηρίζεται από αντικαταστάσεις συστατικών από ανθρακικές ρίζες, έλλειψη στοιχειομετρίας και πλήρης έλλειψη εσωτερικής οργάνωσης των κρυστάλλων του (Triffit, 1980, Σταθοπούλου, 1997).

Αναλύσεις έχουν δείξει ότι τα ιόντα του άνθρακα που είναι παρόντα στον απατίτη, ενσωματώνονται στο πλέγμα κρυστάλλων, παρά την ύπαρξη ξεχωριστών ανθρακικών φάσεων. Τα στοιχεία από τις αναλύσεις με XRD και IR δείχνουν ότι dahllite, Ca10 (PO4) 6 (CO3). H20 αντιπροσωπεύει σωστότερα τη σύσταση της ανόργανης φάσης, ενώ μικρές ποσότητες ανθρακικού ασβεστίου και φωσφορικού ασβεστίου κατέχουν τον υπόλοιπο όγκο (Godfrey et al, 2009).

2.8. Σχηματισμός δοντιών Τα δόντια των θηλαστικών διαμορφώνονται στους μαλακούς ιστούς της

γνάθου. Αρχικά ένα περίβλημα αδαμαντίνης περικλείει το δόντι και στην συνέχεια ακολουθεί το σώμα του δοντιού με την μορφή οδοντίνης. Το περίβλημα φανερώνεται μέσα από τα ούλα και οι ρίζες των δοντιών αναπτύσσονται σε μια ισχυρή, σταθερή και αμετάβλητη θέση. Στα περισσότερα θηλαστικά η πλειοψηφία των δοντιών στην

‐ 30 ‐

ενήλικη οδοντοστοιχία προηγείται της παιδικής γιατί αποτελείται από ένα σύνολο αποβαλλόμενων δοντιών (νεογνά) (MacGregor,1985).

Τα κύτταρα που σχηματίζουν την αδαμαντίνη, είναι οι αμελοβλάστες, οι οποίοι διαχωρίζονται από τους οστεοβλάστες που είναι υπεύθυνοι για τον σχηματισμό των οστών. Μια μήτρα με την μορφή άμορφου πηκτώματος εκκρίνεται από τους αμελοβλάστες και στη συνέχεια με την ανάπτυξη ανόργανων κρυστάλλων παίρνει τη μορφή κυψέλης. (Wainwright 1976). Οι αμελοβλάστες επίσης, είναι αρμόδιοι για το σχηματισμό της αδαμαντίνης μια πρισματική δομή όπου τα πρίσματα διατρέχουν την κάθετο στην κορώνα ή την άκρη. Η μορφή των πρισμάτων του σμάλτου μπορεί να έχει ταξινομική αλλά και εξελικτική σημασία (Espinoza & Mann, 1999).

Ξεχωριστές ομάδες εκκριτικών αγγείων που αναπτύσσονται με διαδικασίες επιμήκυνσης, οι οποίες είναι ενσωματωμένες μέσα στη κυψελοειδή δομή, λειτουργούν ως ίνες αποθήκευσής του απατίτη. Οι ίνες αυτές επεκτείνονται σε κρυστάλλους σχετικά μεγάλων διαστάσεων συγκρινόμενες με αυτές των οστών και της οδοντίνης, οι οποίες κυμαίνονται από 160x 40x 25 nm (Halstead 1974). Καθώς οι κρύσταλλοι του απατίτη αυξάνονται σε μέγεθος, συμπιέζονται όλο και πιο κοντά. H οργανική μήτρα βαθμιαία συμπιέζεται προς τα εξωτερικά όρια, ώστε η ώριμη αδαμαντίνη να ελαττώνεται σε πολύ μικρές αναλογίες (περίπου 1%) (Weidmann 1967).

Σε κάποιες ομάδες θηλαστικών τα προϊόντα έκκρισης από τις διάφορες λειτουργίες Tomes επηρεάζουν τα γειτονικά κύτταρα της κυψελοειδούς δομής με συνέπεια την μερική αλλοίωση της πρισματικής εμφάνισης (Halstead 1974). Τα πρίσματα αδαμαντίνης στα θηλαστικά, διευθετούνται σε ζώνες με ακτινωτή διεύθυνση από το σημείο ένωσης της οδοντίνης μέχρι την περιφέρεια του δοντιού. Μέσα σε κάθε ζώνη τα πρίσματα ακολουθούν μια κυματοειδή πορεία, η κατεύθυνση της οποίας είναι σταθερή για τις εναλλασσόμενες ζώνες. Κάτω από το ανακλώμενο φως αυτές οι ζώνες εμφανίζονται σαν σκοτεινές και φωτεινές περιοχές, παράγοντας τις χαρακτηριστικές ζώνες Hunter-Schreger. Οι αυξητικοί δακτύλιοι, οι αποκαλούμενοι striae Retzius είναι επίσης εμφανείς στην αδαμαντίνη των θηλαστικών.

Η οδοντίνη διαμορφώνεται επίσης από κάποια εξειδικευμένα κύτταρα, τους οδοντοβλάστες. Ωστόσο, στα αρχικά στάδια του σχηματισμού, μια άλλη ομάδα κυττάρων που διευθετούνται σε ένα στρώμα ιστού οι ημιοδοντοβλάστες (subodontoblast) εκκρίνουν μια οργανική μήτρα της προ-οδοντίνης, που αποτελείται κατά ένα μεγάλο μέρος από τις ίνες του κολλαγόνου. Τα κύτταρα είναι υπεύθυνα για την αρχική ασβεστοποίηση αυτής της μήτρας. Στη συνέχεια οι οδοντοβλάστες αναλαμβάνουν αυτήν την λειτουργία και, καθώς η έκκριση και η ανάπτυξη της μήτρας συνεχίζεται, τα κύτταρα απομακρύνονται, αφήνοντας τα χαρακτηριστικά οδοντινοσωληνάρια κατά μήκος των οποίων εκτελούνται οι κύριες λειτουργίες των κυττάρων. Αντίθετα από το οστό, τα κύτταρα καθώς διαμορφώνονται δεν είναι παγιδευμένα μέσα στη μήτρα. Δεδομένου ότι η ανάπτυξη συνεχίζεται, οι οδοντοβλάστες συμπιέζονται περισσότερο και παίρνουν μια κιονοειδή μορφή (Halstead 1974). Ο συγχρονισμός της δράσης των οδοντοβλαστών, επιτρέπει τον

‐ 31 ‐

σχηματισμό μπροστά από την άκρη της οδοντίνης, σε αντίθεση με τους οστεοβλάστες που δρουν ανεξάρτητα. Τα ορυκτά άλατα εναποθέτονται υπό μορφή σφαιρών (calcospherites), τα οποία είναι διασκορπισμένα μαζί με τον οργανικό ιστό. Ανάλογα με το βαθμό ασβεστοποίησης που πραγματοποιείται, η οδοντίνη μπορεί να ακολουθήσει ένα από τους τρεις τύπους: εάν καμία λειτουργία δεν πραγματοποιηθεί, οι calcospherites διασκορπίζονται σε πολυάριθμες οργανικές περιοχές και αυτό είναι γνωστό ως ενδοσφαιρική οδοντίνη (interglobular dentine). Η πλήρης ασβεστοποίηση, πραγματοποιείται όταν τήκονται οι calcospherites και αποκλείουν τον οργανικό ιστό, παράγοντας έτσι την πλήρη ορυκτοποιημένη οδοντίνη σε ένα ενδιάμεσο στάδιο. Όταν κάποιες μικρές οργανικές περιοχές διατηρηθούν, τότε παράγεται η οδοντίνη. Μια τρίτη μορφή ορυκτοποιημένου ιστού, με την ονομασία οστείνη, βρίσκεται επίσης στα δόντια. Δομικά, μπορεί να συγκριθεί περισσότερο με το οστό παρά με την οδοντίνη ή την αδαμαντίνη (MacGregor,1985). 2.9. Μορφολογία δοντιών

Τα δόντια των θηλαστικών εξελίσσονται διαφορετικά ανάλογα με το είδος και

σύμφωνα με τις συνήθειες διατροφής τους. Ένα πλήρες στοματογναθικό σύνολο των θηλαστικών περιλαμβάνει τέσσερις ευδιάκριτες κατηγορίες δοντιών. Τους κοπτήρες, που χρησιμοποιούνται για την κοπή ή το σκίσιμο της τροφής, τους κυνόδοντες για την αρπαγή του θηράματος ή το ξερίζωμα των φυτών, τους γομφίους για το θρυμματισμό ή το άλεσμα των τροφών και τους προγόμφιους (premolars), που βρίσκονται ενδιάμεσα, στη θέση μεταξύ των κοπτήρων και των γομφίων οι οποίοι προσαρμόζονται για να υποβοηθήσουν διάφορες λειτουργίες, ανάλογα με το είδος των θηλαστικών (MacGregor,1985).

Μόνο μερικά θηλαστικά με σχετικά μη εξειδικευμένη οδοντοστοιχία, όπως ο χοίρος, έχουν όλα αυτά τα δόντια πλήρως αντιπροσωπευτικά. Τα περισσότερα θηλαστικά έχουν λιγότερα δόντια, αλλά μερικά (όπως για παράδειγμα κάποιες φάλαινες) έχουν περισσότερα. Περισσότερη ανάλυση των θηλαστικών και του οδοντικού υλικού, δίνεται από την Cornwall (1974) (MacGregor,1985). 2.10. Μορφολογία χαυλιοδόντων προβοσκιδωτών

Εδώ θα γίνει ειδική αναφορά για τα δόντια μερικών μεγαλύτερων θηλαστικών που συντελούν στη παραγωγή των χειροποίητων αντικειμένων. Μεταξύ αυτών είναι ο θαλάσσιος ίππος και ο ελέφαντας, καθένας από τους οποίους είναι εφοδιασμένος με ένα ζευγάρι δόντια τεράστιου μεγέθους όπου διακρίνονται με την ονομασία χαυλιόδοντες. Και στις δύο περιπτώσεις οι χαυλιόδοντες (Εικ.18) αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την οδοντίνη, με ελάχιστη ή περισσότερη επικάλυψη αδαμαντίνης (MacGregor,1985). Η οδοντίνη συνθέτει το 95% του χαυλιόδοντα και

‐ 32 ‐

φανερώνει μερικές φορές ευρείες ομόκεντρες ζώνες (Espinoza & Mann, 1999). Η οδοντίνη των προβοσκιδωτών αποτελείται από ένα ιεραρχικό σύστημα στρωμάτων αύξησης, τα οποία υποδιαιρούνται σε πρωτοταγείς (ετήσια), δευτεροταγείς (συνήθως εβδομαδιαία) τρίτο-ταγείς (καθημερινοί) κύκλους συγκέντρωσης (Halberg et al., 1965, Halberg 1969, Fisher 2001). Η αδαμαντίνη είναι παρούσα στις άκρες των χαυλιοδόντων μόνο στη νεανική ηλικία των ζώων. Φθείρεται γρήγορα και δεν αντικαθίσταται (Espinoza & Mann, 1999).

Αν και οι χαυλιόδοντες περιορίζονται στα αρσενικά του ασιατικού ελέφαντα (Elephas maximus), οι αρσενικοί και θηλυκοί αφρικανικοί ελέφαντες (Loxodonta africana) φέρουν χαυλιόδοντες. Εκτός από τους ογκώδης κοπτήρες, που μπορούν να μεγαλώσουν πάνω από 3m σε μήκος (Ward 1928), και να ζυγίζουν περίπου 85 κιλά ή περισσότερο, οι ελέφαντες έχουν και άλλα δόντια, τα οποία είναι όλα γομφίοι: ο τύπος για την οδοντοστοιχία του ελέφαντα είναι: Ι 1 C 0 P 0 M 3 x2

1 0 0 3 Οι γομφίοι δεν θεωρούνται από τους τεχνίτες υλικό μεγάλης εκτίμησης

εντούτοις, έχουν καταπληκτικό μέγεθος που δεν είναι καθόλου ομοιογενές στην κατασκευή ενώ είναι σε μεγάλο βαθμό καλυμμένο με αδαμαντίνη (Penniman 1952). Οι χαυλιόδοντες των ενήλικων ελεφάντων προβάλλονται με τον γνωστό τρόπο από δύο αποβαλλόμενους κοπτήρες, οι οποίοι φθάνουν σε μήκος μόνο περίπου 5 εκατ. προτού να πέσουν. Η πολφική κοιλότητα επεκτείνεται κατά μήκος έως την μέση περίπου του χαυλιόδοντα: δεδομένου ότι αυτό συνεχίζει να αυξάνεται καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του ελέφαντα, η κοιλότητα παραμένει ευρέως ανοικτή.

Εικ.18 Μορφολογία χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού. Ο χαυλιόδοντας των μαμμούθ είναι εντυπωσιακά παρόμοιος στην εμφάνιση

με τον χαυλιόδοντα των ελεφάντων. Αυτή η ομοιότητα, και η σχετική αφθονία χαυλιόδοντα από μαμμούθ, παρουσιάζουν σημαντικό εμπόδιο στη διεθνή επιβολή

‐ 33 ‐

των εμπορικών απαγορεύσεων (Espinoza & Mann, 1999) καθώς και στον προσδιορισμό και τη γνησιότητα ενός χαυλιόδοντα (Saunders, 1979). Ως απάντηση, έχει αναπτυχθεί μια αντικειμενική και μη καταστρεπτική μέθοδος που διαφοροποιεί το χαυλιόδοντα των μαμούθ από αυτό των ελεφάντων, στα χειροποίητα αντικείμενα και όχι μόνο, χρησιμοποιώντας το σχέδιο Schreger (Εικ.19) (Espinoza & Mann, 1999).

Εικ.19 Διαφορές του σχέδιου Schreger σε χαυλιόδοντα από μαμμούθ και ελέφαντα. Λόγω των πρόσθετων λειτουργιών και της επακόλουθης διεύρυνσης των

χαυλιοδόντων, η οδοντίνη έχει διαμορφώσει ορισμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα, μοναδικά στους χαυλιόδοντες των προβοσκιδωτών, τα οποία συνδέονται με το σχέδιο Schreger (Espinoza & Mann 1993, Agiadi & Theodorou, 2003, Trapani & Fisher 2003). Το σχέδιο Schreger είναι η μακροσκοπική εικόνα της μικροσκοπικής αρχιτεκτονικής της οδοντίνης του χαυλιόδοντα. Κατά τη διάρκεια της οδοντογένεσης, η κίνηση των οδοντοβλαστών προς το κεντρικό μέρος της πολφικής κοιλότητας του χαυλιόδοντα, αφήνουν τα οδοντινοσωληνάρια, τα οποία είναι ίχνη της ημιτονοειδούς μετακίνησης των οδοντοβλαστών (Raubenheimer et al., 1998). Αν και το σχέδιο υπάρχει στην οδοντίνη και άλλων δοντιών, αυτό αναπτύσσεται καλύτερα στους χαυλιόδοντες.

Το σχέδιο Schreger, αναφέρεται μερικές φορές με τις ονομασίες ‘engine-turning'’ ή ‘checkerboard’, το οποίο περιγράφηκε αρχικά από Bernard Schreger (1800), (Espinoza & Mann 1993). Υπάρχει μόνο στην οδοντίνη των προβοσκιδωτών, και διακρίνεται περισσότερο σε ανεπτυγμένους χαυλιόδοντες (επίσης είναι παρόν στους προγόμφιους και στους γομφίους μερικών ειδών). Το σχέδιο Schreger είναι χαρακτηριστικό της οδοντίνης των χαυλιοδόντων όπου λόγω της εμφάνισής του, ο Richard Owen (1845) το όρισε ως ‘ivory’(ελεφαντόδοντο) Το σχέδιο Schreger δεν πρέπει να συγχέεται με το γνωστό ‘Hunter -Schreger bands’ (μερικές φορές στη παλαιότερη λογοτεχνία αναφέρεται ως ‘ζώνες Schreger' που παρουσιάζεται στην αδαμαντίνη των θηλαστικών (Trapani & Fisher 2003).

Στο εγκάρσιο τμήμα του χαυλιόδοντα (Εικ.20), το σχέδιο Schreger αποτελείται από σύνολα διασταυρούμενων γραμμών τα οποία ξεκινούν με σπειροειδή τρόπο από τον άξονα του χαυλιόδοντα. Οι φωτεινές και σκοτεινές περιοχές που

‐ 34 ‐

διαμορφώνουν μακροσκοπικά αυτές τις γραμμές είναι πιθανά εκδηλώσεις των συστηματικών μεταβολών της κυματοειδούς κατεύθυνσης των οδοντοσωλιναρίων, που παράγονται κοντά στους οδοντοβλάστες καθώς κινούνται προς τον άξονα του χαυλιόδοντα κατά τη διάρκεια της απόθεσης της οδοντίνης (Mills & White 1960, Mills & Boyde 1961, Mills & Poole, 1967).

Το γεγονός ότι σε ένα εγκάρσιο τμήμα, μπορεί να μην παρατηρήσουμε τους εναλλασσόμενους φωτεινούς και σκοτεινούς ομόκεντρους δακτυλίους, αλλά μάλλον τις δεξιόστροφες και αριστερόστροφες γραμμές Schreger, οδηγούμαστε στο συμπέρασμα ότι η περιοδική μετακίνηση των οδοντοβλαστών, προς το κεντρικό μέρος της πολφικής κοιλότητας, δεν εμφανίζεται ταυτόχρονα για ολόκληρη τη ζώνη των οδοντοβλαστικών κυττάρων. Αντίθετα, τα κύτταρα οργανώνονται σε σύνολα που κινούνται ταυτόχρονα, παράγοντας οδοντινοσωληνάρια, τα οποία συντονίζονται το ένα με το άλλο, αλλά έχουν μια διαφορά φάσης π, σε σχέση με τα γειτονικά σύνολα (Agiadi & Theodorou, 2003).

Εικ.20 Εγκάρσια τομή χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού. Διακρίνεται το σχέδιο Schreger.

‐ 35 ‐

Οι γραμμές Schreger επεκτείνονται πλάγια δια μέσου των παρακείμενων σωληνίσκων, ακολουθώντας τις περιοχές μέσα στις οποίες οι σωληνίσκοι παρουσιάζουν την ίδια κυματοειδή φάση (Bradford 1967, Boyde 1968), και τη δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη σπείρα γύρω από τον άξονα του χαυλιοδόντων (Trapani & Fisher 2003). Οι πιο ορατές γραμμές που βρίσκονται κοντά στην οστεΐνη αποτελούν τις εξωτερικές γραμμές Schreger. Οι λιγότερο διακριτές γραμμές που βρίσκονται γύρω από τα νεύρα της πολφικής κοιλότητας των χαυλιοδόντων είναι οι εσωτερικές γραμμές Schreger. Η διασταύρωση των γραμμών Schreger διαμορφώνουν γωνίες. Οι γωνίες Schreger (Εικ.21) είναι οι γωνίες τομής των δεξιόστροφων και αριστερόστροφων γραμμών Schreger (Trapani & Fisher 2003).

Εικ.21 Διάγραμμα εξωτερικών γωνιών του σχεδίου Schreger, σε δείγματα χαυλιόδοντα από ελέφαντα και μαμμούθ. This figure is reprinted from Identification guide for ivory and ivory substitutes with

permission from the World Wildlife Fund.

Αυτές οι γωνίες εμφανίζονται σε δύο μορφές: ως κοίλες και ως κυρτές γωνίες. Οι κοίλες γωνίες έχουν τις ελαφρώς κοίλες πλευρές και ανοίγουν στην ενδιάμεση (εσωτερική) περιοχή του χαυλιόδοντα. Οι κυρτές γωνίες έχουν κυρτές πλευρές και ανοίγουν στην πλευρική (εξωτερική) περιοχή του χαυλιόδοντα. Οι εξωτερικές γωνίες Schreger, οι κοίλες και κυρτές, είναι οξείες στα εκλειπόμενα και αμβλείες στα σωζόμενα προβοσκιδωτά (Espinoza & Mann, 1999). Πολλές από τις γραμμές Schreger δεν είναι συνεχείς σε όλο το ακτινωτό πάχος του χαυλιόδοντα. Ο συνολικός αριθμός των γραμμών αλλάζει-συχνά μειώνεται προς τον άξονα του χαυλιόδοντα -ένα φαινόμενο που μπορεί να συνδέεται με τη διαφορετική κατασκευή των οδοντοβλαστών και των διαφορετικών πυκνοτήτων των οδοντινοσωληνίσκων με την ποικίλη απόσταση από τον άξονα του χαυλιόδοντα (Saunders, 1979 Raubenheimer et al., 1998).

Ο Penniman (1952) λοιπόν, αναζητώντας τις απαντήσεις που αφορούν τη διάκριση του χαυλιόδοντα, ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε τη διαφορά στο σχέδιο Schreger μεταξύ του μαμούθ και του ελέφαντα. Σημείωσε ότι οι γραμμές Schreger

‐ 36 ‐

του μαμούθ ήταν λεπτότερες και πιο στενές από τις γραμμές του ελέφαντα, που παράγουν μικρότερες γωνίες Schreger. Θεώρησε ότι αυτές οι διαφορές ήταν αποτέλεσμα της μεγαλύτερης κυρτότητας των χαυλιοδόντων του μαμούθ.

Οι Espinoza & Mann (1991, 1993) χρησιμοποίησαν χαρακτηριστικά γνωρίσματα του σχέδιου Schreger, για να διακρίνουν την οδοντίνη χαυλιοδόντων του ελέφαντα και του μαμούθ. Βρήκαν τις τιμές των εξωτερικών γωνιών Schreger (σημείο σύνδεσης οστεϊνης-οδοντίνης, ή CDJ) από τον αφρικάνικο ελέφαντα και διαπίστωσαν ότι είναι οξείες, ενώ του τριχωτού μαμούθ είναι αμβλείες. Με αυτό τον εύκολο οπτικά τρόπο μπορεί να προσδιοριστεί εάν ένα δείγμα χαυλιόδοντα είναι νόμιμο ή παράνομο.

Άλλοι επιστήμονες και ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει το σχέδιο Schreger σε στοιχειακή ανάλυση (Prozesky et al., 1995, Shimoyama et al., 1998) με τη μη καταστρεπτική μέθοδο φασματοσκοπίας Raman (Edwards & Farwell 1995, Edwards et al., 1997a, 1998β, Shimoyama et al. 1997) για το προσδιορισμό των χαυλιοδόντων και αντικειμένων από τα Λοξόδοντα, τους Ελέφαντες και τα Μαμούθ.

Εκτός από τη χρήση τιμών των γωνιών Schreger για το προσδιορισμό της οδοντίνης του αφρικανικού ελέφαντα από του μαμμούθ, οι Espinoza & Mann (1993) μέτρησαν τις εξωτερικές γωνίες γομφίων σε τρία δείγματα μαστόδοντων και τις σύγκριναν με τις τιμές των γωνιών του μαμούθ. Αντίθετα ο Fisher et al. (1998) μέτρησαν τις μέγιστες (εξωτερικές γωνίες κοντά στο CDJ) τιμές των γωνιών σε χαυλιόδοντες των μαστόδοντων και των μαμούθ διαπιστώνοντας ότι δεν υπάρχουν κοινά χαρακτηριστικά στις τιμές μεταξύ των δύο ειδών και ότι στα μαστόδοντα οι τιμές ήταν μεγαλύτερες (Εικ.22, 23) (Trapani & Fisher 2003).

Εικ.22 Εγκάρσια τομή χαυλιόδοντα από Αφρικανικό Λοξόδοντα. Διακρίνονται οι εξωτερικές και εσωτερικές γωνίες Schreger.

‐ 37 ‐

Εικ.23 Διάταξη των γωνιών Schreger σε εγκάρσια, εφαπτομενική και ακτινική τομή χαυλιόδοντα.

Όσον αφορά τα παραπάνω, οι παράμετροι που χαρακτηρίζουν το σχέδιο

Schreger είναι το μέγεθος και η πυκνότητα, το μήκος κύματος και το μέγεθος των συνόλων των οδοντινοσωληναρίων. Αυτές οι παράμετροι καθορίζονται από τη μορφή της πολφικής κοιλότητας, το μέγεθος και την πυκνότητα των οδοντοβλαστών και το ποσοστό απόθεσης της οδοντίνης, τα οποία παράγουν στη συνέχεια την τελικά μορφή και το μέγεθος του χαυλιόδοντα. Στην περιμετρική όψη του χαυλιόδοντα, μπορεί άμεσα να μετρήθεί το μέγεθος και η πυκνότητα των οδοντινοσωληναρίων. Επίσης, σε

‐ 38 ‐

ένα εγκάρσιο τμήμα του χαυλιόδοντα, γίνεται μέτρηση του μήκους κύματος του φαινομένου του σχεδίου Schreger, ως απόσταση μεταξύ δύο παρακείμενων σκοτεινών ή φωτεινών γραμμών. Όσον αφορά το μέγεθος των συνόλων των οδοντινοσωληναρίων, αυτό δίνεται από τις γωνίες Schreger, οι οποίες μετριούνται επίσης σχετικά με τα εγκάρσια τμήματα (Agiadi & Theodorou, 2003). Επιπλέον, το δίκτυο γραμμών Schreger μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια της οδοντογενετικής ανάπτυξης, με αποτέλεσμα ένα τμήμα του χαυλιόδοντα να είναι διαφορετικό (Palombo & Villa, 2001). Πολλές μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί για τη διάκριση των χαυλιοδόντων των προβοσκιδωτών και της δομής της οδοντίνης τους (Agiadi, 2001, Theodorou & Agiadi, 2001, Agiadi & Theodorou, 2003).

Η δυνατότητα να προσδιοριστούν οι χαυλιόδοντες και τμήματα αυτών από διάφορα είδη προβοσκιδωτών είναι πολύ σημαντικό με την ποικιλία που υπάρχει. Ο προσδιορισμός του είδους δειγμάτων ελεφαντόδοντου μπορεί να παρέχει πληροφορίες για τα εμπορικά τεχνάσματα των ανθρώπων. Παραδείγματος χάριν, είναι άγνωστο εάν τα Λοξόδοντα ή οι ελέφαντες (ή και τα δύο) ήταν η πηγή ελεφαντόδοντου που χρησιμοποιούσαν στην Ελλάδα και στο Αιγαίο κατά τη διάρκεια της ύστερης εποχής του χαλκού (Hayward 1990). Προς το παρόν, οι αρχαιολόγοι έχουν δεχτεί ως πηγή προέλευσης ελεφαντόδοντου για τους αρχαίους Έλληνες μόνο την Ασία και την Αφρική (Hayward 1990). Εντούτοις, εξετάζοντας τα συμπεράσματα από τους χαυλιόδοντες των προβοσκιδωτών σε πολλές ηπειρωτικές και νησιωτικές περιοχές της Ελλάδας, το ελεφαντόδοντο πρέπει να θεωρηθεί ως εναλλακτική πηγή. Αντίθετα, οι χαυλιόδοντες των πλειστόκαινων και ολόκενων ενδημικών και ηπειρωτικών ειδών θα μπορούσαν να εξασφαλίσουν το ήδη χρησιμοποιήσιμο ελεφαντόδοντο. Στην πραγματικότητα, η απολίθωση θα είχε προχωρήσει σε αυτούς τους χαυλιόδοντες μόνο για μια μικρή χρονική περίοδο. Συνεπώς, οποιαδήποτε αλλαγή των χημικών και δομικών ιδιοτήτων αυτού του ελεφαντόδοντου μπορεί να μην είναι περιοριστική, μέχρι οι χαυλιόδοντες να κοπούν, να θερμανθούν και να υποβληθούν σε επεξεργασία προκειμένου να χρησιμοποιηθούν.

Επομένως, η διάκριση του ελεφαντόδοντου από τα διαφορετικά είδη ελεφάντων γίνεται πολύ σημαντική για την αξιολόγηση της αλήθειας των αρχαιολογικών αντικειμένων. Ίσως μερικά από τα αρχαιολογικά δείγματα, να είναι πιθανά προϊόντα του εμπορίου της Μεσογείου που μπορούν, μετά από λεπτομερή εξέταση με την ανωτέρω μεθοδολογία, να προσδιορίσουν την προέλευση τους (Agiadi & Theodorou, 2003). Επιπλέον, ελεφαντόδοντο (Dunbar, 1991) επεξεργάστηκαν οι πρώην πλειστόκαινοι κάτοικοι της Βόρειας Αμερικής και υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για τον καθορισμό του προβοσκιδωτού που χρησιμοποίησαν ως πηγή πρώτης ύλης (Herrera, 1999).

Συνοψίζοντας λοιπόν θα πρέπει να αναφερθεί ότι το σχέδιο Schreger είναι ένα μοναδικό και αξιόπιστο εργαλείο για τον προσδιορισμό χαυλιοδόντων των προβοσκιδωτών. Η στατιστική ανάλυση και οι μικροσκοπικές παρατηρήσεις δείχνουν ότι το σύστημα Schreger μπορεί επίσης να χρησιμεύσει μη καταστροφικά και να διαφοροποιήσει αντικειμενικά τους χαυλιόδοντες των διαφόρων ειδών των προβοσκιδωτών. (Espinoza & Mann, 1999).

‐ 39 ‐

2.11. Δομή-χημική σύσταση δοντιών Τα σημαντικά στοιχεία που αποτελούν την δομή (Εικ.24) των δοντιών είναι: η

κορώνα που προεξέχει από τα ούλα και διαμορφώνει την επιφάνεια κοπής ή λείανσης, η ρίζα, η οποία εισχωρεί στους ιστούς της γνάθου και ο λαιμός που συνδέει αυτές τις δύο άκρες. (MacGregor, 1985) Ο σκληρότερος ζωικός ιστός είναι η αδαμαντίνη, όπου καλύπτει την επιφάνεια του δοντιού ή του χαυλιόδοντα λαμβάνοντας την περισσότερη κάλυψη, όπως η άκρη ή η κορώνα. (Espinoza & Mann, 1999). Η ενδότατη περιοχή είναι η πολφική κοιλότητα. Η πολφική κοιλότητα είναι ένα κενό διάστημα μέσα στο δόντι που διαμορφώνεται στο σχήμα του πολφού (Espinoza & Mann, 1999). Σε αυτή βρίσκεται το οδοντικό υλικό, εκτεινόμενο από την κορώνα μέχρι τις άκρες των ριζών όπου συνδέεται μέσω καναλιών με τα κεντρικά νευρικά και θρεπτικά συστήματα. Τα κανάλια αυτά στενεύουν με την αύξηση της ωριμότητας (MacGregor, 1985). Το μεγαλύτερο μέρος της κορώνας αποτελείται από οδοντίνη.

Εικ.24 Μορφολογία χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού.

Η οδοντίνη που είναι το κύριο συστατικό των επεξεργασμένων αντικειμένων του ελεφαντόδοντου, διαμορφώνει ένα στρώμα μικρού πάχους γύρω από τη πολφική κοιλότητα και περιλαμβάνει τον όγκο του δοντιού και του χαυλιόδοντα (Εικ.25).

Η οδοντίνη περιέχει μια μικροσκοπική δομή αποκαλούμενη ως οδοντινοσωληνάρια (dentinal tubules) που είναι μικρά κανάλια τα οποία απλώνονται ακτινικά, εξωτερικά μέσω της οδοντίνης από τη πολφική κοιλότητα στα εξωτερικά όρια της οστεΐνης. Αυτά τα κανάλια διαμορφώνονται διαφορετικά στους διάφορους χαυλιόδοντες και η διάμετρός τους κυμαίνεται μεταξύ 0.8 και 2.2 μικρών. Το μήκος τους διατάσσεται από την ακτίνα του χαυλιόδοντα. Η τρισδιάστατη διαμόρφωση των

‐ 40 ‐

οδοντινοσωληναρίων είναι υπό γενετικό έλεγχο και επομένως αποτελεί μοναδικό χαρακτηριστικό των χαυλιοδόντων των προβοσκιδωτών (Espinoza & Mann, 1999). Επίσης η οδοντίνη καλύπτεται στην εκτεθειμένη περιοχή της από ένα στρώμα αδαμαντίνης. Κατά γενική ομολογία, η αδαμαντίνη έχει ένα μέγιστο πάχος από τις μυτερές επιφάνειες λείανσης και εκλεπτύνει προς τις ρίζες. Στην εξωτερική επιφάνεια της ρίζας υπάρχει ένα λεπτό, σκληρό στρώμα η οστέινη (MacGregor, 1985). Η οστεΐνη διαμορφώνει ένα στρώμα που περιβάλλει την οδοντίνη των ριζών των δοντιών και των χαυλιοδόντων. Η κύρια λειτουργία της είναι να συγκρατεί τη ρίζα των δοντιών και των χαυλιοδόντων στα κάτω γναθιαία και άνω γναθιαία οστά της σιαγόνας. Οι αυξητικές γραμμές βλέπουν συνήθως προς την οστεΐνη (Espinoza & Mann, 1999).

Η οστείνη επίσης μπορεί να είναι εμφανής στις πτυχές της αδαμαντίνης της κορώνας. Μετά από την αρχική απόθεση της αδαμαντίνης, η αύξηση πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα της δράσης των οδοντοβλαστών μέσα στη πολφική κοιλότητα. Συνήθως, η αύξηση θα σταματήσει όταν επιτευχθεί ένα οριστικό μέγεθος κατά την ωριμότητα.

Εικ.25 Η διάμετρος της πολφικής κοιλότητας μειώνεται κατά μήκος του χαυλιόδοντα. Περιγραφή των στρωμάτων της οδοντίνης, της οστείνης και της αδαμαντίνης σε διάφορες περιοχές του χαυλιόδοντα.

(Σχεδιάγραμμα του R. White).

‐ 41 ‐

Η οδοντίνη είναι ένας οργανικής σύστασης συνδετικός ιστός με μια οργανική

μήτρα κολλαγόνων των πρωτεϊνών. Το ανόργανο συστατικό της οδοντίνης αποτελείται από ένα σύμπλοκο φωσφόρου και ασβεστίου (dahllite) με γενικό τύπο Ca10 (PO4) 6 (CO3) H2O (Espinoza & Mann, 1999).

Όπως αναφέρεται και πιο πάνω, τόσο τα οστά όσο και τα δόντια (όπως είναι ο χαυλιόδοντας) περιέχουν δύο κύρια συστατικά, μια σύνθετη πρωτεΐνη που διαπερνά τη δομή και ένα μίγμα ανόργανων υλικών που προσδίδουν δύναμη. Η αναλογία του ανόργανου-οργανικού μέρους στο χαυλιόδοντα είναι γενικά χαμηλότερη από ότι στο οστό. Η αναλογία μεταβάλλεται μεταξύ των διαφορετικών ειδών χαυλιόδοντων. Για παράδειγμα, σε φρέσκο χαυλιόδοντα αφρικανικού ελέφαντα, η αναλογία του ανόργανου μέρους και του οργανικού είναι περίπου 65:35 ενώ αυτή για τη δευτερογενή οδοντίνη του χαυλιόδοντα των οδόβαινων είναι 60:40. Οι χημικές αναλύσεις έχουν αποκαλύψει επίσης διαφορές στα σχετικά ποσά ασβεστίου, φωσφόρου και μαγνήσιου στο οστό και στο χαυλιόδοντα (Godfrey et al., 2009).

Όπως όλα τα δόντια, έτσι και οι χαυλιόδοντες διαμορφώνονται από τις εναποθέσεις διαφόρων οργανικών υλικών (όπως είναι οι ίνες κολλαγόνου, οι πρωτεΐνες, τα μυκοπολυσακχαρίδια και τα λιπίδια) και ανόργανων αλάτων. Το κύριο οργανικό συστατικό είναι τύπος Ι κολλαγόνο, μια πρωτεΐνη με τριπλή-ελικοειδή δομή που περιέχει μεγάλο μέρος αμινοξέων, όπως την γλυκίνη, την προλίνη και την υδροξυπρολίνη (Tripati & Godfrey, 2007).

Η γενική ονομασία για την δομή του χαυλιόδοντα είναι η οδοντίνη και διακρίνεται από τους συγγενικούς σκληρούς ιστούς όπως είναι το σμάλτο και το οστό. Η οδοντίνη είναι μια σκληρή ουσία που αποτελείται από τα ίδια οργανικά και ανόργανα συστατικά σε διαφορετικές όμως αναλογίες. Η οδοντίνη αποτελείται κατά 70% από ανόργανη φάση, δηλαδη κρυστάλλους υδροξυαπατίτη, 18% οργανική φάση που περιλαμβάνει κυρίως κολλαγόνο, μη κολλαγονούχες πρωτείνες, γλυκοπρωτείνες, λιπίδια και 12% νερό. Το εξωτερικό στρώμα του χαυλιόδοντα, που έχει ελαφρώς διαφορετική εμφάνιση, αποτελείται από την οστέινη που δημιουργείται με αποθέματα ασβεστίου, ένας ιστός παρόμοιος με του οστού (Ecker, 1989).

Η αδαμαντίνη έχει την ίδια σύσταση με το οστό και την οστεϊνη αλλά περιέχει περισσότερα ανόργανα άλατα και είναι η σκληρότερη ουσία των σπονδυλωτών ζώων. Αποτελείται κυρίως από υδροξυαπατίτη, ενώ απουσιάζουν τα οργανικά συστατικά. (Parker & Tools, 1980).

Η διαμόρφωση του ανόργανου μέρους σε σχέση με τα αναμειγμένα στρώματα ινών του κολλαγόνου διατάσσονται έτσι ώστε τα ορυκτά κρύσταλλα να εμφανίζονται περιοδικά και αντίστοιχα στη ζώνη των αναδιπλούμενων ελίκων κολλαγόνου. Δεν είναι εμφανές εάν οι ινώδεις κατασκευές και τα κρύσταλλα αλληλοδιεισδύουν ή εάν τα κρύσταλλα είναι τοποθετημένα παράλληλα ώστε να περιβάλλουν τις ινώδεις κατασκευές (Glimcher et al., 1957). Ωστόσο υπάρχει σύνδεση μεταξύ του υδρογόνου και των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέος των ινωδών κατασκευών του κολλαγόνου, καθώς και των ομάδων ασβεστίου και φωσφορικού άλατος της ανόργανη φάσης. Το κολλαγόνο ως μαλακός ιστός σχηματίζεται σε άλας και συμβάλλει στη ανάπτυξη ενός πυρήνα και στην αύξηση του κρυστάλλου. Αυτό συμβαίνει μόνο όταν τα

‐ 42 ‐

πολυμερή μόρια διαμορφώσουν τις συνολικές ομάδες ινωδών κατασκευών, ορισμένου μεγέθους καθώς βρίσκονται στα βιολογικά συστήματα (640 angstroms), έχοντας όχι μόνο μηχανική σχέση αλλά και στερεοχημική παραγωγή μεταξύ τους (Glimcher et al., 1957). Επιπλέον θεωρείται ότι τα κρύσταλλα αυξάνονται στο σημείο υποστρωμάτος κολλαγόνου, (Eastoe, 1967) που εξηγεί, οτι υπάρχει ένα στρώμα αύξησης επάνω σε άλλο στρώμα. Η εμφάνιση δηλαδή, μιας συνεχούς ορυκτής φάσης στους ώριμους ιστούς (Ecker, 1989). Επίσης ιόντα ασβέστιου μικρών ποσοτήτων, ανθρακικού φθορίου αλλά και ασβεστίου καταλαμβάνει τον υπόλοιπο όγκο (Tripati & Godfrey, 2007).

Το εκκρινόμενο ορυκτό συστατικό του χαυλιόδοντα έχει προσδιοριστεί οτι είναι ο υδροξυαπατίτης, κοινός για όλα τα δόντια και τα οστά. Υπάρχουν διάφορες εκτιμήσεις για την κρυσταλλικότητα μεταξύ των διαφορετικών μορφών. Τα κρύσταλλα στην αδαμαντίνη, για παράδειγμα, είναι πολύ μακρύτερα κατά μήκος του επιμήκους άξονα c από αυτά του οστού. Το μήκος των κρυστάλλων στην οδοντίνη είναι ενδιάμεσο των δύο πιο πάνω. Θεωρείται ότι, η δομή του υδροξυαπατίτη είναι ένα μακρύ, εξάγωνο πρίσμα με τύπο Ca10 (PO4)6 (OH) 2. Ωστόσο, ο υδροξυαπατίτης στους ιστούς ασβεστίου υπάρχει υπό μορφή εξαιρετικά μικρών κρυσταλλων με μια φαινομενικά ανώμαλη εξωτερική μορφή. Η μεγάλη επιφάνεια και η αναλογία του όγκου των κρυστάλλων που συνδυάζονται με τη μικρή διαλυτότητα κάνει το βιολογικό υδροξυαπατίτη μια πολύ ευμετάβλητη ένωση (Ecker, 1989).

2.12. Ρόλος της δομής και της χημικής σύστασης στις φυσικές ιδιότητες του χαυλιόδοντα

Ο χαυλιόδοντας είναι ένα άκαμπτο και σύνθετο βιολογικό υλικό, αυτό σημαίνει ότι αποτελείται από μια άκαμπτη φάση που ενισχύεται από τις ελαστικές ίνες (Roylance, 2000-2001). Το άκαμπτο μέρος του χαυλιόδοντα οφείλεται στο κρυσταλλικό πλέγμα του υδροξυαπατίτη. Οι ασυνεχείς ίνες κολλαγόνων ενισχύουν την ανόργανη φάση δίνοντας στο υλικό ευλυγισία. Ο συνδυασμός άκαμπτων και ελαστικών φάσεων επιτρέπει την βιολογική σύνθεση και τις απαραίτητες φυσικές ιδιότητες. Ο χαυλιόδοντας είναι ιδιαίτερα γνωστός για την ευλυγισία του: η μοναδική αυτή ιδιότητα (Εικ.26) παρέχει στο υλικό τη δυνατότητά κάμψης και την άσκηση πίεσης. Σ’ αυτή την ιδιότητα οφείλεται και η μεγάλη ποικιλία χρήσης του χαυλιόδοντα (Saunders, 1979). Η δύναμη, η ανθεκτικότητα και το σχήμα του χαυλιόδοντα οφείλεται στη μοναδική δομή του και υπερέχει σε σχέση με άλλα υλικά. Ένας χαρακτηριστικός χαυλιόδοντας ελεφάντων έχει κωνικό σχήμα (σχεδόν κυλινδρικός στη μεγαλύτερη του έκταση κατά μήκος) και έχει ομαλή ανοδική καμπύλη.Ο Locke (2008) έχει περιγράψει καταλλήλως την εσωτερική δομή του χαυλιόδοντα ως σύνθετη τρισδιάστατη δομή. Αυτή η περιγραφή συμβάλει στο σύστημα των δομικών χαρακτηριστικών γνωρισμάτων δίνοντας στο υλικό, αντοχή. Οι δομικοί σχηματισμοί σε μακροσκοπικό και μικροσκοπικό επίπεδο παρατηρούνται στις διάφορες τομές (εγκάρσια, ακτινική, και εφαπτομενική) του χαυλιόδοντα (Locke, 2008, Heckel, 2009).

‐ 43 ‐

Εικ.26 Σχηματικό διάγραμμα των μηχανικών ιδιοτήτων του χαυλιόδοντα. Περιγραφή των κατά μήκους (l), κάθετων (v) και οριζοντίων (h) κατευθύνσεων. Υπόδειξη των δυνάμεων κάμψης κατά μήκος του

χαυλιόδοντα.

Ενώ η σύνθετη εσωτερική αρχιτεκτονική του ελεφαντόδοντου το κάνει ένα εντυπωσιακά ισχυρό υλικό, η μοναδική σύνθεση και δομή, του δίνουν άλλες ιδιότητες. Ένας χαυλιόδοντας προβοσκιδωτών αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την οδοντίνη, που καλύπτεται με ένα λεπτό στρώμα, την αδαμαντίνη. Η άκρη του χαυλιόδοντα είναι καλυμμένη με αδαμαντίνη, αλλά αυτό το επίστρωμα απομακρύνεται συνήθως μετά τα πρώτα πέντε χρόνια ζωής του χαυλιόδοντα. Η υλική σημασία αυτής της σύνθεσης βρίσκεται στη σχετική μαλακότητα της οδοντίνης σε σύγκριση με άλλα οδοντικά υλικά. Η οδοντίνη αποτελειται περίπου από 70% άκαμπτο ανόργανο υλικό, 10% νερό, κολλαγόνο και λιπίδια 15% έως 20%. Αντίθετα, το σμάλτο αποτελείται περίπου από 95% άκαμπτο ανόργανο υλικό, καθιστώντας το ισχυρό αλλά αρκετά εύθραυστο. Ο White (1993, 1997), έχει προτείνει ότι η χρήση του χαυλιόδοντα στη παλαιολιθική εποχή ήταν η προσπάθεια να επιτευχθούν οπτικές ιδιότητες και υφές, π.χ. η στιλβωτή επιφάνεια του χαυλιόδοντα μιμείται τη λαμπρότητα περισσότερων εύθραυστων επιφανειών όπως το σμάλτο των δοντιών και των κοχυλιών. Η οδοντίνη που αποτελεί το χαυλιόδοντα των προβοσκιδωτών, είναι χημικά και δομικά μοναδική όταν συγκρίνεται με άλλους τύπους οδοντίνης, ακόμα και της οδοντίνης που βρίσκεται στους τραπεζίτες των προβοσκιδωτών. Ο χαυλιόδοντας χαρακτηρίζεται ως λεπτότερο ή πυκνότερο υλικό σε σχέση με το οστό ή άλλα δόντια, και η ύπαρξή του υδροξυαπατίτη συμβάλει στη παρατήρηση αυτή (Heckel, 2009).

‐ 44 ‐

Δείγματα που συλλέχθηκαν από χαυλιόδοντα αφρικανικών Loxodonta υποβλήθηκαν σε ανάλυσεις περιθλασιμετρίας ακτίνων X. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα εξαγωνικά κρύσταλλα έχουν έναν ισχυρό και καθορισμένο προσανατολισμό με βασική κάθετη κατεύθυνση τον διαμήκη άξονα του χαυλιόδοντα. Τα δείγματα εξετάστηκαν επίσης στους αντίστοιχους άξονες κατά μήκος και κάθετα στο διαμήκη άξονα του χαυλιόδοντα. Οι δοκιμές κάμψης που ασκήθηκαν σε τρία σημεία των δειγμάτων, έδειξαν ανισοτροπία στη δύναμη κάμψης κατά μήκος των δύο κατευθύνσεων. Ωστόσο, το δείγμα του περιμετρικού άξονα που ευθυγραμμίζεται, παρουσιάζει λιγότερη κάμψη στην ίδια εφαρμοσμένη δύναμη. Με τα αποτελέσματα ερευνάται ένας συσχετισμός του προσανατολισμού του υδροξυαπατίτη και μεταξύ άλλων της μηχανικής δύναμης που ασκείται. Αυτό μπορεί να σχετίζεται με την χρήση του χαυλιόδοντα και την ικανότητα του να αντέχει μεγάλες δυνάμεις κάμψης στη κατεύθυνση του διαμήκη άξονα.

Η ορυκτή φάση του υδροξυαπατίτη στο χαυλιόδοντα έχει καθορισμένο προσανατολισμό, όπου μπορεί να οδηγήσει σε μακροσκοπική μηχανική ανισοτροπία του χαυλιόδοντα. Μια ανισοτροπία μικρο-μηχανικής αδυναμίας έχει αναφερθεί από τον Cui et al. (Heckel, 2009).

Ο υδροξυαπατίτης (ορθοφοσφορικό υδροξειδίου ασβεστίου) αποτελεί το σημαντικότερο συστατικό του χαυλιόδοντα. Είναι ένα ιδιαίτερα δομημένο σύνθετο υλικό με ένα δίκτυο υποστήριξης ινών κολλαγόνου. Φαίνεται ότι ο καθορισμένος προσανατολισμός του, συμβάλει στη σύνθετη δομή του χαυλιόδοντα εξασφαλίζοντας ευλυγισία και αντοχή στις δυνάμεις κάμψης που ασκούνται κατά τη διάρκεια της καθημερινής χρήσης των χαυλιοδόντων. Η διαφορά στην ακαμψία μπορεί να είναι μια ένδειξη ότι η φυσική κυρτότητα του χαυλιόδοντα είναι το αποτέλεσμα ανισοτροπίας στη μικροδομή. Τα αποτελέσματα προτείνουν επίσης, ότι ο καθορισμένος προσανατολισμός του υδροξυαπατίτη στον αφρικανικό Loxodonta μπορεί να είναι το αποτέλεσμα ενός εξελικτικού πλεονεκτήματος (Nothnagel et al. 1996). 2.13. Διαγένεση- Απολίθωση 2.13.1. Διαγένεση οστού και δοντιού

Κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ζώου, τα δόντια και τα οστά υποβάλλονται σε

συνεχείς διαλύσεις και επανακρυσταλλώσεις. Κύριος παράγοντας για αυτές τις αλλαγές αποτελεί το εξωτερικό περιβάλλον. Δηλαδή οι συνθήκες διαβίωσης κατά τη διάρκεια ζωής του ζώου, η επαφή του με την ατμόσφαιρα, το χώμα, το παγετό ή η επαφή του με διάφορα υλικά. Αυτές οι διαδικασίες συνεχίζονται και μετά το θάνατο, σε μια ποικιλία βαθμών με άμεσες επιρροές τα υπόγεια ύδατα και το περιβάλλον ταφής (Ecker, 1989).

Επομένως, η διαδικασία της απολίθωσης, ξεκινά με το θάνατο και την ταφή του οργανισμού (Εικ.27), όπου σύντομα το σώμα αποσυντίθεται και διαχωρίζεται σε επιμέρους τμήματα. Η διαδικασία αυτή, ονομάζεται νεκρόλυση. Ακολουθεί η φάση

‐ 45 ‐

της βιοστρωματονομίας, που περιλαμβάνει τη διαδικασία ιζηματογένεσης, δηλαδή τις διαδικασίες μεταφοράς, συγκέντρωσης, απόθεσης και αρχικής συμπίεσης των οστών, που προκαλούνται από βιολογικούς-περιβαλλοντικούς παράγοντες και κατά την οποία σχηματίζεται η συγκέντρωση των απολιθωμάτων από την αρχική κοινότητα. Το τελευταίο στάδιο ταφονομικής διαφοροποίησης ενός οστού, αποτελεί την καθεαυτού διαδικασία της απολίθωσης, τη διαγένεση. Η διαγένεση λοιπόν είναι η διαδικασία που οδηγεί στη διατήρηση του οστού μέσα στο χρόνο και αποτέλεσε αντικείμενο μελέτης κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών (Hill 1980, Clarke et al., 1993, Hedges et al., 1995).

Εικ.27 Διάγραμμα Ταφονομίας από το θάνατο ως την απολίθωση ενός οργανισμού.

Κατά τη διαδικασία αυτή, αντικαθίσταται το οργανικό συστατικό του οστού

με ορυκτά. Η φύση των οστών, η διάρκεια και το βάθος ταφής τους (Εικ.28), καθώς και τα χαρακτηριστικά του εδάφους ταφής τους, όπως η ξηρότητα ή η υγρασία του και η διαπερατότητά του από τον αέρα και το νερό, έχουν μια αξιόλογη επίδραση στην κατάσταση των οστών και των δοντιών (Joly, 1887). Επιπλέον, το κλίμα μπορεί να έχει ισχυρές διαγενετικές επιδράσεις, όπως και η αντίθεση ανάμεσα στα αρκτικά, εύκρατα, τροπικά και ερημικά περιβάλλοντα. Η οξύτητα, η χημεία, η περιεχόμενη υγρασία, η διαπερατότητα και άλλες ιδιότητες της ένθετης, ιζηματικής μήτρας, είναι επίσης σημαντικές (Retallack, 1984, Tuross et al., 1989).

Ο Martill (1990), αναφέρει ότι η διαγένεση ως διαδικασία, συμβαίνει σε τρεις χώρους: στον ιστό του οστού, στους πόρους, στις κοιλότητες μέσα στα οστά και στο ίζημα, που είναι γύρω από το οστό. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να αφορούν στην ιστολογία και στη συντήρησή του οστού, στη ποσότητα του οργανικού μέρους που περιέχει, στο μέγεθος και στη μορφή του καθώς επίσης και στην παρουσία ξένων υλικών και κενών πλήρωσης από τις ορυκτές φάσεις που περνά. Οι δύο τελευταίες αλλαγές συνδέονται συχνά με τη μικροβιακή δράση, η οποία εμφανίζεται από τις

‐ 46 ‐

πρώτες μεταθανάτιες ώρες. Επίσης πιθανές αλλαγές είναι η διάλυση και η ανακρυστάλλωση της απατιτικής φάσης και των πολυάριθμων ιοντικών ανταλλαγών με το περιβάλλον, όπου στη συνέχεια μπορεί να οδηγήσουν σε διαφοροποίηση της αναλογίας Ca/P, στη κρυσταλλικότητα του οστού κ.λπ. (Hackett, 1981, Piepenbrink, 1989, Grupe, 1995, Person et al., 1995).

Καταρχήν, γίνεται η αντικατάσταση των ιόντων των μετάλλων του απατίτη από άλλα μέταλλα μέσω των υλικών, που μεταφέρονται με το νερό του εδάφους (Ascenzi, 1969) και στη συνέχεια, τα κενά των πόρων γεμίζονται με διαγενετικά μέταλλα (στρόντιο, νάτριο, κάλιο, μαγνήσιο, φθόριο, ύττριο). Τελικά, η ιζηματική μήτρα, όπου μένουν θαμμένα τα υπολείμματα των σπονδυλωτών, επηρρεάζει την εξωτερική επιφάνεια του οστού, τη φύση του υπόγειου νερού και το αν τα υπολείμματα των σπονδυλωτών, σπάσουν ή χάσουν το σχήμα τους, από την παρουσία ή την απουσία διαγενετικών κονιαμάτων στο ίζημα.

Εικ.28 Αναπαράσταση παλαιοντολογικών στρωμάτων. Πριν όμως αναφερθούν αναλυτικά οι διαδικασίες εμπλουτισμού και απώλειας

των μετάλλων, θα πρέπει να γίνει εκτενή αναφορά για τους μηχανισμούς αλλοίωσης του οργανικού μέρους του οστού.

‐ 47 ‐

Οι διαδικασίες διαγένεσις του οργανικού μέρους είναι: (1) η χημική διάσπαση της οργανικής φάσης (2)νη χημική διάσπαση της ορυκτής φάσης σε σχέση με την οργανική (3 )η (μικρο) βιολογική δράση Η πρώτη αυτών των τριών διαδικασιών είναι σχετικά ασυνήθιστη και

εμφανίζεται μόνο σε περιβάλλοντα που είναι γεωχημικά σταθερά για το ανόργανο μέρος του οστού και του δοντιού. Εντούτοις, επειδή τα ποσοστά βιομοριακής αλλοίωσης στο περιβάλλον ταφής πραγματοποιούνται με αργούς ρυθμούς, τέτοια οστά θα παρήγαγαν χρήσιμες βιομοριακές πληροφορίες. Στα περισσότερα περιβάλλοντα, τα οστά δεν έχουν θερμοδυναμική ισορροπία με το έδαφος, και υποβάλλονται σε χημική αλλοίωση (διαδικασία 2). Η διάλυση του ανόργανου μέρους προκαλεί βιοδιάσπαση του κολλαγόνου, και στις περισσότερες περιπτώσεις την αρχική φάση διάλυσης ακολουθεί η μικροβιακή δράση (διαδικασία 3). Η βιολογική δράση (3) επίσης προχωρά από την αρχική αποδιοργάνωση και επομένως οι διαδικασίες 2 και 3 είναι λειτουργικά ισοδύναμες.. Άλλα βιομόρια, όπως οι πρωτεΐνες, τα κυψελοειδή λιπίδια και το DNA, υπάρχουν μέσα στο οστό. Για αυτά τα βιομόρια, η ιστορία θανάτου μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντική για την διατήρησή τους (Collins, et al. 2007).

Μηχανισμός 1

Από τα σημαντικότερα οργανικά συστατικά του οστού και του χαυλιόδοντα, το κολλαγόνο εμφανίζεται λιγότερο σταθερό σε σχέση με τις μη-κολλαγονούχες πρωτεΐνες που είναι ανθεκτικότερες στην αποσύνθεση. Ωστόσο, κάτω από κατάλληλες συνθήκες, το κολλαγόνο μπορεί να διατηρηθεί για χιλιετίες. Απόδειξη αποτελεί ένα οστό φάλαινας που διατήρησε το 70% της περιεκτικότητας του σε κολλαγόνο για περίπου 75.000 έτη. Εντούτοις, είναι ενδιαφέρον, το ότι ήταν δυνατό να προσδιοριστεί το κολλαγόνο στο χαυλιόδοντα σύγχρονου σιβηρικού μαμούθ (Elephasprimigenius) μετά από μια περίοδο 10.000-15.000 ετών (Randall et al., 1952).

Από την άλλη, οι λιγότερο ευνοϊκές συνθήκες έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική υποβάθμιση του κολλαγόνου σε λιγότερο από 10 έτη μετά από το θάνατο. Η διάσπαση του κολλαγόνου οδηγεί στο σχηματισμό περισσότερων διαλυτών πεπτιδίων και αμινοξέων που διηθούνται στη συνέχεια από το οστό (Godfrey et al., 2007). Το επίπεδο διατηρημένου κολλαγόνου μπορεί να μετρηθεί ως ένα βαθμό από το επίπεδο φθορισμού του χαυλιόδοντα που δείχνει εάν υπάρχει φθοροφώσφορο (fluorophores) στο οργανικό μέρος και που διατηρείται ακόμα και μετά τον θάνατο (Gayathri, 1983, Ecker, 1989).

Η πρωτεϊνική αλλοίωση δεν είναι απλά ένα μεταθανάτιο φαινόμενο. Οι αντιδράσεις των πολυσακχαριδίων αναγκάζουν το κολλαγόνο να γίνει περισσότερο εύθραυστο (Bailey et al., 1998). Τα οστά σε προχωρημένη ηλικία λόγω αύξησης του πορώδους τους αποσυντίθονται πιο γρήγορα (Martin, 1991, Thomas et al., 2000) και από την αποδιοργάνωση του κολλαγόνου, (Bailey et al., 1999), αλλά αυτές οι σχέσεις δεν είναι ευδιάκριτες (Wang et al, 1998, 2000, Zioupos et al., 1999).

‐ 48 ‐

Η φθορά στο κολλαγόνο θα οδηγήσει σε μια αλλαγή στην οργάνωση (Miles et al., 2000) και τελικά στην απώλεια του κολλαγόνου (Collins et al., 1995). Σε καλά-διατηρημένο απολιθωμένο (δεινόσαυρος) οστό από το σχηματισμό του Judith River, το κολλαγόνο είναι χαρακτηριστικά απόν, πιθανώς λόγω της διείσδυσης των δευτερογενών ανόργανων στοιχείων, αν και μερικά οστά διατηρούν το φυσιολογικό πορώδες τους. Δηλαδή η αργή απώλεια κολλαγόνου από τη χημική υδρόλυση συνδέεται με τη διείσδυση του επόμενου πορώδους, πιθανώς ένας από τους βασικούς μηχανισμούς που οδηγούν στην απολίθωση των οστών. Το ποσοστό απώλειας κολλαγόνου θα εξαρτηθεί από το χρόνο, τη θερμοκρασία και το pH του περιβάλλοντος. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το ποσοστό απώλειας κολλαγόνου θα επιταχυνθεί και θα παράγει οστά παρόμοια με εκείνα που είναι χημικά αποπρωτεϊνομένα. Τα ακραία pH μπορούν επίσης να διογκώσουν το κολλαγόνο και να επιταχύνουν την υδρόλυση. Στο περιβάλλον ταφής, ο βασικός λόγος αλλοίωσης του κολλαγόνου είναι τα ακραία pH όπου το ανόργανο μέρος θα μπορούσε να μετριάσει αυτή την αλλοίωση και να ενεργήσει ως απομονωτής του pH (Collins et al., 1995). Το κολλαγόνο είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στα αλκάλια (Rudakova & Zaikov, 1987), αν και τα θερμοδυναμικά στοιχεία όσον αφορά πολλές φάσεις του φωσφορικού ασβεστίου σε υψηλό pH να μην είναι κατανοητά, είναι δυνατό η επιτάχυνση της υδρόλυσης του κολλαγόνου να συνδέεται με την ορυκτολογική αλλαγή. Το τελευταίο στάδιο αποσύνθεσης με τη προσθήκη ασβεστίου (CaO) ή υδροξειδίου του ασβεστίου (CaOH) στα οστά θα είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του pH και πιθανόν την επιτάχυνση απώλειας του κολλαγόνου. Αντίθετα, η αποσύνθεση της αλλοιωμένης οργανικής ουσίας παράγει οργανικά οξέα και ανθρακικά άλατα, τα οποία θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μειωμένα ποσοστά διάλυσης απατίτη αναγκάζοντας το κολλαγόνο να διογκωθεί και να υδροληθεί (Collins et al., 2007). Μηχανισμός 2

Εάν το οστό ή το δόντι στο περιβάλλον ταφής χάσει τη θερμοδυναμική ισορροπία (White & Hannus, 1983), τότε θα προκληθούν συνεχείς διαλύσεις. Το ανόργανο μέρος των οστών δεν μπορεί να σταθεροποιηθεί με το νερό της βροχής: επομένως, τα οστά που βρίσκονται πάνω ή γύρω από στάθμη νερού, η υδρολογία της περιοχής παίζει σημαντικό ρόλο για τη διατήρησή τους (Hedges & Millard, 1995, Pike et al., 2001, Hedges, 2002). Οι ορυκτοί μετασχηματισμοί θα εκθέσουν στη συνέχεια το κολλαγόνο σε επιταχυνόμενη χημική και βιολογική αλλοίωση. Οι συνθήκες οι οποίες θα επιβραδύνουν τη μικροβιακή και χημική αλλοίωση είναι οι ίδιες που ισχύουν για τις πρωτεΐνες (π.χ., δράση αλάτων, ξηρασία, παγετός κα.) (Collins et al., 1998).

‐ 49 ‐

Μηχανισμός 3

Η μικροβιακή επιμόλυνση αποτελεί το πιο κοινό μηχανισμό διάβρωσης των οστών και μπορεί να παρουσιαστεί αμέσως μετά από το θάνατο (Yoshino et al., 1991, Bell et al. 1996). Ενώ η χημική αλλοίωση επιταχύνεται σε ακραία pH ή σε αυξημένη θερμοκρασία, η μικροβιακή δραστηριότητα ευνοείται σε ουδέτερα pH, συνθήκες οι οποίες μπορούν να προστατεύσουν το οστό. Σε ζώντες οργανισμούς η αναδιαμόρφωση των οστών και η διάβρωση των δοντιών κατέχουν την ίδια σταδιακή διάσπαση της ορυκτής φάσης από την παραγωγή χαμηλού pH. Η απώλεια του ανόργανου μέρους επιτρέπει τη πρόσβαση εξωκυτταρικών μικροβιακών ενζύμων στο κολλαγόνο, και έτσι η μικροβιακή δράση (και κυψελοειδή αναδιαμόρφωση) είναι από πολλές απόψεις λειτουργικά παρόμοια με το χημικό μηχανισμό διάλυσης που περιγράφεται παραπάνω. Εντούτοις, αντίθετα από τις γενικές χημικές διαδικασίες που συμβαίνουν στο περιβάλλον ταφής, η μικροβιακή δράση στρέφεται στις ιδιαίτερες ζώνες καταστροφής, γνωστές ως μικροσκοπικά εστιακή καταστροφή (Hackett, 1981). Οι Bell et al. (1991), Greenlee et al. (1996) έχουν χρησιμοποιήσει τη μικροσκόπηση ηλεκτρονίων ανίχνευσης οπισθοδιασποράς (BSEM) για να ερευνήσουν τη μικροβιακή δράση. Η διασπορά ακτίνων X BSEM (Wess et al., 2001) αποκαλύψτε ότι οι ζώνες που έχασαν το οργανικό μέρος τους βρίσκονταν κοντά σε περιοχές που περιέχουν μεγάλους, αποδιοργανωμένους κρυστάλλους (Collins et al., 2007).

Αν και η ‘πρωτεϊνάση’ είναι σε θέση να επιτεθεί μόνο στη σφαιρωειδή δομή του κολλαγόνου, η ‘κολλαγενάση’ είναι σε θέση να διασπάσει τη τριπλή ελικοειδή δομή του κολλαγόνου Ι. Η Βακτηριακή κολλαγενάσι, όπως το histolyticum clostridium βακτήριο -γάγγραινας, έχει θεωρηθεί υπεύθυνο για την αλλοίωση και στη συνέχεια καταστροφή του κολλαγόνου που οδηγεί στην εξασθένιση του υπόλοιπου ανόργανου μέρους. Παρόλα αυτά είναι ευρέως γνωστό ότι η δραστηριότητα της κολλαγενάσις είναι περιορισμένη στον ανόργανο ιστό των οστών, των δοντιών και των χαυλιοδόντων, και γίνεται εντονότερη μόνο αφού έχει εμφανιστεί η αποδιοργάνωση τους . Πρόκειται για μια πολύπλοκη περιοχή στην οποία οι έρευνες συνεχίζονται. Οι σχέσεις και η αλληλεπίδραση μεταξύ του κολλαγόνου και των ανόργανων κρυστάλλων μεταξύ των ιόντων του κολλαγόνου και ασβεστίου είναι πιθανό να είναι υπεύθυνες για τις διαφορετικές ιδιότητες και τις αντιδράσεις του ανόργανου και οργανικού μέρους του κολλαγόνου (Godfrey et al., 2007).

Το ποσοστό αλλοίωσης που προκαλείται από μικροοργανισμούς καθορίζεται από την υγρασία, το pH του χώματος, την παρουσία οξυγόνου, από την επιφάνεια και το μέγεθος του δείγματος. Τα μικρότερα οστά εξαρθρώνονται πιο εύκολα από έναν μεγάλο και παχύ χαυλιόδοντα. Η υγρασία είναι ένας καθοριστικός παράγοντας για την δράση μικροοργανισμών, αντίθετα σε ξηρό περιβάλλον όπως αυτό της Αίγυπτου, το οστό έχει διατηρήσει το κολλαγόνο για χιλιάδες χρόνια (Ortner, 1972). Οι συνθήκες του pH ποικίλλουν ανάλογα με τον μικροοργανισμό (π.χ. τα όξινα χώματα είναι ευνοϊκά για τη μυκητιακή αποίκιση).

Οι μικροοργανισμοί, και ιδιαίτερα οι μύκητες, εισέρχονται στο οστό και στο χαυλιόδοντα διεισδύοντας στην επιφάνεια δημιουργώντας κανάλια και διαβρωμένες επιφάνειες. Η μυκητιακή εισβολή μπορεί να παρατηρηθεί σε λείες εγκάρσιες τομές

‐ 50 ‐

στο οπτικό μικροσκόπιο. Κανάλια και σχισμές που δημιουργούνται κατά αυτόν τον τρόπο μπορούν να τεκμηριωθούν καλύτερα με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM). Μεγαλύτερα έντομα έχουν παρόμοια καταστρεπτικά αποτελέσματα όπως ο κάνθαρος dermestes (Piepenbrink, 1986).

Σε ανάλυση δειγμάτων στο SEM που συλλέχθηκαν από την επιφάνεια του χαυλιόδοντα Roxton, παρατηρήθηκε μια μη αναγνωρίσιμη μάζα, πολύ μικρότερη από αυτή των κανθάρων dermestes. Διαγνωστικά στοιχεία για την μυκητιακή δράση αποτελούν τυχόν υπολείμματα στην επιφάνεια και στις σχισμές, τα οποία παρατηρούνται στα δείγματα από τον χαυλιόδοντα Roxton. Ενδιαφέρον προκαλεί η επίδραση της δράσης των μυκήτων με αποτέλεσμα το χρωματισμό στρωμάτων με μαύρο, ιώδες-μπλε και κόκκινο χρώμα. Ο χαυλιόδοντας Roxton εμφανίζει μαύρους και γαλαζωπούς χρωματισμούς τόσο σε ευδιάκριτα στρώματα όσο και σε στρώματα μεταξύ του κωνικού τμήματος ( κυρίως μαύρο).

Επίσης παρατηρήθηκε εμποτισμός των στρωμάτων με διάχυτο ιώδες-μπλε χρώμα. Σε ένα μέρος του χαυλιόδοντα, που είχε συντηρηθεί στο παρελθόν παρατηρείται κοκκινωπό χρώμα. Επιπλέον οι χαυλιόδοντες στο μουσείο του Μπέντφορντ που εξετάστηκαν, παρουσίασαν κοκκινωπά στρώματα. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση των χρωματικών στρωμάτων του χαυλιόδοντα με τα μαύρα σημεία που παρατηρούνται τοπικά σε είδη κεραμικής. Η ανάλυση με φθορισμό ακτίνων X, μεταξύ άλλων τεχνικών που έκανε ο Daniels (1981) σε μερικά από αυτά τα είδη κεραμικής, έδωσε ότι η μαύρη ένωση είναι οξείδιο του μαγγανίου ή μίγμα φάσεων π.χ. MnO Χ (x=1.2-1.0) με MnO2 και είναι πιο σταθερή πέρα από μια ευρεία κλίμακα pH. Η θεωρία που προκύπτει από αυτό το στοιχείο είναι ότι το μαγγάνιο (Mn2+) που είναι παρόν στο χώμα σχηματίζεται από τα βακτήρια, τα άλγη και τους μύκητες, που αφήνουν ως υπόλειμμα στην επιφάνεια όταν πεθαίνουν (Daniels, 1981, Ecker , 1989).

Κατά τη διαγενετική αλλαγή, συμβαίνουν και άλλες διαδικασίες όπως ο

εμπλουτισμός και η απώλεια κάποιων μετάλλων. Ο εμπλουτισμός, είναι χαρακτηριστικό του φθορίου, του πυριτίου, του μαγγανίου, του σιδήρου, του υττρίου και άλλων πολλών στοιχείων. Τα στοιχεία αυτά, μπορούν να χωριστούν σε εκείνα, που πληρώνουν τα κενά του ιστού και σε εκείνα, που συμπλέκονται στην κρυσταλλική δομή του μεταλλικού απατίτη του οστού ή του δοντιού. Ένα στοιχείο, που παρουσιάζεται στα κενά, που γεμίζονται από μέταλλα, έχει αναμφίβολα διαγενετική προέλευση. Το πυρίτιο, εμφανίζεται με τη μορφή διοξειδίου του πυριτίου και με τη μορφή διάφορων πυριτικών αλάτων του αργιλίου (Parker & Toots, 1972). Ο σίδηρος, με τη μορφή οξειδίων και σουλφιδίων. Άλλα κοινά μέταλλα, που γεμίζουν τους πόρους, είναι ο ασβεστίτης και η γύψος και τοπικά ο βαρίτης. Τα στοιχεία, που εξαντλούνται, είναι το νάτριο, το μαγνήσιο, το χλώριο και το κάλιο (Parker et al. 1974, Wysoczanski & Minkowicz, 1969). Το στρόντιο, είναι ένα ιδιαίτερα χρήσιμο παλαιοντολογικό εργαλείο, γιατί μοιάζει να είναι ανεπηρρέαστο από τη διαγένεση σε πολλές καταστάσεις. Έτσι, τα επίπεδα στροντίου στα οστά και τα δόντια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να εξαχθούν τα διαιτολογικά και περιβαλλοντικά συμπεράσματα. Το νάτριο, είναι ένα σημαντικό στοιχείο στη φυσιολογία των

‐ 51 ‐

σπονδυλωτών και το ποσοστό του ρυθμίζεται από φυσικές διαδικασίες. Διαφορετικά είδη θηλαστικών, έχουν διαφορετικά επίπεδα νατρίου, το οποίο αντανακλά διαφορετική φυσική προσαρμογή. Το νάτριο, φιλτράρεται κατά την απολίθωση (Parker et al., 1974). Στην αδαμαντίνη των δοντιών, το φιλτράρισμα γίνεται αργά και συστηματικά και συνοδεύεται από διαγενετικό εμπλουτισμό με φθόριο. Η αρνητική αντιστοιχία ανάμεσα στο νάτριο, που χάνεται και στο φθόριο, που κερδίζεται, είναι, κανονικά, ανεξάρτητη από τοπικές, περιβαλλοντικές συνθήκες. Το κάλιο και το μαγνήσιο, είναι σημαντικά στοιχεία στη φυσιολογία των θηλαστικών και μπορούν να είναι αξιόλογοι παλαιοβιολογικοί δείκτες.

Ένας αριθμός άλλων στοιχείων έχει βρεθεί σε απολιθωμένο οστό. Τα περισσότερα από αυτά, βρίσκονται ως δευτερεύοντα μέταλλα, που αποτίθενται στους πόρους (Al, S, V, Mn, Se, Ba, Pb, U). Άλλα (As, La κα), φαίνεται να συμμετέχουν στη δομή του απατίτη και απαιτούν περαιτέρω έρευνα.

Επίσης το πορώδες του οστού και του χαυλιόδοντα ενισχύει την ανταλλαγή και την απόθεση ανόργανων συστατικών, πραγματοποιώντας αλλαγές στην υπάρχουσα κρυσταλλικότητά τους. Η κρυσταλλογραφική αλλαγή ενισχύεται επίσης από τη διάσπαση του κολλαγόνου ως αποτέλεσμα της αυξανόμενης έκθεσης κρυστάλλων του υδροξιαπατίτη όπου στη συνέχεια αποσυντίθεται το οργανικό μέρος. Επομένως η παρουσία νερού θα αναμενόταν, για να προωθήσει την ανταλλαγή με τα ιόντα. Είναι γνωστό ότι ο υδροξιαπατίτης υποβάλλεται σε μετατροπή με ανιονική ανταλλαγή με το φθόριο, κατιονική ανταλλαγή με το στρόντιο, το ράδιο και το μόλυβδο καθώς και αντικατάσταση μέρους του φωσφόρου με τον άνθρακα. Πράγματι, η ιοντική ανταλλαγή με το ιόν φθορίου έχει προταθεί ως πιθανή εξήγηση για την αύξηση της κρυσταλλικότητας που παρατηρείται σε δείγματα αρχαιολογικού και απολιθωμένου οστού σε σύγκριση με το λιγότερο κρυσταλλικό σύγχρονο οστό. Πολλές εναλλακτικές εξηγήσεις έχουν προταθεί για την αύξηση κρυσταλλικότητας που παρατηρείται κατά την απολίθωση. Εντούτοις υπάρχει διαφωνία για τον βιολογικά σταθερό απατίτη, ιδιαίτερα από εκείνους που αναζητούν διαιτητικές και περιβαλλοντικές πληροφορίες από την εξέταση των ανόργανων ισοτοπικών αναλογιών άνθρακα.

Οι έρευνες από τον Krueger, παραδείγματος χάριν, έδειξαν ότι τα απλά ανθρακικά άλατα που είναι παρόντα στο οστό διέρχονταν γρηγορότερα μέσω των υπόγειων υδάτων, ενώ τα ανθρακικά άλατα που είναι παρόντα στο πλέγμα του βιολογικού απατίτη ήταν ανθεκτικότερα στην ανταλλαγή. Τα ανόργανα στοιχεία όπως ο ασβεστίτης μπορούν να εναποτεθούν στα οστά ενώ άλλα στοιχεία όπως το brushite και ο βιβιανίτης διαμορφώνονται συνήθως κατά την αποσύνθεση του οστού. Η εναπόθεση τους, εξαρτάται από τη φύση του περιβάλλοντος ταφής και εμφανίζεται με ποικίλους μηχανισμούς. Μόλις συγχωνευτούν, αυτά τα υλικά έχουν επιπτώσεις στο χρώμα, τη φυσική και τη χημική συμπεριφορά του ιστού των οστών (Godfrey et al., 2007).

Ο υδροξυαπατίτης στον χαυλιόδοντα, όπως και στα δόντια και στα οστά, βρίσκεται σε διαφορετικές φάσεις δεδομένου ότι υπάρχουν μη-κρυσταλλικές φάσεις, διαστρεβλωμένες, μη-συμμετρικές και αντικαταστάσεις ιόντων στο πλέγμα, που προσροφώνται και αλλάζουν επάνω στην επιφάνεια του κρυστάλλου. Επίσης έχει

‐ 52 ‐

προταθεί ότι τα κρύσταλλα του υδροξυαπατίτη μπορούν να διαστρεβλωθούν από τις μηχανικές πιέσεις, καθώς και από τη πίεση που ασκείται κατά μήκος του άξονα `c (Carlstrom & Glas, 1959). Ένα μεγάλο μέρος της έρευνας, για τις αντικαταστάσεις στο πλέγμα, έχει εστιάσει στα ιόντα ανθρακικού άλατος και φθορίου. Λόγω αυτού, υπάρχει ενδιαφέρον για τη μελέτη των ποσοστών των ακαθαρσιών που βρίσκονται στο οστό και στα δόντια ως μέθοδος για τη σχετική χρονολόγηση των υλικών. Οι περιορισμοί που προκύπτουν από τις διαφορές της περιεκτικότητα στο φθόριο του εδάφους και από την παροδικότητα στην ιονική ανταλλαγή. Αν και μερικοί ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ανταλλαγή είναι μόνιμη (Chander & Fuerstenau, 1984), τα τεχνητά αποτελέσματά τους συγκρούονται με τις μακροπρόθεσμες οδοντικές μελέτες των ατόμων που ζουν στις περιοχές όπου η φθοριοποίηση του νερού έχει ανασταλεί. Κάποιος βαθμός σταθερού επιπέδου κορεσμού ιόντων φθορίου θα έπρεπε να είναι παρών στο νερό του χώματος και του εδάφους ώστε να είναι εφικτή η χρόνια ανταλλαγή. Προφανώς θα ήταν αδύνατο να ελεγχθούν αυτοί οι παράμετροι για χιλιάδες έτη πριν από την ανασκαφή ενός βιολογικού δείγματος. Η περιεκτικότητα σε φθόριο, εντούτοις, μπορεί να είναι χρήσιμη ως μέτρο γενικού δείκτη της αλλαγής-αλλοίωσης. Οι προτεινόμενοι μηχανισμοί λήψης των ιόντων φθορίου στον υδροξυαπατίτη και η μετατροπή του σε φθοριοαπατίτη είναι:

1) Σε χαμηλές συγκεντρώσεις το φθόριο, αντικαθιστά το OH στην επιφάνεια

κρυστάλλου έτσι ώστε: Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 +2F¯=Ca10 (PO4) 6F2+2OH¯ Έχει θεωρηθεί ότι το φθόριο αντικαθιστάται εύκολα OH¯ επειδή είναι

μικρότερο και αρμόζει στο πλέγμα καλύτερα. 2) Σε υψηλότερες συγκεντρώσεις (>100 PPM), οι αντικαταστάσεις προκαλούν

μερική αποσύνθεση του πλέγματος και το ασβέστιο προσροφάτε. CaF2 διαμορφώνετε και αποδιοργανώνει περαιτέρω τη δομή έτσι ώστε:

Ca10 (PO4) 6 2+2OF¯=10CaF2+6PO4+2OH¯ (OH) 3) Σε ένα άλλο πρότυπο, ο φθοριοαπατίτης κατακρημνίζεται και ο στερεός

υδροξυαπατίτης διαλύεται. Ο φθοριοαπατίτης επανακρυσταλλώνεται μέσω της προσρόφησης και της ιονικής ανταλλαγής.

4) Στο τελευταίο πρότυπο, ο υδροξυαπατίτης διαλύεται μερικώς σε pH 4,

επιταχύνει με τα ιόντα F¯ από τον τύπο CaF2 και μετατρέπεται σε σταθερότερο φθοριοαπατίτη με αυξανόμενο pH. (Chander & Fuerstenau, 1984).

Τα πρότυπα για την αντικατάσταση του ιόντος ανθρακικού άλατος στο

πλέγμα του υδροξυαπατίτη για να διαμορφώσουν το απατίτη-dahllite προτείνουν ότι αντικαθιστά τις τετραεδρικές ομάδες φωσφορικού άλατος. Η μεταφορά παράγει ασυμμετρίες στο πλέγμα λόγω των διαφορών στο μέγεθος μεταξύ των δύο ειδών (Connell, 1965).

Ένας παράγοντας που λαμβάνεται υπόψη για να περιγράψει κανείς την αλλαγή που πραγματοποιείται, είναι η αναλογία ασβεστίου: φωσφόρου. Η ιδανική

‐ 53 ‐

αναλογία είναι 1.67 στο υδροξυαπατίτη και διαφέρει μεταξύ των ειδών. Οι κοπτήρες των τρωκτικών που αυξάνονται ασταμάτητα, όπως οι χαυλιόδοντες, έχουν στο μεγαλύτερο μέρος τους οδοντίνη και λιγότερο αδαμαντίνη ενώ έχουν χαμηλότερη αναλογία ασβεστίου:φωσφόρου. Όταν η αναλογία του ασβεστίου:φωσφόρου αυξηθεί, αυξάνεται και λήψη ιόντος ανθρακικού άλατος, και έτσι οι διαστάσεις του άξονα a’ (οριζόντιος, κάθετος στο διαμήκη άξονα c’) τείνουν να μειωθούν.

Οι αλλαγές στην αναλογία Ca:P έχει ως συνέπεια τη μακροσκοπική αποδιοργάνωση και η κλίση που προκύπτει βοηθά στη μέτρηση της αλλοίωσης. Άλλα ιόντα που βρίσκονται στα υπόγεια νερά όπως το χλώριο, το μαγνήσιο, ο μόλυβδος, το μαγγάνιο, το στρόντιο, ο ψευδάργυρος, το ουράνιο, το νάτριο και το κάλιο, μπορούν να αντικαταστήσουν με (εκτός από το ιόν CL που είναι κάπως παρόμοιο με το φθόριο) ιόν ασβεστίου 2+. Η αναλογία του ουράνιου και των προϊόντων ραδιενεργού αποσύνθεσής αποτελούν, σε μερικές περιπτώσεις, μέσα για χρονολόγηση του χαυλιόδοντα (Marshak, 1988). Η στοιχειώδης ανάλυση (ενεργειακή διασπορά των ακτίνων X φθορισμού) ενός μικρού δείγματος του χαυλιόδοντα Roxton παρουσίασε μεγάλη περιεκτικότητα σε ουράνιο. Εντούτοις, μια προκαταρκτική επιβεβαίωση που χρησιμοποιεί έναν μετρητή Geiger μέσα στην πολφική κοιλότητα μεγαλύτερου τεμαχίου δεν έδωσε διαφορετικό επίπεδο ακτινοβολίας από το επίπεδο του δωματίου. Κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, χρησιμοποιούν μια ευαίσθητη συσκευή μέτρησης, που είναι δυνατό να γίνει καλύτερη τεχνική χρονολόγησης για το χαυλιόδοντα Roxton (Ecker, 1989).

Κάποια έρευνα έχει δείξει ότι οι εσωτερικές αντικαταστάσεις στο πλέγμα μπορούν να πραγματοποιηθούν μέσα στο ίδιο το πλέγμα, δηλ., αντικατάσταση `ISO -ISO-morphic' μεταξύ του ιόντος hydronioum (H3O) και οι αντικαταστάσεις ασβεστίου 2+. Τέτοιες αντικαταστάσεις θα μείωναν την αναλογία Ca:P και θα επηρεάζαν τις διαστάσεις του κρυστάλλου, που δημιουργούν τις διαστρεβλώσεις όπως είναι και η αντικατάσταση ανθρακικού άλατος. Στην ιδέα ότι υπάρχουν εσωτερικά συνδεδεμένα μόρια νερού στο υδροξυαπατίτη δίνεται ο γενικός τύπος [(Ca 10 Χ) (H3O+) 2x] [(PO4) 6 (OH) 2] (Neuman & Neuman, 1958). Το δημοσιευμένο dada (Neuman & Neuman 1958) για το ποσοστό απώλειας βάρους νερού στο υδροξυαπατίτη σε θερμοκρασία (1000 C) παρουσιάζει χαρακτηριστική, σταδιακή καμπύλη αφυδάτωσης που φαίνεται να συσχετίζεται με την έννοια του εσωτερικά δεσμευμένου νερού.

Αυτή η έννοια της διαγένεσις του υδροξυαπατίτη είναι χρήσιμη για τη κατανόηση της δομής του χαυλιόδοντα και για τη διατήρηση του σε περιβάλλον ταφής για πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους. Λόγω της πολυπλοκότητας του υλικού, της μεταβλητότητας των περιβαλλοντικών συνθηκών, τις επιρροές του δεσμευμένου νερού και της απώλειας του κολλαγόνου, μπορεί να μην δώσουν ικανοποιητική αξιολόγηση των αλλαγών που παρουσιάζονται (Ecker, 1989).

Η έννοια της διαγένεσις γενικά και ειδικά του υδροξυαπατίτη είναι χρήσιμη για τη κατανόηση της δομής του χαυλιόδοντα και για τη διατήρηση του σε περιβάλλον ταφής για πολύ μεγάλες χρονικές περιόδους. Λόγω της πολυπλοκότητας του υλικού και της μεταβλητότητας, των περιβαλλοντικών συνθηκών, των επιρροών του δεσμευμένου νερού και της απώλειας κολλαγόνου, οι αλλαγές και οι διαδικασίες

‐ 54 ‐

που παρουσιάζονται παραμένουν ακατανόητες και απαιτούν περαιτέρω μελέτη (Ecker, 1989). Έχουν πραγματοποιηθεί πολλές μελέτες που αφορούν την σύσταση και τη μικρομορφολογία των οστών κατά την απολίθωση-διαγένεση οι οποίες στο μέλλον μπορούν να δώσουν περισσότερες εξηγήσεις για το φαινόμενο αυτό (Σταθοπούλου, 2006).

2.13.2. Είδη απολίθωσης-Απολιθωματοφόρα πετρώματα Είδη απολίθωσης

Η διαδικασία απολίθωσης μπορεί να διαχωριστεί σε πέντε είδη τα οποία είναι:

ι) Κύρια απολίθωση. Η ανόργανη ύλη του περιβάλλοντος, αντικαθιστά μόριο προς μόριο, το σκελετικό υλικό του οργανικού όντος. Γενικά, σε αυτή τη διαδικασία συμμετέχουν μόνο τα σκληρά μέρη του οργανισμού (σκελετός, όστρακα) ενώ τα μαλακά καταστρέφονται.

ιι) Εκμαγείωση. Όταν ένας ζωντανός οργανισμός θάβεται και τα μαλακά του μέρη καταστρέφονται, τα κενά, που απομένουν γεμίζουν από ανόργανη ύλη. Έτσι, σχηματίζεται το εσωτερικό καλούπι του οργανισμού. Αν με την πάροδο του χρόνου, καταστραφεί και το όστρακο, τότε πάνω στο πέτρωμα, που το περιβάλλει, θα δημιουργηθεί και το εξωτερικό καλούπι του οργανισμού. Αν τα κενά συμπληρωθούν με ένα κατάλληλο υλικό, όπως η γύψος, τότε λαμβάνεται ακριβές αντίγραφο του οργανισμού.

ιιι) Περιασβέστωση. Αυτή συμβαίνει σε φυτά και ζώα μικρότερης γεωλογικής ηλικίας, σε υδάτινες περιοχές, που καλύφτηκαν με ανθρακικό ασβέστιο ή άλλη ορυκτή ύλη, οπότε και προστατεύτηκαν από τις εξωτερικές επιδράσεις (Ψαριανός, 1996).

ιν) Απανθράκωση. Παρατηρείται κυρίως σε φυτά, που έχουν παραμείνει σε νερό ή σε χώρο, που δεν επικοινωνεί με τον ατμοσφαιρικό αέρα. Στην περίπτωση των ζώων, το φαινόμενο είναι σπάνιο.

ν) Ταρίχευση. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτού του είδους απολίθωσης, αποτελεί η διατήρηση των μαμούθ της Σιβηρίας, με το δέρμα και το κρέας τους. Άλλα τέτοια παραδείγματα, είναι ένα πτώμα ρινόκερου στη Γαλικία και κάποια έντομα της Βαλτικής (Ψαριανός, 1966).

Υπάρχει και η περίπτωση της ημιαπολίθωσης, όπου σύμφωνα με τον Collins (1995), το οστό έχει χάσει κάποιο ποσοστό του πρωτεινικού μέρους του, χωρίς να υπάρχει σχέση με την απολιθωποίηση από γεωλογική πηγή στο ταφικό περιβάλλον του.

‐ 55 ‐

Απολιθωματοφόρα πετρώματα

Τα απολιθώματα συναντούνται κυρίως σε ιζηματογενή πετρώματα. Κατά τη φάση της ιζηματογένεσης συχνά συμμετέχει ο ζωικός και φυτικός κόσμος μετά το θάνατο του, με τα κελύφη και το σκελετικό υλικό, σαν υλικό ιζηματογένεσης (βιογενή ιζήματα). Τα ιζηματογενή πετρώματα που συνήθως αποτελούν το περιβάλλον υλικό των απολιθωμάτων, είναι κυρίως οι ασβεστόλιθοι, οι ιλυόλιθοι, οι μάργες και οι ψαμμίτες που σχηματίστηκαν σε θάλασσες, λίμνες, δέλτα και κοίτες ποταμών, δηλαδή σε φυσικές κοιλότητες της γήινης επιφάνειας (λεκάνες ιζηματογένεσης). Τα απολιθώματα εγκλείονται συχνότερα σε πετρώματα που σχηματίστηκαν στον πυθμένα αβαθών θαλασσών και σπανιότερα σε πετρώματα ηπειρωτικών περιοχών (Black 1970). Για αυτό το λόγο, τα απολιθώματα χερσαίων οργανισμών είναι σπανιότερα σε σχέση με των θαλάσσιων αφού τα θαλάσσια ιζήματα υπερέχουν συντριπτικά των ηπειρωτικών (Παπανικολάου & Σιδέρης, 1987)

Οι ασβεστόλιθοι θεωρούνται από τα πλέον απολιθωματοφόρα πετρώματα και μερικές φορές μπορεί να αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από κελύφη οργανισμών. Η συνεκτικότητα των ασβεστόλιθων ποικίλλει και ανάλογος είναι ο βαθμός ευκολίας αποκάλυψης των εγκεκλεισμένων απολιθωμάτων.

Τα λεπτόκκοκα πετρώματα όπως οι πηλοί και οι αργιλικοί σχιστόλιθοι, μπορούν επίσης να είναι απολιθωματοφόρα περιέχοντας απολιθώματα σε πολύ καλή κατάσταση. Σε μερικές περιπτώσεις έχουν διατηρηθεί ακόμη και αποτυπώματα των μαλακών ιστών (π.χ. σε αργιλικούς σχιστόλιθους, Βρετανική Κολομβία) (Black, 1970). Τα απολιθώματα σε αυτά τα λεπτόκκοκα πετρώματα πολύ συχνά συνθλίβονται εξαιτίας συμπιέσεων ή τεκτονικών δυνάμεων.

Αδρότερης κοκκομετρίας πετρώματα όπως οι ψαμμίτες , δεν είναι κατά κανόνα απολιθωματοφόρα εκτός από ορισμένους ασβεστολιθικούς ψαμμίτες οι οποίοι σχηματίστηκαν στη θάλασσα. Εξαιτίας της διαπερατότητας των ψαμμιτών διατηρούνται συχνά μόνο τα αποτυπώματα ή τα φυσικά εκμαγεία των οργανικών καταλοίπων.

Σε δολομίτες, σε ελάχιστες περιπτώσεις διατηρούνται απολιθώματα και όταν συναντώνται είναι σε μικρό αριθμό και σε κακή κατάσταση διατήρησης (Fisher, 1965).

Σε εβαπορίτες, τα απολιθώματα είναι πάρα πολύ σπάνια, ενώ αντίθετα σε λιθάνθρακες συναντώνται συχνά εξαιρετικά φυτικά απολιθώματα (Fisher, 1965).

Το φυσικό χρώμα των οστών και των οστράκων οφείλεται σε οργανικές ουσίες που καταστρέφονται μετά το θάνατο του οργανισμού, με αποτέλεσμα το χρώμα να διατηρείται μόνο σε σπάνιες περιπτώσεις. Συνήθως ο χρωματισμός των απολιθωμάτων οφείλεται σε ορυκτές ουσίες τις οποίες προσροφούν κατά τη διάρκεια της ταφής τους από τα διάχυτα στο πέτρωμα διαλύματα (Ψαριανός & Μανωλέσσος,1987).

‐ 56 ‐

2.13.3. Μορφές φθοράς στο χαυλιόδοντα

Η κατάσταση και η μορφή του χαυλιόδοντα και των οστών (Εικ.29) εξαρτάται από την φθορά που υπέστησαν κατά τη διάρκεια ταφής τους, δηλαδή τις βιολογικές-χημικές –μηχανικές μεταβολές που συντελέστηκαν στη δομή τους.

Εικ.29 Η κατάσταση και η μορφή του χαυλιόδοντα και των οστών εξαρτάται από την φθορά που υπέστησαν κατά τη διάρκεια ταφής τους.

Η αποσύνθεση της δομής του χαυλιόδοντα ακολουθεί μια χαρακτηριστική

διαδικασία. Τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνουν συνήθως, τη ρηγμάτωση κατά μήκος του χαυλιόδοντα, τη πλήρωση των ρωγμών από το περιβάλλον ίζημα (ειδικά κατά την αποφλοίωση) και το διαχωρισμό των κωνικών στρωμάτων. Τα καμπύλα κωνικά στρώματα ρηγματώνονται κατά μήκος και ακτινικά δημιουργώντας μικρότερες ρωγμές με συνέπεια τη θραύση του σε μικρά κομμάτια ακανόνιστου σχήματος (Εικ.30,31) (Ecker, 1989).

Εικ.30 Τα καμπύλα κωνικά στρώματα ρηγματώνονται κατά μήκος και ακτινικά δημιουργώντας μικρότερες ρωγμές με συνέπεια τη θραύση του σε μικρά κομμάτια ακανόνιστου σχήματος.

‐ 57 ‐

Οι εσωτερικές διαστάσεις ενός χαυλιόδοντα μπορούν να παραμορφωθούν σε

τέτοιο βαθμό ώστε σε μερικές περιπτώσεις να προκαλέσουν αποφλοίωση και να τον διαχωρίσουν σε κομμάτια. Η κατάσταση διατήρησής του εξαρτάται κυρίως από το κολλαγόνο που διατηρείται. Χαυλιόδοντες με υψηλή περιεκτικότητα σε κολλαγόνο παρουσιάζονται περισσότερο ανθεκτικοί και συμπαγείς, ενώ εκείνοι με λίγοτερο κολλαγόνο είναι εύθραυστοι και κονιώδεις (Ecker, 1989).

Η αλλαγή χρώματος παρατηρείται κυρίως στα εξωτερικά στρώματα του χαυλιόδοντα ενώ ο εσωτερικός πυρήνας διατηρεί καλύτερα το αρχικό του χρώμα. Συνήθως, οι περιοχές των χαυλιοδόντων που παρουσιάζουν μεγαλύτερη φθορά είναι οι άκρες, ενώ στο κέντρο είναι αρκετά πιο ανθεκτικοί.

Η δράση των διαλυτών αλάτων που είναι παρούσα σε μερικές περιπτώσεις, συμβάλλει στην επιδείνωση του χαυλιόδοντα. Η δράση των αλάτων μπορεί να προκαλέσει αποφλοίωση και δημιουργία ανώμαλης επιφάνειας. Η αποφλοίωση της επιφάνειας μπορεί να οφείλεται και σε άλλους παράγοντες.

Το εξωτερικό-επιφανειακό στρώμα χαρακτηρίζεται πιο ανθεκτικό και αντιστέκεται στη επιδείνωση απ’ ότι το εσωτερικό μέρος, αλλά η επιφάνεια του επηρεάζεται περισσότερο από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και διαβρώνεται. Η ευθραυστότητα των στρωμάτων, οφείλεται ίσως στη δράση των μικροοργανισμών, στους οποίους μπορεί να οφείλεται και η αποφλοίωση.

Σε πολλές περιπτώσεις η φθορά της δομής δεν είναι μόνο αποτέλεσμα του περιβάλλοντος ταφής, αλλά μπορεί να οφείλεται και σε λάθος χειρισμό κατά την διάρκεια της ανασκαφής και της αποθήκευσης του υλικού.

Ο χαυλιόδοντας είναι ένα πορώδες και εύθραυστο υλικό. Ραγίζει, στρεβλώνει, συρρικνώνεται και μεγεθύνεται σύμφωνα με τις αλλαγές της σχετική υγρασίας στο περιβάλλον στο οποίο εκτίθεται.

Επιπλέον, η δράση των διαλυτών αλάτων επηρεάζεται από τις αλλαγές της σχετικής υγρασίας. Σε αυτή τη περίπτωση λοιπόν μετά από την ανασκαφή, θα πρέπει να πραγματοποιείται ελεγχόμενη-αργή ξήρανση και πλήρης φυσική υποστήριξη. Σε άλλη περίπτωση, τα διαλυτά άλατα σταθεροποιούνται σε συνθήκες με ελεγχόμενη σχετική υγρασία ( Ecker, 1989).

‐ 58 ‐

Εικ.31 Μορφές φθοράς χαυλιόδοντα.

‐ 59 ‐

2.14. Συντήρηση 2.14.1. Πρώτα σωστικά μέτρα

Η αρχική συλλογή απολιθωμάτων κατά την ανασκαφή, αποτελεί το πρώτο και σημαντικότερο στάδιο συντήρησης, καθώς περιλαμβάνει τη λήψη πληροφοριών και υλικού, τα οποία δεν πρέπει να χαθούν. Επιπλέον κατά τη διαδικασία ανασκαφής (Εικ.32), πολλές φορές τα απολιθώματα είναι δυσδιάκριτα λόγο χαμηλού φωτισμού, σκουρόχρωμου ιζήματος και άσχημων καιρικών συνθηκών (Larkin, 2010). Για αυτό το λόγο, οποιεσδήποτε επεμβάσεις απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος καθαρισμού ή στερέωσης στα απολιθώματα θα πρέπει να γίνονται σε εργαστήριο συντήρησης.

Οι διαδικασίες αυτές απαιτούν κατάλληλες συνθήκες, εξοπλισμό (Εικ.33), μελέτη του υλικού και των ιδιαίτερων προβλημάτων και δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με βιασύνη και επιπολαιότητα. Κατά την ανασκαφή λοιπόν μόλις αποκαλυφθούν απολιθώματα θα πρέπει να εξετάζεται η κατάσταση διατήρησής τους, να προστερεώνονται μόνο αν κρίνεται αναγκαίο και να απομακρύνεται το τμήμα του πετρώματος που τα περιέχει με κατάλληλες τεχνικές ώστε να γίνει εύκολα η μεταφορά τους στο εργαστήριο (π.χ. υποστήριξη με γύψο, γυψοταινίες, πολυουραιθάνη κ.α) (Rixon, 1976). Η προστερέωση σαθρών απολιθωμάτων κατά τη διάρκεια της ανασκαφής ενισχύει την ανθεκτικότητα τους σε κραδασμούς που προκαλούνται κατά την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος και κατά τη μεταφορά τους (Rixon, 1976).

Σε περιπτώσεις όπου μικρά απολιθώματα είναι παγιδευμένα μέσα στο περιβάλλον ίζημα ή το ίζημα είναι προσκολλημένο σε αυτά, δεν ενδείκνυται προστερέωση καθώς ο μελλοντικός τους καθαρισμός θα γίνει δυσκολότερος (Larkin, 2010). Τα υλικά προστερέωσης επιλέγονται σύμφωνα με τους κανόνες που διέπουν την επιλογή υλικών συντήρησης και πρέπει να εξασφαλίζεται η αντιστρεψιμότητά τους. Εάν χρειαστεί να γίνουν συγκολλήσεις in situ, τα συγκολλητικά υλικά θα πρέπει και αυτά να τηρούν την αρχή αντιστρεψιμότητας (Rixon, 1976).

Σε μια ανασκαφή απολιθωμάτων ενός σκελετού μαμούθ Runton χρησιμοποιήθηκαν οι παρακάτω μέθοδοι πρώτων σωστικών μέτρων. Τα μεγαλύτερα οστά που ήταν παγιδευμένα στο ίζημα, καλύφθηκαν αρχικά με προστατευτικές γάζες (Εικ.34) και φύλλα αλουμινίου και στην συνέχεια τοποθετήθηκαν σε άκαμπτα καλούπια κατασκευασμένα από γύψο (Εικ.35) και υλικά hessian scrim, που ενισχύθηκαν με πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα και ξύλινους νάρθηκες (Ashwin & Stuart, 1996, Turner-Walker , 1998). Αυτά τα τεχνητά καλούπια (Εικ.36) διατήρησαν τη μηχανική ακεραιότητα των οστών, βοήθησαν στην ανύψωση τους από το έδαφος (Εικ.37) και στη συνέχεια στη μεταφορά τους δίνοντας στα οστά-ίζημα φυσική προστασία μέχρι να φτάσουν στο εργαστήριο συντήρησης (Εικ.38) κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες.

‐ 60 ‐

Εικ.32 Κατά την αποκάλυψη του απολιθωμένου χαυλιόδοντα.

Εικ.33 Εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την αποκάλυψη του χαυλιόδοντα.

Εικ.34 Ενίσχυση της επιφάνειας του χαυλιόδοντα με προστατευτικές γάζες.

‐ 61 ‐

Εικ.35 Τοποθέτηση γύψου για τη δημιουργία άκαμπτων καλουπιών.

Εικ.36 Απόσπαση χαυλιόδοντα από το περιβάλλον ταφής.

Εικ.37 Ολική τοποθέτηση καλουπιού στο χαυλιόδοντα.

‐ 62 ‐

Εικ.38 Μεταφορά χαυλιόδοντα στο εργαστήριο.

Μετά την ανασκαφή η τοποθέτηση τους σε καλούπι, προστατεύει εν μέρη το

οστό τόσο από διάφορες δονήσεις που προκαλούνται κατά την μεταφορά αλλά και ως μονωτής μεταξύ οστού και των περιβαλλοντικών διακυμάνσεων. Το ογκώδες κρανίο του ζώου το οποίο δεν σωζόταν ολόκληρο αλλά διατηρούσε ακόμα τους δύο τραπεζίτες και τον δεξί χαυλιόδοντα, έπρεπε να μεταφερθεί στην αρχική του θέση για τη λήψη διαφόρων πληροφοριών. Για το λόγο αυτό, δημιουργήθηκε in situ μια κατασκευή, ένα κλουβί με δοκούς από χάλυβα ώστε να προστατεύει το γύψινο καλούπι. Στη συνέχεια προστέθηκε περισσότερη γύψος, κοντραπλακέ και αφρός πολυουραιθάνης ώστε να εξασφαλιστεί η στερέωση του γύψινου καλουπιού στο πλαίσιο της κατασκευής (Larkin, 2010).

Τέλος για τη μεταφορά των ευρημάτων στο εργαστήριο, ανάλογα με το μέγεθος, τις ιδιομορφίες και τη κατάσταση διατήρησης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα ή σε συνδυασμό, γύψος, γυψοταινίες, αφρός πολυουραιθάνης, πολυαιθυλαινίου ή πολυστυρενίου, πλαστικά κουτιά, πλαστικές σακούλες mini grip, αλουμινόχαρτο, σιλικόνη, πλαστικά φύλλα με αεροκυψέλες κλπ. (Rixon, 1976, Fitzerald, 1995). Πάντα όμως πρέπει να ακολουθείται ο γενικός κανόνας της προληπτικής συντήρησης και ευρήματα σε υγρή ή ξηρή κατάσταση διατηρούνται μέχρι τη συντήρησή τους σε αντίστοιχες συνθήκες.

‐ 63 ‐

2.14.2. Καθαρισμός

Ο καθαρισμός των απολιθωμάτων αφορά την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος και τον καθαρισμό της επιφάνειας τους από διαφόρων ειδών επικαθίσεις και ρύπους. Μερικές φορές όμως, το ίζημα δεν αφαιρείται εξολοκλήρου αλλά διατηρείται στη θέση του για να βοηθήσει στην ενίσχυση μιας ιδιαίτερα αδύνατης περιοχής (πραγματοποιείται στερέωση εάν είναι απαραίτητο) ή εάν παρουσιάζει πληροφορίες που κρίνονται πάρα πολύ σημαντικές και υπάρχει κίνδυνος να χαθούν. (Larkin 2010, Kuban, 2004). Η απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος μπορεί να γίνει με μηχανικά ή χημικά μέσα (βλ.παρακάτω).

Σε γενικές γραμμές δεν υπάρχουν συγκεκριμένα βήματα για την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος από το απολίθωμα, επειδή υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη ιζήματος, και πολλά διαφορετικά είδη συντήρησης (Kopaska-Merkel, 2000). Ο καθαρισμός των επιφανειών αφορά την αφαίρεση οποιουδήποτε υλικού που δεν αποτελεί μέρος του απολιθώματος ή του περιβάλλοντος πετρώματος και διακρίνεται σε τρεις κατηγορίες:

I. Στοιχεία από το περιβάλλον ταφής (ρίζες φυτών, εξανθίσεις αλάτων κ.α.) II. Υλικά που δεν προέρχονται από το περιβάλλον ταφής και συσσωρεύονται

μετά τη συλλογή των απολιθωμάτων (σκόνη, λιπαρές ουσίες, υπολείμματα υλικών από προηγούμενες επεμβάσεις κα.)

III. Προϊόντα διάβρωσης και αποσύνθεσης που σχηματίζονται πριν ή κατά την αποθήκευση και σπανιότερα εξαιτίας χημικών μεθόδων καθαρισμού.

Ο καθαρισμός των επιφανειών είναι αναγκαίος:

i. Για τη βελτίωση ή την εξασφάλιση της χημικής σταθερότητας του δείγματος ii. Για την απομάκρυνση βιολογικών ρύπων

iii. Για τη συγκόλληση διαφόρων τμημάτων iv. Για την έκθεση του δείγματος v. Για να επιτραπεί η συστηματική μελέτη του υλικού

vi. Για να προφυλαχθούν τα δείγματα κατά την αποθήκευση ή την έκθεση vii. Για να αποτραπούν επεμβάσεις καθαρισμού από δανειστές μελετητές (Wilson,

1995) Οι τεχνικές καθαρισμού μπορεί να περιλαμβάνουν μηχανικά, χημικά μέσα,

διαλύτες ή νερό. Ο μηχανικός καθαρισμός αφορά την απομάκρυνση των ξηρών σωματιδίων με διάφορα εργαλεία όπως βούρτσες, μικροαμμοβολή κλπ. Ο χημικός καθαρισμός βασίζεται στην αντίδραση των ρύπων με τα αντιδραστήρια, με αποτέλεσμα το σχηματισμό προϊόντων που απομακρύνονται εύκολα. Οι διαλύτες χρησιμοποιούνται για να απομακρύνουν τους ρύπους χωρίς να πραγματοποιείται χημική αντίδραση μεταξύ προϊόντων και απολιθωμένου υλικού. Κατά τον υγρό καθαρισμό χρησιμοποιείται απιονισμένο νερό σε συνδυασμό με απορρυπαντικά για την απομάκρυνση υδατοδιαλυτών ρύπων (Wilson, 1995).

‐ 64 ‐

2.14.2.1. Μέθοδοι απομάκρυνσης περιβάλλοντος πετρώματος 2.14.2.1.1. Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος με μηχανικά μέσα

Οι μέθοδοι απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος με μηχανικά μέσα περιλαμβάνουν διάφορες τεχνικές οι οποίες έχουν σκοπό να αποκαλύψουν ολικά ή εν μέρει απολιθώματα, χωρίς να εφαρμοστούν χημικά αντιδραστήρια ή φυσικοχημική αποσάθρωση του περιβάλλοντος υλικού. Η απομάκρυνση του περιβάλλοντος υλικού είναι αναγκαία τις περισσότερες φορές για λόγους έκθεσης, εκπαίδευσης, συστηματικής μελέτης και να αποφευκτεί η φθορά του απολιθώματος με το ίζημα (Wilson, 1995).

Οι τεχνικές μηχανικής απομάκρυνσης βασίζονται στις δομικές ή ορυκτολογικές διαφορές που παρουσιάζονται στην διεπιφάνεια του απολιθώματος-πετρώματος, εγκυμονώντας κινδύνους για τα ευρήματα (Wilson, 1995). Η διατήρηση του απολιθώματος στο χρόνο είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που λαμβάνεται υπόψι από το συντηρητή. Η επιλεγμένη μέθοδος πρέπει να διασφαλίζει την ακεραιότητα του ευρήματος, να περιορίζει τους κινδύνους και να ελαχιστοποιεί τις πιθανότητες μελλοντικής συντήρησης (Wilson, 1995). Οποιοδήποτε απολίθωμα, ανεξάρτητα από τη κατάσταση διατήρησής του και το είδος του περιβάλλοντος πετρώματος μπορεί να καθαριστεί θεωρητικά με μηχανικό τρόπο αν και η δυσκολότερη περίπτωση είναι εκείνη των απολιθωμάτων που είναι εγκλεισμένα σε σκληρό περιβάλλον πέτρωμα (Wagstaffe & Filder 1968).

Η ακεραιότητα των απολιθωμάτων κατά τον μηχανικό καθαρισμό εξασφαλίζεται από τις τεχνικές γνώσεις, την αντίληψη και την επιδεξιότητα του συντηρητή ενώ επίσης απαραίτητη είναι η κατανόηση της εργονομίας κάθε μεθόδου και ο προσδιορισμός του είδους του πετρώματος και του απολιθώματος (Wilson, 1995). Παρόλη όμως την επιδεξιότητα του συντηρητή, δεν μπορούν να αποκαλυφθούν όλες οι ανατομικές λεπτομέρειες ενός απολιθώματος όπου τα διάφορα τμήματα δεν βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, χωρίς να θυσιάσει ορισμένα στοιχεία (Rixon, 1976). Από την ανασκαφή λοιπόν, θα πρέπει να απομακρύνεται τόση ποσότητα ώστε να είναι δυνατή η μεταφορά του στο εργαστήριο αλλά και χωρίς να απειλούνται τα εγλεισμένα απολιθώματα. Υπάρχουν τέσσερεις κατηγορίες μεθόδων απομάκρυνσης περιβάλλοντος πετρώματος με μηχανικά μέσα:

i. Οι κρουστικές μέθοδοι κατά τις οποίες αποσπάται το πέτρωμα χρησιμοποιώντας διάφορα εργαλεία, όπως καλέμια, σφυριά, βελόνες, εργαλεία χαρακτικής ή οδοντιατρικής κ.α.

ii. Οι μέθοδοι με περιστρεφόμενα εργαλεία στις οποίες χρησιμοποιούνται τροχοί διαφόρων τύπων

‐ 65 ‐

iii. Η μικροαμμοβολή που αφορά μια συσκευή διοχέτευσης δέσμης πεπιεσμένου αέρα με σωματίδια κατάλληλα να αποσαθρώνουν διάφορα είδη ιζηματογενών πετρωμάτων

iv. Η μέθοδος υπερήχων

Από τις τέσσερις μεθόδους, αυτή που θεωρείται από τη πιο επικίνδυνη για πιθανή φθορά του απολιθώματος είναι οι κρουστικές μέθοδοι, ενώ η μικροαμμοβολή θεωρείται η λιγότερο επικίνδυνη ως ελεγχόμενη αν και η κάθε περίπτωση καθαρισμού ενός απολιθώματος χαρακτηρίζεται ως μοναδική (Wilson, 1995). Κρουστικές μέθοδοι

Κατά τις κρουστικές μεθόδους ασκείται πολύ μεγαλύτερη δύναμη σε σχέση με τις υπόλοιπες για αυτό υπάρχει πιθανότητα φθοράς του απολιθώματος. Οι συνηθέστερες φθορές που μπορεί να προκληθούν είναι οι εκδορές και οι απολεπίσεις της επιφάνειας εξαιτίας άσκησης πλεονάζουσας δύναμης, η διάνοιξη ρωγμών στο πέτρωμα οι οποίες επηρεάζουν και το απολίθωμα, η καταστροφή πιθανών φυσικών εκμαγείων, η αποκόλληση τμημάτων ή η δημιουργία νέων ρωγμών εξαιτίας των δονήσεων που προκαλούνται κλπ.

Εάν ληφθούν οι ακόλουθες οδηγίες, μπορεί να μειωθεί ο κίνδυνος φθοράς του απολιθώματος και αυτό ισχύει για όλες τις μηχανικές μεθόδους (Wilson, 1995).

1. κατανόηση των ιδιοτήτων του υλικού με φυσικοχημικές αναλύσεις, διάφορες

δοκιμές και βιβλιογραφική μελέτη. 2. υποστήριξη του δείγματος με διάφορα υλικά (άμμος, διογκούμενος αφρός

πολυουραιθάνης κ.α.) 3. παροχή ικανοποιητικού φωτισμού καθώς και οπτικών μέσων όπως

μεγεθυντικοί φακοί, μικροσκόπιο κτλ. που θα διευκολύνουν τις εργασίες 4. τοποθέτηση του μέσου και παράμεσου δακτύλου στην επιφάνεια του υλικού

ώστε να ελέγχεται καλύτερα ή ένταση της δύναμης που ασκείται 5. διατήρηση της αιχμηρότητας των εργαλείων 6. απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος σε μικρά τμήματα εάν είναι

εφικτό 7. τακτικός έλεγχος για εντοπισμό τυχόν νέων ρωγμών, απολεπίσεων,

αποκολλήσεων ώστε να πραγματοποιούνται έγκαιρα οι απαραίτητες συγκολλήσεις ή στερεώσεις

8. σε περιοχές όπου απαιτείται λεπτομερής και ακριβής χειρισμός συνιστούνται τακτές διακοπές εργασίας

9. μεταφορά του περιβάλλοντος πετρώματος που αφαιρείται, εκτός του χώρου εργασίας

10. όταν χρησιμοποιούνται εργαλεία που παρέχουν αέρα υπό πίεση, οι δοκιμές θα πρέπει να ξεκινούν από χαμηλές εντάσεις και να επιλέγεται η ασφαλέστερη και αποτελεσματική.

‐ 66 ‐

Τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται στις κρουστικές μεθόδους καθαρισμού είναι: Σφυρί και καλέμι

Το σφυρί και το καλέμι (Εικ.34) είναι τα πρώτα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την αποκάλυψη απολιθωμάτων. Παρόλα τα νέα εργαλεία και τις συσκευές που έχει στη διάθεση του σήμερα ο συντηρητής, θεωρούνται ακόμα απαραίτητα. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου το περιβάλλον πέτρωμα δεν μπορεί να αφαιρεθεί με άλλο τρόπο και για αυτό ο συντηρητής πρέπει να είναι εξοικειωμένος με τη χρήση τους. Η χρήση του σφυριού και του καλεμιού δεν ενδείκνυται για το καθαρισμό μικρού μεγέθους απολιθωμάτων (Rixon, 1976).

Εικ.39 Απομάκρυνση περιβάλλοντος ιζήματος με σφυρί και καλέμι. Κατά τη διαδικασία, ακινητοποιείται πλήρως το ίζημα και το καλέμι

τοποθετείται σχεδόν κάθετα ως προς την επιφάνεια του απολιθώματος (ιδανική θεωρείται η γωνία 60º-70º, ( Rixon, 1976, Groucher & Woolley, 1982) και όχι παράλληλα επειδή υπάρχει κίνδυνος να παρασυρθούν τμήματα απολιθώματος μαζί με το πέτρωμα. Θα πρέπει να ελέγχεται πλήρως η κίνηση ώστε να αποφεύγονται τυχόν λάθη που τραυματίζουν την επιφάνεια. Η καλύτερα ελεγχόμενη κίνηση επιτυγχάνεται με τη στήριξη του χεριού που κρατάει το καλέμι στην επιφάνεια του πετρώματος και με τέτοια κατεύθυνση του καλεμιού ώστε να απομακρύνεται η αιχμή του πριν πλησιάσει το απολίθωμα. Τα χτυπήματα του σφυριού πρέπει να είναι τακτά και μικρής ισχύος ώστε να αποσπώνται μικρά τμήματα του πετρώματος (Wagstaffe & Filder, 1968). Σε πολλές περιπτώσεις με διαδοχικά χτυπήματα το ίζημα τείνει να χωρίσει από το απολίθωμα στο σημείο της επαφής. Παρόλα αυτά απαιτείται συχνά υπομονή για να απομακρυνθεί το ίζημα. Είναι προτιμότερα τα σύντομα και προσεκτικά κτυπήματα από τα γρήγορα και τα τυχαία ( Kuban, 2004).

‐ 67 ‐

Σε μερικές περιπτώσεις αρκεί η αποκάλυψη μίας μόνο επιφάνειας του απολιθώματος, αλλά συχνά απαιτείται η συνολική αφαίρεση του πετρώματος. Τότε η καθαρισμένη επιφάνεια στερεώνεται και ενισχύεται με κατάλληλα υλικά υποστήριξης ώστε να συνεχιστούν με ασφάλεια οι εργασίες και στο υπόλοιπο μέρος. Συνήθως χρησιμοποιούνται απορροφητικά υλικά για τους κραδασμούς (αφρός πολυουραιθάνης, χαρτοβάμβακας κ.α.) μονώνοντας την επιφάνεια του απολιθώματος (αλουμινόχαρτο, ειδική μεμβράνη κ.α.) και τοποθετείται όλο το τμήμα σε σάρπα σκληρού υλικού (συνήθως γύψος). Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ασφαλής καθαρισμός των υπολοίπων επιφανειών (Wagstaffe & Filder, 1968). Ιδανικό μέσο υποστήριξης, κυρίως για δόντια και μικρά οστά θεωρείται η PEG 4000 η οποία είναι ένα λευκό στερεό κερί, διαλυτό στο νερό με σημείο τήξης 55ºC. Δεν απαιτείται πίεση κατά τη τοποθέτηση του υλικού και αφαιρείται σε εμβάπτιση με νερό (Croucher & Woolley, 1982). Στο εμπόριο κυκλοφορούν πολλά είδη καλεμιών σε ποικίλα σχήματα και μεγέθη καθώς και διάφοροι τύποι σφυριών. Νυστέρια, βελόνες και άλλα αιχμηρά εργαλεία

Χρησιμοποιούνται για καθαρισμό απολιθωμάτων μικρού μεγέθους, για απομάκρυνση χαλαρού περίβαλλοντος πετρώματος και για το τελικό στάδιο αφαίρεσης πετρώματος. Η χρήση τους είναι πιο ελεγχόμενη επειδή η δύναμη ασκείται με το χέρι (Wagstaffe & Filder, 1968). Στο εμπόριο κυκλοφορούν διάφορες λάμες για νυστέρια (Εικ.40) καθώς και διάφορα είδη βελονών (εντομολογίας, χρυσοχοΐας, ωρολογοποιίας κ.α.). Επίσης τα εργαλεία οδοντιατρικής θεωρούνται χρήσιμα στο καθαρισμό απολιθωμάτων (Croucher & Woolley, 1982). Σε περιπτώσεις εύθραυστων και πολύπλοκων επιφανειών συστήνεται η χρήση τους σε συνδυασμό με μικροσκοπική παρατήρηση (Wagstaffe & Filder, 1968). Επίσης η εφύγρανση της επιφάνειας μπορεί να διευκολύνει το καθαρισμό μαλακώνοντας το πέτρωμα αλλά και να διαχωρίζει το χρώμα του πετρώματος από το απολίθωμα (Rixon, 1976).

Εικ.40 Μηχανικός καθαρισμός ιζήματος με νυστέρι.

‐ 68 ‐

Πνευματικά εργαλεία (pneumatic engravers)

Τα πνευματικά εργαλεία θεωρούνται τα καλύτερα από τις ηλεκτρικές συσκευές που λειτουργούν με πεπιεσμένο αέρα (πίεση: 28-7 kgr/cm2 ) και κυκλοφορούν σε μικρό μέγεθος (μέγεθος στυλό). Η δύναμη ασκείται απευθείας από την αιχμή τους και ελέγχεται μέσω της αυξομειούμενης έντασης και πίεσης του αέρα. Μερικοί τύποι κυκλοφορούν με βαλβίδα ελέγχου στο στέλεχος της συσκευής (Croucher & Woolley, 1982). Θεωρείται πολύ ισχυρό εργαλείο για τον καθαρισμό απολιθωμάτων και είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό για την απομάκρυνση μεγάλου πάχους και σκληρότητας πετρώματος. Χαρακτηρίζεται εύχρηστο και δρα όπως το σφυρί με το καλέμι (Rixon, 1976) Πνευματικό σφυρί

Ο τύπος Cambridge automatic mallet κατασκευάζεται από την Cambridge Institute Company. Πρόκειται για ένα αυτόματο κρουστικό εργαλείο με διάφορα είδη αιχμών. Η ισχύς είναι ρυθμιζόμενη και η συσκευή θεωρείται χρήσιμη για μεγάλα απολιθώματα καλλυμένα σε μεγάλο βαθμό από πέτρωμα (Wagstaffe & Filder, 1968). Δονούμενη ακίδα

Η δονούμενη ακίδα (γνωστός τύπος Burgess Vibrotool) μπορεί να χρησιμοποιηθεί με το κατάλληλο εξάρτημα για την απομάκρυνση του σκληρού περιβάλλοντος πετρώματος. Είναι φορητή συσκευή, εύχρηστη και λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια. Η ταχύτητα δόνησης δεν πρέπει να είναι η μέγιστη ώστε να περιορίζεται ο κίνδυνος φθοράς της επιφάνειας του απολιθώματος. Χρειάζεται ιδιαίτερη επιδεξιότητα και προσοχή γιατί αποσπά με ταχύ ρυθμό το πέτρωμα αλλά με μικρή ταχύτητα δόνησης και κάθετη τοποθέτηση της αιχμής επιτυγχάνονται ικανοποιητικά αποτελέσματα (Wagstaffe & Filder, 1968). Η γνώση της μορφολογίας των απολιθωμάτων και η εμπειρία του συντηρητή μειώνουν το κίνδυνο φθοράς κατά τη χρήση της συσκευής (Robison, 1965).

Μερικοί μελετητές (Robison, 1965, Rixon, 1976) αμφισβητούν την αναγκαιότητα των επεμβάσεων συγκόλλησης κατά τη διάρκεια της μηχανικής απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος. Υποστηρίζουν ότι σε ορισμένες περιπτώσεις είναι προτιμότερο να γίνονται οι συγκολλήσεις μετά το πέρας των εργασιών καθαρισμού, επειδή η ανθεκτικότητα των συγκολλημένων επιφανειών είναι μεγαλύτερη από αυτή του απολιθώματος με αποτέλεσμα όταν ασκούνται τάσεις να προκαλούνται ρηγματώσεις και αποκολλήσεις άλλων τμημάτων, παρακείμενων των συγκολλημένων. Όταν χρησιμοποιούνται συγκολλητικά υλικά κατά το καθαρισμό, θα πρέπει να αποτρέπεται η εισχώρηση τους στη διεπιφάνεια πετρώματος-απολιθώματος. Εάν αυτό συμβεί, δυσχεραίνεται η αφαίρεση του πετρώματος ή προκαλείται αποκόλληση τμημάτων του απολιθώματος μαζί με το περιβάλλον ίζημα. Εφόσον αποφασιστεί να πραγματοποιηθούν συγκολλήσεις μετά το καθαρισμό, επιβάλλεται να αριθμούνται τα θραύσματα ώστε να είναι δυνατή η

‐ 69 ‐

ακριβής αναδιάταξη. Αυτό επιτυγχάνεται με τη συνεχή και λεπτομερή σχεδιαστική και φωτογραφική τεκμηρίωση.

Αν και οι κρουστικές μέθοδοι εγκυμονούν το μεγαλύτερο κίνδυνο φθοράς του υλικού, εκτός των εκδορών, τα άλλα είδη φθοράς που μπορεί να προκληθούν θεωρούνται επιδιορθώσιμα. Αντίθετα, αυτό δεν ισχύει για τις φθορές που προκαλούνται από τα περιστρεφόμενα εργαλεία και τη μικροαμμοβολή (Wilson, 1995). Μέθοδοι με περιστρεφόμενα εργαλεία

Οι μέθοδοι με περιστρεφόμενα εργαλεία πλεονεκτούν έναντι των κρουστικών μεθόδων προκαλώντας ασθενέστερες δονήσεις. Ως μειονέκτημα θεωρείται η πιθανή απώλεια-αλλοίωση αναγλύφων λεπτομερειών, τροχίσματος παρακείμενων επιφανειών και σπανιότερα ρηγματώσεις λόγω υπερθέρμανσης. Η μέθοδος δεν ενδείκνυται για καθαρισμό απολιθωμάτων ασπόνδυλων οργανισμών με εύθραυστες λεπτομέρειες, μικρών σπονδυλωτών όπως ψαριών και φυτικών συμπιεσμένων απολιθωμάτων (Wilson, 1995).

Τα ακόλουθα προληπτικά μέτρα μαζί με αυτά που αναφέρθηκαν για τις κρουστικές μεθόδους μπορεί να προστατέψουν το απολίθωμα από φθορές κατά τον καθαρισμό τους με περιστρεφόμενα εργαλεία.

1. χρήση του κατάλληλου τύπου εξαρτήματος (σχήμα και σκληρότητα) 2. επιλογή της πιο ασφαλούς και αποτελεσματικής ταχύτητας της περιστροφής 3. ασφαλής υποστήριξη του απολιθώματος κατά τον καθαρισμό 4. παράλληλη χρήση ψυκτικού εάν κρίνεται αναγκαίο 5. διατήρηση ενός λεπτού στρώματος πετρώματος το οποίο θα αφαιρεθεί με

άλλη ασφαλέστερη μέθοδο Οδοντιατρικός τροχός

Ο ηλεκτροκίνητος οδοντιατρικός τροχός θεωρείται αποτελεσματική μέθοδος καθαρισμού μικρών απολιθωμάτων και μεγάλων επιφανειών που καλύπτονται από σκληρό ίζημα (Wagstaffe & Filder, 1968). Στο εμπόριο κυκλοφορούν διάφορα εξαρτήματα όπως βελόνες, βουρτσάκια από σύρμα, μεταλλικοί δίσκοι, εξαρτήματα με αδαμαντίνη κ.α. Ο τροχός χρησιμοποιείται συνήθως για την μείωση πάχους του περιβάλλοντος πετρώματος ώστε να είναι εύκολη η περαιτέρω απομάκρυνσή του με άλλες ασφαλέστερες μεθόδους για το απολίθωμα (Rixon, 1976). Επίσης οδοντιατρικός τροχός (Desoutter) έχει χρησιμοποιηθεί ώστε να δονήσει μεμονωμένα σημεία του ιζήματος έως ότου αυτό αποσπαστεί από την επιφάνεια. Η εργασία αυτή μπορεί να παρατηρηθεί κάτω από μικροσκόπιο για τον έλεγχο της επιφάνειας του απολιθώματος (Larkin, 2010) αν και θα πρέπει να αποφεύγεται η επαφή του τροχού με την επιφάνεια του απολιθώματος καθώς ο κίνδυνος φθοράς είναι άμεσος (Rixon, 1976).

‐ 70 ‐

Μικροαμμοβολή

Η μικροαμμοβολή (Εικ.41) αποτελεί μια αποτελεσματική μέθοδο καθαρισμού δειγμάτων σε μικροσκοπικό επίπεδο αλλά δεν θα πρέπει να ασκείται μηχανική πίεση στο δείγμα γιατί είναι πιθανή η καταστροφή λεπτομερειών της επιφάνειας εφ' όσον δεν λαμβάνεται προσοχή και δεν χρησιμοποιούνται τα σωστά υλικά (Larkin, 2010).

Η απουσία δονήσεων και ο έλεγχος τριών μεταβλητών, δηλαδή της σκληρότητας και κοκκομετρίας των σωματιδίων, του βαθμού διοχέτευσης των σωματιδίων και της έντασης της πίεσης του αέρα, καθιστούν τη μικροαμμοβολή μια ικανοποιητική μέθοδο καθαρισμού των απολιθωμάτων (Wilson, 1995). Θεωρείται ιδιαίτερα αποτελεσματική και γρήγορη για τα τελευταία στάδια καθαρισμού, όταν ο όγκος του περιβάλλοντος πετρώματος έχει αφαιρεθεί με άλλες μηχανικές ή χημικές μεθόδους (Croucher & Woolley, 1982, Rixon, 1976, Wilson, 1995).

Εικ.41 Καθαρισμός επιφάνειας απολιθώματος με χρήση μικροαμμοβολής.

Οι πιθανότητες φθοράς του απολιθώματος ελαχιστοποιούνται όταν είναι γνωστοί οι κίνδυνοι και ληφθούν τα απαραίτητα μέτρα για την προστασία των ήδη καθαρισμένων επιφανειών. Απαραίτητος επίσης είναι ο συνεχής έλεγχος κατεύθυνσης της δέσμης. Για τη προστασία των εκτεθειμένων επιφανειών συστήνεται η επικάλυψή τους με επιστρώματα διαλυτών συγκολλητικών, λάστιχων ή κεριών. Τα κεριά θεωρούνται καλύτερο προστατευτικό καθώς τα συγκολλητικά υλικά ανασηκώνονται στις άκρες με αποτέλεσμα τη συγκέντρωση των σωματιδίων της αμμοβολής (Wilson, 1995).

Σωματίδια οξειδίου του αργιλίου έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την αφαίρεση πετρώματος μεγάλου πάχους και σκληρότητας , ενώ σωματίδια ανθρακικού μαγνησίου του ασβεστίου (δολομίτης) χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση πετρώματος μικρής έως μέτρια σκληρότητας. Και τα δύο είδη σωματιδίων, λόγω της σκληρότητάς τους, δεν πρέπει να έρχονται σε επαφή με το απολίθωμα και για αυτό το

‐ 71 ‐

λόγο χρησιμοποιούνται σε αρχικά στάδια καθαρισμού (Stucker et al., 1965, Rixon, 1976).

Επιπλέον η επίδραση των σωματιδίων στο απολίθωμα μπορεί να εξεταστεί σε δείγματα στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης ώστε να επιλεχθεί το κατάλληλο υλικό σωματιδίων, η κατάλληλη διάμετρος και πίεση (Larkin, 2010). Για το καθαρισμό ενός σκελετού μαμούθ χρησιμοποιήθηκε όξινο ανθρακικό νάτριο (sodium bicarbonate) με μέση διάμετρο 50 μικρά, το οποίο εξετάστηκε στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρρωσης και βρέθηκε να μην προκαλεί καμία φθορά στην επιφάνεια των οστών (Turner-Walker, 1998).

Σωματίδια δολομίτη και όξινου ανθρακικού νατρίου προτείνονται για αφαίρεση πετρώματος μικρού πάχους ή για πέτρωμα παρακείμενο των καθαρισμένων επιφανειών (Wilson, 1995). Ωστόσο πρέπει να αποφεύγεται η χρήση της μεθόδου στα τελικά στάδια καθαρισμού απολιθωμάτων που είναι μικρότερης σκληρότητας από το ίζημα (Croucher & Woolley, 1982), αν και σωματίδια δολομίτη έχουν χρησιμοποιηθεί σε πολλές τέτοιες περιπτώσεις με επιτυχία (Rixon, 1976). Η μέθοδος επίσης δεν ενδείκνυται για απομάκρυνση πετρώματος που παρουσιάζει διακυμάνσεις στη πυκνότητα και τη σκληρότητά του (Stucker et al., 1965).

Επιπλέον η μέθοδος της αμμοβολής θα πρέπει να πραγματοποιείται σε ειδικούς χώρους ή να κατασκευάζονται κατάλληλα κουτιά (Εικ.42) ώστε κατά την εργασία η σκόνη ή η άμμος από τα σωματίδια και το ίζημα να μην θέτει σε κίνδυνο την υγεία και την ασφάλεια του συντηρητή. Κατά το καθαρισμό ενός σκελετού μαμούθ πραγματοποιήθηκε η κατασκευή ενός μεγάλου ξύλινου κουτιού με Perspex (ένα είδος διάφανου πλαστικού) καθώς και θήκες για γάντια, για την διεξαγωγή της αμμοβολής (airabrasive) (Larkin, 2010).

Εικ.42 Η μέθοδος της αμμοβολής θα πρέπει να πραγματοποιείται σε ειδικούς χώρους ή να κατασκευάζονται κατάλληλα κουτιά ώστε να μην θέτονται σε κίνδυνο η υγεία και η ασφάλεια του

συντηρητή.

‐ 72 ‐

Στη βιβλιογραφία έχουν προταθεί διάφοροι τύποι μικροαμμοβολής που χρησιμοποιούνται στη συντήρηση. Για παράδειγμα κατά το καθαρισμό ιζήματος από δολομίτη ή ελαφρόπετρα συστήνεται ο τύπος MB1000 με πίεση αέρα 40 psi καθώς ελέγχεται η κατεύθυνση της με ακρίβεια σε μικρά και εύθραυστα απολιθώματα. Για πιο σκληρά ιζήματα προτείνεται ο τύπος DirectFlo™ που παρέχει μεγάλη ισχύ, μεγαλύτερη ικανότητα εκτόξευσης σωματιδίων και μεγαλύτερα ακροφύσια καθώς και ειδική κατασκευή για μακροχρόνια εργασιμότητα (www.comcoinc.com).

Κάθε είδος απολιθώματος και περιβάλλοντος πετρώματος παρουσιάζει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και συνεπώς δεν είναι δυνατός ο καθορισμός δεδομένων για την εφαρμογή της μεθόδου. Τα προς συντήρηση δείγματα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως ιδιαίτερες περιπτώσεις και είναι απαραίτητες οι δοκιμές για τη ρύθμιση της συσκευής. Μέθοδοι με υπερήχους Υπερηχητικό ξέστρο

Το υπερηχητικό ξέστρο ή αλλιώς οδοντιατρική συσκευή υπερήχων, αποτελεί μια σύγχρονη, εύχρηστη και μικρή συσκευή καθαρισμού. Παρέχει μια σειρά εξαρτημάτων για ξηρό καθαρισμό ή για καθαρισμό με ταυτόχρονη εκτόξευση μικρής ποσότητας νερού. Οι Croucher & Woolley (1982) συστήνουν το ακροφύσιο ξηρού καθαρισμού Root Canal-PR-30 που ενεργεί σε βάθος 0.025 mm, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται ικανοποιητικός καθαρισμός των λεπτομερών δομών με παράλληλη χρήση μικροσκοπίου. Κάδοι υπερήχων

Τα απολιθώματα, ανάλογα με το μέγεθος τους εμβαπτίζονται σε δοχεία με νερό ή υδατικά διαλύματα, τα οποία με τη σειρά τους τοποθετούνται στο κάδο υπερήχων (Rixon, 1976). Οι υπέρηχοι που παράγονται από τη συσκευή, μεταφέρονται υπό τη μορφή κυμάτων μέσω του νερού και επιδρούν στο απολίθωμα. Η αποτελεσματικότητα της μεθόδου βασίζεται στη δημιουργία μικρών φυσαλίδων μέσα στους πόρους και τα διακενά του πετρώματος προκαλώντας πιέσεις (Rixon, 1976, Croucher & Woolley, 1982). Οι κάδοι υπερήχων βρίσκουν εφαρμογή στο καθαρισμό ανθεκτικών απολιθωμάτων που καλύπτονται από πέτρωμα διαπερατό στο νερό (Rixon, 1976).

Ο χρόνος παραμονής των απολιθωμάτων στο λουτρό έχει πολύ μεγάλη σημασία. Μερικά δευτερόλεπτα επιπλέον παραμονής μπορεί να οδηγήσουν σε καταστροφή των δειγμάτων (Rixon, 1976). Η μέθοδος δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για καθαρισμό εύθραυστων και ρωγματομένων απολιθωμάτων. Συνεπώς, εφόσον η κατάσταση των απολιθωμάτων είναι πολλές φορές άγνωστη, θα πρέπει να αποφεύγεται αυτή η μέθοδος, ιδιαίτερα εάν εγκλείονται στο πέτρωμα σπάνια είδη (Rixon, 1976, Croucher & Woolley, 1982).

‐ 73 ‐

Οι κάδοι υπερήχων έχουν χρησιμοποιηθεί για απομάκρυνση ψαμμιτών και μαλακών ασβεστόλιθων και έχουν καθαριστεί με επιτυχία εχινόδερμα από το περιβάλλοντα γύψο, μη πυριτικά κεφαλόποδα από αργιλικό πέτρωμα κ.α. (Croucher & Woolley, 1982). 2.14.2.1.2. Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος με χημικά μέσα

Η χημική επεξεργασία απολιθωμάτων σπονδυλωτών ζώων παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με το μηχανικό καθαρισμό. Αποτρέπει το κίνδυνο σοβαρού τραυματισμού ενός απολιθώματος από τις δυνάμεις που ασκούνται από τα μηχανικά μέσα, ενώ επιτρέπει την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος από εσοχές όπου τα εργαλεία δεν μπορούν να φτάσουν. Αποτελεί τη πιο ικανή και ακριβής μέθοδο για το διαχωρισμό του πετρώματος από το απολίθωμα (Lindsay, 1995). Υπάρχουν περιπτώσεις όπου η χημική σύσταση κάποιων απολιθωμάτων δεν επηρεάζεται από τα οξέα, αλλά μπορούν να αποδιοργανώσουν και να διαλύσουν ένα πέτρωμα (Cooper & Whittington, 1965). Η μέθοδος πλεονεκτεί επίσης από θέμα χρόνου, καθώς απαιτείται μόνο επίβλεψη και υπάρχει δυνατότητα ταυτόχρονου καθαρισμού πολλών δειγμάτων (Lindsay, 1995).

Τα μειονεκτήματα των μεθόδων με χημικά μέσα είναι η πιθανή αντίδραση των χημικών ουσιών με τα συστατικά του απολιθώματος, μειώνοντας την ανθεκτικότητα τους αλλά και οι κίνδυνοι ασφάλειας και υγείας των συντηρητών. Η εφαρμογή όμως κατάλληλων προφυλάξεων, προσεκτικής μελέτης και δοκιμών, τα καθιστά κατάλληλα ώστε να αποκαλυφθούν λεπτομερή χαρακτηριστικά του δείγματος αλλά και να επιτευχθεί ένας ποιοτικός καθαρισμός, που δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί με άλλες μεθόδους (Lindsay, 1995). Για παράδειγμα, κρανία σπονδυλωτών μπορούν να αποκαλυφθούν από το πέτρωμα διατηρώντας τη μορφή τους ανέπαφη, γεγονός ιδιαίτερα δύσκολο ή αδύνατο με τις μηχανικές μεθόδους. Ιστορική αναδρομή χρήσης χημικών μέσων

Από πολύ νωρίς στην ιστορία των παλαιοντολογικών τεχνικών, επιχειρήθηκε η χρήση χημικών μέσων για την αποκάλυψη των απολιθωμάτων από το πέτρωμα. Ήδη από το 1870 είχαν αναφερθεί από τον Holm (1890) τα ελπιδοφόρα αποτελέσματα του χημικού καθαρισμού (Cooper & Whittington, 1965). Κατά τις πρώτες απόπειρες εφαρμόστηκαν ανόργανα οξέα για την αποδιοργάνωση του πετρώματος σε συνδυασμό με ένα στρώμα κυτταρίνης για προστασία του απολιθώματος, χωρίς όμως ιδιαίτερη επιτυχία. Το στρώμα αποδείχθηκε διαπερατό από το νερό με αποτέλεσμα να διεισδύσει το οξύ και να προσβάλει το απολίθωμα (Wagstaffe & Filder, 1968).

To 1908 καταγράφηκε από τον Bather (1908) η εφαρμογή οξέων για την αποκάλυψη απολιθωμένων σπονδυλωτών. Ο ίδιος αναφέρει μια ουσία που την ονόμασε «υποακετόνη», χωρίς να δίνει περισσότερες πληροφορίες για τη σύσταση της (Wagstaffe & Filder, 1968). Σύγχρονες έρευνες (Whybrow, 1985) υποστηρίζουν ότι το κύριο συστατικό της ουσίας ήταν το οξικό οξύ. Το 1920 προτάθηκε από τον

‐ 74 ‐

Stromer (1920) η χρήση οξικού οξέος και άλλων οξέων, τα οποία μέχρι τι δεκαετία του 1930 δεν χρησιμοποιήθηκαν (Wagstaffe & Filder, 1968 Lindsay, 1995). Ο πρώτος που περιέγραψε τα αποτελέσματα της χρήσης του οξικού οξέος σε απολιθώματα σπονδυλωτών ήταν ο Toombs (1948).

Η τεχνική που είναι γνωστή ως ‘μέθοδος μεταφοράς’ (transfer method) αποτέλεσε συμπληρωματικό στάδιο της χρήσης οξέων για το καθαρισμό των απολιθωμάτων. Αφορά τη μεταφορά της ορατής επιφάνειας του απολιθώματος σε ένα μέσο υποστήριξης και στη συνέχεια τη διάλυση του εναπομείναντος πετρώματος με το επιλεγμένο οξύ. Ήδη από το 1877 είχαν γίνει προσπάθειες μεταφοράς του απολιθώματος σε καυτή πίσσα (Lindsay, 1995). Το 1930 ο Toombs χρησιμοποίησε διάλυμα Bostik (διάλυμα λάστιχου) ως μέσο υποστήριξης και οξικό οξύ για τη διάλυση του πετρώματος. Η βελτίωση αυτής της τεχνικής επιτεύχθηκε ουσιαστικά από το Toombs & Rixon (1950) όταν χρησιμοποίησαν μια διαφανή και ανθεκτική στα οξέα ρητίνη για την υποστήριξη των απολιθωμάτων μετά τη σταδιακή απομάκρυνση του πετρώματος (Lindsay, 1995). Αποκάλυψη απολιθωμάτων με χρήση οξέων

Σκοπός κάθε επέμβασης καθαρισμού είναι η μέγιστη δυνατή αποκάλυψη απολιθωμάτων από το περιβάλλον πέτρωμα. Εάν η χημική σύσταση του απολιθώματος είναι διαφορετική από του πετρώματος που το περιβάλλει τότε η χρήση οξέων μπορεί να διευκολύνει ή να διαχωρίσει τα δύο υλικά (Cooper & Whittington, 1965). Η κλασσική μέθοδος διαχωρισμού με οξέα, αναπτύχθηκε αρχικά από τους Toombs (1948) και Rixon (1949).

Η μέθοδος αφορά την εμβάπτιση ασβεστιτικών πετρωμάτων σε υδατικά διαλύματα οξικού ή μυρμηκικού οξέως, τα οποία έχουν την ικανότητα να διαλύουν το ανθρακικό ασβέστιο του πετρώματος ή και οποιαδήποτε ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου που βρίσκεται στις εσοχές των απολιθωμάτων, αφήνοντας όμως σχεδόν ανεπηρέαστο το φωσφορικό ασβέστιο που αποτελεί το κύριο συστατικό των απολιθωμένων οστών και δοντιών (Lindsay, 1995).

Μετά το πέρας του πρώτου εμβαπτισμού σε οξύ (λίγες ώρες ή μέρες), το ααπολιθωματοφόρο πέτρωμα ξεπλένεται, ξηραίνεται, καλύπτονται οι επιφάνειες του απολιθώματος που εμφανίστηκαν με προστατευτικό στρώμα και η διαδικασία επαναλαμβάνεται εάν είναι αναγκαίο. Σοβαρή προϋπόθεση είναι η δυνατότητα αποδιοργάνωσης του πετρώματος στο οξύ και η διατήρηση ανθεκτικότητας του απολιθώματος από αυτό. Αυτό ισχύει για πετρώματα που αποτελούνται από ανθρακικό ασβέστιο, χωρίς να είναι απαραίτητο να είναι ασβεστόλιθοι. Σε κάποια μη ασβεστολιθικά πετρώματα, αρκεί η διάλυση μικρής περιεχόμενης ποσότητας ανθρακικού ασβεστίου ώστε να αποδιοργανωθεί η δομή του και να απομακρυνθεί στη συνέχεια με μηχανικά μέσα (Wagstaffe & Filder, 1968).

Θεωρητικά λοιπόν, τα οξέα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποκάλυψη απολιθωμάτων από ποικίλα πετρώματα (Wagstaffe & Filder, 1968). Σε μερικές

‐ 75 ‐

περιπτώσεις είναι δυνατή η τοπική εφαρμογή του οξέος ώστε να εμφανιστεί συγκεκριμένη επιφάνεια του απολιθώματος (Lindsay, 1995).

Πριν την εμβάπτιση επιβάλλονται προκαταρκτικές δοκιμές σε μικρή ποσότητα πετρώματος, ώστε να προσδιοριστούν η αποτελεσματικότητα του οξέως και ο χρόνος εμβάπτισης. Ο βαθμός αναβρασμού προσδιορίζει την ταχύτητα της αντίδρασης και αν είναι έντονος θα πρέπει να επιλεχθεί μια άλλη μέθοδος (Lindsay, 1995). Ούτως ή άλλως, το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση μπορεί να ασκήσει πιέσεις με αποτέλεσμα την αποκόλληση ή τη θραύση λεπτών τμημάτων. Συνοπτική περιγραφή της διαδικασίας

Εφόσον πληρούνται οι προϋποθέσεις για την εφαρμογή οξέων, η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής:

i. Στερέωση των ορατών επιφανειών των απολιθωμάτων με κατάλληλο υλικό, μη διαπερατό από το νερό και μη προσβαλλόμενο από το συγκεκριμένο οξύ

ii. Μηχανική αφαίρεση του χαλαρού περιβάλλοντος πετρώματος iii. Εμβάπτιση του δοκιμίου στο κατάλληλο διάλυμα οξέως σε δοχείο τριπλάσιου

όγκου, ώστε να αποφευχθεί η ταχεία συγκέντρωση και κρυστάλλωση αλάτων που θα εμποδίσουν τη περαιτέρω διάλυση (Cooper & Whittington, 1965-7)

iv. Επικάλυψη των απολιθωμάτων που εμφανίζονται με προστατευτικό στρώμα μετά από έκπλυση και ξήρανση

v. Τακτικός έλεγχος της κατάστασης διατήρησης των απολιθωμάτων. Τυχόν αποκολλήσεις και ρηγματώσεις θα αντιμετωπίζονται μετά τη ξήρανση, με το κατάλληλο στερεωτικό-συγκολλητικό υλικό και η εμβάπτιση στο οξύ μπορεί να επαναληφθεί μετά τη στερέωση του υλικού. Θα πρέπει, ειδικότερα, να γίνεται μικροσκοπική παρατήρηση της επιφάνειας του απολιθώματος ώστε να γίνονται εγκαίρως προληπτικές επεμβάσεις

vi. Αφαίρεση με μηχανικά μέσα των τμημάτων του πετρώματος που δεν διαλύθηκαν από το οξύ ώστε να διευκολυνθεί η αποδιοργάνωση των υποκείμενων στρωμάτων

vii. Μετά την ολοκληρωτική απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος τα απολιθώματα πλένονται σε τρεχούμενο νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα απολιθώματα δεν πρέπει να στεγνώνουν πριν την έκπλυσή τους γιατί είναι πιθανή η κρυστάλλωση των αλάτων προκαλώντας μηχανικές πιέσεις στο εσωτερικό τους

viii. Αφαίρεση προστατευτικού στρώματος με το κατάλληλο διαλύτη και εμποτισμός των απολιθωμάτων με το επιλεγμένο στερεωτικό υλικό για την ενίσχυση της αντοχής τους

‐ 76 ‐

Οξικό οξύ

Το οξικό οξύ είναι το συνηθέστερο οξύ που χρησιμοποιείται για την αποκάλυψη απολιθωμάτων. Ο Toobs (1948) εξέλιξε τη τεχνική καθαρισμού με οξικό οξύ επειδή τα ανόργανα οξέα που είχαν ως τότε εφαρμοστεί δεν δρούσαν μόνο στο ανθρακικό ασβέστιο του πετρώματος, αλλά και στο φωσφορικό ασβέστιο των απολιθωμάτων (Rixon, 1976, Lindsay, 1995). Το οξύ αυτό χρησιμοποιήθηκε αρχικά από τον Toobs για το καθαρισμό σπονδυλωτών και από τη Rixon για το καθαρισμό απολιθωμένων ερπετών από ασβεστόλιθους και ασβεστολιθικούς ιλυόλιθους, καθώς και για την αποκάλυψη μικρών οστών από κροκαλοπαγή και λαπυτοπαγή πετρώματα σπηλαίων. Η χρήση τους όμως είχε ήδη προταθεί από τον Bather το 1908.

Το οξικό οξύ δεν απομακρύνει μόνο το ανθρακικό ασβέστιο από το πέτρωμα αλλά και σημαντική ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου που περιέχεται στο απολίθωμα. Επίσης επιδρά σε μικρό βαθμό και στο φωσφορικό ασβέστιο των οστών και των δοντιών. Η χημική δράση του οξέος στα συστατικά του απολιθώματος προκαλεί τη μείωση της αρχικής αντοχής του. Το γεγονός αυτό δεν επηρέασε την εφαρμογή της μεθόδου και υποστηρίζεται ότι σε συνδυασμό με τη χρήση κατάλληλου στερεωτικού υλικού επιτυγχάνεται άριστη αποκάλυψη και διατήρηση της μορφής των απολιθωμάτων (Rixon, 1976). Σε αυτή τη περίπτωση ο προσδιορισμός της αρχικής σύστασης του απολιθώματος πραγματοποιείται σε δείγματα που λαμβάνονται πριν τις επεμβάσεις ή σε δείγματα παρακείμενων απολιθωμάτων, δευτερεύουσας σημασίας.

Το φωσφορικό ασβέστιο είναι αδιάλυτο σε νερό με pH 7, ενώ σε όξινα διαλύματα διαλύεται ποσότητα μικρότερη του 1 mgr/lt (Lindsay, 1995). Η αποτελεσματικότητα του οξικού οξέος βασίζεται στη διάλυση του ανθρακικού ασβεστίου του πετρώματος (1), ενώ η ανεπιθύμητη διάλυση του φωσφορικού ασβεστίου του απολιθώματος είναι πρακτικά αμελητέα (2) (Lindsay, 1995). (1) CaCO3 + 2(CH3COOH) ―› Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O (2) Ca3(PO4)2 + 3(CH3COOH) ―› 3CaCH3COO + 2(H3PO4) .

Η διαλυτότητα του φωσφορικού ασβεστίου περιορίζεται όσο η διάλυση του ανθρακικού ασβεστίου αυξάνει το pH και απελευθερώνει ιόντα ασβεστίου στο διάλυμα (Lindsay, 1995). Η μείωση της συγκέντρωσης του οξέος στο διάλυμα θα ελαττώσει επίσης τη ποσότητα διάλυσης του φωσφορικού ασβεστίου από το απολίθωμα. Η διάλυση του φωσφορικού ασβεστίου από το απολίθωμα μπορεί να μειωθεί με τη προσθήκη φωσφορικού ασβεστίου στο διάλυμα. Ο Braillon (1973) προτείνει τη προσθήκη τόσης ποσότητας φωσφορικού ασβεστίου ώστε κάθε λίτρο διαλύματος 15% οξικού οξέος να καθιζάνει ίζημα ίσο με 27gr. Το διάλυμα οξέος πρέπει να είναι αραιό γιατί η αντίδραση πραγματοποιείται μόνο αν είναι ιονισμένο (Rixon, 1976).

Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν διαλύματα της τάξης του 15-20% αλλά σήμερα θεωρούνται αποτελεσματικά, διαλύματα με συγκεντρώσεις μικρότερες του 15%. Σε

‐ 77 ‐

περίπτωση που περιέχεται στο πέτρωμα υψηλό ποσοστό ανθρακικών ενώσεων συστήνεται η χρήση διαλύματος 1% ώστε να αποφευχθεί η βίαιη έκληση διοξειδίου του άνθρακα το οποίο μπορεί να καταστρέψει λεπτά απολιθώματα (Rixon, 1976).

Το δοκίμιο δεν πρέπει να παραμένει στο οξύ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Βέβαια, ο χρόνος εμβάπτισης εξαρτάται κυρίως από τη κατάσταση του δοκιμίου και λιγότερο από τη διαλυτότητα. Επίσης τμήματα απολιθωμάτων τα οποία δεν έχουν προστερεωθεί κινδυνεύουν να απομακρυνθούν από τη θέση τους λόγω παρατεταμένης εμβάπτισης.

Βασική προϋπόθεση για τη διατήρηση των απολιθωμάτων που έχουν υποστεί χημικό καθαρισμό με οξικό οξύ ή άλλα οξέα είναι η ιδιαίτερα καλή έκπλυσή τους μετά από κάθε εμβάπτιση. Το τρεχούμενο νερό θα απομακρύνει τα υπολείμματα του οξέος και τα διάφορα άλατα (Lindsay, 1995). Έχει διατυπωθεί ως πρακτικός κανόνας να διαρκεί η έκπλυση των απολιθωμάτων τρεις φορές περισσότερο από το χρόνο εμβάπτισης τους στο οξύ, αλλά αναμφισβήτητα, διαφορετικά πετρώματα απαιτούν και διαφορετική αντιμετώπιση (Rixon, 1976, Lindsay, 1995 ). Μυρμηκικό οξύ

Η χρήση μυρμηκικού οξέος προτάθηκε από τη Rixon (1949) λόγω της ανεπιθύμητης οσμής του οξικού οξέος (Lisday, 1995). Το μυρμηκικό οξύ αποτελεί ένα ασθενές οργανικό οξύ με ευρεία χρήση. Ομοίως με το οξικό, προσβάλλει το ανθρακικό ασβέστιο του περιβάλλοντος πετρώματος καθώς και μικρή ποσότητα ανθρακικού και φωσφορικού ασβεστίου του απολιθώματος.

Η δράση και τα αποτελέσματα του μυρμηκικού οξέος είναι παρόμοια με του οξικού (Lisday, 1995, Hodgkinson, 1995) αλλά διαλύει ταχύτερα ορισμένα πετρώματα. Πρέπει να χρησιμοποιείται σε συγκεντρώσεις μικρότερες του 10%. Μίγμα μυρμηκικού και οξικού οξέος καταστρέφει τα απολιθώματα για αυτό, αν αποφασιστεί η αλλαγή οξέος, θα πρέπει να εξασφαλιστεί η τέλεια πλύση του αρχικού οξέος από το δείγμα (Rixon, 1976).

Το μυρμηκικό οξύ, θεωρείται πιο επικίνδυνο για την υγεία του συντηρητή. Μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα ακόμα και σε μορφή αραιών διαλυμάτων, ενώ οι ατμοί του είναι επιβλαβείς για τα μάτια. Η χρήση και η αποθήκευση του επιβάλλεται να γίνονται σε απαγωγό αερίων. Μετά από κάθε εμβάπτιση, πρέπει να εξασφαλίζεται τέλεια πλύση και απομάκρυνση υπολειμμάτων από το δοχείο, διότι η παραμονή τους είναι πιθανό να προκαλέσει το σχηματισμό λευκής κρούστας αν μεταφερθεί στο απολίθωμα, η οποία δεν αφαιρείται (Cooper & Wittington, 1965). Θειογλυκολικό οξύ

Το θειογλυκολικό οξύ προτάθηκε από τη Howie (1974) για το καθαρισμό απολιθωμάτων με αιματιτικό περιβάλλον πέτρωμα. Τα οξέα που χρησιμοποιούνταν μέχρι τότε, δεν είχαν ικανοποιητικά αποτελέσματα σε τέτοιες περιπτώσεις (Lisday, 1995).

‐ 78 ‐

Η παρουσία οξειδίου του τρισθενούς σιδήρου (Fe2O3) στο πέτρωμα, το καθιστά σκληρότερο και η απομάκρυνσή του με μηχανικά μέσα θεωρείται επίπονη διαδικασία. Το θειογλυκολικό οξύ δεσμεύει το σίδηρο από το πέτρωμα ανάγοντας τα ιόντα του τρισθενούς σιδήρου σε δισθενή, τα οποία στη συνέχεια σχηματίζουν διαλυτό θειογλυκολικό δισθενή σίδηρο που απομακρύνεται στο διάλυμα. Παρόμοιο συμπλοκοποιητικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται και με θειογλυκολική αιθανολαμίνη (Rixon, 1976, Lisday, 1995).

Το θειογλυκολικό οξύ προσβάλλει τις φωσφορικές ενώσεις του απολιθώματος σε μεγαλύτερο βαθμό σε σχέση με το οξικό. Η δράση του αυτή μπορεί να περιοριστεί με προσθήκη φωσφορικού ασβεστίου στο διάλυμα αν και το απολίθωμα κινδυνεύει περισσότερο κατά τη παραμονή του σε θειογλυκολικό οξύ από ότι σε οξικό ή μυρμηκικό (Lisday, 1995).

Το σιδηροθειογλυκολικό ιόν τείνει να οξειδώνεται κατά τη πλύση του απολιθώματος, αφήνοντας κηλίδες καφέ χρώματος στην επιφάνεια του απολιθώματος αλλά και του εναπομείναντος πετρώματος. Το φαινόμενο αυτό περιορίζεται με τη χρήση κατάλληλων απορρυπαντικών και συμπλοκοποιητικών μέσων κατά τα πρώτα στάδια της πλύσης (Lisday, 1995).

Για το καθαρισμό των απολιθωμένων σπονδυλωτών έχουν δοκιμαστεί και άλλα οξέα, χωρίς όμως να έχουν τύχει ευρείας χρήσης και αφορούν ειδικές περιπτώσεις. Κιτρικό οξύ

Υδατικό διάλυμα κιτρικού οξέος επιδρά στο ανθρακικό ασβέστιο σχηματίζοντας κιτρικό ασβέστιο με απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα. Το κιτρικό ασβέστιο είναι αδιάλυτο στο νερό και η δράση του οξέος θεωρητικά σταματάει αμέσως μόλις σχηματιστεί το αδιάλυτο προϊόν στην επιφάνεια του απολιθώματος. Το προϊόν αυτό εναποτίθεται επίσης και στο πέτρωμα με αποτέλεσμα η δράση του οξέος να είναι σύντομη. Το κιτρικό ασβέστιο δεν απομακρύνεται εύκολα και συνεπώς η τεχνική δεν θεωρείται αποτελεσματική (Rixon, 1976). Οι Croucher & Woolley (1982) εφάρμοσαν μια παραλλαγή της μεθόδου με προσθήκη γλυκερίνης στο διάλυμα ώστε να επιβραδυνθεί η εναπόθεση των κιτρικών ενώσεων. Υδροφθορικό οξύ

Το υδροφθορικό οξύ έχει χρησιμοποιηθεί για την αποκάλυψη απολιθωμάτων, συνήθως σε διάλυμα συγκέντρωσης περίπου 48%, αλλά δεν θεωρείται ικανοποιητική μέθοδος καθώς προκαλεί ευθρυπτότητα των απολιθωμάτων, προσβάλλοντας λεπτά σημεία (Rixon, 1976, Hodgkinson, 1995). Αντιδρά με την ασβεστιτική σύσταση των απολιθωμάτων σχηματίζοντας φθοριούχο ασβέστιο. Παρουσιάζει βραδεία δράση στο χαλαζία και οι επεμβάσεις σε αυτό το υλικό είναι πιο ελεγχόμενες (Hodgkinson, 1995).

‐ 79 ‐

Υδροχλωρικό οξύ

Δεν προτείνεται για την αποδιοργάνωση περιβάλλοντος πετρώματος και την αποκάλυψη απολιθωμάτων, αλλά για τη παραγωγή φυσικού καλουπιού σε πυριτικά πετρώματα με διάλυση των απολιθωμάτων ασβεστιτικής σύστασης. Βέβαια διατηρούνται επιφυλάξεις για τέτοιου είδους μεθόδους και γενικά δεν χρησιμοποιούνται (Rixon, 1976).

Σε περιπτώσεις όπυ το απολίθωμα δεν περιέχει καθόλου ασβεστιτικές ενώσεις, αλλά πυριτικές ή ανθρακικές, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αραιό υδροχλωρικό οξύ για τη διάλυση του πετρώματος, εφόσον περιέχεται ικανή ποσότητα ανθρακικών ενώσεων (Rixon, 1976). Η εισαγωγή χλωριούχων ενώσεων στο πορώδες του απολιθώματος μπορεί να επηρεάσει στο μέλλον τη κατάσταση διατήρησής του (Hodgkinson, 1995). Μίγμα υδροχλωρικού και υδροφθορικού οξέος

Το μίγμα αυτό προτάθηκε από τους McGeevy και Rochow (Μουσείο Συγκριτικής Ζωολογίας Πανεπιστημίου Harvard) για την αποκάλυψη απολιθωμένων σπονδυλωτών που καλύπτονται από οξείδια σιδήρου και πυριτικό πέτρωμα. Το μίγμα που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από διάλυμα 6-12% υδροφθορικού οξέος αραιωμένο με 1Ν υδροχλωρικού οξέως. Το υδροχλωρικό οξύ διαλύει τα οξείδια του σιδήρου κα το υδροφθορικό οξύ αποδιοργανώνει τα πυριτικά συστατικά του πετρώματος.

Ο καθαρισμός με αυτή τη μέθοδο έχει καλά αποτελέσματα, ωστόσο δεν αποφεύγεται η επίδραση στο απολίθωμα (Cooper & Wittington, 1965). Το μίγμα υδροχλωρικού και υδροφθορικού οξέος θεωρείται αποτελεσματικότερο, σε σχέση με το διάλυμα υδροχλωρικού οξέος το οποίο προκαλεί φθορά στα απολιθώματα. Κατά την εφαρμογή του μίγματος εναποτίθεται στο απολίθωμα φθοριούχο ασβέστιο, το οποίο αν και προσδίδει κάποια στερεωτική δράση, τα χρωματίζει λευκά (Cooper & Wittington, 1965). Οξαλικό οξύ

Οι Wagstaffe και Fidler (1968) αναφέρουν, χωρίς να δίνουν περισσότερα στοιχεία, ότι έχει δημοσιευτεί μελέτη για τη χρήση οξαλικού οξέος στην αποκάλυψη απολιθωμάτων από αργιλικά πετρώματα. Υποστηρίζουν ότι η χρήση του έχει καλά αποτελέσματα σε μικρού πάχους πέτρωμα, αλλά στην αντίθετη περίπτωση το αδιάλυτο οξαλικό ασβέστιο που σχηματίζεται αποτελεί μειονέκτημα της μεθόδου. Μέθοδος μεταφοράς (Transfer method)

Οι Toobs και Rixon (1950) βελτίωσαν τη ‘μέθοδο μεταφοράς’, δηλαδή τη μεταφορά της ορατής επιφάνειας του απολιθώματος σε νέο μέσο υποστήριξης και στη συνέχεια τη διάλυση του εναπομείναντος πετρώματος με κατάλληλο οξύ.

‐ 80 ‐

Χρησιμοποίησαν μια διαφανή και ανθεκτική στα οξέα ρητίνη για την υποστήριξη του απολιθώματος κατά τη σταδιακή απομάκρυνση του πετρώματος. Πρόκειται για μια πολυεστερική ρητίνη, η οποία εφαρμόζεται σε χαμηλές θερμοκρασίες (Rixon, 1976). Η ‘μέθοδος μεταφοράς’ παρουσιάζει ιδιαίτερα πλεονεκτήματα όσων αφορά το καθαρισμό σκελετών ή τμημάτων τους, των οποίων τα απολιθωμένα οστά βρίσκονται σε συγκεκριμένη διάταξη (Rixon, 1976). Συνοπτικά η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής:

i. Εάν δεν είναι ήδη ορατή, αποκαλύπτεται πλήρως η μια πλευρά επιφάνειας των οστών με μηχανικά μέσα.

ii. Το απολίθωμα τοποθετείται σε δοχείο με την ορατή επιφάνεια προς τα επάνω και το πέτρωμα μονώνεται με προσθήκη PEG4000 ή κερί παραφίνης.

iii. Προστίθενται σταδιακά λεπτά στρώματα πολυεστερικής ρητίνης (πάχους περίπου 6mm) μέχρις ότου καλυφθεί το υψηλότερο τμήμα των απολιθωμάτων κατά 6mm.

iv. Στην ήδη λειασμένη επιφάνεια της ρητίνης συγκολλάται γυάλινη πλάκα και το πέτρωμα εμβαπτίζεται σε διάλυμα επιλεγμένου οξέος με το στρώμα ρητίνης προς τα κάτω.

v. Ακολουθείται η γνωστή διαδικασία εμβαπτισμού σε οξύ (Rixon, 1976).

Με τη μέθοδο αυτή, επιτυγχάνεται η διατήρηση της αρχικής διάταξης των απολιθωμένων οστών και η παρατήρηση και των δύο επιφανειών. Επίσης διευκολύνεται η ασφαλής αποθήκευση και μεταφορά τους (Rixon, 1976). Έχουν διατυπωθεί ορισμένες επιφυλάξεις όσον αφορά τη σταθερότητα της πολυεστερικής ρητίνης στο χρόνο. Η Rixon υποστηρίζει ότι αν η ρητίνη εφαρμοστεί σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή, θα εξασφαλιστεί η μακροχρόνια σταθερότητά της. Ρητίνες που χρησιμοποιήθηκαν στη μέθοδο αυτή, άντεξαν μέχρι 20 χρόνια (Rixon, 1976).

Η ‘μέθοδος μεταφοράς’, αν και φαίνεται να δίνει λύσεις σε ιδιαίτερες περιπτώσεις αναφοράς, αποτελεί μια παλαιά μέθοδο που σήμερα αμφισβητείται. Το στάδιο του χημικού καθαρισμού που περιλαμβάνει απομακρύνεται από τις σύγχρονες αντιλήψεις περί επεμβάσεων καο επιπλέον ο ‘εγκιβωτισμός’ των απολιθωμάτων στη ρητίνη δεν συμφωνεί με το στόχο των συντηρητών ως προς τη διατήρηση των αρχικών διαστάσεων και της υφής του απολιθώματος.

‐ 81 ‐

Αποκάλυψη απολιθωμάτων με χρήση χημικών ουσιών που έχουν φυσική ή φυσικοχημική δράση Εξαμεταφωσφορικό νάτριο

Το εξαμεταφωσφορικό νάτριο έχει την ιδιότητα να σχηματίζει σύμπλοκα με τα ιόντα αβεστίου. Το ισχυρό υδατικό διάλυμά του, χαλαρώνει σκληρά αργιλικά, αργιλοπυριτικά ή σιδηροψαμμιτικά.

Η μέθοδος αναφέρεται να έχει καλά αποτελέσματα και η μακροχρόνια εμβάπτιση εξαφανίζει τις σκουρόχρωμες κηλίδες που προκαλούνται από σιδηρούχες ενώσεις. Ο εμπορικός του τύπος (Calgon) θεωρείται πιο αποτελεσματικός από τη καθαρή κρυσταλλική του μορφή (Rixon, 1976). Έχουν όμως παρατηρηθεί φθορές σε ασβεστιτικά απολιθώματα και πρέπει να πραγματοποιούνται δοκιμές πριν τη χρήση της μεθόδου (Hodgkinson, 1995). Μετά το πέρας της διαδικασίας επιβάλλεται καλό ξέπλυμα με άφθονο νερό. Θειοθειϊκό νάτριο

Το θειοθειϊκό νάτριο κυκλοφορεί σε μορφή μεγάλων κρυστάλλων και είναι ιδιαίτερα ευδιάλυτο στο νερό. Εάν ένα διαπερατό πέτρωμα θερμανθεί σε υπέρκορο διάλυμα θειοθειϊκού νατρίου και επανέλθει σε θερμοκρασία δωματίου, θα προκληθεί ανακρυστάλλωση με αποτέλεσμα οι κρύσταλλοι που σχηματίζονται να διαρρήξουν το πέτρωμα. Ίσως χρειαστεί να επαναληφθούν οι κύκλοι θέρμανσης.

Αν και είναι παλαιά μέθοδος, μπορεί να δώσει καλά αποτελέσματα όταν εφαρμοστεί σε κατάλληλα πετρώματα. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας επιβάλλεται καλό ξέπλυμα με άφθονο νερό (Rixon, 1976). Υπεροξείδιο του υδρογόνου

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για την αποδιοργάνωση πετρωμάτων που περιέχουν μικρού μεγέθους απολιθώματα ή μικροαπολιθώματα. Η δράση του είναι οξειδωτική και βασίζεται στο σχηματισμό φυσαλίδων οξυγόνου στους πόρους του πετρώματος.

Έχει εφαρμοστεί σε διάφορες συγκεντρώσεις αλλά από άποψη ασφαλείας είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείται διάλυμα χαμηλών συγκεντρώσεων. Σε οποιαδήποτε όμως συγκέντρωση υπάρχει κίνδυνος εγκαυμάτων. Τα μειονεκτήματα της μεθόδου είναι τα εξής:

Διάλυμα συγκέντρωσης 100º έχει pH 4-5, με αποτέλεσμα να προσβάλλει έντονα τις ασβεστιτικές ενώσεις. Η ταχεία δράση μπορεί να περιοριστεί διατηρώντας το pH ουδέτερο με αραίωση του διαλύματος κατά 12% με νερό.

‐ 82 ‐

Είναι πιθανό οι φυσαλίδες οξυγόνου που σχηματίζονται στη μάζα των απολιθωμάτων να παρασύρουν τμήματα τους. Σε αυτή τη περίπτωση σταματάει η δράση με αραίωση ή προσθήκη διαλύματος 5% υδροξειδίου της αμμωνίας. Έχει όμως αναφερθεί ότι το υδροξείδιο της αμμωνίας αυξάνει τη δράση του υπεροξειδίου του υδρογόνου (Rixon, 1976).

Η εμβάπτιση πετρώματος σε υπεροξείδιο του υδρογόνου 100º με θέρμανση στους 150ºC μπορεί να προκαλέσει έκρηξη.

Οι σιδηροπυριτικές προσμίξεις ορισμένων απολιθωμάτων μπορεί να οξειδωθούν ταχέως σε οξείδια του σιδήρου τα οποία δρουν καταστρεπτικά στο απολίθωμα(Hodgkinson, 1995).

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για την αποδιοργάνωση περιβάλλοντος πετρώματος σε απολίθωμα από το Πικέρμι (Μαρίνος & Συμεωνίδης, 1974). Υποχλωριώδες νάτριο

Η χρήση του υποχλωριώδους νατρίου προτάθηκε το 1959 για την εξαγωγή απολιθωμάτων από άνθρακες και ανθρακούχα πετρώματα. Το διάλυμα Clorox (περιέχει 25% υποχλωριώδες νάτριο) καθώς και άλλα οικιακά λευκαντικά έχουν χρησιμοποιηθεί με καλά αποτελέσματα (Rixon, 1976). E.D.T.A.

Το E.D.T.A. (αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ) έχει χρησιμοποιηθεί ως συμπλοκοποιητικό μέσο για τη δέσμευση των ανθρακικών ενώσεων που περιέχονται στο περιβάλλον πέτρωμα με αποτέλεσμα την αποδιοργάνωση του (Croucher & Woolley, 1982, Hodgkinson, 1995).

‐ 83 ‐

Σύσταση, συχνότητα και πιθανές χημικές αντιδράσεις ορισμένων ορυκτών συστατικών των απολιθωμάτων (Wilson, 1995)

Ορυκτό Σύσταση Συχνότητα Χημικές ιδιότητες και αντιδράσεις

Ασβεστίτης Αραγωνίτης Δολομίτης

CaCo3 CaCo3

CaMg(CO3)2

Σε όλα τα είδη << <<

Αντιδρούν με ισχυρά οξέα, σχηματίζουν σύμπλοκα με συμπλοκοποιητικά μέσα και

μαλακώνουν. Σχεδόν αδιάλυτες σε νερό. Ο

αραγωνίτης είναι ασταθής σε θερμοκρασία δωματίου.

Χαλαζίας Οπάλιος Διοψίτης

SiO2 SiO2 . nH2 O CaMg(SiO3)2 CaMg(SiO3)4

Σε όλα τα είδη Συχνά Σπάνια Σπάνια

Αντιδρούν με καυστικά αλκάλια σε ζεστό νερό και σχηματίζονται πυριτικές ενώσεις. Ανάγονται από υδροφθορικό οξύ σε

τετραφθοριούχες ενώσεις. Ο οπάλιος αφυδατώνεται από υγροσκοπικά αντιδραστήρια.

Σιδηροπυρίτης Μαρκασίτης

FeS2 Σε απολιθώματα που

σχηματίστηκαν σε αναγωγικά περιβάλλοντα

Οξειδώνονται παρουσία νερού. Διαχωρίζονται στα συστατικά τους υπό την

επίδραση οξέων.

Αιματίτης Λειμωνίτης

Fe2O3

Fe2O3 n H2O

Συχνά (προϊόν οξείδωσης

σιδηροπυριτικών απολιθωμάτων)

Ο αιματίτης αντιδρά με οξέα σχηματίζοντας άλατα δισθενούς σιδήρου. Ο

λειμωνίτης αφυδατώνεται από υγροσκοπικά αντιδραστήρια.

Απατίτης Βιβιανίτης

Ca5(PO4)3 . 8H2OCa5(PO4)3 . CaF2

Απολιθώματα σπονδυλωτών

Γενικά είναι σταθερά, οξειδώνονται από

λευκαντικά μέσα, όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου και το υποχλωριώδες νάτριο. Ο βιβιανίτης αφυδατώνεται

από υγροσκοπικά αντιδραστήρια.

Σελενίτης CaSO4

Σπάνια Διαλυτό σε νερό, ιδιαίτερα σε ζεστό.

‐ 84 ‐

Βαρίτης ΒaSO4

Σπάνια Πολύ μικρή διαλυτότητα

‘Εναθρακωμένα’ Απροσδιόριστη Υδρογονάθρακες

Φυτικά απολιθώματα

Συχνά

Αντιδρούν με ισχυρά οξειδωτικά αντιδραστήρια

Ήλεκτρο Ποικίλες αναλογίες

C.H.O.

Συνήθως εγκλείει έντομα και φυτικά υπολείμματα

Διαλύεται και μαλακώνει σε αλκοόλες και άλλα οργανικά

υγρά.

2.14.2.1.3. Αποσάθρωση περιβάλλοντος πετρώματος με υψηλές Θερμοκρασίες Βρασμός

Μερικά πετρώματα, ειδικά αργιλικής σύστασης αποσαθρώνονται με εμβάπτιση σε βραστό νερό. Προτείνετε επίσης η προσθήκη μικρών ποσοτήτων ορισμένων χημικών (καυστική σόδα). Σε αυτή τη περίπτωση πρέπει να γίνουν προκαταρκτικές δοκιμές ώστε να διαπιστωθεί η επίδραση της μεθόδου στα απολιθώματα. Μετά το τέλος της διαδικασίας, τα απολιθώματα πρέπει να πλυθούν καλά αρχικά σε νερό της βρύσης και έπειτα σε απιονισμένο νερό (Rixon, 1976). Θέρμανση

Έχει εφαρμοστεί θέρμανση 1000 ºC σε ασβεστολιθικά πετρώματα. Με την θέρμανση πραγματοποιείται αναγωγή του ανθρακικού ασβεστίου σε οξείδιο του ασβεστίου (Hodgkinson 1995).

Επιπλέον, κατά το παρελθόν έχουν εφαρμοστεί μέθοδοι απομάκρυνσης του

περιβάλλοντος πετρώματος, οι οποίες βασίζονται στην αποσαθρωτική δράση του νερού. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν δοκιμές σε δείγματα απολιθωμάτων σπονδυλωτών από το Πικέρμι, Χαλκούσι και Κερασιά, οι οποίες περιελάμβαναν, εμβάπτιση σε νερό, σε νερό υπό συνθήκες κενού, σε νερό υπό συνθήκες κενού σε συνδυασμό με συνθήκες παγετού καθώς και δοκιμές χημικής διάλυσης του περιβάλλοντος ιζήματος.

Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν με επιτυχία καθώς αποδιοργάνωσαν το αργιλοπυριτικό πέτρωμα, ενώ δεν επηρέασαν την αντοχή των απολιθωμάτων ή επηρέασαν σε μικρό βαθμό απολιθώματα που συνίσταται από ασβεστίτη και απατίτη.

Οι μέθοδοι αυτές θεωρούνται κατάλληλες, καθώς μειώνουν το χρόνο εργασίας σε σχέση με το μηχανικό καθαρισμό και είναι δυνατή η ταυτόχρονη αποσάθρωση πολλών ιζημάτων. Επίσης έχει τη δυνατότητα αποδιοργάνωσης του πετρώματος και στις πιο μικρές εσοχές αποκαλύπτοντας όλο το απολίθωμα, δεν έχει μεγάλο κόστος,

‐ 85 ‐

δεν απαιτεί ειδικό εξοπλισμό και κατ’ επέκταση θεωρείται ασφαλής τόσο για το απολίθωμα όσο και για την υγεία του συντηρητή (Βεντίκου & Παπαγεωργίου, 1996).

Το μόνο μειονέκτημα που παρουσιάζει είναι ότι δεν μπορεί να εφαρμοστεί ή εφαρμόζεται με δυσκολία σε απολιθώματα μεγάλου μεγέθους. 2.14.2.1.4. Απομάκρυνση περιβάλλοντος ιζήματος με χρήση Laser

Αν και το Laser (Εικ.43) σαν τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί σε άλλους τομείς της συντήρησης για πολλές δεκαετίες, ωστόσο δεν έχει δοκιμαστεί αρκετά για το καθαρισμό οστών όπως και για το καθαρισμό παλαιοντολογικών ευρημάτων (Landucci et al., 1999, 2000, 2003, Asmus, 2000, Cornish & Jones, 2003, Cornish et al., 2004), ενώ υπάρχει ελάχιστη βιβλιογραφία που αναφέρεται στη χρήση του, για την αφαίρεση ιζημάτων (López –Polín et al., 2008).

Η κινητή συσκευή Laser που έχει χρησιμοποιηθεί για το καθαρισμό απολιθωμάτων περιλαμβάνει μια οπτική ίνα και εκπέμπει ακτινοβολία στο κοντινό υπέρυθρο (1064 NM) για σύντομο χρονικό διάστημα. Σε μερικές περιπτώσεις, πριν την χρήση του Laser μειώνεται το πάχος του ιζήματος του απολιθώματος περίπου στο 1 mm με μηχανικά μέσα. Ύστερα πραγματοποιούνται δοκιμές σε ξεχωριστά δείγματα ώστε να καθοριστεί η συχνότητα και οι κατάλληλοι παράμετροι για ασφαλή και αποτελεσματικό καθαρισμό (López –Polín et al., 2008).

Κατά το παρελθόν έχει χρησιμοποιηθεί η μέθοδος Laser για την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος σε απολιθώματα από το Πικέρμι. Για το καθαρισμό χρησιμοποιήθηκαν τα Laser CO2 c.w. και Laser CO2 παλμικής λειτουργίας. Αποδείχθηκε αποτελεσματικό για την αφαίρεση του περιβάλλοντος πετρώματος, αλλά ανέφικτο ως προς τη χρήση του λόγω του εξαιρετικά δύσκολου ελέγχου του, με συνέπεια τη καταστροφή του οστού.

Η μεγάλη ισχύς του Laser CO2 c.w. είχε ως αποτέλεσμα την αφαίρεση του περιβάλλοντος πετρώματος αλλά η άγνωστη μορφολογία της επιφάνειας των απολιθωμάτων κάτω από το ίζημα δεν άφησε να οριστεί ο χρόνος ακτινοβόλησης. Αποτέλεσμα αυτού ήταν να διαπερνά η ακτίνα το πέτρωμα και να φθείρει σε βάθος το απολίθωμα. Επιπλέον η μέθοδος με Laser, προκάλεσε την υαλοποίηση του πετρώματος λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας στην επιφάνεια, η οποία παράγεται κατά την ακτινοβόληση (Καματάκης, 1996).

Σε μια πιο πρόσφατη μελέτη, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές καθαρισμού του περιβάλλοντος πετρώματος σε δείγματα απολιθωμένων οστών των θηλαστικών που συλλέχθηκαν από διάφορες ιταλικές περιοχές. Χρησιμοποιήθηκε το Nd:YAG laser με συμπέρασμα ότι ο καθαρισμός με χρήση laser μπορεί να παρέχει υψηλή ακρίβεια και έλεγχο κατά την αφαίρεση περιβάλλοντος πετρώματος από την επιφάνεια των απολιθωμάτων (Landucci et al, 2000).

Το 2008 πραγματοποιήθηκε μια μελέτη καθαρισμού απολιθωμένων οστών του Πλειστόκαινου, με χρήση Laser. Σκοπός της μελέτης ήταν να καθοριστεί εάν είναι εφικτό να χρησιμοποιούνται τα laser για την αφαίρεση επικαθίσεων που αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά και να συγκριθεί η αποτελεσματικότητα της μεθόδου με τα παραδοσιακά μηχανικά εργαλεία.

‐ 86 ‐

Ο καθαρισμός με laser έδωσε πολύ καλά αποτελέσματα, ενώ σε άλλα παρόμοια οστά από την ίδια περιοχή, τα αποτελέσματα δεν ήταν και τόσο ικανοποιητικά. Τα αποτελέσματα φανερώνουν να σχετίζονται περισσότερο με το πώς το ίζημα είναι προσκολλημένο στην επιφάνεια του οστού, παρά με τη σύσταση του.

Επιπλέον, η υπερβολική έκθεση του οστού στο laser δημιούργησε μικρές τρύπες, μικρο-ρηγματώσεις, και εμφάνιση ζελέ. Από την άλλη όμως, έδωσε ένα αποτελεσματικό καθαρισμό των επικαθίσεων που έχουν βάση τον άνθρακα και το πάχος του ιζήματος είναι περίπου 1mm. Τελικά το laser θεωρείται χρήσιμο σε δύσκολες-ανώμαλες επιφάνειες και στη περίπτωση που ένα εύρημα είναι λεπτό και εύθρυπτο, αποτελεί κατάλληλη μέθοδο για το καθαρισμό του (López –Polín et al., 2008). Θα πρέπει συνεπώς να δοθούν κίνητρα ώστε να ερευνηθούν περαιτέρω οι ιδιότητες της μεθόδου για να επιτευχθεί η δημιουργία της κατάλληλης συσκευής Laser για την αποκάλυψη παλαιοντολογικών ευρημάτων (Καματάκης, 1996).

Εικ.43 Απομάκρυνση περιβάλλοντος ιζήματος με χρήση Laser.

‐ 87 ‐

2.14.3. Στερέωση Οι συντηρητές θα πρέπει πριν από κάθε προσπάθεια συντήρησης, εις βάρος

της άγνωστης μικρο-δομής των απολιθωμάτων, να θεωρήσουν ως αρχικό στάδιο της συντήρησης τη γνώση των εσωτερικών δομών και της χημείας τους (Ecker, 1987).

Σήμερα, κατά τη συντήρηση αρχαιολογικών και παλαιοντολογικών υλικών γίνεται προσπάθεια να μειωθεί η χρήση των υλικών πλήρωσης όπως στερεωτικά, κόλλες και υλικά συμπλήρωσης. Αυτές οι προσπάθειες οφείλονται κυρίως για τη προστασία και διατήρηση πληροφοριών για την εξέλιξη, από τεχνικές ανάκτησης και ανάλυσης βιομορίων, καθώς και τη συνεχή ανησυχία σχετικά με τα θέματα της σταθερότητας, της αντιστρεψιμότητας και της απομάκρυνσης των εισαχθέντων υλικών. Για παράδειγμα, τα στερεωτικά υλικά μπορεί εν μέρη να περιέχουν οργανικά μόρια που στη συνέχεια να εμποδίσουν τις τεχνικές όπως είναι η χρονολόγηση με C14

(Andrews, 1996, Aldhouse-Green & Pettitt, 1998), έτσι ώστε η ιστορική, δομική και μοριακή μελέτη που γίνεται σε σκελετικό υλικό να φέρει επιμόλυνση.

Προκειμένου να διατηρηθεί λοιπόν η γεωχημική και βιοχημική ακεραιότητα του υλικού, οι κόλλες, τα στερεωτικά και τα υλικά συμπλήρωσης χρησιμοποιούνται μόνο όπου είναι αυστηρά απαραίτητο. Όπου είναι δυνατόν τα δείγματα στηρίζονται από κάτω με κατάλληλα υλικά και σκόπιμα αποθηκευμένα για να μειωθεί ο άσκοπος χειρισμός. Οι πληροφορίες που δίνει ένα σπασμένο κομμάτι είναι χρήσιμες για τη ταφονομική μελέτη και επομένως τα κομμάτια είναι καλύτερα να διατηρούνται στην αρχική τους κατάσταση και να αποθηκεύονται ανάλογα (Larkin, 2010). Επομένως η ελάχιστη επέμβαση είναι καλύτερη (Brown 2010, www.unl.edu/museum/.html).

Προφανώς, δεν υπάρχει καμία τεχνική συντήρησης διαθέσιμη που να μπορεί να περιορίσει την επιδείνωση της μακρο-μορφολογίας των απολιθωμάτων χωρίς τη αλλαγή άλλων ιδιοτήτων όπως η μικροδομή. Επιπλέον, όλες οι τεχνικές συντήρησης που έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν (επικαλυπτικά και στερεωτικά με φυσικά και συνθετικά πολυμερή) έχουν τα μειονεκτήματα ότι μπορούν να επιτρέψουν την υποβάθμιση του υλικού.

Η πρακτική συντήρησης γενικά τείνει να απομακρυνθεί από τις παραδοσιακές τεχνικές λόγω της συνειδητοποίησης ότι τα άγνωστα υλικά, που μπορούν να εισαχθούν στα χειροποίητα αντικείμενα και στα δείγματα, υποβιβάζουν και περιπλέκουν τη πορεία της μελλοντικής συντήρησης (Ecker, 1987). 2.14.3.1. Προϋποθέσεις επιλογής στερεωτικών-συγκολλητικών υλικών-υλικών πλήρωσης

Τα υλικά συγκόλλησης και στερέωσης που χρησιμοποιούνται στη συντήρηση απολιθωμάτων χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: συγκολλητικά σε διάλυμα τα οποία περιλαμβάνουν το Paraloid Β-72, Butvar Β-76, Butvar Β-98, και McGean Β-15 τα οποία λειτουργούν με εξάτμιση ενός διαλύτη και συγκολλητικά αντίδρασης που περιλαμβάνουν τις διάφορες εποξικές κ κυανοκρυλικές κόλλες και λειτουργούν με χημική αντίδραση.

‐ 88 ‐

Η επιλογή ενός κατάλληλου συγκολλητικού αποτελεί το πιο σημαντικό στάδιο μιας επιτυχημένης συντήρησης απολιθώματος. Τα απολιθώματα αποτελούν εντελώς ξεχωριστή περίπτωση το καθένα (Elder et al., 1998), και ο πιο έμπειρος συντηρητής ακόμα αντιμετωπίζει συχνά νέες προκλήσεις που απαιτούν την επαναξιολόγηση παλαιών μεθόδων ή την ανάπτυξη νέων.

Το κλειδί για την κατάλληλη επιλογή είναι η κατανόηση αυτών των συγκολλητικών «εργαλείων» – μερικά είναι πιο κατάλληλα για συγκεκριμένους στόχους από ότι άλλα. Δεν υπάρχει κανένα υλικό που να λειτουργεί καλά για κάθε περίπτωση (Davinson & Alderson, 2009, Edler et al., 1997).

Οι ιδιότητες των υλικών αυτών που αποτελούν τη βάση για την επιλογή της καταλληλότητας τους είναι η διαλυτότητα, η ισχύς που παρέχουν, η ιδιότητα γήρανσης, ο χρόνος εργασιμότητας και εφαρμογής, το ιξώδες και η διεισδυτικότητα. Διαλυτότητα:

Οι οργανικοί διαλύτες χρησιμοποιούνται συνήθως στη συντήρηση απολιθωμάτων γιατί μπορούν εύκολα να διαλύσουν συγκολλητικά υλικά διατηρώντας τη συνοχή τους με τους αδύνατους δευτεροβάθμιους δεσμούς, αλλά δεν είναι αποτελεσματικοί στα συγκολλητικά αντίδρασης που διατηρούν τη συνοχή τους από τους ισχυρούς αρχικούς δεσμούς. Η διαλυτότητα μπορεί να είναι συμφέρουσα για προσωρινή στήριξη, η οποία απαιτεί συχνά την εφαρμογή στερεωτικών ή επικαλυπτικών στρωμάτων, αλλά και η συντήρηση στο εργαστήριο περιλαμβάνει συχνά τα πολλαπλάσια στάδια εφαρμογής τους, επομένως τα υλικά αυτά πρέπει να προστατεύσουν την επιφάνεια ή να στηρίξουν τμήματα τα οποία τείνουν να απομακρυνθούν. Η διαλυτότητα είναι σημαντική στις μακροπρόθεσμες και βραχυπρόθεσμες ή προσωρινές εφαρμογές. Προτιμάται πάντα να χρησιμοποιείται κάτι αντιστρέψιμο. Τα απολιθώματα έχουν συνήθως αναδιαταχτεί , κατακερματιστεί, αποφλοιωθεί, και η συντήρηση τους, για έκθεση ή για μελλοντική έρευνα καθώς και οι απαιτήσεις του απολιθώματος δεν είναι πάντα προβλέψιμες. Επομένως η διαλυτότητα είναι σχεδόν πάντα ένα πλεονέκτημα. Υπάρχουν μερικές σπάνιες περιπτώσεις όπου η διαλυτότητα είναι ανεπιθύμητη, επηρεάζοντας την ένωση μικρότερων κ λεπτότερων τμημάτων, τα οποία μπορεί να μετακινηθούν τυχαία όταν η επιφάνεια εκτίθεται σε έναν διαλύτη κατά τη διάρκεια του καθαρισμού ή κατά την εφαρμογή επικαλυπτικού στρώματος. Συχνά, υπάρχουν περιπτώσεις όπου η αντιστρεψιμότητα θυσιάζεται επειδή τα συγκολλητικά αντίδρασης προσφέρουν ιδιότητες οι οποίες δεν είναι διαθέσιμες στα συγκολλητικά διάλυσης, καθώς έχουν τη δυνατότητα να διαπεράσουν πολύ λεπτές ρωγμές ή να προσδώσουν μεγαλύτερη δύναμη (Davinson & Alderson, 2009). Ισχύς:

Γενικά, τα συγκολλητικά αντίδρασης είναι σκληρότερα και πιο άκαμπτα από τα συγκολλητικά σε διαλύματα: έχουν μεγαλύτερη συνεκτική δύναμη. Για αυτό οι εποξικές κόλλες χρησιμοποιούνται συχνά για τη συγκόλληση μεγάλων τμημάτων ή τμημάτων με μεγάλο βάρος που οι περισσότερες διαλυτές κόλλες αποτυγχάνουν λόγω

‐ 89 ‐

των πιέσεων από τη βαρύτητα με την πάροδο του χρόνου. Η σκληρότητα και η ακαμψία των συγκολλητικών αντίδρασης τις καθιστά επίσης χρήσιμες όταν τα τμήματα πρέπει να αντισταθούν σε μεγάλες δονήσεις-χτυπήματα κατά τη διάρκεια της συντήρησης, όπως το χτύπημα ενός εργαλείου.

Πρέπει να σημειωθεί ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί η δύναμη των εποξικών χωρίς τη θυσία της αντιστρεψιμότητας. Στρώσεις συγκολλητικού υλικού, όπως Paraloid β-72 μπορούν να εφαρμοστούν ως μονωτικό πριν από την τοποθέτηση ενός εποξικού υλικού, προκειμένου να επιτραπεί η μεγαλύτερη αντιστρεψιμότητα των ενώσεων στο μέλλον. Έχει αποδειχθεί ότι αυτή η τεχνική, εάν εκτελείται κατάλληλα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς να επηρεάσει αρνητικά τη δύναμη των ενώσεων (Podany et al., 2001). Διαλυτά στρώματα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ώστε να αυξήσουν την αντιστρεψιμότητα των εποξικών στόκων, κατά τη πλήρωση κενών (Davinson & Alderson, 2009).

Είναι επίσης σημαντικό να αναφερθεί ότι τα ισχυρότερα συγκολλητικά δεν είναι πάντα τα καλύτερα. Η σχετική «αδυναμία» των συγκολλητικών διαλυμάτων μπορεί να είναι συμφέρουσα σε μερικές περιπτώσεις. Η ύπαρξη διαλυτότητας, απαιτεί λιγότερη δύναμη κατά την αφαίρεση τους με μηχανικό τρόπο χωρίς την ενίσχυση διαλυτών. Κατά συνέπεια τα συγκολλητικά διαλύματα είναι συχνά καλύτερα από τα συγκολλητικά αντίδρασης όταν απαιτείται προσωρινή στερέωση της χαλαρής επιφάνειας ή εφαρμογή προσωρινών επικαλυπτικών στρωμάτων που θα αφαιρεθούν αργότερα (Davinson & Alderson, 2009).

Επιπλέον, οι πολύ σκληρές και άκαμπτες κόλλες όπως οι εποξικές και οι κυανοκριλικές χαρακτηρίζονται γενικά από έλλειψη ελαστικότητας ή ευελιξίας εκτός αν τροποποιηθούν με πρόσθετες ουσίες. Η δυνατότητα ελαστικότητας ή τεντώματος είναι μια σημαντική ιδιότητα για μια επιτυχή κόλλα, δεδομένου ότι επιτρέπει τη κίνηση αλλά και την ανάνηψη της κίνησης κάτω από ορισμένες μορφές πίεσης αντί το σπάσιμο ή τη μεταφορά της πίεσης στο αντικείμενο και ενδεχομένως τη πρόκληση ζημιάς. Γενικά είναι ανεπιθύμητο για μια κόλλα να είναι άκαμπτη ή σκληρότερη από το υπόστρωμα καθώς μπορεί να οδηγήσει στη φθορά του αρχικού υλικού. Εάν η κόλλα που χρησιμοποιείται έχει μεγαλύτερη συνεκτική δύναμη από το απολίθωμα, μπορεί να σπάσει το απολίθωμα λόγω πίεσης χωρίς να σπάσουν τα τμήματα που έχουν συγκολληθεί, με συνέπεια καινούργια σπασίματα. Ομοίως, η στερέωση των αδύναμων-λεπτών στρωμάτων με πολύ σκληρές κόλλες μπορεί να προκαλέσει ζώνες αδυναμίας λόγω ελλιπούς και ανώμαλης διείσδυσης. Η ευκαμψία είναι μια σημαντική ιδιότητα για την επιλογή μιας κόλλας σε ημι-απολιθωμένα υλικά ή άλλα, που μπορούν να εκτεθούν σε διάφορες διακυμάνσεις των περιβαλλοντικών συνθηκών, όπως η σχετική υγρασία (Davinson & Alderson, 2009).

Ένας από τους λόγους που το Paraloid β-72 συνιστάται συχνά από τους συντηρητές είναι ότι παρέχει μέτρια σκληρότητα και συγκεκριμένη ισορροπία μεταξύ της ευκαμψίας και της ακαμψίας ώστε να χαρακτηρίζεται μια επιτυχή κόλλα γενικού σκοπού για μεγάλη ποικίλα υλικών (Koob, 1986).

Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν παρέχουν όλα τα συγκολλητικά διαλύματα αυτήν την ισορροπία και μερικά συγκολλητικά, όπως ορισμένα πολυβινυλικά, μπορεί να είναι μαλακά και αρκετά παχύρευστα σε θερμοκρασία δωματίου, ώστε να

‐ 90 ‐

παρουσιάζουν προβλήματα. Εάν χρησιμοποιείται για συγκόλληση, μπορεί να μεταφερθεί ή να μετακινηθεί με την πάροδο του χρόνου και να αποτύχει τελικά, μετατρέποντας τα επιφανειακά στρώματα σε κολλώδη συγκεντρώνοντας σκόνη και σωματίδια από την ατμόσφαιρα (Horie, 1987). Αυτές οι κόλλες μαλακώνουν περισσότερο σε υψηλές θερμοκρασίες, και μπορεί να παρουσιαστούν προβλήματα κατά την αποθήκευση και έκθεση (Davinson & Alderson, 2009). Γήρανση:

Όταν χρησιμοποιούνται κόλλες για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι ιδιότητες γήρανσής τους πρέπει να είναι γνωστές και να αποδεικνύονται ικανοποιητικές. Η ανεπαρκής γήρανση μιας κόλλας μπορεί να οδηγήσει σε ποικίλα και ανεπιθύμητα αποτελέσματα συμπεριλαμβανομένης της συρρίκνωσης, της παραμόρφωσης, της ευθραυστότητας, της μείωσης της διαλυτότητας, και του αποχρωματισμού της (σκούρο ή κίτρινο) με την πάροδο του χρόνου. Παρατηρούνται συχνά φθορές εξαιτίας της γήρανσης της κόλλας σε πολλές συλλογές απολιθωμάτων, με αποτέλεσμα αποτυχημένες συγκολλήσεις και παραμορφώσεις των επιφανειακών στρωμάτων βλάπτοντας το υλικό. Όταν τα συγκολλητικά σε διαλύματα αγοράζονται σε μορφή σκόνης ή κρυστάλλων που είναι ενιαία προϊόντα συστατικών, περιέχουν μόνο καθαρά πολυμερή υλικά.

Με αυτή την ιδιότητα μπορούν εύκολα να αξιολογηθούν και να προβλεφτούν τα χαρακτηριστικά γήρανσής τους. Μία από αυτές τις κόλλες που είναι γνωστή για τις άριστες ιδιότητες γήρανσης είναι το Paraloid B-72 (Down et al., 1996 Feller & Curran, 1975, Lazzari & Chiantore, 2000, Chiantore & Lazzari, 2001).

Οι πολυβινυλικοί εστέρες σύμφωνα με τις υπάρχουσες πληροφορίες χαρακτηρίζονται κάπως λιγότερο σταθεροί από το Paraloid β-72 αλλά ακόμα θεωρούνται υλικά με πολύ καλές ιδιότητες γήρανσης (Feller & Curran, 1975 Horie, 1987). Η γήρανση των πολυβινυλικών βουτυραλδεϋδων έχει εξεταστεί στο παρελθόν και οι πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι είναι επίσης ένα πολύ σταθερό υλικό (Feller et al., 2007).

Σε αντίθεση με τα συγκολλητικά διαλύματα, οι κόλλες αντίδρασης συχνά περιέχουν πολύπλοκες συνθέσεις, με συστατικά που ποικίλουν από τον ένα κατασκευαστή στον άλλο. Οι τύποι μπορούν να αλλάξουν σύμφωνα με τη διαθεσιμότητα και το κόστος των συστατικών, και συχνά περιλαμβάνουν πρόσθετες ουσίες που μπορεί να έχουν επιπτώσεις στη γήρανση. Είναι δύσκολο να αναγνωριστεί τι ακριβώς περιέχουν ακόμη και οι συνθέσεις με τις λιγότερο πρόσθετες ουσίες: οι όροι «εποξικές» και «κυανικριλικές» περιλαμβάνουν μια μεγάλη και ποικίλη κατηγορία ρητινών.

Το μεγαλύτερο μέρος των υλικών αυτών έχουν μια βασική χημεία, αλλά μπορεί να διαφέρουν σημαντικά στις ιδιότητές τους, όπου και είναι δύσκολο να προβλεφτεί η συμπεριφορά τους και συμπερασματικά η γήρανση τους (Davinson & Alderson, 2009).

Η γήρανση των εποξικών έχει μελετηθεί στη συντήρηση του γυαλιού και έχουν αναφερθεί πολλές περιπτώσεις να έχουν κιτρινίσει σοβαρά (Down, 2001b). Το

‐ 91 ‐

κιτρίνισμα εξηγείται ως σημάδι αλλοίωσης και μπορεί να είναι ενδεικτικό άλλων αλλαγών στο υλικό με την πάροδο του χρόνου.

Οι εποξικές κόλλες, οι οποίες έχει αποδειχθεί ότι κιτρινίζουν ελάχιστα είναι εκείνες με τις λιγότερο πρόσθετες ουσίες που έχουν χρησιμοποιηθεί στη συντήρηση ή για οπτικές εφαρμογές, όπως η Hxtal nyl-1 και OEB-Tek 301-2 (Down, 1986). Ενώ αυτές οι εποξικές παραμένουν αμετάβλητες στο χρόνο, δεν θεωρούνται πρακτικές κατά τη συντήρηση απολιθωμάτων. Άλλες πάλι που έχουν αποδειχθεί επίσης σχετικά σταθερές έχουν χρησιμοποιηθεί στη συντήρηση της πέτρας, συμπεριλαμβανομένης της Araldite AY103/HY991 (Down, 1984, 1986, 2001b, Podany et al., 2001).

Όλες οι εποξικές υπόκεινται σε λάθη των χρηστών: η ανακριβής μέτρηση των συστατικών και η ανεπαρκής μίξη μπορεί να εμποδίσει τη χημική αντίδραση, με συνέπεια τον ελλιπή πολυμερισμό και τη φτωχή γήρανση. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις εποξικές με γρήγορη στερεοποίηση όπως αυτές των πέντε λεπτών όπου μπορούν να στερεοποιηθούν πριν αντιδράσουν πλήρως τα συστατικά. Αυτοί οι τύποι κόλλας περιέχουν πρόσθετες ουσίες που τις κάνουν γρήγορες, εύκολες, και κατάλληλες για περιστασιακή χρήση, αλλά αλλοιώνουν τις ιδιότητές τους όταν ο στόχος είναι η μεγάλη συγκολλητική δυνατότητα αλλά και η συμπεριφορά τους στη πάροδο του χρόνου (Horie, 1987).

Επιπλέον, όλες οι εποξικές έχουν πολύ περιορισμένη διάρκεια διατήρησης, περίπου ενός έτους. Μετά από τη ημερομηνία λήξης τους μπορεί να αναμειγνύονται αλλά να μην έχουν πολυμεριστεί κατάλληλα και τελικά να αλλοιωθούν. Για αυτό το λόγο πρέπει πάντα να απορρίπτονται οι παλιές εποξικές και να χρησιμοποιούνται πρόσφατα υλικά (Down, 2001b).

Οι κυανοκριλικές κόλλες βρίσκουν όλο και περισσότερο χρήση στη συντήρηση απολιθωμάτων από τη δεκαετία του '70 (Howie, 1984, Rixon, 1976). Εντούτοις, η συμπεριφορά γήρανσης των κυανοκριλικών δεν έχει πλήρως ερευνηθεί. Αυτό αποδίδεται μερικώς στο γεγονός ότι δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της συντήρησης, ώστε να αξιολογηθεί η συγκολλητική τους σταθερότητα σε απολιθωμένα υλικά. Μια δημοσίευση για τα κυανοκριλικά έχει παρουσιάσει ότι υπάρχουν ακόμα πολλές αναπάντητες ερωτήσεις σχετικά με τη σταθερότητά τους και ότι η επαφή τους με μερικά απολιθώματα μπορεί να επιταχύνει την αλλοίωσή τους (Down & Kaminska, 2006).

Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι δεν έχουν όλα τα συγκολλητικά διαλύματα καλές ιδιότητες γήρανσης. Η νιτρική κυτταρίνη όπως η Duco, γίνεται πολύ εύθραυστη, συρρικνώνεται, κιτρινίζει, και αποδυναμώνεται με τη πάροδο του χρόνου, οδηγώντας συχνά σε αποτυχία των συγκολλήσεων (Horie, 1987, Koob, 1982). Άλλες κόλλες διαλύματα μπορούν να γίνουν σκληρότερες και λιγότερο διαλυτές με το χρόνο (σχηματισμός διασταυρούμενων δεσμών). Το ίδιο ισχύει και για τις κόλλες αντίδρασης. Επίσης αυτό ισχύει για μερικές φυσικές ρητίνες όπως το shellac και μερικές συνθετικές ρητίνες όπως Paraloid B-67, το οποίο χρησιμοποιείται μερικές ως επικαλυπτικό-στερεωτικό στρώμα πριν από χημικούς καθαρισμούς με οξύ (Horie, 1987, Lazzari & Chiantore, 2000, Chiantore & Lazzari, 2001).

Τα γαλακτώματα (όπως οι Elmer Glue-All) είναι μια πρόσθετη κατηγορία υδατοδιαλυτών κολλών, όπου είναι γνωστό ότι αλλοιώνονται με τη πάροδο του

‐ 92 ‐

χρόνου (Horie, 1987). Αυτές οι κόλλες αποτελούνται από πολύπλοκες συνθέσεις διάφορων υλικών όπως οι γαλακτοματοποιητές, οι σταθεροποιητές και περιλαμβάνουν συχνά πολλές άλλες πρόσθετες ουσίες συμπεριλαμβανομένων των πλαστικοποιητών, πυκνωτών, και των βιοκτόνων. Η ποιότητα αυτών των κολλών ποικίλλει πολύ και μπορεί να σκληρύνουν, να γίνουν εύθραυστες, να αποχρωματιστούν και να γίνουν αδιάλυτες με την πάροδο του χρόνου (Down et al., 1996, Johnson, 1994).

Άλλες συνθέσεις γαλακτωμάτων, ιδιαίτερα τα ακρυλικά, μπορεί να συμπεριφέρονται καλύτερα με την πάροδο του χρόνου, στα οποία περιλαμβάνονται διάφορες κόλλες με την εμπορική ονομασία Acrysol, Primal, Rhoplex, Jade κα. (Down et al., 1996, Johnson, 1994). Εντούτοις, ακόμη και αυτές η «καλύτερης ποιότητας» άσπρες κόλλες προτείνονται μόνο όπου απαιτείται η χρήση τους, όπως για παράδειγμα για τη στερέωση υγρών δειγμάτων. Χρόνος εργασιμότητας και εφαρμογής:

Ο χρόνος εργασιμότητας και ο χρόνος εφαρμογής ( Εικ.44) των συγκολλητικών διαλυμάτων εξαρτάται από τη πτητικότητα του διαλύτη που χρησιμοποιείται. Οι κόλλες λύσης που αναφέρονται εδώ μπορούν να διαλυθούν σε μια σειρά διαφορετικών οργανικών διαλυτών με διαφορετικό βαθμό εξάτμισης.

Αυτή η ιδιότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το χρόνο εργασιμότητας και εφαρμογής που απαιτείται για ένα συγκεκριμένο αντικείμενο.Η θερμοκρασία και το περιβάλλον γενικά μπορεί επίσης να έχουν επιπτώσεις στο χρόνο εργασιμότητας μιας κόλλας (Davinson & Alderson, 2009).

Εικ.44 Εφαρμογή στερεωτικού υλικού με σταγονόμετρο.

Οι περισσότερες κυανοκριλικές κόλλες εφαρμόζονται σχετικά γρήγορα και συχνά χρησιμοποιούνται για προστερέωση τμημάτων, αν και συνήθως μια κόλλα με διαλύτη την ακετόνη στερεοποιείται γρήγορα. Επειδή ο πολυμερισμός αρχίζει με την επιφανειακή υγρασία, οι κυανοκριλικές στερεοποιούνται όταν έρθουν σε επαφή με το

‐ 93 ‐

υπόστρωμα, συνεπώς μπορούν να εφαρμοστούν ως μικροσκοπικές σταγόνες. Η αργή εφαρμογή σε ξηρές συνθήκες και η γρήγορη σε υγρές συνθήκες εξηγεί γιατί κάποιοι συντηρητές επιταχύνουν τη στερεοποίηση με την αναπνοή τους (Davinson & Alderson, 2009).

Οι εποξικές εφαρμόζονται αργά και ο μεγάλος χρόνος εργασιμότητας επιτρέπει την ευχέρεια χρόνου ώστε να ευθυγραμμιστούν και να διορθωθούν συγκολλημένα τμήματα πριν στερεοποιηθεί η κόλλα. Αυτό ενδείκνυται για μικρές, πολύπλοκες συγκολλήσεις όπως μικροσκοπικά θραύσματα σε μικρά δόντια.

Οι εποξικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη στερέωση λεπτών ρωγμών. Μπορούν να διαπεράσουν λεπτές ρωγμές λόγω του ιξώδους τους, επειδή έχουν μεγάλο χρόνο εφαρμογής που επιτρέπει τη ροή. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις βραδείες εποξικές (OEB-Tek 301-2, Hxtal nyl-1) όπου η στερεοποίηση τους μπορεί να διαρκέσει ημέρες. Οι γρήγορης στερεοποίησης εποξικές , όπως αυτές των 5 λεπτών, που περιέχουν επιταχυντές και άλλες πρόσθετες ουσίες μπορούν να αλλοιώσουν το τελικό προϊόν (Davinson & Alderson, 2009). Το ιξώδες:

Το ιξώδες ορίζεται ως η αντίσταση ενός υγρού στη ροή. Το μεγάλο ιξώδες μιας κόλλας, τη κάνει παχύρευστη και η ροή της είναι αργή. Το ιξώδες των συγκολλητικών σε διαλύματα μπορεί εύκολα να τροποποιηθεί επιλέγοντας τη συγκέντρωση του πολυμερούς σώματος σε ένα δεδομένο διαλύτη. Το Paraloid B-72 μπορεί να παραχθεί σε χαμηλές συγκεντρώσεις όπως 1-5% ώστε να είναι αραιή ρητίνη χαμηλού ιξώδους για στερέωση, ή σε υψηλές συγκεντρώσεις όπως 35-50% ώστε να παραχθεί ένα παχύρευστο συγκολλητικό. Ένα μίγμα με υψηλό ιξώδες.

Το Paraloid B-72 σε ακετόνη, που χρησιμοποιείται συνήθως από τους συντηρητές, θεωρείται κατάλληλο για τη γρήγορη ένωση τμημάτων, και προτιμάται περισσότερο από άλλα υλικά γρήγορης πήξης που κυκλοφορούν στο εμπόριο όπως τα εποξικά και κυανοκριλικά υλικά. Αν και θεωρούνται κατάλληλα, δεν παρέχουν τη διαλυτότητα και τις καλές ιδιότητες γήρανσης όπως το Paraloid B-72 (Koob, 1986).

Ένα πρόβλημα με τις κόλλες σε διαλύματα είναι ότι το ιξώδες τους συνδέεται άμεσα με τη συγκέντρωση ή τη περιεκτικότητα του πολυμερούς που περιέχουν. Ο μόνος τρόπος για να παραχθεί μια κόλλα χαμηλού ιξώδους, είναι να περιέχει αραιή ή χαμηλή συγκέντρωση, αλλά μόλις εξατμιστεί ο διαλύτης παραμένει το συγκολλητικό πολυμερές σώμα. Αυτό δεν ισχύει για τις κόλλες αντίδρασης επειδή δεν περιέχουν διαλύτη. Επομένως, είναι δυνατό να δημιουργηθεί χαμηλό ιξώδες εποξικών κ κυανοκριλικών με 100% περιεκτικότητα σε μονομερή, η οποία αντιδρά στη μορφή ενός πολυμερούς. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ένωση πολύ μικρών ρωγμών, όπου απαιτείται η εφαρμογή σημαντικής ποσότητας κόλλας μέσα σε μικρό χρονικό διάστημα (Davinson & Alderson, 2009). Διεισδυτικότητα:

Η πτητικότητα του διαλύτη ενός συγκολλητικού, αναγκάζει το πολυμερές σώμα να απομακρυνθεί κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης. Ο διαλύτης αποτελεί το μέσο μεταφοράς του πολυμερούς: το μεταφέρει εσωτερικά, αλλά και εξωτερικά

‐ 94 ‐

καθώς εξατμίζεται και το πολυμερές μπορεί να κατατεθεί πάνω ή κοντά στην επιφάνεια. Η ιδιότητα απομάκρυνσης συγκολλητικών προς την επιφάνεια με το διαλύτη μπορεί να παρουσιάσει προβλήματα κατά τη διαδικασία στερέωσης. Η απομάκρυνση των υλικών αυτών μπορεί να περιοριστεί από διάφορους παράγοντες που έχουν αναφερθεί στη βιβλιογραφία της συντήρησης και περιλαμβάνουν την επιλογή των διαλυτών και της ελεγχόμενης ξήρανσης (Domaslowski, 1987-88, Hansen et al., 1993).

Οι κόλλες αντίδρασης δεν περιέχουν πτητικό διαλύτη και έτσι δεν έχουν τη τάση να μεταφερθούν στην επιφάνεια μετά τη διείσδυση. Συνεπώς τα υλικά αυτά είναι ικανά να διαχυθούν στα κενά του εσωτερικού, και έτσι να επιτευχθεί η κατάλληλη διεισδυτικότητα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τα κυανοκριλικά που όχι μόνο αποτελούνται από μικρά μόρια μονομερών αλλά χαρακτηρίζονται από χαμηλό ιξώδες χωρίς να αλλοιώνονται. Παρόλα αυτά, το χαμηλό ιξώδες των κυανοκριλικών είναι γνωστό ότι δεν έχει την ικανότητα πλήρωσης κενών (Down, 2001a). Επομένως αν και παρέχουν μεγάλη διεισδυτικότητα θεωρούνται ανεπιτυχή για τη πλήρωση ρωγμών ή κενών ώστε να στερεωθεί αποτελεσματικά ένα αντικείμενο.

Οι κόλλες αντίδρασης απομακρύνονται λιγότερο και έχουν μεγαλύτερη διεισδυτικότητα από τις κόλλες λύσης, αλλά η μη διαλυτότητα, η σκληρότητα, και οι αμφισβητήσιμες ιδιότητες γήρανσης υπερέχουν σε σχέση με τα πλεονεκτήματα τους. Πρέπει επίσης να αναφερθεί ότι σε μερικές περιπτώσεις η μεγάλη διεισδυτικότητα μιας κόλλας μπορεί να μην είναι απαραίτη για μια επιτυχή στερέωση, όπως η επιφανειακή στερέωση (Davinson & Alderson, 2009). 2.14.3.2. Υλικά στερέωσης απολιθωμάτων

Τα στερεωτικά ή οι σκληρυντές, αποτελούν τη πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στην επιδείνωση των δειγμάτων (Brown 2010, www.unl.edu/museum/research/html). Η κατάσταση των απολιθωμάτων ποικίλλει ανάλογα με τη χημική τους σύσταση, την αρχική κυτταρική δομή και τα γεωλογικά στρώματα στα οποία είναι εγκλεισμένα. Λίγες είναι οι περιπτώσεις που δεν απαιτείται στερέωση του υλικού, ενώ συνήθως τα απολιθώματα είναι εύθραυστα ή κατακερματισμένα.

Οι επεμβάσεις στερέωσης αφορούν, την εισαγωγή συγκολλητικών ουσιών, διαλυμένων σε κατάλληλους διαλύτες, μέσα στους πόρους και τις ρωγμές του απολιθώματος με αποτέλεσμα κατά την εξάτμιση του διαλύτη, τα σαθρά ή χαλαρά συγκρατημένα τμήματα να σταθεροποιούνται (Rixon, 1976).

Ανάλογα με τη κατάσταση διατήρησης, τα υλικά στερέωσης μπορούν να εφαρμοστούν στην επιφάνεια των απολιθωμάτων ή στη μάζα τους με εμποτισμό. Κατά τον εμποτισμό, το διάλυμα πρέπει να διεισδύσει σε βάθος και να εναποτεθεί η μέγιστη δυνατή συγκολλητική ουσία στο απολίθωμα. Οι αναλογίες του συγκολλητικού υλικού ως προς το διαλύτη δεν είναι συγκεκριμένες καθώς το πορώδες και η ικανότητα απορρόφησης ποικίλλουν ανάλογα με το απολίθωμα και η αποτελεσματικότητα του στερεωτικού εξαρτάται από το ιξώδες του (Rixon, 1976). Η στερέωση δεν αποτελεί ξεχωριστό στάδιο στη συντήρηση των απολιθωμάτων αλλά

‐ 95 ‐

συνοδεύει όταν χρειάζεται, κάθε επέμβαση όπως τον καθαρισμό, την απομάκρυνση του περιβάλλοντος πετρώματος και τη συγκόλληση.

Επεμβάσεις συγκόλλησης και στερέωσης απολιθωμάτων πραγματοποιούνται πάνω από έναν αιώνα. Πολλά όμως από τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν έχουν εγκαταλειφτεί λόγω της ακαταλληλότητάς τους. Για αυτό η γνώση των υλικών που ήταν σε χρήση κατά το παρελθόν, είναι απαραίτητη.

Μέχρι το 1940 οι στερεωτικές και συγκολλητικές ουσίες που είχαν χρησιμοποιηθεί για τη συντήρηση και αποκατάσταση των απολιθωμάτων αποτελούσε κυρίως φυσικά προϊόντα και κάποια από τα πρώτα συνθετικά πλαστικά υλικά. Ήδη από το 1890 είχαν χρησιμοποιηθεί σε απολιθώματα σπονδυλωτών, ασπόνδυλων και φυτών, τα νέα αυτά συνθετικά όπως η νιτρική κυτταρίνη, η οξική κυτταρίνη, η στερίνη, το κερί παραφίνης, το πυριτικό νάτριο κ.α. (Howie, 1995).

Στη δεκαετία του 1930 εφαρμόστηκαν για πρώτη φορά οξικά πολιβυνίλια για τη στερέωση απολιθωμένων ασπόνδυλων οργανισμών. Τη περίοδο 1940-1970 εμφανίστηκαν και χρησιμοποιήθηκαν ευρέως τα μεθακρυλικά πολυμεθύλια, τα μεθακρυλικά βουτύλια και τα πολυστυρένια, τα οποία μαζί με τα βινυλικά πολυμερή αντικατέστησαν τα φυσικά προϊόντα και τις παλαιότερες συνθετικές ρητίνες στη συντήρηση παλαιοντολογικού υλικού (Howie, 1995). 2.14.3.3. Ιστορική αναδρομή

Φυσικά προϊόντα

Τα φυσικά προϊόντα που έχουν χρησιμοποιηθεί για τη συντήρηση απολιθωμάτων, περιλαμβάνουν, υλικά γεωλογικής προέλευσης (κερί παραφίνης κ.α.), ζωικής προέλευσης, ρητίνες (Shellac), κεριά (κερί μέλισσας), καθώς και φυτικά προϊόντα (αραβική γόμα, δάμαρις κ.α.). Από αυτά δημοφιλέστερα ήταν τα κεριά και το Shellac (Howie, 1995). Κεριά: τα κεριά αν και θεωρούνται σταθερά υλικά, έχουν μικρή διεισδυτικότητα (Howie,1995). Δείγματα στα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί κεριά, θεωρούνται δύσκολες περιπτώσεις για το συντηρητή. Έχουν χρησιμοποιηθεί όλα τα είδη φυσικών κεριών, είτε μεμονωμένα, είτε σε συνδιασμούς μεταξύ τους, κυρίως όμως ως συγκολλητικά υλικά. Ως στερεωτικά, συναντώνται σχεδόν αποκλειστικά σε απολιθώματα δοντιών και χαυλιοδόντων ελεφάντων (Rixon, 1976). Shellac (γομαλάκα): το Shellac είναι φυσική ρητίνη, χρώματος κόκκινου-καφέ, η οποία παράγεται από το έντομο Tacchardia lacca (Horie, 1990). Πρόκειται για ασταθές πολυμερές, που σχηματίζει διασταυρούμενους δεσμούς και με τη πάροδο του χρόνου κρακελάρει και μετατρέπεται σε αδιάλυτο (Shelton, 1995). Έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως οι τύποι white shellac και button shellac με διαλύτη αλκοόλη. Ο δεύτερος τύπος είναι ισχυρότερος αλλά αφήνει καφέ κηλίδες σε ανοιχτόχρωμα

‐ 96 ‐

δείγματα (Wagstaffe & Fidler, 1968). Το Shellac έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για στερέωση απολιθωμάτων από το Πικέρμι (Μαρίνος & Συμεωνίδης, 1974) Ρητίνη σε αιθανόλη, χρησιμοποιήθηκε στα μουσεία για πολλά χρόνια αλλά τώρα έχει αντικατασταθεί κατά ένα μεγάλο μέρος με τις σύγχρονες ρητίνες όπως " Vinac B-15" και " Butvar β-76 (Brown 2010, www.unl.edu/museum/.html). Ζωικές κόλλες και ζελατίνες: πριν το 1920, οι ζωικές κόλλες και οι ζελατινές χρησιμοποιούνταν ιδιαίτερα σε υλικά παλαιοντολογικών συλλογών είτε ως στερεωτικά υλικά (αραιωμένα σε νερό) είτε ως συγκολλητικά. Η χρήση τους κατά το παρελθόν, πρέπει να λαμβάνεται ιδιαίτερα υπ’ όψιν, εάν κρίνεται σκόπιμος χημικός ή υγρός καθαρισμός. Η αφαίρεση τους θεωρείται ιδιαίτερα επικίνδυνη για τα απολιθώματα και για αυτό εκτός από τις δοκιμές, θα πρέπει να προηγείται η κατασκευή πιστού αντιγράφου καθώς και φωτογράφιση (Rixon, 1976). Αραβική γόμα: η χρήση υδατικής αραβικής γόμας για τη συντήρηση απολιθωμάτων έχει αναφερθεί μόνο για στερέωση in situ (Saunders, 1977). Θεωρείται αντιστρεπτή με νερό (Horie, 1990). Συνθετικές ρητίνες Νιτρική κυτταρίνη: η νιτρική κυτταρίνη (τύπος celluloid) αποτελεί τη πρώτη συνθετική ρητίνη που χρησιμοποιήθηκε πριν από το 1940 στη συντήρηση απολιθωμάτων, αντικαθιστώντας τα φυσικά προϊόντα. Ως στερεωτικό παρασκευαζόταν σε αραιό διάλυμα με μείγμα ακετόνης και οξικό αμύλιο (Rixon, 1976). Αν και τα μειονεκτήματά του είχαν εντοπιστεί κατά τη βιομηχανική χρήση του (χρωματική αλλοίωση, μειωμένη ισχύς κλπ.) και ήταν γνωστά στους αρχαιολογικούς και παλαιοντολογικούς κύκλους, χρησιμοποιήθηκε κατά κόρον επειδή ήταν ευρέως διαθέσιμη στο εμπόριο και δεν υπήρχαν καταλληλότερα υλικά για να την αντικαταστήσουν. Σήμερα η νιτρική κυτταρίνη εφαρμόζεται κυρίως ως συγκολλητικό (Shelton, 1995). Φαινολοφορμαλδεϋδη (βακελίτης): ο βακελίτης πρωτοχρησιμοποιήθηκε στη συντήρηση απολιθωμάτων το 1920. Εφαρμοζόταν σε υψηλές θερμοκρασίες ή σε μορφή διαλύματος σε οργανικό διαλύτη (Horie, 1990). Η διαπίστωση όμως ότι κρακελάρει και δεν ήταν εύκολα αντιστρεπτό είχε αποτέλεσμα να εγκαταλειφθεί η χρήση του κατά τη δεκαετία του 1940 (Howie, 1995).

2.14.3.4. Σύγχρονα στερεωτικά υλικά

Συνθετικές ρητίνες Οξικό πολυβινύλιο (PVA ή PVAC): οι ρητίνες οξικού πολυβινυλίου συστήνονται από πολλούς συντηρητές λόγω της σταθερότητάς τους στο χρόνο (Shelton, 1995). Δοκιμές στερέωσης σε ανθρωπολογικό υλικό με διάλυμα PVA σε ακετόνη έδειξαν

‐ 97 ‐

ότι τα εμποτισμένα, εύθρυπτα οστά απέκτησαν μεγαλύτερη αντοχή σε σύγκριση και με σύγχρονα δείγματα χωρίς να προκληθεί χρωματική αλλοίωση (Howie, 1995).

Στο εμπόριο κυκλοφορούν σε διάφορα μοριακά βάρη (Union Carbide AYAC, AYAA, AYAF, AYAT κλπ.) τα οποία μπορούν να αναμειχθούν ώστε να δώσουν τις επιθυμητές ιδιότητες (Shelton, 1995). Το κύριο μειονέκτημα του είναι η έντονη στιλπνότητα της επιφάνειας που προκαλείται με ταχεία εξάτμιση του διαλύτη. Η στιλπνότητα περιορίζεται εάν το δείγμα αφεθεί να στεγνώσει με αργό ρυθμό σε ατμούς του διαλύτη που χρησιμοποιήθηκε (Rixon, 1976).

Τα γαλακτώματα PVA πρωτοεμφανίστηκαν στη συντήρηση το 1950 (Toobs & Rixon, 1950) αντικαθιστώντας τα παλαιότερα υδατοδιαλυτά στερεωτικά και συγκολλητικά, όπως η αραβική γόμα και η ζελατίνη (Howie, 1995) δίνοντας καλά αποτελέσματα σε έφυδρα απολιθώματα (Rixon, 1976).

Η αντιστρεψιμότητά τους θεωρείται ικανοποιητική και αποτέλεσε σημαντικό παράγοντα για την ευρεία διάδοση στη συντήρηση παλαιοντολογικού υλικού, τόσο των γαλακτωμάτων όσο και των διαλυμάτων σε οργανικούς διαλύτες (Horie, 1990). Η αποτελεσματικότητα του οξικού πολυβινιλίου βελτιώνεται με την εφαρμογή του, υπό συνθήκες κενού.

Το υλικό αυτό προτείνεται ακόμα από πολλούς συντηρητές επειδή είναι εύχρηστο και έχει αρκετά καλές ιδιότητες ως προς τον μηχανισμό γήρανσης και μπορεί να εφαρμοστεί ακόμα και σε πρόσφατα ανασκαμμένο χαυλιόδοντα ενώ είναι ακόμα νωπός. Η ρητίνη αυτή μπορεί να εφαρμοστεί στη επιφάνεια του χαυλιόδοντα με βούρτσισμα ή εμβάπτιση, έχοντας το πλεονέκτημα ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά χωρίς να επηρεάζει την ρητίνη που τοποθετήθηκε προηγουμένως. Μπορεί επίσης να εφαρμοστεί με μακροπρόθεσμη εμβάπτιση ή με διάφορες συσκευές κενού αέρα (Doyle, 1987). Ένα από τα μειονεκτήματα του υλικού είναι ότι έχει χαμηλή θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου, που τείνει να γίνει κολλώδες σε θερμό κλίμα. Το PVA είναι επίσης όξινο (περίπου pH 3.5) και μπορεί χημικά να επηρεάσει τον χαυλιόδοντα, ειδικά εάν περιέχει ανθρακικά. Το PVA δεν εισχωρεί απόλυτα σε χαυλιόδοντα (Ecker, 1987) Πολυβινιλική ακετάλη (PVAL): η πολυβινυλική ακετάλη προκύπτει από την αντίδραση μεταξύ πολυβινυλικής αλκοόλης και αλδεϋδης. Η πολυβινυλική αλκοόλη συμβολίζεται στη βιβλιογραφία επίσης ως PVAL (Horie, 1990). Η πολυβινυλική ακετάλη σε διάλυμα με ακετόνη παρουσίασε ικανοποιητικά αποτελέσματα στη στερέωση σαθρών απολιθωμένων οστών. Εμπορικοί τύποι του PVAL ήταν η σειρά Alvar η οποία δεν κυκλοφορεί πλέον και αντικαταστάθηκε από το Butvar (πολυβινυλικό βουτύλιο). Το Alvar χρησιμοποιήθηκε ευρέως για στερέωση, συγκόλληση και συμπλήρωση παλαιοντολογικού υλικού με επιτυχία (Howie, 1995) με χρήση διαλυτών όπως ακετόνη, αλκοόλη, βενζίνη κ.α. (Wagstaffe & Fidler, 1968). Το Alvar παρουσίασε ικανοποιητική αντοχή, καλή διεισδυτικότητα, δεν προκάλεσε χρωματικές αλλαγές, συρρίκνωση ή απολέπιση, ενώ έχει μικρό κόστος (Wagstaffe & Fidler, 1968, Howie, 1995). Γαλάκτωμα πολυβινυλικής ακετάλης έχει χρησιμοποιηθεί ως στερεωτικό υλικό σε νωπά δείγματα (Wagstaffe & Fidler, 1968).

‐ 98 ‐

Πολυβινυλικό βουτύλιο: το γνωστότερο πολυβινυλικό βουτύλιο που έχει χρησιμοποιηθεί στη συντήρηση είναι το Butvar και ειδικά οι τύποι Β76 (με διαλύτη ακετόνη), Β90 και Β98. Το Butvar αντικατέστησε το Alvar στα τέλη της δεκαετίας του 1940 (Horie, 1990, Shelton, 1995) και χρησιμοποιήθηκε εκτενώς τις δεκαετίες 1970 και 1990 στην Αγγλία για την συντήρηση απολιθωμάτων (Howie, 1995). Η χρήση του προτείνεται από τους συντηρητές εξαιτίας της εύκολης εφαρμογής, της διαφάνειας και της ικανότητάς του να μην συρρικνώνεται ή να κιτρινίζει με το χρόνο, χωρίς να έχουν γίνει όμως εκτενείς μελέτες (Shelton, 1995). Ο πιο δημοφιλής τύπος είναι ο Β98 με διαλύτη ισοπροπυλική αλκοόλη (Rixon, 1976) ο οποίος όμως θεωρείται ότι ως στερεωτικό, δεν διεισδύει ικανοποιητικά σε ορισμένες περιπτώσεις (Howie, 1979). Η Rixon (1976) θεωρεί το πολυβινιλικό βουτύλιο ως το καλύτερο στερεωτικό υλικό για απολιθώματα. Ακρυλικά προϊόντα: κατά τις δεκαετίες 1940 και 1950 τα ακρυλικά προϊόντα χρησιμοποιήθηκαν ευρέως λόγω της αντοχής τους στα οξέα, που εφαρμόζονταν κατά το χημικό καθαρισμό και της εύκολης απομάκρυνσης τους μετά το πέρας των χημικών επεμβάσεων (Howie, 1995).

Ιδιαίτερα τα μεθακρυλικά πολυβουτύλια, όπως το Bedacryl 122x με διαλύτη τολουένιο, παρουσίαζαν πολύ καλή αντοχή στα οξέα (Rixon, 1976, Croucher & Woolley, 1982). Επίσης, αναφέρονται τα προϊόντα Vinalak 5909 και 5911, κατά προτίμηση σε διάλυμα μεθυλ-αιθυλικής κετόνης αλλά και σε ακετόνη ή τολουένιο, ως εξαιρετικά ανθεκτικά σε παρατεταμένο εμβαπτισμό σε αραιό οξικό, μυρμηκικό οξύ και νερό (Rixon, 1976). Παρουσιάζουν όμως το μειονέκτημα στιλπνότητας στην επιφάνεια του απολιθώματος. Η ιδιότητα αυτή περιορίζεται με αργή εξάτμιση του διαλύτη σε περιβάλλον ατμών του (Rixon, 1976). Τα μεθακρυλικά πολυβουτύλια αντικατέστησαν το PVA για τη στερέωση σιδηροπυριτικών απολιθωμάτων (Howie, 1995).

Τα μεθακρυλικά πολυμεθύλια (Perspex στην Αγγλία και Lucite στις Η.Π.Α.) έχουν χρησιμοποιηθεί επίσης ως στερεωτικά απολιθωμάτων που υποβάλλονται σε χημικό καθαρισμό με οξύ. Παρόλα αυτά η χρήση του δεν συστήνεται επειδή, εάν βρίσκεται σε μεγάλη ποσότητα στο απολίθωμα, τείνει να συρρικνώνεται και προκαλεί απολέπιση του απολιθώματος (Rixon, 1976).

Οι συντηρητές υποστήριξαν πρώτοι ότι τα ακρυλικά γαλακτώματα είναι σταθερότερα από τα γαλακτώματα PVA για τη στερέωση νωπών δειγμάτων (Shelton, 1995). Πρόσφατα έγινε ευρέως αποδεκτό το Primal AC33 ως εξαιρετικό υλικό στερέωσης έφυδρων απολιθωμάτων (Shelton, 1995). Μερικά ακρυλικά γαλακτώματα όμως μπορεί να παρουσιάσουν υψηλό pH, έως και 9,5. Ο Koob (1984) πρότεινε την αντικατάσταση των ακρυλικών γαλακτωμάτων από τα ακρυλικά κολλοειδή διαλύματα επειδή εξασφαλίζουν μεγαλύτερη διεισδυτικότητα και ουδέτερο Ph (Shelton, 1995). Ειδικά το Primal WS24 θεωρήθηκε εξαιρετικό στερεωτικό υλικό αν και δεν έχει ακόμα αποδειχτεί η σταθερότητά του στο χρόνο.

Στη συντήρηση απολιθωμάτων χρησιμοποιήθηκαν και οι ακρυλικές ρητίνες ως στερεωτικά και συγκολλητικά υλικά. Εφαρμόστηκε εκτεταμένα το Paraloid B72 (Acryloid B72 στις Η.Π.Α.) το οποίο είναι συμπολυμερές του μεθακρυλικού

‐ 99 ‐

μεθυλίου και έχει αποδειχτεί μετά από σειρά πειραματικών μελετών ότι είναι από τα σταθερότερα πολυμερή που κυκλοφορούν (Shelton, 1995). Η διεισδυτικότητα του εξαρτάται από το διαλύτη, δεν παρουσιάζει επιρροή από την ηλιακή ακτινοβολία αλλά παρουσιάζει μειωμένη αντοχή στο νερό. Εποξικές ρητίνες: οι εποξικές ρητίνες αν και έχουν ευρεία εφαρμογή σε διάφορους τομείς ως στερεωτικά και συγκολλητικά υλικά, δεν είναι αποδεκτές στο τομέα της συντήρησης απολιθωμάτων (Howie, 1995). Οι ρητίνες αυτές αποτελούνται από δύο συστατικά τα οποία σχηματίζουν διασταυρούμενους δεσμούς και στερεοποιούνται. Είναι πολύ ισχυρές, ανθεκτικές στα οξέα, τους οργανικούς διαλύτες και το νερό, δεν είναι όμως αντιστρεπτές, κιτρινίζουν έντονα και απολεπίζονται ύστερα από μακροχρόνια έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία (Shelton, 1995). Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί (βλ.παραπάνω Davinson 2009) αλλά γενικότερα θεωρούνται ακατάλληλες για τη συντήρηση χαυλιοδόντων χρώματος λευκού (Brown www.unl.edu/museum/html). Κυανοκριλικά (super glues): τα κυανοκριλικά υλικά έχουν χρησιμοποιηθεί ως στερεωτικά και συγκολλητικά λόγω του μικρού χρόνου στερεοποίησης τους. Η σταθερότητα αυτών των υλικών είναι άγνωστη αν και υποστηρίζεται ότι έχουν μικρή διάρκεια ζωής σε σχέση με τις ακρυλικές ρητίνες (Shelton, 1995). Θεωρούνται ασταθείς σε αλκαλικές συνθήκες και μπορεί να δημιουργήσουν κηλίδες εάν έρθουν σε επαφή με ορυκτά σιδήρου (Shelton, 1995). Διαλυτό νάιλον: πρωτοεμφανίστηκε στην αρχαιολογική συντήρηση το 1958 από τον Werner (1958) και βρήκε εφαρμογή και στις παλαιοντολογικές συλλογές. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα είναι ότι δεν προκαλεί αισθητική αλλοίωση και επιτρέπει την αφαλάτωση των απολιθωμάτων επειδή δεν είναι υδατοδιαλυτό αλλά υδατοδιαπερατό (Rixon, 1976, Εcker, 1987). Η αντιστρεψιμότητα του όμως μειώνεται κατά την έκθεση του σε υψηλές θερμοκρασίες, οργανικά οξέα και νερό με αποτέλεσμα να έχει εγκαταλειφθεί πλέον η χρήση του (Howie, 1995). Εντούτοις, χρησιμοποιήθηκε στη Μεγάλη Βρετανία για να αποτρέψει τη αποφλοίωση της επιφάνειας του χαυλιόδοντα (Εcker, 1987).

Ελπιδοφόρα υλικά για την στερέωση απολιθωμάτων θεωρούνται τα γαλακτώματα PVA, τα διαλύματα PVA σε οργανικούς διαλύτες χαμηλής τοξικότητας, τα ακρυλικά όπως η σειρά Paraloid, το Parylene και οι ίνες πολυουραιθάνης με βάση το νερό (Howie, 1995). Σήμερα καταλληλότερη ρητίνη για τη σταθεροποίηση του χαυλιόδοντα αποτελεί το Paraloid B72. Είναι αδρανές, σταθερό, ουδέτερο, διαποτίζει τη λευκή επιφάνεια και έχει αντοχή στη γήρανση. Η ρητίνη χρησιμοποιείται συνήθως σε αναλογία 5-7% σε τολουόλιο ή σε ακετόνη. Έρευνα έχει δείξει ότι η εφαρμογή των οργανικών διαλυτών στους χαυλιόδοντες δεν είναι μια ασφαλής διαδικασία και ότι μπορούν να αλλάξουν τη δομή, ειδικά τη δομή της επιφάνειας (Matienzo & White, 1986). Από τα τρία (τολουόλιο, ακετόνη και αιθανόλη), το τολουόλιο προκάλεσε ποιοτικές αλλαγές που

‐ 100 ‐

ανιχνεύθηκαν με υπέρυθρη φασματοσκοπία. Σαφώς, πρέπει να ληφθεί κάποια προσοχή κατά την επιλογή του διαλύτη. Αν και το τολουόλιο προτιμάται γενικά λόγω της συγκριτικά χαμηλής επιφανειακής πίεσης και τάσης ατμού, ακετόνη ή μίγμα ακετόνης/αιθανόλης μπορεί να είναι ασφαλέστερο.. Το Paraloid B72 είναι πιθανώς η ασφαλέστερη διαθέσιμη ρητίνη, αλλά έχει βρεθεί ότι συμβάλλει στην ευθραυστότητα και στη ρηγμάτωση της επιφάνειας του χαυλιόδοντα (Ecker, 1987). Αυτή η επίδραση μπορεί να οφείλεται στις μηχανικές πιέσεις που αναπτύσσονται από την εξάτμιση του διαλύτη (Ecker, 1987).

2.14.4. Συγκόλληση και υλικά

Συνήθως μετά τις διαδικασίες ανασκαφής και απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος, τα απολιθώματα δεν διατηρούνται ακέραια, με αποτέλεσμα το στάδιο της συγκόλλησης να αποτελεί μια χρονοβόρα διαδικασία. Τα χαρακτηριστικά ενός ικανού συγκολλητικού υλικού για τα απολιθώματα είναι η ταχεία στερεοποίηση, η ισχύς, η ανθεκτικότητα σε υγρασία και η σταθερότητα στη γήρανση (Wagstaffe & Fidler, 1968). Στη περίπτωση σαθρών, σπασμένων απολιθωμάτων, η στερέωση προηγείται της συγκόλλησης. Συνεπώς το συγκολλητικό υλικό θα πρέπει να περιέχει ή να διαλύεται με διαλύτη που δεν θα επηρεάσει το στερεωτικό (Rixon, 1976).

Κατά το παρελθόν χρησιμοποιήθηκαν διάφορα υλικά, κάποια από τα οποία έχουν πλέον εγκαταλειφτεί. Από τα φυσικά προϊόντα οι ζωικές κόλλες παρουσιάζουν με τη πάροδο του χρόνου έντονη συρρίκνωση και κατ’ επέκταση φθορά του απολιθώματος καθώς και ιδιαίτερη δυσκολία κατά την αφαίρεση τους με σοβαρό κίνδυνο για τη διατήρηση των ευρημάτων (Rixon, 1976). Το Shellac (γομαλάκα) κατά τη γήρανση γίνεται εύθρυπτο και απαιτείται αφαίρεση και άμεση αντικατάστασή του (Rixon, 1976). Τα κεριά με τη πάροδο του χρόνου γίνονται επίσης εύθρυπτα και η αφαίρεση τους από πορώδη υλικά θεωρείται χρονοβόρα και πολύπλοκη (Rixon 1976). Οι εποξικές ρητίνες αν και είναι ιδιαίτερα ισχυρές είναι γνωστό ότι δεν αντιστρέφονται. Στη συγκόλληση όμως απολιθωμάτων μεγάλου μεγέθους έχουν βρει κάποια εφαρμογή (Rixon, 1976). Τα κυανοκριλικά υλικά προτιμήθηκαν λόγω της ταχείας στερεοποίησης τους αλλά δεν συστήνονται εξαιτίας της μειωμένης αντιστρεψιμότητας καθώς και της ευθρυπτότητας τους κατά τη γήρανση (Howie, 1995). Διαλύματα κυτταρίνης: τα διαλύματα κυτταρίνης χρησιμοποιούνται εδώ και πολλά χρόνια αλλά παρουσιάζουν το μειονέκτημα ότι χάνουν τη συγκολλητική ισχύ τους με τη πάροδο του χρόνου. Η απώλεια αντοχής τους όμως δεν είναι ταχεία ούτε έντονη ώστε να θεωρείται σημαντική αρνητική ιδιότητα (Wagstaffe & Fidler, 1968). Ειδικότερα οι κόλλες νιτρικής κυτταρίνης (π.χ. UHU Hart) χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα. Βελτιωμένη συγκολλητική ουσία νιτρικής κυτταρίνης θεωρείται η HMG Heat and Waterproof Adhesive, στην οποία η προσθήκη πλαστικοποιητή φθαλικού διβουτυλίου εξασφάλισε μεγαλύτερη σταθερότητα του προϊόντος (Shelton, 1995).

‐ 101 ‐

Πολυστυρένιο (Loustron Distrene): το υλικό αυτό είναι ισχυρότερο από τα διαλύματα κυτταρίνης και στερεοποιείται γρήγορα ενώ δεν προκαλεί χρωματική αλλοίωση. Διαλύεται σε βενζίνη αλλά χαρακτηρίζεται δύσκολη η αφαίρεση των υπολειμμάτων του (αποτελεσματικό θεωρείται το οξικό αμύλιο) (Wagstaffe & Fidler, 1968). Επίσης διαλύεται σε ακετόνη, διχλωρομεθάνιο και οξικό αιθύλιο (Croucher & Woolley 1982). Μεθακρυλικό μεθύλιο (Perspex Lucite) : θεωρείται ιδιαίτερα αποτελεσματικό για τη συγκόλληση μικρών απολιθωμένων οστών, δοντιών και κρανίων, των οποίων τα προς συγκόλληση τμήματα έχουν μικρές επιφάνειες επαφής, καθώς και κάθε είδους μικρά τεμάχια τα οποία έχουν αποκολληθεί από μεγαλύτερα τμήματα. Διαλύεται σε χλωροφόρμιο, τριχλωροαιθάνιο (Wagstaffe & Fidler, 1968), διχλωρομεθάνιο και οξικό αιθύλιο (Croucher & Woolley, 1982). Η χρήση του ενδείκνυται για απολιθώματα που υποβάλλονται σε χημικό καθαρισμό (Croucher & Woolley, 1982) και ιδιαίτερα σε διάλυμα οξικού οξέος 10% (Rixon, 1976). Διάλυμα οξικού πολυβινυλίου: Είναι ιδιαίτερα διαδεδομένο υλικό και χρησιμοποιείται ευρέως ο εμπορικός τύπος UHU ο οποίος αν και δεν παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στο χρόνο και την υγρασία έχει μικρό χρόνο στερεοποίησης και είναι εύκολα αντιστρεπτό. Για αυτούς τους λόγους συστήνεται για συγκολλήσεις κατά την διάρκεια της ανασκαφής. Γαλακτώματα οξικού πολυβινυλίου (Evo Stick): θεωρούνται εξαιρετικά συγκολλητικά για απολιθώματα μικρού μεγέθους. Συμπολυμερές μεθακρυλικού αιθυλίου και ακρυλικού μεθυλίου (Paraloid B72): Το Paraloid Β-72 είναι μια από τις σταθερότερες, ισχυρές, αξιόπιστες και αντιστρέψιμες θερμοπλαστικές ρητίνες που είναι διαθέσιμες στη συντήρηση (Koob, 1986 Shelton και Johnson, 1995 Down et al., 1996). Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κόλλα, ως στερεωτικό (διαλυμένο σε ακετόνη, αλλά και σε άλλους διαλύτες) αλλά και για πλήρωση κενών. Αν και είναι ένα από τα ευκολότερα αντιστρεπτά στερεωτικά σε σχέση με τα περισσότερα υλικά, με τη χρήση ακετόνης, δεν αφαιρείται ποτέ πλήρως από ένα δείγμα. Το Paraloid Β-72 είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για το ημι-απολιθωμένο υλικό γιατί γίνεται εύκολα η απορρόφηση και σταθεροποιείται, διευκολύνοντας τη συγκόλληση θραυσμάτων κυρίως με κόλλα Paraloid Β-72 εάν πρώτα γίνει στερέωση της επιφάνειας με το ίδιο υλικό (Larkin, 2010). Ένας από τους λόγους που το Paraloid Β-72 συνιστάται συχνά από τους συντηρητές είναι ότι παρέχει μέτρια σκληρότητα και συγκεκριμένη ισορροπία μεταξύ της ευκαμψίας και της ακαμψίας ώστε να χαρακτηρίζεται μια επιτυχή κόλλα γενικού σκοπού για μεγάλη ποικίλα υλικών (Koob, 1986).

Κατά τη χρήση Paraloid σε διαλύτη απαιτείται καλός εξαερισμός του χώρου ή απαγωγός και συστήνεται η χρήση προστατευτικών γυαλιών και γαντιών (Larkin, 2010).

‐ 102 ‐

Πολυβινυλική αλκοόλη (PVAL): Το πλεονέκτημα του είναι η διαλυτότητα του σε νερό και η αντοχή του σε οργανικούς σιαλύτες. Χρησιμοποιείται ως συγκολλητικό σε ενώσεις οι οποίες θα δεχτούν κάποιον οργανικό διαλύτη σε επόμενο στάδιο (Rixon, 1976). 2.14.5. Συμπλήρωση και Αισθητική Αποκατάσταση

Τμήματα απολιθωμάτων που δεν σώζονται, μπορούν να συμπληρωθούν με κατάλληλα υλικά είτε για λόγους στατικής , είτε για λόγους εκπαίδευσης έκθεσης ή μελέτης. Πριν τις επεμβάσεις συμπλήρωσης, οι συντηρητές θα πρέπει να συμβουλεύονται τους μελετητές του υλικού ώστε να αποφεύγονται παραποιήσεις της μορφολογίας των απολιθωμάτων. Υλικά συμπλήρωσης που έχουν χρησιμοποιηθεί σε απολιθώματα είναι τα εξής: Γύψος: η γύψος καλλιτεχνίας εφαρμόζεται με τη γνωστή διαδικασία κατά την οποία μονώνονται οι επιφάνειες επαφής. Θεωρείται ικανοποιητικό υλικό για συμπλήρωση μεγάλων τμημάτων. Είναι οικονομική και εύχρηστη αλλά παρουσιάζει το μειονέκτημα ότι αφαιρείται μηχανικά με κίνδυνο καταπόνησης του απολιθώματος. Με προσθήκη γαλακτώματος PVA ή Primal AC33, βελτιώνονται οι ιδιότητές της (Croucher & Woolley, 1982). Η οδοντιατρική γύψος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί γιατί πλεονεκτεί ως προς την αντοχή και την υφή. Polyfilla: πρόκειται για μείγμα υδατοδιαλυτής κυτταρίνης και γύψου. Θεωρείται η καλύτερη λύση καθώς δεν υπόκεινται σε συστολοδιαστολές, αντέχει σε υψηλότερες θερμοκρασίες και έχει μεγαλύτερο χρόνο εργασιμότητας από τη γύψο (Λαμπρόπουλος, 1993). Μπορεί να απομακρυνθεί εύκολα καθώς μαλακώνει με νερό (Croucher & Woolley, 1982). Πάστα AJK και πάστα BJK: η πάστα AJK αποτελείται από Alvar, ίνες γιούτας και καολίνη. Χρησιμοποιήθηκε στη συμπλήρωση απολιθωμάτων ως εναλλακτικό υλικό της γύψου με διάλυμα αραβικής γόμας, επειδή έχει μεγαλύτερη ισχύ και είναι αντιστρέψιμη (Howie, 1995). Βέβαια όπως σε όλα τα μείγματα ρητίνης-διαλύτη παρατηρείται συρρίκνωση κατά τη στερεοποίηση για αυτό συστήνεται η εφαρμογή της σε στάδια (Croucher & Woolley, 1982). Το Alvar δεν κυκλοφορεί πλέον στο εμπόριο και έχει αντικατασταθεί από το Butvar. Η πάστα BJK, η οποία περιέχει Butvar, ίνες γιούτας και καολίνη, έχει αναφερθεί ως υλικό συμπλήρωσης αλλά δεν υπάρχουν βιβλιογραφικά δεδομένα για τη χρήση της στη συμπλήρωση απολιθωμάτων. Αφού ολοκληρωθεί η συμπλήρωση και στερεοποιηθεί το υλικό ακολουθεί τελική μορφοποίηση και λείανση των επιφανειών. Κατόπιν γίνεται χρωματική επέμβαση στα νέα τμήματα σύμφωνα με τους κανόνες που διέπουν την αισθητική αποκατάσταση. Ο χρωματισμός των νέων τμημάτων γίνεται με ανόργανες χρωστικές και κατάλληλο

‐ 103 ‐

συνδετικό μέσο, όπως Primal AC33, γαλάκτωμα PVA κ.α. ανάλογα με το υλικό συμπλήρωσης (Croucher & Woolley, 1982).

Αν και πολλοί συντηρητές παλαιοντολογικού υλικού χρησιμοποιούν υλικά συμπλήρωσης με συγκεκριμένες κόλλες και στερεωτικά, πολύ λίγα είναι τα δημοσιεύματα σε αυτό το θέμα. Έγιναν πειράματα που εξετάζουν διάφορα υλικά (Larkin & Makridou, 1999), αναμιγνύοντας διάφορες αναλογίες και εξετάστηκαν διάφορες ιδιότητες, όπως το ιξώδες, η ισχύς τους, η συρρίκνωση, η αντιστρεψιμότητα, η ευχρηστότητα και οι συγκολλητικές ιδιότητες τους. Διαπιστώθηκε ότι το καταλληλότερο υλικό συμπλήρωσης κενών για το ημι-απολιθωμένο οστό είναι το Paraloid Β-72 25% (w/v) σε ακετόνη (44 μικρά μέση διαμέτρος) σε μια αναλογία 3:1 κατά βάρος (υλικό συμπλήρωσης: ρητίνη) (Larkin, 2010).

‐ 104 ‐

2.14.6. Συνθήκες κατά την Αποθήκευση και Έκθεση απολιθωμάτων

Τα υλικά, στην πλειοψηφία τους, επηρεάζονται άμεσα ή έμμεσα από τις διακυμάνσεις της υγρασίας και της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος χώρου ενός μουσείου. Επίσης, περιέχουν και μπορούν να δεχθούν ένα σημαντικό ποσοστό υγρασίας και αυτό εξαρτάται από την υγρασία του χώρου που βρίσκονται, από το πορώδες και από την υδατοαπορροφητικότητα που διαθέτουν (Λαμπρόπουλος, 2003).

Η σωστή αποθήκευση και η έκθεση λοιπόν εξασφαλίζει τη καλή διατήρηση των απολιθωμάτων, γεγονός που περιορίζει μελλοντικές επεμβάσεις συντήρησης εξασφαλίζοντας τη διατήρηση της αποτελεσματικότητας τους στο χρόνο. Αν και η σωστή αποθήκευση απαιτεί εξοπλισμό υψηλού κόστους, θεωρείται φτηνότερη από την συντήρηση των ευρημάτων που έχουν υποστεί φθορές κατά τη λανθασμένη αποθήκευση και έκθεση τους. Γενικά πρέπει να λαμβάνονται υπ όψιν οι εξής παράγοντες: Ασφάλεια του χώρου: σε αυτή τη κατηγορία περιλαμβάνονται τα μέτρα πρόληψης κατά της πυρκαγιάς, κλοπής, πλημμύρας ή άλλων φυσικών καταστροφών (Fitzgerald, 1995). Περιβαλλοντικές παράμετροι: Σχετική υγρασία και Θερμοκρασία

Αρκετά πετρώματα, απολιθώματα και ορυκτά είναι ευαίσθητα σε περιβάλλον με σχετική υγρασία και μπορούν να υποστούν φθορές ή να καταστραφούν όταν αυτά αποθηκευθούν σε ακατάλληλο περιβάλλον. Η υψηλή σχετική υγρασία προκαλεί αρχικά την υγροποίηση και μετά τις χημικές αλλαγές, όπως για παράδειγμα την αποσύνθεση του σιδηροπυρίτη, και στην συνέχεια τη παραμόρφωση των υλικών εξ αιτίας της απορρόφησης της υγρασίας. Δεν υπάρχει ιδανική σχετική υγρασία που να είναι κατάλληλη για όλα τα γεωλογικά ευρήματα (Child, 1994).

Στη περίπτωση του ελεφαντόδοντου, αλλαγές της θερμοκρασίας και υγρασίας προκαλούν διάφορες φθορές, όπως κύρτωση, σκέβρωμα και ρηγμάτωση (Εικ.45). Κατά την ξήρανση, τα υλικά αυτά παρουσιάζουν εύθρυπτη επιφάνεια, σημαντική απώλεια βάρους ενώ μπορεί να επέλθει και αξιοσημείωτη στρέβλωση, κρακελάρισμα και σχηματισμός επάλληλων στρωμάτων παράλληλων στην επιφάνεια που αποκολλούνται μεταξύ τους. Το φαινόμενο αυτό καλείται ‘φυλλώδης διάβρωση’ και συμβαίνει κυρίως στο ελεφαντόδοντο (Λαμπρόπουλος, 2003).

‐ 105 ‐

Εικ.45 Στη περίπτωση του ελεφαντόδοντου, αλλαγές της θερμοκρασίας και υγρασίας προκαλούν διάφορες φθορές, όπως κύρτωση, σκέβρωμα και ρηγμάτωση.

Προτεραιότητα λοιπόν έχει η σταθεροποίηση των συνθηκών για την αποφυγή

μεγάλων διακυμάνσεων (Child, 1994). Για τους χαυλιόδοντες, η σχετική υγρασία πρέπει να είναι μεταξύ 50 και 55%. Σχετική υγρασία χαμηλότερη από 50% τείνει προς ρηγμάτωση του υλικού, ενώ υψηλότερη ασκεί πιέσεις και ευνοεί τη μικροβιακή δράση (Ecker, 1987). Μια πειραματική μελέτη για παλαιοντολογικό υλικό που περιέχει σταθερό πυρίτη (Howie, 1978) προτείνει ότι το υλικό πρέπει να αποθηκεύεται σε περιβάλλον με σχετική υγρασία μεταξύ 45% και 55% (Larkin, 2010, Child, 1994a). Η ακρίβεια των περισσότερων υγρόμετρων και μετρητών υγρασίας είναι περίπου ±5%, έτσι δεν είναι δυνατός ο καλύτερος έλεγχος. Ευρήματα μεγαλύτερης ευαισθησίας, πέρα από αυτό το όριο, θα πρέπει να διαχωρίζονται και να τοποθετούνται σε μικροκλίματα κατάλληλα για τις ανάγκες τους (Child 1994).

Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας προκαλούν διακυμάνσεις της σχετικής υγρασίας και για αυτό το λόγο θα πρέπει να αποφεύγεται. Η ύπαρξη χαμηλής θερμοκρασίας κάτω από 10 ºC προκαλεί υψηλή σχετική υγρασία και πιθανό συμπύκνωση υδρατμών. Μια ικανοποιητική θερμοκρασία είναι 15ºC±3ºC (Child , 1994) ή μεταξύ 15-20 C (Ecker, 1987).

Επομένως, στη περιοχή της έκθεσης, η κύρια ανάγκη για τον κλιματισμό είναι η σταθερότητα των συνθηκών της περιοχής γύρω από το αντικείμενο. Μια λύση θα ήταν η έκθεση της συλλογής να γίνει σε περιβάλλον σχετικά καθαρού αέρα και χαμηλής θερμοκρασίας 5-10 C, πράγμα που είναι αδύνατο στα πλαίσια του μουσειακού χώρου, παρόλο που έχουν γίνει προσπάθειες για την κατασκευή μιας προθήκης που ψύχεται. Από την άλλη, η έκθεση των αντικειμένων μπορεί να γίνει σε σκοτάδι, ελαχιστοποιώντας έτσι τη δράση του φωτός και της οξείδωσης. Δυστυχώς όμως το σκοτάδι μπορεί να είναι κατάλληλο για τα αντικείμενα, δεν εξυπηρετεί όμως τους επισκέπτες μιας έκθεσης. Συνήθως τα δεδομένα εσωτερικού χώρου βασίζονται στην άνεση του ανθρώπου- επισκέπτη και όχι στις ανάγκες του αντικειμένου (Λαμπρόπουλος, 2003). Οι συνθήκες του αέρα μέσα στο μουσείο επηρεάζονται άμεσα από τις συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντα χώρου. Έχουν παρατηρηθεί μεγάλες

‐ 106 ‐

διαφορές τόσο για τη σχετική υγρασία όσο και για τη θερμοκρασία σχετικά με τον εξωτερικό χώρο, σε μια αίθουσα και σε μια προθήκη ενός μουσείου. Οι συνθήκες διαφέρουν από μουσείο σε μουσείο ανάλογα με το που βρίσκονται. Η επίδραση αυτή μειώνεται όταν υπάρχουν περισσότεροι και παχύτεροι τοίχοι. Έτσι, μια αίθουσα που βρίσκεται στον κεντρικό χώρο του μουσείου έχει σταθερότερες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας από μια άλλη στην περιφέρεια (Λαμπρόπουλος, 2003).

Σημαντική επίσης είναι η καταγραφή των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας σε εβδομαδιαία βάση στον εξωτερικό χώρο του μουσείο και στις εκθεσιακές αίθουσες, καθώς και μέσα στις αεροστεγείς βιτρίνες (Λαμπρόπουλος, 2003).

Η ρύθμιση της σχετικής υγρασίας και της θερμοκρασίας σε εσωτερικό χώρο επιτυγχάνεται με την αφύγρανση του αέρα, δηλαδή με κάποια ξηραντικά υλικά, όπως είναι το Silica gel, το Art-Sorb gel, το Hydrion humidicator paper, καθώς και με μηχανικά συστήματα αφύγρανσης του αέρα.

Η ιδιότητα του Silica gel, που είναι ένωση πυριτίου-οξυγόνου με άλατα κοβαλτίου, είναι η απορρόφηση υψηλής ποσότητας υδρατμών. Η γενική αρχή είναι να εκτεθεί το υλικό αυτό σε μια ευρεία επιφανειακή περιοχή και όσο το δυνατό πιο κοντά στο αντικείμενο. Τοποθετώντας το Silica gel σε επιφάνεια στο πίσω μέρος της προθήκης ή ελαφρά πάνω από την επιφάνεια της βάσης της προθήκης ή σε μια μεταξωτή τσάντα (Λαμπρόπουλος, 2003).

Το Art-sorb gel είναι ένα υλικό το οποίο απορροφά ή προσδίδει υγρασία, προκειμένου να μειωθούν οι εναλλαγές της σχετικής υγρασίας του περιβάλλοντος. Απορροφά πέντε φορές περισσότερη υγρασία από το Silica gel και είναι ακόμα πιο αποδοτικό σε τιμές υψηλότερης σχετικής υγρασίας (Λαμπρόπουλος, 2003).

Το Hydrion humidicator paper είναι χαρτί υψηλής ευαισθησίας στην υγρασία. Η σύγκριση του χρώματος με το χρωματικό διάγραμμα προσδιορίζει την σχετική υγρασία. Για συνήθεις περιπτώσεις ελέγχου του επιπέδου της σχετικής υγρασίας, δηλαδή για σχετική υγρασία 40-50%, το τυπικό silica gel είναι ικανοποιητικό, φθηνότερο και ευρέως διαθέσιμο (Λαμπρόπουλος, 2003).

Ο πλήρης κλιματισμός ενός μουσείου, ώστε να παρέχει ένα ικανοποιητικό επίπεδο σταθεροποίησης της εκθεσιακής προθήκης, μπορεί να συμβάλλει στη διατήρηση της κατάστασης των αντικειμένων περισσότερο από κάθε άλλο παράγοντα. Παρόλα αυτά όμως, το χωροταξικό πρόβλημα που δημιουργεί και το μεγάλο κόστος ενός κλιματιστικού συστήματος, οδήγησε τα περισσότερα μουσεία στη χρήση προθηκών (Λαμπρόπουλος, 2003). Τέλος, Οι διαστολές και οι συστολές στα υλικά είναι φαινόμενα που προκαλούνται από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Σοβαρό ρόλο επίσης διαδραματίζει η συχνότητα και η ταχύτητα των θερμοκρασιακών μεταβολών και όχι η διαφορά μεταξύ μέγιστης και ελάχιστης τιμής της θερμοκρασίας (Λαμπρόπουλος, 2003). Οι εσωτερικές τάσεις που αναπτύσσονται σε ένα υλικό εκτεθειμένο σε θερμοκρασιακές μεταβολές, που προκαλούν ανομοιομερείς εσωτερικές μετακινήσεις στη μάζα του και έχουν σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία ρωγμών και αποκολλήσεων τεμαχίων υλικού, εξαρτώνται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας, από το συντελεστή θερμικής διαστολής και από το συντελεστή ελαστικότητας του υλικού.

‐ 107 ‐

Επομένως, η θερμοκρασία και έμμεσα η σχετική υγρασία, ελέγχονται με κεντρικές ή τοπικές εγκαταστάσεις θέρμανσης ή κλιματισμού. Επίσης, ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη θερμοκρασία ενός χώρου και κατ’ επέκταση τη σχετική υγρασία είναι ο αριθμός των επισκεπτών. Η ιδανική πυκνότητα ενός επισκέπτη είναι 3-5 m³ του χώρου έκθεσης ή του μουσειακού χώρου (Λαμπρόπουλος, 2003). Φωτισμός

Το ορατό φως περιέχει ποσότητες από άλλα μήκη κύματος, όπως υπεριώδη και υπέρυθρη ακτινοβολία (θερμότητα). Η υπεριώδη ακτινοβολία έχει αρκετή ενέργεια ώστε να προκαλέσει χημικές αλλαγές σε ευαίσθητα υλικά και σε γεωλογικές συλλογές όπου αποδυναμώνονται και αποχρωματίζονται (Child, 1994).

Το ορατό φώς είναι λιγότερο καταστρεπτικό σε σχέση με την υπεριώδη ακτινοβολία, ωστόσο μπορεί να προκαλέσει αλλαγές σε κάποια υλικά. Η υπέρυθρη ακτινοβολία (θερμότητα) μπορεί να είναι αρκετά επιβλαβής γιατί προκαλεί διαστολές και μείωση της σχετικής υγρασίας στο περιβάλλον. Όταν το φώς κλείνει και ανοίγει τότε η θερμοκρασία μεταβάλλεται προκαλώντας έτσι περισσότερη φθορά στα υλικά. Οι ελεγχόμενες συνθήκες θα πρέπει να αποκλείουν την υπεριώδη ακτινοβολία με την τοποθέτηση κατάλληλων φίλτρων (Child, 1994). Το φώς θα πρέπει να είναι όσο το δυνατό λιγότερο, ακόμα και όταν υπάρχει στον χώρο κόσμος. Όταν δεν υπάρχει, τότε θα πρέπει τα εκθέματα να βρίσκονται στο σκοτάδι. Το τεχνητό φώς θα πρέπει να είναι ελάχιστο 200 lux και μέγιστο 350 lux (Child, 1994a). Σύμφωνα με άλλες πηγές η ένταση του φωτισμού πρέπει να είναι μέχρι 500 lux (Fitzgerald, 1995). Η θερμότητα που εκπέμπεται από το φώς θα πρέπει να ελαχιστοποιείται με περιορισμό του φωτός και μακριά από τα αντικείμενα, τοποθετώντας χαμηλής θερμότητας λαμπτήρες (Child, 1994).

Επιπλέον ο φωτισμός προκαλεί φθορές όχι μόνο στα αντικείμενα αλλά και στα υλικά συντήρησης που έχουν χρησιμοποιηθεί σε αυτά. Οι φυσικές και συνθετικές ρητίνες είναι υλικά που χρησιμοποιούνται ευρέως στη συντήρηση λόγω των πολλαπλών ιδιοτήτων που παρουσιάζουν και εφαρμόζονται στις διάφορες διαδικασίες της. Επομένως, οι ιδιότητες και οι αντοχές των υλικών αυτών σε σχέση με διάφορους παράγοντες του περιβάλλοντος και ειδικά στις υπεριώδεις ακτινοβολίες είναι πολύ σημαντικές για τη χρήση τους σε κάθε περίπτωση.

Οι ρητίνες που είναι εκτεθειμένες στην υπεριώδη ακτινοβολία υφίστανται αλλοιώσεις στα μόρια τους, που έχουν σαν αποτέλεσμα την αλλαγή του χρώματος. Παρατηρείται ένα κιτρίνισμα του υλικού του πολυμερούς, που οφείλεται είτε στη μερική αποικοδόμηση του μορίου είτε σε δημιουργία πλευρικών αλυσίδων και διασταυρούμενων δεσμών (Cross linking) ή και στα δύο αυτά φαινόμενα.

Τα πολυμερή παρουσιάζουν αλλαγές στις μηχανικές αντοχές όπως κρακελάρισμα, στη χημική δομή όπως αλλαγές στο μοριακό βάρος, στις φυσικές ιδιότητες όπως απώλεια στη συγκολλητική ικανότητα και στην ελαστικότητα και στις οπτικές ιδιότητες όπως κιτρίνισμα, απώλεια της διαφάνειας. Ακόμα, γίνονται εύθραυστά, ασθενέστερα ή αδιάλυτα, ακάθαρτα, συρρικνώνονται, ρευστοποιούνται

‐ 108 ‐

και όταν εφαρμοστούν σε αντικείμενα, αντιδρούν με αυτά για μικρά ή μεγάλα διαστήματα. Επίσης, από την υπεριώδη ακτινοβολία υφίστανται φθορές και οι οργανικές χρωστικές που χρησιμοποιούνται στην αισθητική αποκατάσταση (Λαμπρόπουλος, 2003).

Τα πολυμερή που χρησιμοποιούνται στη συντήρηση δεν πρέπει να μεταβάλλονται και να προκαλούν φθορές στα αντικείμενα. Επομένως, η σταθεροποίηση και η προστασία των διαφόρων φυσικών και συνθετικών ρητινών που χρησιμοποιούνται στη συντήρηση, πραγματοποιείται με τη χρήση διαφόρων μέσων και υλικών που παρεμποδίζουν την πρωτογενή φωτοχημική διαδικασία διάβρωσης και ειδικότερα προλαμβάνουν το σχηματισμό ελευθέρων ριζών και σταματούν τη διαδικασία των φωτολυτικών αντιδράσεων. Τα μέσα αυτά είναι οθόνες υπεριωδών ακτίνων, απορροφητές υπεριωδών ακτίνων και υλικά που ελαττώνουν την ενέργεια των υπεριωδών ακτίνων (Λαμπρόπουλος, 2003).

Για να επιτευχθούν κατάλληλες συνθήκες φωτισμού για τα αντικείμενα που έχουν εκτεθεί, θα πρέπει να γίνει έλεγχος των επίπεδων: της φωτεινότητας της ακτινοβολίας, της υπεριώδους ακτινοβολίας και της υπέρυθρης ακτινοβολίας (Λαμπρόπουλος, 2003).

Τα αντικείμενα που εκτίθενται σε προθήκες, από την επίδραση των ακτινοβολιών, δημιουργούνται σ’ αυτά πολύ ιδιαίτερες συνθήκες. Οι φωτιστικές πηγές πρέπει να τοποθετούνται εξωτερικά της προθήκης και σε αρκετή απόσταση. Διάφοροι μελετητές προτείνουν, οι φωτιστικές πηγές να είναι εξωτερικά των προθηκών και να περνά το φως μέσα στις προθήκες, μέσω των οπτικών ινών. Ένας τρόπος για την εξάλειψη της ακτινοβολίας UV και της IR είναι η τοποθέτηση κατάλληλων φίλτρων μεταξύ πηγής φωτισμού και των οπτικών ινών. Ύστερα, είναι πολύ σημαντικό στους μουσειακούς χώρους, να αποφεύγονται τα Flash των φωτογραφικών μηχανών από τους διάφορους επισκέπτες και η χρήση φωτισμού κάμερας τηλεόρασης (Λαμπροπουλος, 2003). Ρύπανση

Η ρύπανση μπορεί να είναι στερεά ή αέρια ρύπανση με την μορφή σκόνης ή καπνού. Η αέρια ρύπανση προκαλείται από εξωτερικούς παράγοντες όπως καυσαέρια από οχήματα ή από τη βιομηχανία και εσωτερικούς παράγοντες όπως είναι τα συστήματα θέρμανσης, μηχανήματα, και δομικά υλικά (Child, 1994).

Το χώμα και η σκόνη είναι εξίσου καταστροφικά. Σε ευαίσθητες κρυσταλλικές επιφάνειες και σε εύθραυστα απολιθώματα προκαλείται εύκολα φθορά, κυρίως όταν απομακρύνεται η σκόνη καθώς είναι υγροσκοπική και χημικά ενεργή. Επεμβάσεις στερέωσης με τσιμέντο ή κονιάματα είναι αλκαλικά, και η καύση από καπνό εξαιρετικά όξινη (Child, 1994).

Ο έλεγχος της έκτασης της ρύπανσης πραγματοποιείται με μόνωση και σφράγιση κυρίως σε πόρτες και παράθυρα. Στο περιβαλλοντικό έλεγχο ενός κτηρίου συμβάλει και η σωστή καθαριότητα του χώρου, διατηρώντας έτσι όλες τις επιφάνειες καθαρές, κρατώντας μακριά την σκόνη αλλά και χρήση φίλτρων που δεσμεύει τους ρύπους της ατμόσφαιρας (So2, NO2, O3, H2S) (Fitzgerald, 1995).

‐ 109 ‐

Εναλλακτικά, η ρύπανση περιορίζεται ανάλογα με τις επιλογές. Αν δηλαδή τα υλικά πάνε για αποθήκευση ή έκθεση (Child 1994). Μηχανικές καταπονήσεις:

Τα απολιθώματα πρέπει να προστατεύονται κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης και έκθεσης τους, από πτώσεις, κακή μεταχείριση, αστάθεια των βάσεων και στηριγμάτων, συμπίεση εξαιτίας έλλειψης χώρου, ώστε να εξασφαλίζεται η διατήρηση της μορφής και των ιδιαίτερων λεπτομερειών τους. Με σωστή οργάνωση, κατάλληλες εγκαταστάσεις και ουδέτερα υλικά μπορούν να ελαχιστοποιηθούν οι πιθανότητες μηχανικής καταπόνησης. Συστήνεται ειδικότερα, η τοποθέτηση ευδιάκριτων ετικετών σε βάσεις για να αποφεύγεται η άσκοπη μετακίνηση απολιθωμάτων και η χρήση συσκευασιών όπως κουτιά πολυστυρενίου ή γυαλιού για εύκολο εντοπισμό και συνεχή επίβλεψη της κατάστασης διατήρησης τους. Επίσης η τοποθέτηση απορροφητικών υποστρωμάτων, καθώς και στηριγμάτων προφυλάσσει από μετακινήσεις και τραυματισμούς. Τέτοια υλικά είναι ο αφρός πολυουραιθάνης, πολυαιθυλαινίου, πολυστυρενίου, πολυπροπυλενίου σε φύλλα, το αντιόξινο χαρτί, τα πλαστικά φύλλα με αεροκυψέλες κ.α. (Fitzgerald, 1995). Παρόμοια υλικά πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά των ευρημάτων εκτός του χώρου αποθήκευσης ή έκθεσης (Buttler, 1993, Fitzgerald, 1995).

Επιπλέον, το σχήμα, η μάζα και οι ελαστικές ιδιότητες του κάθε αντικειμένου, του δίνουν συγκεκριμένες συχνότητες συντονισμού στον ήχο όπως και σε άλλες δονήσεις. Έτσι, σε περίπτωση που μια ηχητική πηγή εκπέμψει μια από αυτές τις συγκεκριμένες συχνότητες συντονισμού, η δόνηση θα μεταφερθεί στο αντικείμενο, το οποίο θα απορροφήσει την ενέργεια και θα συντονιστεί. Ο συντονισμός είναι ένα φαινόμενο πολύ επικίνδυνο για ένα μουσειακό αντικείμενο.

Οι δονήσεις κάνουν ένα εύθραυστό αντικείμενο να τραντάζει σε τέτοιο βαθμό που ο κραδασμός του μπορεί να γίνει αισθητός. Τα εύθραυστα αντικείμενα μπορεί να σπάσουν ή να μετατοπισθούν από τη θέση τους εφόσον δεν έχουν κατάλληλη στήριξη με αποτέλεσμα να πέσουν από το ράφι ή τη βάση και να σπάσουν.

Άρα, μια σημαντική παράμετρος που πρέπει να ελέγχεται στους μουσειακούς χώρους είναι η λεγόμενη ‘στάθμη θορύβου’ με επιτρεπτό όριο 35 μέχρι 45 dB. Η ταλάντωση συνεπάγεται μεταφορά μηχανικής ενέργειας, η οποία απορροφάται απ’ όλα τα αντικείμενα δημιουργώντας μερική ή ολική καταστροφή του υλικού. Όλα αυτά δεν είναι αντιληπτά με γυμνό μάτι και μόνο το αποτέλεσμα είναι πολλές φορές εμφανές: παραμόρφωση των αντικειμένων, εξασθένηση μηχανικής αντοχής, θραύση κ.ά. Επομένως, πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για τη διατήρηση του ορίου στάθμης του ήχου, να χρησιμοποιούνται ηχομονωτικά και ηχοαπορροφητικά υλικά στα δομικά υλικά του μουσείου, να φυτεύονται δέντρα περιμετρικά του μουσείου, να γίνεται με μεγάλη προσοχή η χρήση μηχανημάτων θραύσης δομικών υλικών και ο αριθμός των επισκεπτών στα μουσεία να είναι περιορισμένος (Λαμπρόπουλος, 2003).

‐ 110 ‐

Αποθήκευση

Η μόνιμη αποθήκευση των ευρημάτων είναι απαραίτητη και πρέπει να έχει τη μέγιστη στήριξη και συγχρόνως μειωμένο χειρισμό κατά τη διάρκεια της μελέτης. Βασική προϋπόθεση είναι η μελέτη ενός συστήματος που θα παρέχει μηχανική υποστήριξη κατά τη διάρκεια συσκευασίας και αποθήκευσης. Οι προβληματισμοί στην επιλογή των υλικών συσκευασίας είναι να βρεθούν αυτά τα υλικά που θα είναι διαπερατά από τον αέρα, να είναι ισχυρά και να παρέχουν όσο το δυνατόν περισσότερη επαφή με την επιφάνεια του χαυλιόδοντα (Ecker, 1987).

Όλα τα δείγματα, αποθηκεύονται και αρχειοθετούνται χρησιμοποιώντας υλικά με τρόπο ώστε να επιτρέπουν την ανύψωση και την μεταφορά των αντικειμένων αρκετά ακίνδυνα, για να εξεταστούν και να μη προκληθούν περαιτέρω φθορές. Πολλά δείγματα φυσικής ιστορίας ιδιαίτερα παλαιοντολογικά υλικά όπως τα δόντια και οι χαυλιόδοντες επιδεινώνονται εύκολα κατά την έκθεση σε διακυμάνσεις της σχετική υγρασίας και επομένως η αποθήκευση πρέπει να γίνεται όσο το δυνατόν με καλύτερα μέσα που θα βοηθούν και θα παρέχουν ένα σταθερό περιβάλλον στο δείγμα (Larkin, 2010). Επιπλέον τα απολιθώματα μπορούν να σπάσουν λόγω του βάρους τους χωρίς εξωτερική στήριξη για αυτό και η τοποθέτησή τους σε κατάλληλα καλούπια είναι απαραίτητη (Fox & Fitzgerald, 2004).

Τα πιο κοινά κιβώτια (Εικ.46) που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ευαίσθητων αρχαιολογικών δειγμάτων είναι τα κιβώτια Stewart (μια σειρά πλαστικών κιβωτίων που έχουν ασφαλή καπάκια και είναι εύχρηστα και διαθέσιμα σε διάφορα μεγέθη) αλλά κανένα άρθρο δεν έχει αιτιολογήσει το γιατί. Επίσης, τα περισσότερα κιβώτια κατασκευάζονται σήμερα από πολυπροπυλένιο παρά από πολυαιθυλένιο και έτσι η ποιότητα τους δεν είναι και τόσο καλή. Από πειράματα που πραγματοποιήθηκαν σε ποικίλα κιβώτια (Larkin et al., 1998, 2000b) διαπιστώθηκε ότι τα παλαιά κιβώτια από πολυαιθυλένιο και τα νέα κιβώτια Stewart με πολυπροπυλένιο βοηθούν και λειτουργούν ως εμπόδιο στις περιβαλλοντικές αλλαγές έναντι άλλων κιβωτίων που υπάρχουν στη αγορά, αλλά μόνο οι πτητικές οργανικές ενώσεις προσδιορίστηκαν από αυτά (Larkin, 2010).

Εικ.46 Κιβώτια για μεταφορά και αποθήκευση απολιθωμάτων.

‐ 111 ‐

Τα μικρά δείγματα αποθηκεύονται μέσα σε κατάλληλα μη τοξικά κιβώτια

πολυπροπυλενίου Stewart (Εικ.47), όπου στη βάση τοποθετείται παχύ στρώμα από αφρό Plastazote. Αυτός ο αφρός είναι χημικά αδρανής, χαμηλής πυκνότητας, με κλειστούς πόρους, καλής ποιότητας αφρός πολυαιθυλενίου (Larkin, 2010, Loukopoulou & Moraitou, 2007).

Εικ.47 Κιβώτια πολυπροπυλενίου για μεταφορά και αποθήκευση απολιθωμάτων.

Οι επιφάνειες από αφρό στις οποίες θα τοποθετηθούν τα δείγματα με ασφάλεια, χαράσονται με χειρουργικά νυστέρια. Έτσι, εκτός από την παροχή υποστήριξης από κάτω και κατά μήκος του απολιθώματος δίνεται και μια σχετική άνεση, έτσι ώστε ακόμη και με ένα μέτριο τίναγμα του κιβωτίου να μην ασκηθεί πίεση στο αντικείμενο. Επίσης, ο αφρός παρέχει τη δυνατότητα γραφής των στοιχείων του δείγματος με ανεξίτηλο μελάνι (Εικ.48).

Εικ.48 Τοποθέτηση απολιθωμάτων σε αφρό πολυαιθυλαινίου για την ασφαλή αποθήκευση και μεταφορά τους. Καταγραφή στοιχείων με ανεξίτηλο μελάνι.

‐ 112 ‐

Αυτές οι πληροφορίες αφορούν στοιχεία ταυτοποίησης (ταξινομικά και

σκελετικά στοιχεία), μόνιμο αριθμό άφιξης, τρόπο αρχικής θέσης-όπως βρέθηκε στην ανασκαφή, όπου οι πληροφορίες αναγράφονται είτε αριστερά είτε δεξιά. Δηλαδή πληροφορίες που εύκολα χάνονται ή είναι δύσκολά προσβάσιμες.

Έτσι, όταν οι πληροφορίες αυτές είναι καταγεγραμμένες στον αφρό, μπορούν να σημειωθούν εύκολα μαζί με το δείγμα από οποιοδήποτε ερευνητή, χρησιμοποιώντας φωτογραφική μηχανή. Πρόσθετα στοιχεία αναγράφονται δίπλα από τα οστά για τον ασφαλή χειρισμό του εύθραυστου υλικού. Όλα τα δείγματα αποθηκεύονται με τον ίδιο τρόπο όπως βρέθηκαν στην ανασκαφή, εκτός από πολύ λίγες περιπτώσεις (Larkin, 2010). 2.14.7. Έκθεση και Ανάδειξη απολιθωμάτων

Ο ρόλος του αντικειμένου μέσα σε ένα χώρο έκθεσης είναι κυρίως εκπαιδευτικός (Εικ.49). Η φιλοσοφία εκπαίδευσης αποτελεί τη βάση για το πώς οι πληροφορίες θα παραχθούν και θα μεταδοθούν στους επισκέπτες σε συνδυασμό με την εκμάθηση και την επιστημολογία (Hein, 1998). Επιδιώκεται δηλαδή να βρεθεί μια διαδρομή ώστε να μεταφέρει τις πληροφορίες του αντικειμένου και της συλλογής στους επισκέπτες του μουσείου (Εικ.50) (Dean, 1994). Για να πραγματοποιηθεί αυτό πρέπει να προωθηθεί μια πολύτιμη εμπειρία εκμάθησης στους επισκέπτες μέσω της έκθεσης (Macfarlan, 2003).

Εικ.49 Προσδιοριστικό σχέδιο ελέφαντα, για την κατανόηση του εκθέματος. Μουσείο παλαιοντολογίας στα Μήλια Γραβενών.

‐ 113 ‐

Εάν ένας επισκέπτης πρόκειται να κατανοήσει τα αντικείμενα σε ένα μουσείο, τα αντικείμενα με τη σειρά τους πρέπει να εκτεθούν με τέτοιο τρόπο, ώστε να μπορεί να ειπωθεί η ιστορία τους ( Εικ. 51) και να υπάρχει μια συνέχεια με τα άλλα εκθέματα (Macfarlan, 2003). Οι μελέτες δείχνουν ότι οι άνθρωποι είναι σε θέση να λαμβάνουν περισσότερες πληροφορίες εάν ακολουθήται ένα σχέδιο ιστορίας (Falk & Dierking, 2000).

Η κατανόηση των αντικειμένων, έπειτα, ενισχύεται από ταμπέλες στοιχείων όπου δίνουν μια ολοκληρωμένη εικόνα τους. Ο Dean (1994) βεβαιώνει ότι τα αντικείμενα πρέπει να εκτεθούν με τρόπο, ώστε τα πλαίσια με τα στοιχεία των αντικειμένων θα βοηθήσουν τους επισκέπτες στην εκμάθηση τους. Τα πλαίσια με τα στοιχεία και η ιστορία των αντικειμένων, βοηθούν τους επισκέπτες ώστε να κατανοήσουν τα αντικείμενα σε σχέση με τα υπόλοιπα εκθέματα (Falk & Dierking, 2000).

Εάν μια έκθεση θεωρείται ως κείμενο, τότε τα αντικείμενα μέσα στην έκθεση μπορούν να θεωρηθούν ως μεμονωμένες λέξεις. Εκείνες οι λέξεις λοιπόν είναι που θα δώσουν την ιστορία όταν τοποθετούνται σε μια σωστή ή εύχρηστη ακολουθία (Macfarlan, 2003).

Εικ.50 Αναπαράσταση της εξέλιξης των προβοσκιδωτών για τη κατανόηση και εκμάθηση της έκθεσης.

Ο ρόλος λοιπόν ενός χαυλιόδοντα σε μια συλλογή μουσείου πρέπει να είναι όμοιος με αυτό των απολιθωμάτων ή των γεωλογικών δειγμάτων (Εικ.52). Ενώ ένας χαυλιόδοντας μπορεί να ικανοποιεί αισθητικά τον επισκέπτη και να διεγείρει την φαντασία του, οι λόγοι για την παρουσία του στο μουσείο είναι κυρίως για να συμβάλει στη γνώση για τα προβοσκιδωτά, για την εξέλιξη των ειδών, το προϊστορικό τους περιβάλλον, τη σχέση μεταξύ των προγόνων τους, των σύγχρονων ανθρώπων και της τοπικής πανίδας, καθώς και την χρήση του χαυλιόδοντα ως υλικό δόμησης και παραγωγής αντικειμένων (Sutcliffe, 1986).

‐ 114 ‐

Εικ.51 Αναπαράσταση του ενδημικού νάνου ελέφαντα της Κρήτης από το Μουσείο Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Για να πραγματοποιηθεί όμως αυτό πρέπει να δοθεί προσοχή στο σχεδιασμό

έκθεσης κάθε αντικειμένου, δηλαδή στο τρόπο με τον οποίο θα εκτεθούν σε ένα μουσείο. Και αυτό εξαρτάται από μια σειρά παραμέτρων που θα αναλυθούν παρακάτω: Τα εκθέματα θα μπορούσαν να χωριστούν στις παρακάτω κατηγορίες, με βάση τον τρόπο με τον οποίο εκτίθενται στους εκθεσιακούς χώρους:

1. Εκθέματα που περιέχονται μέσα σε προθήκες. 2. Εκθέματα που τοποθετούνται πάνω σε ράφια. 3. Εκθέματα που τοποθετούνται πάνω σε βάσεις. 4. Εκθέματα που τοποθετούνται ανεξάρτητα μέσα στο χώρο και στη διεθνή

βιβλιογραφία αναφέρονται σαν free- standing ή open exhibits. Προθήκες

Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά που οφείλει να έχει μια προθήκη (Εικ.47) είναι η ευστάθεια. Μια προθήκη πρέπει να είναι σταθερή απέναντι στις δονήσεις που προκαλούνται από ένα σεισμό, τον ήχο αλλά και στις δονήσεις που μπορεί να προκληθούν από τους επισκέπτες, που προσπαθούν να αποκτήσουν μια καλύτερη οπτική επαφή με το έκθεμα ή από ένα υπόγειο τρένο που μπορεί να περνάει κοντά στο μουσείο ή οποιαδήποτε άλλη αλλαγή φορτίου.

Η ευστάθεια αποτελεί βασικό χαρακτηριστικό μιας προθήκης γιατί συμβάλλει στην ασφάλεια των εκθεμάτων που περιέχει, των εκθεμάτων που την περιβάλλουν αλλά και της ασφάλειας του κοινού ή του προσωπικού του μουσείου τόσο κατά τη

‐ 115 ‐

διάρκεια ενός σεισμού όσο και σε περίπτωση πρόκλησης δόνησης με κάποιον από τους παραπάνω τρόπους.

Η βασικότερη αρχή για να επιτευχθεί αυτό το χαρακτηριστικό είναι να χαμηλώσει το κέντρο βάρους της προθήκης. Οι προθήκες που κατασκευάζονται πρέπει να είναι σχετικά χαμηλές και να έχουν μια μεγάλη επιφάνεια βάσης που να έρχεται σε επαφή με το δάπεδο, η οποία πρέπει να είναι ανάλογη με το ύψος της προθήκης κάθε φορά. Παρ’ ότι δεν αποδεικνύεται στη θεωρία της φυσικής, ένας εμπειρικός νόμος λέει ότι αν το ύψος μιας προθήκης είναι τρεις φορές μεγαλύτερο από τη μικρότερη διάσταση της βάσης, η προθήκη είναι ασταθής.

Εικ.52 Έκθεση απολιθώματος μέσα σε προθήκη, του Μουσείου Παλαιοντολογίας και Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών

Μια προθήκη συνήθως επιβαρύνεται περισσότερο στο άνω τμήμα. Οι εκθεσιακές προθήκες, κυρίως οι free-standing, έχουν τρεις με πέντε πλευρές από γυαλί. Η πυκνότητα του γυαλιού είναι αρκετά μεγάλη, 2,6 g/cm³ έως 2,7 g/cm³, με αποτέλεσμα όσο περισσότερο γυαλί χρησιμοποιείται σε μια προθήκη τόσο βαρύτερη να γίνεται. Το άνω τμήμα μιας προθήκης επιβαρύνεται περισσότερο αν υπάρχει σύστημα εσωτερικού φωτισμού.

Συνεπώς, κρίνεται αναγκαίος ο σχεδιασμός και η κατασκευή μιας προθήκης με σχετικά μεγάλη βάση. Για να μπορέσει να επιτευχθεί το χαμήλωμα του κέντρου βάρους, σε προθήκες με μεγαλύτερο βάρος στο άνω τμήμα και συνεπώς να βελτιωθεί η ευστάθεια τη προθήκης, πρέπει οι κατασκευαστές να προβλέψουν ειδικούς αποθηκευτικούς χώρους στο κάτω τμήμα, οι οποίοι να καλύπτονται από ειδικά πάνελ. Σ’ αυτούς τους αποθηκευτικούς χώρους μπορεί να προστεθούν σάκοι με άμμο ή τεμάχια μολύβδου.

Όταν οι φωτιστικές πηγές τοποθετούνται εξωτερικά των προθηκών, θα πρέπει: οι επισκέπτες να μη θαμπώνονται από τις αντανακλάσεις, έκτος και αν το εξωτερικό τζάμι της προθήκης είναι καλυμμένο με μια ακριβή χαμηλής αντανακλαστικότητας επένδυση. Επίσης, τα επίπεδα φωτισμού του δωματίου πρέπει να ελέγχονται για να εμποδίζουν το γυαλί ή το πλαστικό να μοιάζει με καθρέφτη και να δυσκολεύει τη θέα των αντικειμένων. Η κατασκευή της προθήκης να μην

‐ 116 ‐

επιρρίπτει σκιά στο έργο, ένα πρόβλημα που μπορεί να συμβαίνει από το υλικό συγκόλλησης των ακμών του πλαισίου των προθηκών, ακόμα και αν το αποτέλεσμα της συγκόλλησης είναι θεωρητικά διαφανές (Λαμπρόπουλος, 2003).

Για την αποφυγή ταλάντευσης ή μετακίνησης της προθήκης προτείνεται η

στερέωση της στο πάτωμα. Αυτό γίνεται κυρίως στις free- standing προθήκες χρησιμοποιώντας στις τέσσερις γωνίες:

1.Μεταλλικά γωνιακά υποστηρίγματα, σχήματος Τ. 2.Μεταλλικά γωνιακά υποστηρίγματα, σχήματος U. 3.Μεταλλικά γωνιακά υποστηρίγματα, σχήματος L. 4.Μεταλλικά γωνιακά υποστηρίγματα, σχήματος Џ. 5.Πίρους.

Με ανάλογο τρόπο μπορούν να στερεωθούν προθήκες που ακουμπούν στον τοίχο ή δύο προθήκες τοποθετημένες η μία σε επαφή με την άλλη χρησιμοποιώντας ειδικούς αντικραδασμικούς συνδέσμους.

Με τη χρήση αντικραδασμικών συνδέσμων, οι προθήκες μπορούν να πραγματοποιούν μικροκινήσεις κατά τη διάρκεια του σεισμού, χωρίς όμως να γέρνουν επικίνδυνα. Γενικότερα πρέπει να αποφεύγεται η ταυτόχρονη στήριξη των προθηκών σε δάπεδο και τοίχο, λόγω του ότι τα στοιχεία αυτά έχουν την τάση να ταλαντώνονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις κατά τη διάρκεια του σεισμού. Οι προθήκες είναι προτιμότερο να στηρίζονται σε φέροντα στοιχεία του κτηρίου όπως κολώνες ή τοίχους. Αν μια προθήκη δε στηρίζεται σε στοιχείο του κτηρίου και στηρίζεται σε κάποιο πάνελ πρέπει να δοθεί μεγάλη προσοχή στην κατασκευή του πάνελ. Εκτός από τη χρήση συνδέσμων για στήριξη των προθηκών στο δάπεδο χρησιμοποιούνται διάφορα φύλλα από μόλυβδο, λάστιχο, φελλό, τσόχα και διάφορους τύπους ινώδους πλαστικού. Αυτά τα φύλλα βοηθούν τη προσκόλληση της προθήκης στο δάπεδο χωρίς ταυτόχρονα να αφήνουν σημάδια σε αυτό. Η τοποθέτηση τέτοιων φύλλων είναι προτιμότερη στη περίπτωση μιας προσωρινής προθήκης, ώστε μετά το τέλος της να μετακινηθεί η προθήκη χωρίς να αφήνει φθορές στο δάπεδο. Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσεται η στήριξη των προθηκών με τοποθέτηση ειδικών συστημάτων σεισμικής μόνωσης στη βάση τους (Λαμπρόπουλος, 2003).

‐ 117 ‐

Βάσεις

Εκτός από τις προθήκες, σημαντικός είναι και ο ρόλος των βάσεων για στήριξη και έκθεση των αντικειμένων (Εικ.53,54,55,56). Κάθε βάση επιλέγεται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά ενός εκθέματος:

1. Το είδος 2. Τις διαστάσεις 3. Το βάρος 4. Το ειδικό βάρος 5. Τα υλικά κατασκευής 6. Τη σύσταση 7. Τη γεωμετρία 8. Τη κατάσταση διατήρησης 9. Τη μορφή 10. Την αξία κ.ά.

Τόσο ο σχεδιασμός όσο και η κατασκευή μιας βάσης σχετίζεται άμεσα με τα

χαρακτηριστικά του αντικειμένου το οποίο θα τοποθετηθεί πάνω σε αυτή. Καμία μέθοδος στήριξης δεν μπορεί να παραχθεί μαζικά. Κατά καιρούς έχουν γίνει πολλές μελέτες που αποσκοπούν στον έλεγχο και στην ελαχιστοποίηση των φθορών που προκαλούνται στα εκθέματα από τους σεισμούς. Οι μελέτες αυτές παρ’ όλο που εξετάζουν πολλές μεθόδους στήριξης και καταλήγουν σε ενδιαφέροντα συμπεράσματα, πρέπει να λαμβάνονται ως σημείο αναφοράς για περαιτέρω μελέτη και όχι γενικοί κανόνες για τη στήριξη των εκθεμάτων. Για αυτό το λόγο το κάθε αντικείμενο πρέπει να μελετάται ξεχωριστά (Λαμπρόπουλος, 2003).

Στη βιβλιογραφία αναφέρεται, ότι το μέγεθος και το σχήμα της βάσης εξαρτώνται από τις διαστάσεις του αντικειμένου και το βάρος του, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι πρέπει να είναι πάντα ανάλογα. Γενικά πάντως, το ύψος μιας βάσης θεωρείται επικίνδυνο αν είναι πολύ μεγάλο. Μεγάλη σημασία έχει και η διεύρυνση της βάσης όπου πολλές φορές έχει αποδειχθεί πολύ πιο ουσιαστική από μια απλή σύνδεση της στο δάπεδο. Αν επιλεγεί η σύνδεση της βάσης στο δάπεδο, αυτό μπορεί να γίνει με τους παρακάτω τρόπους:

α. Χρησιμοποιώντας κρυφούς ή φανερούς μεταλλικούς συνδέσμους ή πίρους, οι οποίοι τοποθετούνται στις γωνίες της βάσης, όπως και στις προθήκες. Οι σύνδεσμοι πρέπει να τοποθετούνται σε ικανοποιητικό βάθος ώστε να κρατούν σταθερή τη βάση πάνω στο δάπεδο. Παράλληλα με τους πίρους τοποθετούνται και λεπτά φύλλα μολύβδου, λάστιχο ή άλλου απορροφητικού υλικού στα σημεία που έρχεται σε επαφή η βάση με το δάπεδο.

β. Χαμηλώνοντας το κέντρο βάρους τόσο της βάσης όσο και του

υπερκείμενου αντικειμένου. Αυτό γίνεται συνήθως σε βάσεις οι οποίες δεν είναι συμπαγείς – δηλαδή δεν είναι κατασκευασμένες εξ’ ολοκλήρου από κάποιο υλικό

‐ 118 ‐

όπως μάρμαρο, πέτρα, μέταλλο- στις οποίες μπορούν να τοποθετηθούν στο εσωτερικό τους τεμάχια μολύβδου ή άμμου τα οποία εγκιβωτίζονται συνήθως σε ένα ειδικά κατασκευασμένο ξύλινο ή μεταλλικό κουτί σταθερά συνδεδεμένο με τα τοιχώματα της βάσης. Το βάρος που τοποθετείται στο εσωτερικό της βάσης πρέπει να είναι ανάλογο με το βάρος, το σχήμα και το μέγεθος του αντικειμένου που θα τοποθετηθεί πάνω σε αυτή αλλά και της ίδιας της βάσης.

Επίσης, κάποιοι μελετητές προτείνουν την τοποθέτηση ακρυλικών υλικών, στα σημεία που έρχονται σε επαφή με το δάπεδο ή τη βάση, με αποτέλεσμα να μειώνονται οι δυνάμεις τριβής και να επιτυγχάνεται κάποια ελεγχόμενη μετακίνηση του συστήματος κατά τη διάρκεια των σεισμικών δονήσεων. Αυτή η μέθοδος στήριξης, προσπαθεί να αποδεσμεύσει τη συμπεριφορά μεταξύ του αντικειμένου και του μέσου στήριξης από αυτήν, του κτηρίου κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Επίσης, προσπαθεί να κάνει το σύστημα, αντικείμενο και βάση, να λειτουργεί σαν ένας διαφορετικός ενιαίος οργανισμός σε σχέση με το δάπεδο ιδιαίτερα σε περιπτώσεις που το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένο το δάπεδο, π.χ. πέτρα, πλακάκι, δεν επιτρέπει την άμεση στήριξη με τη βάση (Λαμπρόπουλος, 2003).

Μεγάλη προσοχή πρέπει να δοθεί στη στήριξη των αντικειμένων πάνω στα ράφια και στις βάσεις καθώς και μέσα στις προθήκες. Για να επιτευχθεί καλύτερη πρόσφυση των αντικειμένων πάνω σε αυτά και να μειωθεί η ολισθηρότητα τους, χρησιμοποιούνται ποικίλα υλικά. Οι μέθοδοι στήριξης ενός αντικειμένου επιλέγονται κάθε φορά με βάση:

1.Το μέγεθος 2.Την αξία 3.Την κατάσταση διατήρησης 4.Το υλικό κατασκευής Τα υλικά που χρησιμοποιούνται θα πρέπει να μην λεκιάζουν ή να αντιδρούν

χημικά με το υλικό του αντικειμένου, θα πρέπει να είναι επαρκώς δυνατά για να αποτρέπουν τις ανατρεπτικές δυνάμεις, αλλά όχι τόσο δυνατά, ώστε να πιέζουν τα κομμάτια από το υλικό του αντικειμένου, όταν πιέζεται ή κουνιέται. Το σύστημα κόλλησης, πρέπει να παραμένει πλαστικό για μεγάλο χρονικό διάστημα, κατά προτίμηση αόριστα. Πρέπει να είναι αισθητικά διακριτικά και να ταιριάζουν με το υλικό κατασκευής και τέλος πρέπει να είναι εύκολα διαθέσιμα και σε λογική τιμή. Για την αποφυγή της ολισθηρότητας, η επιφάνεια πάνω στην οποία τοποθετείται ένα αντικείμενο, μπορεί να επενδυθεί ολόκληρη ή τμηματικά με υφάσματα, ακρυλικά προϊόντα και λάστιχα. Ενώ άλλες φορές πάλι το έκθεμα τοποθετείται απ’ ευθείας πάνω στην επιφάνεια στήριξης, οι οποίες μπορεί να είναι ξύλινες , μαρμάρινες, από Plexiglas κ.ά. (Λαμπρόπουλος, 2003). Τέλος για τη σωστή παρουσίαση των εκθεμάτων είναι απαραίτητη η συνεργασία μουσειολόγων, παλαιοντολόγων, συντηρητών και άλλων επιστημόνων, για το καλύτερο αποτέλεσμα.

‐ 119 ‐

Εικ.53 Βάση για έκθεση χαυλιόδοντα του μουσείου παλαιοντολογίας στα Μήλια Γραβενών.

Εικ.54 Βάση για έκθεση παλαιοντολογικών ευρημάτων.

‐ 120 ‐

Εικ.55 Βάση στήριξης για τμήμα απολιθωμένου χαυλιόδοντα.

Εικ.56 Βάση έκθεσης για χαυλιόδοντα.

- 122 -

3. Σκοπός της εργασίας

Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη, συντήρηση και έκθεση απολιθωμένου χαυλιόδοντα και οστού ελέφαντα από τη περιοχή του νομού Φλώρινας.

Με τη παρούσα εργασία μελετάται η κατάσταση διατήρησης και σύστασης του απολιθώματος και του περιβάλλοντος ιζήματος με φυσικοχημικές αναλύσεις ώστε να επιλεχθούν τα κατάλληλα υλικά συντήρησης και οι μέθοδοι καθαρισμού του απολιθώματος.

Επιπλέον, μέσα από τις διαδικασίες και δοκιμές καθαρισμού-στερέωσης παρουσιάζονται τα προβλήματα, οι παρατηρήσεις και οι ιδιαιτερότητες που αφορούν στη συντήρηση του συγκεκριμένου απολιθώματος.

Τέλος, προτείνεται ο τρόπος με τον οποίο θα αναδειχθεί και θα εκτεθεί το απολίθωμα, με το σχεδιασμό μιας κατασκευής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταφορά-έκθεση-αποθήκευση και το σχεδιασμό κατάλληλης βάσης ώστε να εξασφαλιστεί η ακεραιότητα και η προστασία του στο μέλλον.

- 123 -

4. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 4.1. Μέθοδοι και υλικά 4.1.1. Στοιχεία απολιθώματος

Το απολίθωμα βρέθηκε σε περιοχή του νομού Φλώρινας, από ανθρώπους που πραγματοποιούσαν εργασίες της ΔΕΗ, χωρίς περαιτέρω στοιχεία. Κάτω από αδιευκρίνιστες συνθήκες βρέθηκε στο λαογραφικό μουσείου του Πολιτιστικού Συλλόγου Ποντίων Φλώρινας. Ο υπεύθυνος του συλλόγου, ζήτησε από το τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης, τη ταυτοποίηση του απολιθώματος (οστό, ξύλο ή χαυλιόδοντας), τη συντήρηση και το σχεδιασμό έκθεσης του, καθώς πρόκειται να εκτεθεί στο Λαογραφικό Μουσείο του συλλόγου. Το απολίθωμα φέρει πιθανόν, αριθμό καταγραφής που έχει γίνει με ανεξίτηλο μαρκαδόρο στο άκρο ενός τμήματος του, ο οποίος είναι: 14.10.438 4.1.2. Μελέτη κατάστασης διατήρησης

Η μελέτη κατάστασης διατήρησης του απολιθώματος πραγματοποιήθηκε με φωτογραφική-σχεδιαστική αποτύπωση και μελέτη δειγμάτων του υλικού με φυσικοχημικές αναλύσεις. Η φωτογράφιση έγινε με ψηφιακή μηχανή SONY No.DSC-H3, 8.1 mega pixels, 10x optical zoom. Το απολίθωμα φωτογραφήθηκε από όλες τις όψεις του (Εικ.57-62), ενώ δόθηκε σημασία σε ιδιαίτερες λεπτομέρειες. Η σχεδιαστική αποτύπωση πραγματοποιήθηκε στο Photoshop2003. Σχεδιάστηκαν όλες οι όψεις του απολιθώματος μαζί με τη παθολογία του. Ύστερα το απολίθωμα υποβλήθηκε σε ραδιογραφία. Δείγματα από το απολίθωμα μελετήθηκαν σε πετρογραφικό μικροσκόπιο, σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή (SEM-EDEX) και περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD). Η περιγραφή των φυσικοχημικών αναλύσεων δίνεται παρακάτω.

- 124 -

Εικ.57 Όψη Α’

Εικ.58 Όψη Β’

- 125 -

Εικ. 59 Όψη Γ’

Εικ.60 Όψη Δ’

- 126 -

Εικ. 61 Όψη Ε’

Εικ.62 Όψη Ζ’

- 127 -

4.1.3. Φυσικοχημικές αναλύσεις

Το απολίθωμα εξωτερικά έμοιαζε με χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού. Παρόλα αυτά ένα τμήμα του και ο όγκος του ιζήματος που το περιέβαλε δεν μπορούσαν να δώσουν αποδεικτικά στοιχεία για τη ταυτοποίησή του. Επιπλέον η κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος κάτω από το ίζημα και της μικροδομής του έπρεπε να μελετηθεί για αποφασιστούν οι μέθοδοι καθαρισμού του. Τέλος η μελέτη σύστασης του απολιθώματος και του περιβάλλοντος πετρώματος είναι απαραίτητη ώστε να κατανοηθούν οι ιδιότητες του υλικού και να επιλεχτούν τα κατάλληλα υλικά και μέθοδοι για τη συντήρησή του.

Για τους λόγους αυτούς συλλέχθηκε ένα δείγμα από διαφορετικές περιοχές του απολιθώματος. Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε με καλέμι και σφυρί. Συλλέχθηκαν δείγματα από το περιβάλλον ίζημα του απολιθώματος, από τη περιοχή τομής του χαυλιόδοντα-πιθανόν δείγμα οδοντίνης, από το ίζημα το οποίο περιείχε η πολφική κοιλότητα του χαυλιόδοντα καθώς και από ένα τμήμα του απολιθώματος, το οποίο έμοιαζε με οστό. Όλα τα δείγματα είχαν βάρος περίπου 0,050 gr. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν το καθένα ξεχωριστά σε σακουλάκια πολυαιθυλενίου με αριθμό και την ένδειξη από τη περιοχή που λήφθηκε το καθένα (Εικ.63,64). Δείγμα 1: περιβάλλον ίζημα Δείγμα 2: οδοντίνη Δείγμα 3: ίζημα από τη πολφική κοιλότητα Δείγμα 4: πιθανό οστό

Εικ.63 Κατά τη λήψη δειγμάτων.

- 128 -

Εικ.64 Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε με σφυρί και καλέμι.

4.1.3.1. Ραδιογραφία

Η ακτινογραφία Roentgen ή ακτινογραφία Χ, ή ραδιογραφία αποτελεί μια μη καταστρεπτική μέθοδο (Εικ.65). Η αρχή λειτουργίας της βασίζεται σε μια δέσμη ακτίνων Χ που διαπερνά το αντικείμενο και προσβάλλει ένα ειδικό ακτινογραφικό φιλμ. Η μέθοδος αυτή μπορεί να δώσει πληροφορίες που προέρχονται από το βάθος του υλικού. Κυρίως αποκαλύπτει φθορές, αλλοιώσεις, εσωτερική δομή του υλικού, κατάσταση διατήρησης, φύση των υλικών κ.α. (Αλεξοπούλου 1993).

Η ραδιογραφία χρησιμοποιήθηκε στο απολίθωμα ώστε να μελετηθεί η κατάσταση διατήρησής του και να αποκαλυφθούν τα όρια του απολιθώματος κάτω από το περιβάλλον ίζημα, τα οποία δεν ήταν ορατά.

Πριν από οποιαδήποτε επέμβαση καθαρισμού έπρεπε να γίνει γνωστό, ο όγκος και το βάθος του ιζήματος, η πρόσφυση του με το απολίθωμα καθώς και φθορές- ρωγμές που θα μπορούσαν να βλάψουν το απολίθωμα κατά τη διαδικασία απομάκρυνσης του περιβάλλοντος πετρώματος.

Η ραδιογραφία πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Ακτινολογίας/ Ραδιογραφίας του Ακτινολογικού Τμήματος του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, από τον ακτινολόγο, μέλος του τεχνικού- διοικητικού τμήματος, κ. Πάνου Θ. με ακτινογραφικό SIEMENS TRIDOROS 150 και ακτινογραφικό κρεβάτι SIEMENS MULTIX. Ελήφθησαν τέσσερις ακτινογραφίες με τη δέσμη να στοχεύει το ίζημα κάτω από το οποίο ενώνονταν τα δύο τμήματα του απολιθώματος.

Η πρώτη ακτινογραφία έγινε με δυναμικό 85 kv και ένταση ρεύματος 50

mAs για 0,16 sec. Η δεύτερη ακτινογραφία έγινε με δυναμικό 100 kv και ένταση ρεύματος

80 mAs για 0,25 sec. Η τρίτη ακτινογραφία έγινε με δυναμικό 115 kv και ένταση ρεύματος 100

mAs για 0,22 sec. Η τέταρτη ακτινογραφία έγινε με δυναμικό 90 kv και ένταση ρεύματος 60

mAs για 0,22 sec.

- 129 -

Κατά τη διαδικασία ακτινογράφησης ακολουθήθηκαν όλοι οι κανόνες ασφάλειας και υγείας. Η διαδικασία έγινε μέσα στον ειδικό θάλαμο προστασίας από έκθεση σε ακτίνες Χ.

Εικ.65 Κατά την ακτινογράφηση του απολιθώματος. 4.1.3.2. Πετρογραφικό μικροσκόπιο

Το πετρογραφικό-πολωτικό μικροσκόπιο είναι ένα μικροσκόπιο που επιτρέπει τη παρατήρηση σε διερχόμενο και ανακλώμενο φως, πολωμένο ή μη. Η εξέταση στο πετρογραφικό μικροσκόπιο περιλαμβάνει την περιγραφή παραμέτρων της μικροδομής των δειγμάτων και δίνει πληροφορίες από τη μακροσκοπική εξέταση όπως ιστός και υφή, οπτικές ιδιότητες των ορυκτών, κατάσταση διατήρησης μικροδομής κ.α.

Τα δείγματα εξετάστηκαν στο πετρογραφικό μικροσκόπιο ώστε να μελετηθεί η κατάσταση διατήρησής τους, να παρατηρηθεί η δομή τους η οποία θα ταυτίσει το υλικό, αλλά και να ερευνηθούν άγνωστες περιοχές των δειγμάτων οι οποίες θα αναλυθούν περαιτέρω με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή (SEM-EDEX).

Η παρατήρηση στο πετρογραφικό μικροσκόπιο πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο συντήρησης πέτρας, του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων

- 130 -

Τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, υπό τη καθοδήγηση του συντηρητή Αρχαιοτήτων, μέλους του τεχνικού προσωπικού του τμήματος, κ. Καραμπότσου Θ.. Τα δείγματα εξετάστηκαν σε πετρογραφικό μικροσκόπιο OLYMPUS SZ61.

Κάθε ένα δείγμα ξεχωριστά τοποθετήθηκε στην αντικειμενοφόρο τράπεζα, εξετάζονταν όλες οι περιοχές του και λαμβάνονταν φωτογραφίες σε διάφορες μεγεθύνσεις. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν τα εξής:

Δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα): ελήφθησαν οκτώ φωτογραφίες σε μεγέθυνση Χ0.67, Χ1.10, Χ1.25, Χ2, Χ2.60.

Δείγμα 2 (οδοντίνη): ελήφθησαν είκοσι φωτογραφίες σε μεγέθυνση Χ0.85,Χ1, Χ1.3, Χ1.5, Χ2, Χ2.35, Χ3, Χ3.5, Χ4, Χ4.5.

Δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα): ελήφθησαν επτά φωτογραφίες σε μεγέθυνση Χ1.15, Χ1.20, Χ1.25, Χ1.50, Χ1.60, Χ2.40, Χ2.50.

Δείγμα 4 (πιθανό οστό): ελήφθησαν πέντε φωτογραφίες σε μεγέθυνση Χ0.67, Χ1.70, Χ2, Χ3, Χ4.5.

4.1.3.3. Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή-Μικροαναλυτή (SEM-EDEX)

Η αρχή λειτουργίας του SEM (Εικ.66,67,68), βασίζεται σε μια πηγή που εξασφαλίζει τη συνεχή ροή και τη σταθερή ένταση, εκπέμποντας ηλεκτρονική δέσμη η οποία έρχεται σε επαφή με το δείγμα σε κενό και παράγεται μια σειρά αλληλεπιδράσεων. Η εξέταση δειγμάτων με αυτή τη μέθοδο δίνει σημαντικές πληροφορίες που αφορούν τη κρυσταλλική δομή, το ηλεκτρονικό δυναμικό κ.α. Επιπλέον χρησιμεύει για τη παρατήρηση των επιφανειών και σε συνδυασμό με στοιχειακό μικροαναλυτή (EDEX) δίνει τη στοιχειακή ανάλυση συγκεκριμένων περιοχών του δείγματος.

Τα δείγματα εξετάστηκαν στο SEM-EDEX ώστε να παρατηρηθεί η δομή τους που θα ταυτίσει το υλικό, να μελετηθεί η κατάσταση διατήρησης της μικροδομής τους και να βρεθεί η ορυκτολογική σύστασή του απολιθώματος και του περιβάλλοντος ιζήματος.

Η εξέταση των δειγμάτων στο SEM και στο SEM-EDEX πραγματοποιήθηκε σε δύο φάσεις. Η παρατήρηση και στοιχειακή ανάλυση συντελέστηκε στο εργαστήριο SEM, του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων Τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας από τον Δρ. Συντηρητή Αρχαιοτήτων και καθηγητή εφαρμογών του τμήματος, κ. Στεφανή Α., σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης JEOL, ISM-S310 και μικροαναλυτή OXFORD Link Pentafet. Τα δείγματα επιγραφιτώθηκαν σε εξαχνωτή άνθρακα BAL-TEC/CED030. Συγκεκριμένα τοποθετήθηκαν με τη βοήθεια ειδικής κολλητικής μεμβράνης σε κυλίνδρους (βάσεις για τη τοποθέτηση στη γωνιομετρική τράπεζα) πάνω στους οποίους σημειώθηκε ο αριθμός του κάθε δείγματος και παρέμειναν στο εξαχνωτή άνθρακα για περίπου 20-30 λεπτά. Έπειτα τοποθετήθηκαν στη δειγματοφόρο τράπεζα και λήφθηκαν τα παρακάτω:

Δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα):

Si/1 σε μεγέθυνση Χ500 συν EDEX Si/2 σε μεγέθυνση Χ350 συν EDEX Si/3 σε μεγέθυνση Χ750 συν EDEX

- 131 -

Δείγμα 2 (οδοντίνη): Si/1 σε μεγέθυνση Χ500

Si/2 σε μεγέθυνση Χ350 συν EDEX Si/3 σε μεγέθυνση Χ100 Si/4 σε μεγέθυνση Χ75 συν EDEX Δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα):

Si/1 σε μεγέθυνση Χ1000 συν EDEX Si/2 σε μεγέθυνση Χ350 Si/3 σε μεγέθυνση Χ200

Si/4 σε μεγέθυνση Χ200 συν EDEX Si/5 σε μεγέθυνση Χ75

Εικ.66 Προετοιμασία δειγμάτων για ανάλυση στο SEM-EDX.

Εικ.67 Κατά τη τοποθέτηση των δειγμάτων στην γωνιομετρική τράπεζα.

- 132 -

Εικ.68 Ανάλυση δειγμάτων στο SEM-EDX. Κατά τη δεύτερη φάση μελέτης στο SEM, η προσοχή δόθηκε στη παρατήρηση

των χαρακτηριστικών της μικροδομής των δειγμάτων και ιδιαίτερα του (πιθανού) οστού. Η εξέταση πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Μικροσκοπίου, του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών από την Δρ. Γεωλογίας, κα. Σταθοπούλου Ε.. με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης OXFORD LINK ISIS 300. Χρησιμοποιήθηκαν τα ίδια δείγματα και λήφθηκαν τα παρακάτω:

Δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα) : Si/1 σε μεγέθυνση X230 Si/2 σε μεγέθυνση X650 Si/3 σε μεγέθυνση X180 Δείγμα 2 (οδοντίνη):

Si/1 σε μεγέθυνση X370 Si/2 σε μεγέθυνση X750 Six3 σε μεγέθυνση X1500 Si/4 σε μεγέθυνση X1600 Si/5 σε μεγέθυνση X1000 Si/6 σε μεγέθυνση X600 Si/7 σε μεγέθυνση X950 Si/8 σε μεγέθυνση X1100 Si/9 σε μεγέθυνση X1500 Si/10 σε μεγέθυνση X200 Si/11 σε μεγέθυνση X500 Δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα):

Si/1 σε μεγέθυνση X650 Si/2 σε μεγέθυνση X1600

- 133 -

Si/3 σε μεγέθυνση X1600 Si/4 σε μεγέθυνση X600 Si/5 σε μεγέθυνση X350 Si/6 σε μεγέθυνση X120 Si/7 σε μεγέθυνση X700 Δείγμα 4 (πιθανό οστό) :

Si/1 σε μεγέθυνση X550 Si/2 σε μεγέθυνση X950 Si/3 σε μεγέθυνση X1100 Si/4 σε μεγέθυνση X4000 Si/5 σε μεγέθυνση X6000 Si/6 σε μεγέθυνση X6000 Si/7 σε μεγέθυνση X190 Si/8 σε μεγέθυνση X400 Si/9 σε μεγέθυνση X1400 Si/10 σε μεγέθυνση X1700 Si/11 σε μεγέθυνση X3000 Si/12 σε μεγέθυνση X2700 Si/13 σε μεγέθυνση X1300 Si/14 σε μεγέθυνση X3300 Si/15 σε μεγέθυνση X600 Si/16 σε μεγέθυνση X600 Si/17 σε μεγέθυνση X750 Si/18 σε μεγέθυνση X220 Si/19 σε μεγέθυνση Χ2000

4.1.3.4. Περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD)

Η περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (Εικ.69), είναι μια φυσική μέθοδος ανάλυσης στερεών. Η μέθοδος επιτρέπει τη ταυτοποίηση και μερικώς, τον ποσοτικό προσδιορισμό των διαφόρων κρυσταλλικών φάσεων των συστατικών στερεών σε σκόνη, με βάση τη μικροκρυσταλλική δομή τους.

Η μέθοδος της περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ πραγματοποιήθηκε μόνο στο δείγμα από το περιβάλλον ίζημα του απολιθώματος ώστε να προσδιοριστεί η ορυκτολογική του σύσταση, η οποία θα βοηθήσει στην επιλογή της μεθόδου απομάκρυνσής του. Για τη μέθοδο αυτή πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία περιβάλλοντος πετρώματος 1gr σε σκόνη.

Η εξέταση με XRD πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Γεωχημείας του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών από το φοιτητή Γεωλογίας, κ. Ασπιώτη Κ.. Το δείγμα κονιοποιήθηκε και μεταφέρθηκε με ακετόνη σε γυάλινα πλακίδια όπου σχημάτιζαν λεπτή μεμβράνη. Εξετάστηκαν με ακτίνες Χ στη συσκευή Philips PW 1010 που λειτουργεί με ακτινοβολία χαλκού-καρδμίου και φίλτρο νικελίου στα 36 kW και 24mA.

- 134 -

Εικ.69 Κατά την ανάλυση δειγμάτων στο XRD

4.1.4. Περιγραφή εργασιών συντήρησης Κατά το πρώτο στάδιο συντήρησης πραγματοποιήθηκαν δοκιμές καθαρισμού

(Εικ.70) στο ίζημα και στο απολίθωμα. Οι δοκιμές καθαρισμού πραγματοποιήθηκαν σε δύο διαφορετικές περιοχές του απολιθώματος. Στην άκρη του τμήματος 2, όπου η επιφάνεια απολιθώματος-ιζήματος ήταν ορατή και στη περιοχή ένωσης του τμήματος 1 με 2, όπου το ίζημα είχε μεγάλο πάχος και δεν υπήρχε κίνδυνος τραυματισμού του απολιθώματος.

Εικ.70 Δοκιμές υγρού-μηχανικού καθαρισμού για την απομάκρυνση του περιβάλλοντος ιζήματος. Η πρώτη δοκιμή περιελάμβανε ξηρό μηχανικό καθαρισμό του ιζήματος με

νυστέρι Νο3 και λάμα Νο15. Κατά τη δεύτερη δοκιμή πραγματοποιήθηκε υγρός σε συνδυασμό με μηχανικό καθαρισμό. Αρχικά έγινε διαβροχή της επιφάνειας του ιζήματος με απιονισμένο νερό σε μπατονέτα και ύστερα χρησιμοποιήθηκε μηχανικός καθαρισμός με νυστέρι (στέλεχος Νο.3-λάμα Νο.15).

Κατά την επόμενη δοκιμή χρησιμοποιήθηκε κομπρέσα με απιονισμένο νερό (Εικ.71) όπου παρέμεινε στην επιφάνεια του ιζήματος για λίγα λεπτά. Ύστερα από τη παραμονή της κομπρέσας χρησιμοποιήθηκε πάλι μηχανικός καθαρισμός με νυστέρι.

- 135 -

Εικ.71 Δοκιμές υγρού-μηχανικού καθαρισμού με χρήση κομπρέσας για την απομάκρυνση του περιβάλλοντος ιζήματος.

Έπειτα πραγματοποιήθηκε δοκιμή με καλέμι μικρού μεγέθους και σφυρί για την

απομάκρυνση του ιζήματος (Εικ.72). Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε στην άκρη του τμήματος 2. Αρχικά το καλέμι τοποθετήθηκε στην επιφάνεια του ιζήματος κάθετα με μικρά διαδοχικά χτυπήματα. Έπειτα το καλέμι τοποθετήθηκε στη περιοχή που το ίζημα σταματάει να περιβάλλει το απολίθωμα και χτυπήθηκε με τη φορά που το καλύπτει.

Εικ.72 Δοκιμές καθαρισμού με σφυρί και καλέμι για την απομάκρυνση του περιβάλλοντος ιζήματος.

Για τη συνέχεια απομάκρυνσης του ιζήματος έπρεπε να χρησιμοποιηθούν υλικά απορρόφησης των κραδασμών και στήριξης του απολιθώματος. Για αυτό το λόγο το απολίθωμα τοποθετήθηκε πάνω σε στρώμα λάστιχου με τα τμήματά του να στηρίζονται σε μαξιλάρι τυλιγμένο με σακούλα πολυαιθυλενίου και φύλλα bubble rub.

Για τη στερέωση του απολιθώματος πραγματοποιήθηκαν δοκιμές στην εσωτερική πλευρά του τμήματος 1 που αποκολλήθηκε, με στερεωτικά Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη και Primal AC532K 5% v/v σε νερό (Εικ. 73).

Επιλέχτηκε το Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, λόγω της μεγαλύτερης συγκολλητικής του ικανότητας. Η στερέωση έγινε σε όλη την επιφάνεια των ορατών περιοχών του απολιθώματος, αποφεύγοντας τις περιοχές που καλύπτονταν με ίζημα. Η στερέωση πραγματοποιήθηκε με πινέλο σε δύο ή τρείς επάλληλες στρώσεις, ενώ στις ρωγμές χρησιμοποιήθηκε εμποτισμός με πιπέτα ή σύριγγα.

- 136 -

Εικ.73 Πριν και μετά τη δοκιμή στερεωτικού υλικού με Primal AC532K 5% v/v.

Ύστερα η απομάκρυνση του ιζήματος συνεχίστηκε στο τμήμα 2. Τα χτυπήματα με το καλέμι και το σφυρί γίνονταν στις περιοχές ρωγμών που είχε το ίζημα. Έτσι με διαδοχικά χτυπήματα, οι ρωγμές διανοίγονταν σε ρήγματα και το ίζημα απομακρυνόταν σε μεγάλα κομμάτια. Κάθε περιοχή του απολιθώματος που αποκαλυπτόταν στερεωνόταν αμέσως.

Έπειτα χρησιμοποιήθηκαν γάζες οι οποίες, τοποθετήθηκαν περιμετρικά του τμήματος 2 (Εικ.74,75) και στερεώθηκαν με Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη.

Εικ.74 Κατά τη τοποθέτηση γαζών με Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, για ενίσχυση και προστασία της επιφάνειας.

Εικ.75 Τοποθέτηση γάζας σε λεπτά τμήματα του οστού.

- 137 -

Τα χτυπήματα με το καλέμι έγιναν σε σημεία που το ίζημα είχε απομακρυνθεί από την επιφάνεια χωρίς να έχει αποσπαστεί ολόκληρο. Έτσι με προσεκτικά χτυπήματα το ίζημα απομακρύνθηκε, ελευθερώνοντας το τμήμα 2. Μέρος του τμήματος 2 που ενωνόταν με το τμήμα 1 απομακρύνθηκε μαζί με το ίζημα και στερεώθηκε με γάζες και Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη (Εικ.76).

Εικ.76 Τμήματα χαυλιόδοντα 2 που στερεώθηκαν με γάζες και Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη.

Κατά την απομάκρυνση του τμήματος 2, το ίζημα παρέσυρε μερικά τμήματα της επιφάνειας του απολιθώματος. Τα τμήματα στερεώθηκαν με Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη και το ίζημα χτυπήθηκε με καλέμι και σφυρί μέχρι αυτά να αποσπαστούν. Μόλις απομακρύνθηκαν συγκολλήθηκαν στη θέση τους με κόλλα Paraloid B72 (Εικ.77).

Εικ.77 Τμήματα του απολιθώματος που απομακρύνθηκαν κατά το καθαρισμό του περιβάλλοντος ιζήματος.

Το επόμενο στάδιο συντήρησης, ήταν η απομάκρυνση του οστού από το ίζημα

(Εικ. 78). Το ίζημα που συγκρατούσε το οστό αποτελούνταν από χαλαρές επικαθίσεις και έτσι χρησιμοποιήθηκε μηχανικός καθαρισμός με νυστέρι (στέλεχος Νο.3-λάμα Νο.15).

- 138 -

Σφυρί και καλέμι χρησιμοποιήθηκε σε περιοχές του ιζήματος που δεν βρίσκονταν κοντά στο οστό. Το οστό απομακρύνθηκε μαζί με μέρος ιζήματος. Τα λεπτά εύθραυστα τμήματά του, στερεώθηκαν με κόλλα Paraloid B72.

Εικ.78 Πριν και μετά την απόσπαση του οστού από το περιβάλλον ίζημα.

Το τμήμα 1 περιείχε τη μεγαλύτερη ποσότητα ιζήματος. Ο όγκος του ιζήματος μειώθηκε με σφυρί και καλέμι περιμετρικά του τμήματος. Λόγω όμως του μεγάλου βάρους του ιζήματος σε σχέση με το απολίθωμα, αποσπάστηκε μόνο του με φυσικό τρόπο. Μέρος της επιφάνειας του τμήματος 1 παρασύρθηκε μαζί με το ίζημα (Εικ.79).

Εικ.79 Απόσπαση του τμήματος 1, από το περιβάλλον ίζημα.

Αφού απελευθερώθηκαν και τα τρία τμήματα από το ίζημα, πραγματοποιήθηκε καθαρισμός με τη χρήση αμμοβολής ώστε να μειωθεί μέρος του ιζήματος που κάλυπτε το εσωτερικό του τμήματος 2 και του οστού. Ο καθαρισμός με αμμοβολή πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο συντήρησης Πέτρας, στο τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης, του Τ.Ε.Ι. Αθήνας υπό τη καθοδήγηση του Δρ. Συντηρητή Αρχαιοτήτων και καθηγητή εφαρμογών του τμήματος, κ. Στεφανή Α..

Αρχικά έγιναν δοκιμές καθαρισμού σε ένα τμήμα ιζήματος ώστε να επιλεχτεί η πίεση και το μέγεθος κόκκων που θα χρησιμοποιηθούν. Χρησιμοποιήθηκαν οξείδια

- 139 -

αλουμινίου ή αλουμίνα (Al2O3 ) μεγέθους κόκκων 125μ. με πίεση 4 και 4.5. Επιπλέον πραγματοποιήθηκε δοκιμή καθαρισμού με δονούμενη ακίδα στις ρωγμές των τμημάτων 2 που περιείχαν ίζημα.

Το απολίθωμα μεταφέρθηκε σε χυτήριο στη Χαλκίδα όπου διέθετε ισχυρή αμμοβολή εξωτερικού χώρου. Κατά τη χρήση αμμοβολής χρησιμοποιήθηκαν μεταλλικά φύλλα ως προστατευτικά της επιφάνειας του απολιθώματος. Η αμμοβολή πραγματοποιήθηκε με χρήση χαλαζιακής άμμου με μέγεθος κόκκων 100μ. και ισχυρή πίεση. Τα τμήματα που υποβλήθηκαν σε αμμοβολή ήταν η εσωτερική περιοχή του τμήματος 2 και το οστό.

Κατά το τελικό στάδιο συντήρησης του απολιθώματος πραγματοποιήθηκε η απομάκρυνση των γαζών με ακετόνη και ο επιφανειακός καθαρισμός του με ακετόνη και νυστέρι (στέλεχος Νο.3-λάμα Νο.15) όπου ήταν αναγκαίο. Οι ρωγμές που περιείχαν μεγάλη ποσότητα ιζήματος, καθαρίστηκαν με τη χρήση σφυριού και καλεμιού ή με χρήση μεταλλικής λίμας-ράσπας ώστε να μειωθεί ο όγκος του σύμφωνα με την επιφάνεια του απολιθώματος.

Έπειτα πραγματοποιήθηκε ο καθαρισμός της κόλλας Paraloid B72 με ακετόνη που είχε χρησιμοποιηθεί ως στερεωτικό στα λεπτά τμήματα του οστού. Τμήμα του οστού που συγκρατούσε η κόλλα, αποκολλήθηκε, καθαρίστηκε με ακετόνη και επανασυγκολλήθηκε με κόλλα Paraloid B72. Τέλος θραύσματα του τμήματος 2 που είχαν συγκρατηθεί με γάζες και Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, καθαρίστηκαν με ακετόνη και συγκολλήθηκαν με κόλλα Paraloid B72. Η περίσσεια της κόλλας καθαρίστηκε με μηχανικό τρόπο-χρήση νυστεριού ή με ακετόνη μετατρέποντας τη σε στερεωτικό υλικό (Εικ.80,81)

Εικ.80 Κατά την απομάκρυνση των γαζών και το καθαρισμό του οστού.

Εικ.81 Κατά τη μείωση όγκου του ιζήματος από τις ρωγμές και το καθαρισμό της κόλλας.

- 140 -

Πρέπει να αναφερθεί ότι το απολίθωμα μεταφέρθηκε εκτός εργαστηρίου δύο

φορές για αυτό και λήφθηκαν τα απαραίτητα μέτρα για την ασφαλή μεταφορά του. Κατά τη πρώτη μετακίνηση του το απολίθωμα έπρεπε να μεταφερθεί ολόκληρο

στο Ακτινολογικό τμήμα. Λόγω του μεγάλου μεγέθους και βάρους του τοποθετήθηκε σε χαρτοκιβώτιο πάνω σε φύλλα bubble rub, τα οποία τοποθετήθηκαν ανάμεσα στα τμήματα του απολιθώματος και γύρω από αυτό όπου είχε επαφή με τα τοιχώματα του χαρτοκιβωτίου. Το χαρτοκιβώτιο τοποθετήθηκε επάνω σε κόντρα πλακέ ξύλο και το κιβώτιο συγκρατήθηκε με κολλητικές ταινίες (Εικ.82).

Εικ.82 Κατά την προετοιμασία του απολιθώματος για τη μεταφορά του, εκτός εργαστηρίου.

Κατά τη δεύτερη μεταφορά του, τα τμήματα του απολιθώματος είχαν διαχωριστεί μεταξύ τους. Για αυτό και τοποθετήθηκαν σε μεγάλη πλαστική λεκάνη πάνω σε φύλλα αφρού πολυαιθυλενίου (Εικ.83). Τα φύλλα τοποθετήθηκαν γύρω από κάθε τμήμα έτσι ώστε να μην έρχονται σε επαφή το ένα με το άλλο και να μην μετακινούνται.

Τέλος θα πρέπει να τονιστεί ότι κατά το πέρας όλων των διαδικασιών συντήρησης ακολουθήθηκαν πιστά όλοι οι κανόνες υγείας και ασφάλειας. Κατά το μηχανικό καθαρισμό με καλέμι και σφυρί χρησιμοποιούνταν γάντια και προστατευτικά γυαλιά, ενώ απαραίτητη ήταν και η ποδιά. Κατά τη χρήση αμμοβολής χρησιμοποιήθηκαν ποδιά, χοντρά γάντια, προστατευτικά γυαλιά και χρήση ειδικής μάσκας.

- 141 -

Εικ.83 Τοποθέτηση φύλλων αφρού πολυαιθυλενίου ανάμεσα στα τμήματα για ασφαλή μεταφορά και μετακίνηση.

4.1.5. Περιγραφή σχεδιασμού κατασκευής έκθεσης

Ο σχεδιασμός έκθεσης (Σχέδιο 1,2,3,4,5,6) του απολιθώματος, πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το συντηρητή Αρχαιοτήτων κ. Μανιάτη Ν., με τη δημιουργία μιας κατασκευής η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταφορά, έκθεση ή αποθήκευση. Ο σχεδιασμός έκθεσης προϋπέθετε μέτρηση των διαστάσεων των τμημάτων του απολιθώματος, παρατήρηση των αδύναμων περιοχών που είχαν γίνει συγκολλήσεις και εστίαση όλων των παραμέτρων που αφορούν στην ασφαλή έκθεση-μεταφορά-αποθήκευση αλλά και στο αισθητικό αποτέλεσμα. Ο σχεδιασμός της κατασκευής και των βάσεων πραγματοποιήθηκε στο πρόγραμμα sketchup 2003.

Η κατασκευή αυτή περιλαμβάνει ένα ξύλινο κουτί επενδυμένο με φύλλο αλουμινίου για την αδιαβροχοποίηση της επιφάνειας ενώ οι ραφές θα κλείνουν με ακρυλικούς συνδέσμους. Οι εξωτερικές έδρες του κουτιού θα ενισχυθούν με μεταλλικές ράβδους, στις οποίες θα τοποθετηθούν χερούλια για την εύκολη μετακίνηση του. Ο πάτος της κατασκευής περιλαμβάνει μια επιπλέον επιφάνεια πάνω στην οποία θα τοποθετηθούν οι κυρίως βάσεις του απολιθώματος. Η επιφάνεια αυτή μπορεί να βγει από το κουτί.

Οι κυρίως βάσεις ( Σχέδιο 7,8,9) του απολιθώματος, προτείνονται να είναι ενιαίες μεταλλικές (φύλλα χαλκού) οι οποίες θα αγκαλιάζουν μέρος της κάτω επιφάνειας των τμημάτων και θα βιδώνουν στην επιφάνεια που θα τοποθετηθούν. Η τεχνική κατασκευής τους θα είναι σφυρηλάτηση με ηλεκτοστατική βαφή. Το καπάκι του κουτιού θα γίνει με plexiglass ώστε να είναι ορατό το απολίθωμα μέσα από το κουτί.

Όσον αφορά την ανάδειξη του απολιθώματος κατά την έκθεσή του, έπρεπε να γίνει γνωστό το είδος του οστού και αν τα τμήματα του χαυλιόδοντα ανήκουν σε ένα χαυλιόδοντα ή αν είναι ξεχωριστά τμήματα των δύο χαυλιοδόντων. Για αυτό το λόγο το απολίθωμα μεταφέρθηκε στο τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών και εξετάστηκε από το Λέκτορα

- 142 -

Γεωλογίας, κ. Ρουσιάκη Σ.. Το αποτέλεσμα από τη μελέτη, ήταν ότι το οστό ανήκει σε τμήμα κρανίου προβοσκιδωτού και συγκεκριμένα τμήμα ζυγωματικού ενώ τα τμήματα χαυλιοδόντων, ανήκουν σε εμπρόσθιο και οπίσθιο τμήμα χαυλιόδοντα χωρίς να μπορεί να γίνει μεγαλύτερη διάκρισή τους. Επιπλέον από τη διάμετρο των χαυλιοδόντων εκτιμάται ότι το μέγεθός τους έφτανε περίπου τα 2 με 2.5 μέτρα.

Σύμφωνα λοιπόν με τα παραπάνω, δημιουργήθηκε ένα προσδιοριστικό σχέδιο (Σχέδιο 10) για την εκμάθηση και κατανόηση του απολιθώματος κατά την έκθεση του. Το σχέδιο αυτό περιλαμβάνει στη πάνω αριστερή γωνία, τη παρουσίαση του είδους του ελέφαντα και το μέγεθος των χαυλιοδόντων που εκτιμάται ότι είχε, ενώ στη κάτω αριστερή γωνία παρουσιάζεται ενδεικτικά ένα κρανίο ελέφαντα μαζί με τους χαυλιόδοντες όπου θα χρωματιστούν οι περιοχές των τμημάτων στις οποίες εκτιμάται ότι ανήκουν τα απολιθώματα.

- 143 -

4.2. Αποτελέσματα 4.2.1. Αποτελέσματα μελέτης κατάστασης διατήρησης

Το απολίθωμα προς συντήρηση, αποτελείται (πιθανόν) από δύο τμήματα χαυλιόδοντα και ένα τμήμα οστού τα οποία καλύπτονται σε μεγάλο μέρος τους με ίζημα διαφορετικού πάχους, από το περιβάλλον ταφής. Τα ορατά τμήματα του απολιθώματος έχουν χρώμα μπεζ με τοπικά σκουρότερες αποχρώσεις, ενώ το ίζημα έχει χρώμα γκρι με καφέ αποχρώσεις ανά περιοχές.

Η διάταξη των τμημάτων του απολιθώματος, περιλαμβάνει ένα τμήμα χαυλιόδοντα (2), το οποίο τέμνεται στο ένα άκρο του, σχεδόν κάθετα με ένα μικρότερο τμήμα χαυλιόδοντα (1). Το οστό βρίσκεται μεταξύ της περιοχής που ενώνονται τα δύο τμήματα χαυλιόδοντα. Και τα τρία τμήματα ενώνονται μεταξύ τους με περιβάλλον ίζημα μεγάλου πάχους.

Σε όλο το απολίθωμα παρατηρούνται, ρηγματώσεις, μικρορωγμές, αποφλοιώσεις, απώλεια υλικού και εύθρυπτη επιφάνεια. Πιο συγκεκριμένα:

Στην όψη Α’ το μεγαλύτερο μέρος του χαυλιόδοντα 2 καλύπτεται με παχύ ίζημα, το οποίο συνεχίζεται και σε μέρος του χαυλιόδοντα 1. Το ίζημα φέρει δύο ρωγμές, η μια εκ των οποίων βρίσκεται στο μέσο του τμήματος 2, ενώ η άλλη που είναι εντονότερη χωρίζει το τμήμα 1 στη μέση, περιμετρικά. Στις άκρες του ιζήματος παρατηρούνται συσσωματώματα από το περιβάλλον ταφής. Στις ορατές περιοχές του τμήματος 2, παρατηρούνται χαλαρές επικαθίσεις, ενώ ρωγμές-μικρορωγμές διαγράφουν όλο το μήκος του. Επίσης παρατηρούνται περιοχές θραύσης και ρηγματωμένα τμήματα προς αποκόλληση. Στο τμήμα 1 παρατηρούνται φλεβώσεις-ρωγμές με ίζημα, αποφλοιώσεις και απώλεια υλικού στα άκρα του. Ρωγμές και μικρορωγμές είναι παρούσες σε όλο το μήκος του.

Στην όψη Β’, είναι ορατά μεγαλύτερο μέρος του τμήματος 2 και του οστού. Παχύ ίζημα περιβάλλει το τμήμα 1 και ενώνει το τμήμα 2 με το οστό. Το τμήμα 2 φέρει μια μεγάλη ρωγμή γεμάτη ίζημα, η οποία διαγράφει σχεδόν όλο το μήκος του. Γύρω από τη ρωγμή ξεκινούν μικρότερες ρωγμές, οι οποίες συνεχίζονται περιμετρικά του τμήματος. Οι περιοχές γύρω από τη ρωγμή και το ίζημα παρατηρούνται σκουρότερες σε σχέση με το χρώμα του υπόλοιπου απολιθώματος.

Επίσης στα άκρα του τμήματος 2 και λιγότερο του τμήματος 1 παρατηρούνται περιοχές θραύσης και απώλειας υλικού. Το τμήμα του οστού καλύπτεται τοπικά με επικαθίσεις, ενώ παρατηρούνται δύο ρωγμές στα όρια μεταξύ ιζήματος-οστού.

Στην όψη Γ’, παρατηρείται ο τρόπος με τον οποίο το τμήμα 1 τέμνει το τμήμα 2. Το ίζημα καλύπτει σχεδόν όλο το τμήμα 2 και μικρό μέρος του τμήματος 1. Απώλεια υλικού και αποφλοίωση παρατηρείται στο άκρο του τμήματος 2. Επιπλέον σε αυτή την όψη παρατηρείται η ρωγμή η οποία εκτείνεται περιμετρικά σχεδόν σε όλο το τμήμα 1. Πλήθος μικρορωγμών παρατηρούνται κατά μήκος του τμήματος 1, ενώ απώλεια υλικού και περιοχές θραύσης διακρίνονται στα άκρα του τμήματος.

Στην όψη Δ’, παρατηρείται η τομή του τμήματος 2. Διακρίνεται η πολφική κοιλότητα του χαυλιόδοντα, η οποία έχει πληρωθεί με ίζημα. Πλήθος μικρορωγμών ξεκινούν από το κέντρο, γύρω από τη περιοχή της πολφικής κοιλότητας και εκτείνονται ακτινικά μέχρι τα άκρα του. Κάποιες από τις ρωγμές φέρουν ίζημα εσωτερικά, ενώ απώλεια υλικού και περιοχές θραύσης παρατηρούνται περιμετρικά του τμήματος.

Στην όψη Ε’, παρατηρείται η άλλη πλευρά του τμήματος 2 και του οστού. Στο χαυλιόδοντα 2 διακρίνεται η απώλεια ενός μεγάλου τμήματος και η κάλυψη της περιοχής με ίζημα, ενώ ορατό είναι μέρος της πολφικής κοιλότητας. Το ίζημα στη

- 144 -

περιοχή αυτή περιέχει συσσωματώματα, ενώ οι επιφάνειες θραύσης είναι κατακερματισμένες και χωρισμένες σε επιμέρους στρώματα που περιέχουν επίσης ίζημα. Στην υπόλοιπη περιοχή του τμήματος 2 παρατηρούνται μεγάλες ρωγμές κατά μήκος του χαυλιόδοντα. Στο τμήμα 1 παρατηρείται απώλεια του υλικού, που αποκαλύπτει το πάχος και τη πρόσφυση του ιζήματος στο χαυλιόδοντα. Στο οστό διακρίνονται δύο κάθετες ρωγμές οι οποίες συνδέονται με άλλες μικρότερες, ενώ συσσωματώματα υπάρχουν στα όρια μεταξύ ιζήματος-οστού.

Στην όψη Ζ’, παρατηρείται το τμήμα 1 και το οστό. Μία κάθετη ρωγμή διαγράφει το τμήμα 1 και συναντάει στο κέντρο ένα ρήγμα που χωρίζει το τμήμα 1 στα δύο περιμετρικά. Έντονη είναι η παρουσία απώλειας υλικού και ρωγμών-μικρορωγμών σε όλη την επιφάνεια του τμήματος. Στο οστό παρατηρούνται μικρορωγμές και περιοχές θραύσης στο τελείωμα του.

Σε αυτό το σημείο, πρέπει να προστεθεί ότι κατά τη φωτογράφιση του απολιθώματος, αποκολλήθηκε ένα τμήμα του χαυλιόδοντα 1.

Σύμφωνα με τα παραπάνω εκτιμάται ότι η κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος είναι κακή. Το τμήμα 2 θεωρείται το πιο ανθεκτικό, αν και η επιφάνεια θραύσης του χαρακτηρίζεται κατακερματισμένη. Το οστό, εξωτερικά φαίνεται ανθεκτικό, η επιφάνειά του όμως κρίνεται σοβαρά εύθρυπτη αν και δεν υπήρξαν απώλειες στο συγκεκριμένο τμήμα.

Τέλος σε πιο άσχημη κατάσταση διατήρησης θεωρείται ότι είναι το τμήμα 1, καθώς υπήρξε η μεγαλύτερη απώλεια υλικού, αποκολλήθηκε ένα σχετικά μεγάλο τμήμα του κατά τη φωτογράφιση και τέλος η επιφάνειά του ήταν αποφλοιωμένη και διαχωρισμένη σε επιμέρους στρώματα με αποτέλεσμα τη συνεχή τάση αποκόλλησης μικρών θραυσμάτων.

Τη κατάσταση διατήρησης ενισχύουν και οι φυσικοχημικές αναλύσεις, συγκεκριμένα η μελέτη στο πετρογραφικό μικροσκόπιο και στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), τα αποτελέσματα των οποίων δίνονται παρακάτω. Μορφές φθοράς:

Ίζημα

- 145 -

Περιοχές θραύσης- Απώλεια υλικού

- 146 -

- 147 -

Εύθρυπτη επιφάνεια

Ρηγμάτωση - Μικρορηγμάτωση

- 148 -

ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ

- 149 -

- 150 -

- 151 -

- 152 -

- 153 -

- 154 -

- 155 -

- 156 -

- 157 -

- 158 -

- 159 -

- 160 -

- 161 -

- 162 -

- 163 -

- 164 -

- 165 -

- 166 -

- 167 -

- 168 -

- 169 -

- 170 -

- 171 -

4.2.2. Αποτελέσματα φυσικοχημικών αναλύσεων Ραδιογραφία

Η μελέτη του απολιθώματος με ακτίνες Χ δεν παρουσίασε αποτελέσματα. Η φύση του υλικού, ο όγκος του, η πυκνότητά του και ο χρόνος ακτινοβόλησης του απολιθώματος δεν έδωσαν τα απαραίτητα προσδιοριστικά στοιχεία. Το μόνο που υποθετικά μπορεί να αναφερθεί, είναι ότι διακρίνεται ένα ελάχιστο σημείο ένωσης του τμήματος 2 με το τμήμα 1 (Εικ.84). Όσον αφορά τη κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος, παρατηρήθηκαν ρωγμές μεγάλου βάθους περισσότερο στο τμήμα 1 και λιγότερο στο οστό(Εικ.85).

Εικ.84 Ακτινογραφία απολιθώματος-παρατήρηση ένωσης τμήματος 1 με 2.

Εικ.85 Ακτινογραφία απολιθώματος-παρατήρηση ρωγμών στο τμήμα 1 και στο οστό.

- 172 -

Πετρογραφικό μικροσκόπιο

Τα αποτελέσματα παρατήρησης των δειγμάτων στο πετρογραφικό μικροσκόπιο είναι:

Στο δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα), παρατηρούνται συσσωματώματα από το περιβάλλον ταφής κόκκινου και μαύρου-γκρι χρώματος. Η περιοχή που το ίζημα ήταν σε επαφή με την επιφάνεια του απολιθώματος, παρατηρείται πιο ομαλή σε σχέση με την εξωτερική χωρίς την ύπαρξη συσσωματωμάτων ενώ διακρίνονται ρωγμές και μικρορωγμές (Εικ.86).

α β

γ Εικ. 86 Παρατήρηση δείγματος 1 (περιβάλλον ίζημα) σε πετρογραφικό μικροσκόπιο. Μεγέθυνση α

Χ1.25, β Χ1.10, γ Χ1.50.

- 173 -

Στο δείγμα 2 (οδοντίνη) παρουσιάζονται οι χαρακτηριστικές γραμμές της δομής της οδοντίνης ενώ διακρίνεται ρωγμή-φλέβα, η οποία περιέχει ίζημα. Επιπλέον παρατηρούνται ρωγμές, θραύσματα προς αποκόλληση και ίχνη επικαθίσεων στην επιφάνεια του δείγματος (Εικ.87).

α β

γ δ

ε Εικ.87 Παρατήρηση δείγματος 2 (οδοντίνη) στο πετρογραφικό μικροσκόπιο. Μεγέθυνση α Χ2.5, β

Χ3, γ Χ3, δ Χ1.5, ε Χ2.

- 174 -

Στο δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα) παρατηρείται διαφορά σε σχέση με το επιφανειακό ίζημα. Το δείγμα 3 παρουσιάζεται σε γκρι-σκούρες αποχρώσεις με πιο συνεκτική δομή (Εικ.88).

α β Εικ.88 Παρατήρηση δείγματος 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα). Μεγέθυνση α Χ1.20, β Χ1.15.

Στο δείγμα 4 (πιθανό οστό), η επιφάνεια παρατηρείται ανώμαλη και κατακερματισμένη, ενώ επικαθίσεις και ίχνη επικαθίσεων καλύπτουν την εξωτερική επιφάνεια και τη περιοχή τομής του (Εικ.89).

α β

γ Εικ.89 Παρατήρηση δείγματος 4 (πιθανό οστό) στο πετρογραφικό μικροσκόπιο. Μεγέθυνση α Χ1.70,

β Χ3, γ Χ2.

- 175 -

Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή-Μικροαναλυτή (SEM-EDEX)

Δείγμα 1 (Περιβάλλον ίζημα )

Si/1 σε μεγέθυνση X500.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Na K 1.35 0.6180 1.68 0.15 1.73 2.26 Na2O 0.23 Mg K 1.70 0.5985 2.19 0.12 2.13 3.63 MgO 0.29 Al K 2.22 0.7045 2.42 0.11 2.13 4.57 Al2O3 0.28 Si K 15.12 0.7930 14.65 0.18 12.37 31.35 SiO2 1.66 S K 5.06 0.8189 4.75 0.12 3.51 11.85 SO3 0.47

Ca K 29.97 0.9896 23.27 0.24 13.77 32.56 CaO 1.84 Mn K 1.16 0.8046 1.10 0.17 0.48 1.43 MnO 0.06 Fe K 10.35 0.8285 9.60 0.30 4.08 12.35 FeO 0.55

O 40.34 0.32 59.80 8.00 Totals 100.00

Cation sum 5.38

- 176 -

Si/2 σε μεγέθυνση X350.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Na K 0.54 0.5904 0.66 0.12 0.67 0.88 Na2O 0.09 Mg K 2.06 0.5854 2.51 0.10 2.43 4.16 MgO 0.31 Al K 2.23 0.6885 2.32 0.09 2.02 4.38 Al2O3 0.26 Si K 9.25 0.7826 8.43 0.12 7.07 18.04 SiO2 0.90 P K 2.44 1.0922 1.59 0.10 1.21 3.65 P2O5 0.15 S K 12.84 0.8450 10.84 0.14 7.96 27.07 SO3 1.01 K K 0.89 1.0224 0.62 0.07 0.37 0.74 K2O 0.05 Ca K 22.05 0.9742 16.15 0.17 9.49 22.60 CaO 1.21 Ti K 0.45 0.7915 0.41 0.08 0.20 0.68 TiO2 0.03 Fe K 16.18 0.8347 13.84 0.26 5.83 17.80 FeO 0.74

O 42.64 0.28 62.75 8.00 Totals 100.00

Cation sum 4.75

- 177 -

Si/3 σε μεγέθυνση X750.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Na K 0.56 0.6460 0.70 0.13 0.76 0.94 Na2O 0.10 Mg K 1.86 0.6314 2.38 0.12 2.46 3.95 MgO 0.33 Si K 12.29 0.7779 12.79 0.17 11.44 27.37 SiO2 1.53 P K 3.14 1.0214 2.49 0.12 2.01 5.70 P2O5 0.27 S K 2.33 0.8008 2.35 0.11 1.84 5.87 SO3 0.25 Cl K 0.38 0.7351 0.42 0.08 0.30 0.00 0.04 K K 0.59 1.0636 0.45 0.09 0.29 0.54 K2O 0.04 Ca K 35.30 0.9928 28.78 0.26 18.03 40.27 CaO 2.41 Mn K 0.81 0.8050 0.82 0.15 0.37 1.06 MnO 0.05 Fe K 6.87 0.8312 6.69 0.25 3.01 8.61 FeO 0.40 Br L 4.45 0.6838 5.27 0.21 1.66 0.00 0.22

O 36.86 0.31 57.83 7.74 Totals 100.00

Cation sum 5.38

- 178 -

Δείγμα 2 (οδοντίνη)

Si/2 σε μεγέθυνση X350.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Mg K 0.40 0.6348 0.58 0.13 0.59 0.96 MgO 0.08 P K 22.52 1.3197 15.64 0.23 12.41 35.83 P2O5 1.67

Ca K 49.93 1.0132 45.17 0.33 27.70 63.21 CaO 3.74 O 38.61 0.32 59.31 8.00

Totals 100.00

Cation sum 5.49

- 179 -

Si/4 σε μεγέθυνση X75.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Mg K 0.38 0.6310 0.53 0.10 0.53 0.87 MgO 0.07 Al K 0.67 0.7567 0.78 0.09 0.71 1.47 Al2O3 0.10 P K 21.21 1.3060 14.26 0.19 11.32 32.66 P2O5 1.53 S K 0.78 0.8521 0.81 0.10 0.62 2.02 SO3 0.08

Ca K 51.11 1.0128 44.29 0.30 27.18 61.96 CaO 3.67 Fe K 0.73 0.8079 0.79 0.19 0.35 1.02 FeO 0.05

O 38.56 0.30 59.29 8.00 Totals 100.00

Cation sum 5.49

- 180 -

Δείγμα 3 (ίζημα από την πολφική κοιλότητα)

Si/1 σε μεγέθυνση X1000.

Element App Intensity Weight% Weight% Atomic % Compd% Formula Numbe

r Conc. Corrn. Sigma of ions

Mg K 1.69 0.5818 3.16 0.09 3.57 5.23 MgO 0.55 Si K 1.31 0.7880 1.80 0.07 1.77 3.86 SiO2 0.27 P K 0.69 1.1960 0.63 0.06 0.56 1.43 P2O5 0.09 S K 0.60 0.9307 0.70 0.06 0.60 1.76 SO3 0.09 Cl K 0.15 0.8491 0.19 0.05 0.15 0.00 0.02 Ca K 53.44 1.0569 54.93 0.24 37.73 76.85 CaO 5.78 Mn K 0.74 0.7839 1.02 0.12 0.51 1.32 MnO 0.08 Fe K 4.61 0.8150 6.14 0.18 3.03 7.90 FeO 0.46 Zn K 0.00 0.8132 0.00 0.00 0.00 0.00 ZnO 0.00 Br L 0.85 0.6362 1.45 0.14 0.50 0.00 0.08

O 29.98 0.20 51.58 7.90 Totals 100.00

Cation sum 7.32

- 181 -

Η μελέτη των δειγμάτων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό

με στοιχειακό αναλυτή (SEM-EDX) είχε τα παρακάτω αποτελέσματα:

Στο δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα), τα στοιχεία που ανιχνεύθηκαν κυρίως, είναι ασβέστιο (Ca), πυρίτιο (Si) και σίδηρος (Fe), τα οποία μετέχουν στη δομή των ασβεστοπυριτικών ορυκτών. Έπειτα σε μικρότερες ποσότητες ανιχνεύθηκαν θείο (S), μαγνήσιο (Mg), αργίλιο (Al) και νάτριο (Na) τα οποία αποτελούν αργιλικά ορυκτά. Σύμφωνα λοιπόν με τα παραπάνω το περιβάλλον ίζημα είναι κυρίως ασβεστοπυριτικής σύστασης.

Στο δείγμα 2 (οδοντίνη), τα στοιχεία που ανιχνεύθηκαν κυρίως είναι ασβέστιο (Ca) και φώσφορος (P), ενώ σε μικρότερη ποσότητα ανιχνεύθηκαν μαγνήσιο (Mg), θείο (S) και σίδηρος (Fe). Μέρος του ασβεστίου (Ca) καθώς και του φωσφόρου (P), ανήκουν στη σύσταση της οδοντίνης καθώς λαμβάνουν μέρος στο σχηματισμό του υδροξυαπατίτη ([Ca10 (PO4)6 (OH)2] αποτελεί τη σύσταση του ανόργανου μέρους των οστών και των δοντιών το οποίο είναι ένα σύμπλοκο φώσφορου και ασβεστίου) (Σταθοπούλου, 1997). Τα υπόλοιπα στοιχεία αφορούν ορυκτά του εδάφους τα οποία έχουν επικαθίσει στο δείγμα και έχουν εμπλουτίσει τη δομή του κατά την απολίθωση. Επομένως το δείγμα 2 είναι κυρίως ασβεστιτικής σύστασης.

Στο δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα), ανιχνεύθηκαν όμοια στοιχεία με αυτά του δείγματος 1 με τη διαφορά ότι παρουσιάζεται μεγαλύτερη ποσότητα ασβεστίου (Ca) σε σχέση με το πυρίτιο (Si). Αυτό μπορεί να δικαιολογηθεί και από τη μικροφωτογραφία, όπου διακρίνεται επικάθιση ορυκτής φάσης ασβεστίτη στη περιοχή που πραγματοποιήθηκε στοιχειακή ανάλυση. Επιπλέον ανιχνεύθηκε φώσφορος (P), ο οποίος προέρχεται από τη σύσταση του χαυλιόδοντα. Τα υπόλοιπα στοιχεία αφορούν αργιλοπυριτικά ορυκτά. Επομένως και το δείγμα 3, είναι κυρίως ασβεστοπυριτικής σύστασης.

Τη σύσταση του ιζήματος επιβεβαιώνουν και οι αναλύσεις με περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD).

- 182 -

Δείγμα 1 (περιβάλλον ίζημα)

Ύπαρξη κρυστάλλων.

Si/1 σε μεγέθυνση X230 Λεπτομέρεια περιοχής με κρυστάλλους.

Si/2 σε μεγέθυνση X650 Επικαθίσεις ασβεστιτικού υλικού.

Si/3 σε μεγέθυνση X180

- 183 -

Δείγμα 2 (οδοντίνη)

Παρατήρηση οδοντινοσωληναρίων.

Si/1 σε μεγέθυνση X370 Λεπτομέρεια περιοχής με οδοντινοσωληνάρια.

Si/2 σε μεγέθυνση X750 Λεπτομέρεια περιοχής με οδοντινοσωληνάρια.

Six3 σε μεγέθυνση X1500

- 184 -

Επικάθιση ορυκτής φάσης στην επιφάνεια.

Si/4 σε μεγέθυνση X1600 Λεπτομέρεια περιοχής με ίχνη οπών.

Si/5 σε μεγέθυνση X1000 Κατακερματισμένη επιφάνεια.

Si/6 σε μεγέθυνση X600

- 185 -

Κατακερματισμένη επιφάνεια.

Si/7 σε μεγέθυνση X950 Παρατήρηση σωληναρίων, χαρακτηριστικών στοιχείων της δομής των δοντιών.

Si/8 σε μεγέθυνση X1100 Διάκριση οπών.

Si/9 σε μεγέθυνση X1500

- 186 -

Λεπτομέρεια περιοχής με οδοντινοσωληνάρια.

Si/10 σε μεγέθυνση X200 Λεπτομέρεια περιοχής με οδοντινοσωληνάρια.

Si/11 σε μεγέθυνση X500

- 187 -

Δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα)

Λεπτομέρεια δομής του υλικού.

Si/1 σε μεγέθυνση X650 Λεπτομέρεια δομής του υλικού με ίχνη επικαθίσεων.

Si/2 σε μεγέθυνση X1600 Λεπτομέρεια δομής του υλικού με ίχνη επικαθίσεων.

Si/3 σε μεγέθυνση X1600

- 188 -

Λεπτομέρεια περιοχής της δομής του υλικού.

Si/4 σε μεγέθυνση X600 Λεπτομέρεια περιοχής της δομής του υλικού.

Si/5 σε μεγέθυνση X350 Λεπτομέρεια περιοχής της δομής του υλικού.

Si/6 σε μεγέθυνση X120

- 189 -

Λεπτομέρεια περιοχής της δομής του υλικού.

Si/7 σε μεγέθυνση X700

- 190 -

Δείγμα 4 (πιθανό οστό)

Διάκριση κρυστάλλων ή θραυσμάτων του υλικού.

Si/1 σε μεγέθυνση X550 Διάκριση κρυστάλλων ή θραυσμάτων του υλικού.

Si/2 σε μεγέθυνση X950 Χαρακτηριστική υφή οστού.

Si/3 σε μεγέθυνση X1100

- 191 -

Παρατήρηση οστικής κοιλότητας.

Si/4 σε μεγέθυνση X4000 Λεπτομέρεια οστικής κοιλότητας.

Si/5 σε μεγέθυνση X6000 Λεπτομέρεια υγιούς επιφάνειας οστού.

Si/6 σε μεγέθυνση X6000

- 192 -

Παρατήρηση περιοχής με μικροβιακή δράση.

Si/7 σε μεγέθυνση X190 Λεπτομέρεια περιοχής με μικροβιακή δράση.

Si/8 σε μεγέθυνση X400 Ύπαρξη σφαιριδίων άγνωστης προέλευσης.

Si/9 σε μεγέθυνση X1400

- 193 -

Ύπαρξη σφαιριδίων άγνωστης προέλευσης.

Si/10 σε μεγέθυνση X1700 Ύπαρξη σφαιριδίων άγνωστης προέλευσης.

Si/11 σε μεγέθυνση X3000 Λεπτομέρεια περιοχής με σήραγγα μικροβιακής δράσης.

Si/12 σε μεγέθυνση X2700

- 194 -

Χαρακτηριστική δομή οστού.

Si/13 σε μεγέθυνση X1300 Χαρακτηριστική δομή οστού.

Si/14 σε μεγέθυνση X3300 Λεπτομέρεια επιφάνειας με μικροβιακή δράση και επικαθίσεις.

Si/15 σε μεγέθυνση X600

- 195 -

Λεπτομέρεια περιοχής με μικροβιακή δράση και επικαθίσεις.

Si/16 σε μεγέθυνση X600 Λεπτομέρεια επιφάνειας οστού με επικαθίσεις.

Si/17 σε μεγέθυνση X750 Χαρακτηριστική δομή οστού.

Si/18 σε μεγέθυνση X220

- 196 -

Χαρακτηριστική δομή οστού.

Si/19 σε μεγέθυνση Χ2000

Σύμφωνα με τα παραπάνω, αποδεικνύεται ότι το δείγμα 2 (οδοντίνη) είναι χαυλιόδοντας και το δείγμα 4 (πιθανό οστό) είναι οστό. Η ύπαρξη οδοντινοσωληναρίων, τα οποία είναι χαρακτηριστικά στοιχεία της δομής της οδοντίνης, αποδεικνύει ότι το δείγμα 2 (οδοντίνη) αποτελεί χαυλιόδοντα προβοσκιδωτού.

Από την άλλη η παρατήρηση της οστικής κοιλότητας στο δείγμα 4(πιθανό οστό) καθώς και τα ίχνη τα οποία κάποτε περιείχαν τις ίνες κολλαγόνου, αποδεικνύουν ότι το δείγμα 4 αποτελεί οστό.

Όσον αφορά τη κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος, ενδιαφέρον παρουσιάζουν η κατακερματισμένη επιφάνεια που παρατηρήθηκε στο δείγμα 2 (οδοντίνη), ενώ οι περιοχές με τις σήραγγες από τη μικροβιακή δράση στο δείγμα 4 (πιθανό οστό), δικαιολογούν την ευαισθησία της επιφάνειας του οστού.

- 197 -

Περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD)

Τα ορυκτά που ανιχνεύθηκαν στο δείγμα από το περιβάλλον ίζημα του απολιθώματος με εξέταση περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ είναι: Χαλαζίας SiO2 Μαγνησιούχος ασβεστίτης (Ca, Mg)CO3 Ανθρακικός υδρόξυ απατίτης, φθοριούχος Ca10(PO4)5CO3(OH)F Αλβίτης NaAlSi3O8 Μοντμοριλλονίτης Nax(Al, Mg)2Si4O10(OH)2⋅zH2O Ιλλίτης K0.5(Al, Fe, Mg)3(Si, Al)4O10(OH)2 Καολινίτης Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O Σανίδινο (Na, K)(Si3Al)O8 Μοσχοβίτης KAl2(Si3Al)O10(OH, F)2 Ασβεστίτης CaCO3 Ακτινόλιθος Ca2(Mg, Fe)5Si8O22(OH)2 Κλινοχρυσοτίλης Mg3Si2O5(OH)4

Σύμφωνα με τα παραπάνω, τα ορυκτά τα οποία ανιχνεύθηκαν στο περιβάλλον ίζημα είναι κυρίως ο χαλαζίας (SiO2) και ο ασβεστίτης (CaCO3). Τα υπόλοιπα ορυκτά ανήκουν στην οικογένεια των αργιλικών ορυκτών και των αστρίων (Αλβίτης, Μοντμοριλλονίτης, Ιλλίτης, Καολινίτης, Σανίδινο, Μοσχοβίτης, Ακτινόλιθος, Κλινοχρυσοτίλης) αποτελώντας τα πιο συνήθη στοιχεία του εδάφους.

Τέλος η ανίχνευση υδροξυαπατίτη ([Ca10 (PO4)6 (OH)2]) προέρχεται από τη σύσταση του χαυλιόδοντα και το φθόριο λαμβάνει μέρος κατά τη διαδικασία απολίθωσης. Επομένως το περιβάλλον ίζημα, είναι κυρίως ασβεστοπυριτικής σύστασης.

- 198 -

- 199 -

4.2.3. Εκτίμηση-αποτίμηση εργασιών συντήρησης

Κατά το πέρας όλων των εργασιών συντήρησης παρατηρήθηκαν τα εξής αποτελέσματα:

Οι δοκιμές που χρησιμοποιήθηκαν για την απομάκρυνση του ιζήματος έγιναν με σκοπό το προσδιορισμό των χαρακτηριστικών του ιζήματος και τη κατάσταση διατήρησης της επιφάνειας. Οι μέθοδοι με ξηρό-μηχανικό καθαρισμό και υγρό σε συνδυασμό με μηχανικό καθαρισμό δεν απέδωσαν τα επιθυμητά αποτελέσματα. Η χρήση του νυστεριού καθώς και η διαβροχή της επιφάνειας με απιονισμένο νερό, επέτρεπαν την απομάκρυνση των χαλαρών επικαθίσεων της επιφάνειας του ιζήματος, χωρίς να αποδιοργανώσουν το ίζημα. Οι χαλαρές επικαθίσεις κάλυπταν λίγα χιλιοστά της επιφάνειας του ιζήματος (Εικ.90), το οποίο παρουσιαζόταν πολύ σκληρότερο κάτω από αυτό το στρώμα (Εικ.91). Για τους παραπάνω λόγους λοιπόν αποφασίστηκε να γίνουν δοκιμές με πιο δραστικές μεθόδους.

Εικ.90 Αποτελέσματα δοκιμών υγρού-μηχανικού καθαρισμού. Οι χαλαρές επικαθίσεις κάλυπταν λίγα χιλιοστά του ιζήματος.

Εικ.91 Αποτελέσματα δοκιμών υγρού-μηχανικού καθαρισμού. Κάτω από τις χαλαρές επικαθίσεις το ίζημα παρουσιαζόταν πολύ σκληρότερο.

- 200 -

Η πρώτη δοκιμή με το καλέμι και το σφυρί στο τμήμα 2 (Εικ.92), απομάκρυνε

ικανοποιητικά και χωρίς μεγάλη δυσκολία μέρος του ιζήματος, καθώς άφησε την επιφάνεια του απολιθώματος ανέπαφη (Εικ.93).

Τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για τη στήριξη του απολιθώματος και για την απορρόφηση των κραδασμών χαρακτηρίζονται αρκετά κατάλληλα. Προσέδωσαν ικανοποιητική σταθερότητα και στήριξη στα τμήματα, ενώ τα φύλλα bubble rub μπορούσαν να κοπούν σε μικρότερα κομμάτια και να τοποθετηθούν ανάλογα με τη περίπτωση σε σημεία που κρινόταν αναγκαίο.

Εικ.92 Τμήμα 2, μετά την απομάκρυνση του ιζήματος, η επιφάνεια έμεινε ανέπαφη.

Εικ.93 Τμήμα 2, το ίζημα δεν είχε μεγάλη πρόσφυση με την επιφάνεια του απολιθώματος.

- 201 -

Λόγω της κατάστασης διατήρησης του απολιθώματος και για τη μεγαλύτερη ενίσχυσή του, αποφασίστηκε η στερέωσή του. Κατά τη δοκιμή των στερεωτικών Primal AC532K 5% v/v σε νερό και Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, καταλληλότερο θεωρήθηκε το Paraloid B72, λόγω της άμεσης απορρόφησης και συγκολλητικής του ικανότητας. Τμήματα του απολιθώματος περιείχαν ίζημα και συγκρατούνταν στη θέση τους από αυτό, με αποτέλεσμα το Primal AC532K 5% v/v να μαλακώνει το ίζημα λόγω του νερού ως διαλύτη και να αποκολλεί μικρά θραύσματα. Το Paraloid B72 5% w/v λόγω της ακετόνης ως διαλύτη εξατμιζόταν σε ικανοποιητικό χρόνο και προσέδιδε την απαραίτητα σταθεροποίηση που επέτρεπε άμεσα τη συνέχεια των εργασιών συντήρησης.

Επιπλέον η χρήση σύριγγας για την εισαγωγή του στερεωτικού σε ρωγμές κρίνεται απαραίτητη και εύχρηστη, καθώς το στερεωτικό υλικό διείσδυε σε βάθος, εκεί που το πινέλο ή η πιπέτα δεν μπορούσαν να εισχωρήσουν.

Στο τμήμα 2, η χρήση σφυριού και καλεμιού θεωρείται επιτυχής, καθώς απομάκρυνε το ίζημα με ελάχιστες έως καθόλου απώλειες. Η περιοχή που παρουσίαζε τη μεγαλύτερη ευαισθησία στο τμήμα 2 ήταν η περιοχή θραύσης του, η οποία ήταν κατακερματισμένη και τη συγκρατούσε το ίζημα. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήθηκαν γάζες με Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, ώστε να διατηρηθούν στη θέση τους τμήματα που κινδύνευαν να απομακρυνθούν μαζί με το ίζημα. Γάζες με Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη, χρησιμοποιήθηκαν επίσης στο σημείο ένωσης του τμήματος 2 με το τμήμα 1 που απομακρύνθηκε, ώστε να μη διαχωριστεί η περιοχή σε επιμέρους τμήματα και τα κομμάτια φυλάχθηκαν σε ασφαλές μέρος για τη μελλοντική τους συγκόλληση. Η τοποθέτηση γαζών (Εικ.94) είχε καλά αποτελέσματα καθώς ενίσχυσε την επιφάνεια και συγκράτησε τα θραύσματα στη θέση τους (Εικ.95).

Εικ.94 Οι γάζες που τοποθετήθηκαν, συγκράτησαν τα θραύσματα στη θέση τους και προστάτεψαν την επιφάνεια.

- 202 -

Εικ.95 Τμήμα 2, μετά την απόσπασή του από το ίζημα.

Το οστό περιείχε λεπτά ευαίσθητα τμήματα που δεν αποδέχονταν μεγάλους κραδασμούς. Η απόσπαση του οστού (Εικ.96) από το ίζημα είχε ικανοποιητικά αποτελέσματα, καθώς δεν υπήρξαν απώλειες υλικού, ενώ η στήριξη των λεπτών τμημάτων (Εικ.97) του οστού με κόλλα Paraloid B72, έδωσε τη κατάλληλη σταθερότητα και δύναμη χωρίς να υπάρξουν προβλήματα κατά την αφαίρεσή της.

Εικ.96 Επιτυχής απόσπαση του οστού από το ίζημα.

- 203 -

Εικ.97 Η κόλλα Paraloid B72 προσέδωσε τη κατάλληλη σταθερότητα και δύναμη στα λεπτά τμήματα του οστού.

Στο τμήμα 1 η απόσπαση του ιζήματος από το απολίθωμα ( Εικ.98) λόγω του

βάρους του παρέσυρε τμήμα της επιφάνειας με αποτέλεσμα την απώλεια υλικού (Εικ.99).

Η χρήση αμμοβολής με οξείδια αργιλίου (Al2O3 ) μεγέθους κόκκων 125μ. με πίεση 4 και 4.5, δεν έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα. Η μέθοδος αποδιοργάνωνε σε πολύ αργούς ρυθμούς το ίζημα ενώ απομάκρυνε ικανοποιητικά τις επιφανειακές χαλαρές επικαθίσεις στο απολίθωμα. Επίσης η πίεση και το διαθέσιμο υλικό της αμμοβολής κρίθηκαν ανεπαρκή για αυτό αποφασίστηκε η μεταφορά του απολιθώματος σε μέρος με ισχυρότερη αμμοβολή.

Εικ.98 Πριν την απόσπαση του τμήματος 1, από το ίζημα.

- 204 -

Εικ.99 Μετά την απόσπαση του τμήματος 1 από το ίζημα.

Ύστερα η δοκιμή καθαρισμού του ιζήματος που περιεχόταν στις ρωγμές, με δονούμενη ακίδα, δεν είχε κανένα αποτέλεσμα, αφού δεν απομάκρυνε το ίζημα αλλά ασκούσε δύναμη και δονήσεις σε όλο το τμήμα του απολιθώματος.

Αποτελεσματική θεωρήθηκε η ισχυρή αμμοβολή με χαλαζιακή άμμο μέγεθος κόκκου 100μ., καθώς μείωσε σε λίγα λεπτά τον όγκο του ιζήματος στο τμήμα 2 ( Εικ.100,101) και στο οστό (Εικ.102,103), ενώ τα μεταλλικά φύλλα που χρησιμοποιήθηκαν ως προστατευτικά επιφάνειας λειτούργησαν άκρως ικανοποιητικά εμποδίζοντας την επιφάνεια να τραυματιστεί. Το ίζημα απομακρύνθηκε σε μέγεθος που κρίθηκε κατάλληλο για την αντοχή του απολιθώματος και για αισθητικούς λόγους.

Εικ.100 Τμήμα 2, πριν τη χρήση αμμοβολής.

Έπειτα η απομάκρυνση των γαζών με ακετόνη, πραγματοποιήθηκε εύκολα, χωρίς να επηρεάσει τα τμήματα που είχαν συγκρατηθεί. Ο επιφανειακός καθαρισμός

- 205 -

με τη χρήση νυστεριού και ακετόνης, πραγματοποιήθηκε χωρίς καμιά δυσκολία, αφαιρώντας ικανοποιητικά όλες τις χαλαρές επικαθίσεις (Εικ.104,105).

Η χρήση μεταλλικής λίμας ή ράσπας για τη μείωση του ιζήματος στις ρωγμές, πραγματοποιήθηκε με μεγάλη προσοχή, δίνοντας τα επιθυμητά αποτελέσματα.

Η συγκόλληση (Εικ.106,107,108,109) θραυσμάτων του τμήματος 2 με κόλλα Paraloid B72, είχε τα καλύτερα αποτελέσματα. Συγκράτησε ικανοποιητικά σχετικά μεγάλα τμήματα σε ιδιαίτερες θέσεις, ενώ σταθεροποιήθηκε σε σχετικά γρήγορο χρόνο προσδίδοντας την απαραίτητη ισχύ στις συγκολλημένες περιοχές.

Τέλος τα μέτρα που λήφθηκαν για τη μεταφορά του απολιθώματος και στις δύο περιπτώσεις χαρακτηρίζονται επιτυχή. Τα τμήματα του απολιθώματος δεν μετακινήθηκαν, δεν τραυματίστηκαν ενώ η μεταφορά τους έγινε με αρκετή ευκολία.

Εικ.101 Τμήμα 2, μετά τη χρήση αμμοβολής.

- 206 -

Εικ.102 Οστό, πριν τη χρήση αμμοβολής.

Εικ.103 Οστό μετά τη χρήση αμμοβολής.

- 207 -

Πριν τον επιφανειακό καθαρισμό Μετά τον επιφανειακό καθαρισμό

- 208 -

Εικ.104 Περιοχές του απολιθώματος πριν και μετά τον επιφανειακό καθαρισμό.

- 209 -

Εικ.105 Μετά το καθαρισμό της περίσσειας της κόλλας.

- 210 -

Εικ.106 Περιοχή τμήματος 2, μετά τη συγκόλληση θραυσμάτων.

- 211 -

Εικ.107 Τμήμα 1, πριν και μετά τη συγκόλληση του τμήματος που απομακρύνθηκε.

Εικ.108 Τμήμα 1, μετά τη συγκόλληση, καθαρισμό και μείωση του ιζήματος από τις ρωγμές.

- 212 -

Εικ.109 Στάδια συγκόλλησης θραυσμάτων του τμήματος 2.

- 213 -

ΕΙΚΟΝΕΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ

Εικ.110 Όψη Α’ πριν τη συντήρηση.

Εικ.111 Όψη Β’ πριν τη συντήρηση.

- 214 -

Εικ.112 Όψη Γ’ πριν τη συντήρηση.

Εικ.113 Όψη Δ’ πριν τη συντήρηση.

- 215 -

Εικ.114 Όψη Ε’ πριν τη συντήρηση.

Εικ.115 Όψη Ζ’ πριν τη συντήρηση.

- 216 -

ΕΙΚΟΝΕΣ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ

Εικ.116 Τμήμα 2 μετά τη συντήρηση.

Εικ.117 Τμήμα 2 μετά τη συντήρηση.

- 217 -

Εικ.118 Τμήμα 1 μετά τη συντήρηση.

Εικ.119 Τμήμα 1 μετά τη συντήρηση.

- 218 -

Εικ.120 Τμήμα 2 μετά τη συντήρηση.

Εικ.121 Τμήμα 1 μετά τη συντήρηση.

- 219 -

Εικ.122 Οστό μετά τη συντήρηση.

Εικ123. Οστό μετά τη συντήρηση.

- 220 -

Εικ.124 Απολίθωμα πριν τη συντήρηση.

Εικ.125. Απολίθωμα μετά τη συντήρηση.

- 221 -

4.2.4. Αποτελέσματα σχεδιασμού έκθεσης

Ο σχεδιασμός της παρούσας κατασκευής ( Σχέδιο 1-9) θεωρείται κατάλληλος καθώς παρέχει μηχανική στήριξη του απολιθώματος, ασφάλεια και προστασία από δονήσεις και μηχανικές καταπονήσεις κατά τη μεταφορά-έκθεση ή αποθήκευσή του. Επιπλέον η ύπαρξη χερουλιών θα κάνει πιο εύχρηστη τη μετακίνηση του. Η κατασκευή του καπακιού με Plexiglas κάνει το απολίθωμα να είναι ορατό ώστε να παρατηρείται η κατάσταση διατήρησής του και να γίνεται εύκολα ο εντοπισμός στη περίπτωση αποθήκευσης του. Επίσης οι έδρες του κουτιού δίνουν τη δυνατότητα τοποθέτησης πίνακα με τα στοιχεία του απολιθώματος.

Τέλος το σχέδιο (Σχέδιο 10) για την ανάδειξη του απολιθώματος κρίνεται κατάλληλο, καθώς γίνεται με απλό τρόπο η κατανόηση και εκμάθηση του είδους του προβοσκιδωτού, το μέγεθος των χαυλιοδόντων και οι περιοχές στις οποίες ανήκουν τα τμήματα. Επιπλέον υπάρχει διαθέσιμος χώρος στον οποίο μπορεί να τοποθετηθεί κείμενο με ιστορικά και άλλα στοιχεία που αφορούν στο απολίθωμα.

Σχ. 1 Αριστερή πλάγια όψη κατασκευής έκθεσης.

Σχ. 2 Δεξιά πλάγια όψη κατασκευής έκθεσης.

- 222 -

Σχ. 3 Αριστερή πλάγια όψη κατασκευής έκθεσης.

Σχ. 4 Κάτοψη κατασκευής έκθεσης.

- 223 -

Σχ. 5 Πρόσοψη κατασκευής έκθεσης.

Σχ. 6 Αριστερή πλάγια τομή κατασκευής έκθεσης.

- 224 -

Σχ. 7 Όψη κατασκευής-μεταλλικών βάσεων έκθεσης των απολιθωμάτων.

Σχ. 8 Κάτοψη κατασκευής-βάσεων έκθεσης των απολιθωμάτων.

- 225 -

Σχ. 9 Όψη κατασκευής- μεταλλικών βάσεων έκθεσης των απολιθωμάτων.

Σχ. 10 Προσδιοριστικό σχέδιο για την εκμάθηση και κατανόηση του απολιθώματος κατά την έκθεση του.

- 226 -

4.3. Συζήτηση-Συμπεράσματα

Η συντήρηση του απολιθώματος αποτέλεσε μια μοναδική περίπτωση με μεγάλο ενδιαφέρον. Οι ιδιαιτερότητες και τα χαρακτηριστικά του απολιθώματος, δεν έδωσαν πολλές δυνατότητες ώστε να πραγματοποιηθούν περαιτέρω δοκιμές καθαρισμού και μελέτη του υλικού.

Όπως ήδη έχει αναφερθεί η κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος ήταν κακή, με φθορές που προέρχονταν όχι μόνο από το περιβάλλον ταφής του αλλά και από τις συνθήκες στις οποίες είχε διατηρηθεί. Αυτό αποδεικνύεται από τις ρωγμές οι οποίες δεν περιείχαν ίζημα ή επικαθίσεις και ήταν πιθανόν πρόσφατες, καθώς και από την άποψη του κ. Ρουσιάκη Σ. Λέκτορα του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος, σύμφωνα με την οποία οι επιφάνειες θραύσης και απώλειας υλικού στις εγκάρσιες τομές του χαυλιόδοντα είναι νεότερες.

Από την άλλη, η κατάσταση του απολιθώματος επηρεαζόταν και από τις συνθήκες που επικρατούσαν στο εργαστήριο, καθώς το ίζημα που το κάλυπτε εμφανιζόταν μετά από απόσταση λίγων ημερών πιο εύθρυπτο. Αυτό λοιπόν, οδήγησε στην απόφαση να απομακρυνθεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος ιζήματος ώστε οι μηχανικές τάσεις του, να μην επηρεάσουν περεταίρω τη κατάσταση διατήρησης του απολιθώματος.

Για τους λόγους αυτούς αποφασίστηκε η ολική στερέωση του, που θα ενίσχυε την επιφάνεια και τη δομή του και θα προσέδιδε μηχανική αντοχή στο απολίθωμα. Η επιλογή του Paraloid B75 5% w/v σε ακετόνη ως στερεωτικό υλικό βασίστηκε στις καλές ιδιότητές του, όπως συγκολλητική ισχύ, διεισδυτικότητα, καλές ιδιότητες γήρανσης, εφαρμογής-χρόνου εργασιμότητας κα., καθώς και από το γεγονός ότι έχει εφαρμοστεί σε πολλά απολιθώματα με επιτυχία και καλά αποτελέσματα.

Αν και οι δοκιμές με Primal AC532K 5% v/v σε νερό, έδιναν καλύτερο αισθητικό αποτέλεσμα, η απορρόφηση και ο διαλύτης του (νερό) αποτελούσαν μειονέκτημα, καθώς παρουσίαζε αδυναμία άμεσης συγκράτησης μικρών θραυσμάτων προς αποκόλληση. Επιπλέον το νερό ως διαλύτης, μαλάκωνε το χαλαρό ίζημα που είχε εισχωρήσει σε ρηγματωμένα τμήματα με αποτέλεσμα τη μετακίνησή και τελικά την αποκόλληση τους. Αντίθετα το Paraloid B75 5% w/v σε ακετόνη, εξατμιζόταν σε κατάλληλο χρόνο συγκρατώντας ικανοποιητικά τα θραύσματα, δίνοντας τη δυνατότητα να συνεχιστούν οι εργασίες συντήρησης άμεσα.

Η απομάκρυνση του ιζήματος με σφυρί και καλέμι ήταν αναγκαία, καθώς λόγω του μεγάλου βάρους και όγκου του απολιθώματος, αλλά και τη κατάσταση διατήρησής του δεν μπορούσε να μετακινηθεί, να μεταχειριστεί στο μικρό χώρο του απαγωγού ή να ξεπλυθεί στο νεροχύτη.

Επίσης η απουσία μελέτης-αναλύσεων του υλικού από άλλους ερευνητές, αποτέλεσε ένα πρόσθετο λόγο που δεν πραγματοποιήθηκε δοκιμή καθαρισμού με κάποιο οξύ, αφού θα επηρέαζε τη χημική σύσταση του.

Επομένως αποφασίστηκε υποχρεωτικά η ακινητοποίηση του απολιθώματος και η στήριξή του με υλικά απορρόφησης κραδασμών, ώστε να απομακρυνθεί το ίζημα με σφυρί και καλέμι, αφού πρώτα γίνει μελέτη του υλικού με φυσικοχημικές αναλύσεις.

Όσον αφορά τη μελέτη του υλικού με φυσικοχημικές μεθόδους, η ραδιογραφία με ακτίνες Χ, ήταν η μόνη που δεν έδωσε τα επιθυμητά αποτελέσματα. Τα ακτινογραφικά φιλμ δεν μπόρεσαν να δώσουν τα απαραίτητα στοιχεία λόγω της φύσης του υλικού, του όγκου του ιζήματος, της πυκνότητάς του, του χρόνου ακτινοβόλησης του και κυρίως της έλλειψης εμπειρίας. Παρόλα αυτά παρουσίασε μια

- 227 -

μικρή ένωση του τμήματος 2 με το τμήμα 1, η οποία και επιβεβαιώθηκε μετά την απόσπαση των δύο τμημάτων από το περιβάλλον ίζημα.

Από την άλλη οι αναλύσεις των δειγμάτων στο πετρογραφικό μικροσκόπιο, στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης σε συνδυασμό με στοιχειακό αναλυτή (SEM-EDX) και η περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD), έδωσαν ικανοποιητικά αποτελέσματα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενδεικτικά στο μέλλον και για άλλες έρευνες. Ωστόσο η ανίχνευση υδροξυαπατίτη στο δείγμα από το περιβάλλον ίζημα κατά την ανάλυση του με XRD και στο δείγμα 3 (ίζημα από τη πολφική κοιλότητα) κατά την ανάλυση με SEM-EDX , εξηγείται είτε επειδή κατά την δειγματοληψία το ίζημα περιείχε τμήμα του απολιθώματος, είτε επειδή ο υδροξυαπατίτης διαλύεται στο ίζημα.

Το τμήμα του οστού, ήταν το μόνο που δεν υποβλήθηκε σε στοιχειακή ανάλυση καθώς το εργαστήριο Μικροσκοπίου, του τμήματος Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, δεν διέθετε μικροαναλυτή (EDX). Σύμφωνα όμως με τη βιβλιογραφία, η σύσταση οστού και δοντιού είναι παρόμοια και επομένως δεν επηρεάζει τη συνολική μελέτη και συντήρηση του.

Η απομάκρυνση λοιπόν του περιβάλλοντος ιζήματος με χρήση σφυριού και καλεμιού πραγματοποιήθηκε με επιτυχία αποσπώντας και τα τρία τμήματα του απολιθώματος. Οι γάζες σε συνδυασμό με Paraloid B75 5% w/v σε ακετόνη, προσέδωσαν τη κατάλληλη προστασία της επιφάνειας συγκρατώντας τα θραύσματα στη θέση τους, ενώ η εύκολη απομάκρυνσή τους καθιστά τη χρήση τους ανεπιφύλακτα αποτελεσματική. Το τμήμα το οποίο είχε τη μεγαλύτερη απώλεια υλικού ήταν το τμήμα 1, όπου αποσπάστηκε το ίζημα λόγου του βάρους του, παρασύροντας μέρος της επιφάνειας του απολιθώματος. Αυτό συνέβη καθώς η πρόσφυση του ιζήματος με την επιφάνεια του απολιθώματος ήταν μεγάλη σε αυτό το τμήμα. Αρχικά σκοπός ήταν να μειωθεί ο όγκος του ιζήματος περιμετρικά του τμήματος με σφυρί και καλέμι και ύστερα να γίνει χρήση της αμμοβολής για το καθαρισμό του.

Παρόλα αυτά δεν υπήρξαν άλλες σημαντικές απώλειες υλικού. Μικρά θραύσματα που αποκολλήθηκαν από το τμήμα 1, συγκολλήθηκαν αμέσως και αυτό συνέβαινε σε κάθε περίπτωση, καθώς η ομοιότητα των θραυσμάτων δεν άφηνε να προσδιοριστούν οι περιοχές στις οποίες εφάρμοζαν τα θραύσματα. Έτσι λοιπόν, οι θέσεις συγκόλλησης των θραυσμάτων πραγματοποιούνταν με βάση το σχήμα, το χρώμα, τις επικαθίσεις και τις ρωγμές του απολιθώματος. Γενικότερα η συγκόλληση, στερέωση και απομάκρυνση του περιβάλλοντος ιζήματος γινόταν ταυτόχρονα, ανάλογα με τη περίπτωση.

Η χρήση αμμοβολής για την απομάκρυνση και μείωση του περιβάλλοντος ιζήματος, χαρακτηρίστηκε απαραίτητη και επιτυχής. Ο καθαρισμός με αμμοβολή θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί στο εργαστήριο συντήρησης Πέτρας, στο τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, αν υπήρξε μεγάλη διαθεσιμότητα υλικού και το κομπρεσέρ του τμήματος δεν παρουσίαζε προβλήματα τα οποία δεν επέτρεψαν την επιθυμητή πίεση. Πλεονέκτημα αυτής της αμμοβολής ήταν το μικρό ακροφύσιο το οποίο επέτρεπε τον έλεγχο κατεύθυνσης της δέσμης στις περιοχές που έπρεπε να μειωθεί το ίζημα. Αντίθετα η ισχυρή αμμοβολή στην Χαλκίδα, αν και ήταν αποτελεσματική, διέθετε μεγάλο ακροφύσιο που δυσχέραινε τον έλεγχο κατεύθυνσης της δέσμης για αυτό και χρησιμοποιήθηκαν μεταλλικά φύλλα για τη προστασία της επιφάνειας του απολιθώματος με επιτυχία.

Η απόφαση να μην απομακρυνθεί όλο το ίζημα από το τμήμα 2 και το οστό ήταν αναγκαία, καθώς είχε εισχωρήσει σε μεγάλο βάθος στις κοιλότητες του οστού

- 228 -

και στη πολφική κοιλότητα, δίνοντας κάποια σταθερότητα, η απομάκρυνση του οποίου θα ήταν μοιραία για το απολίθωμα. Έτσι λοιπόν κρίθηκε να μειωθεί το ίζημα σε τόση ποσότητα που θα ήταν αισθητικά αποδεκτή.

Η κόλλα Paraloid B75, που χρησιμοποιήθηκε για τη συγκράτηση λεπτών τμημάτων του οστού είχε τα καλύτερα αποτελέσματα καθώς με χρήση ακετόνης είχε την ιδιότητα να μετατρέπεται σε στερεωτικό, εξασφαλίζοντας έτσι την αντοχή ευαίσθητων περιοχών του οστού. Η επιτυχία της κόλλας βασίζεται και στο γεγονός ότι συγκόλλησε και συγκράτησε ικανοποιητικά, θραύσματα σχετικά μεγάλου βάρους και ιδιαίτερης κλίσης στο τμήμα 2. Τα συγκεκριμένα θραύσματα δεν εφάρμοζαν απόλυτα στις ακμές λόγω της παραμόρφωσής τους από τις μηχανικές καταπονήσεις της απώλειας υλικού αλλά και της απομάκρυνσης χαλαρού ιζήματος που τα συγκρατούσε. Έτσι λοιπόν οι περιοχές των ακμών που είχαν κενά πληρώθηκαν με κόλλα Paraloid Β75, χωρίς να επηρεάσουν αισθητικά την εικόνα του απολιθώματος.

Συμπλήρωση των κενών δεν πραγματοποιήθηκε, καθώς δεν κρίθηκε απαραίτητο αλλά και επειδή δεν ήταν επιθυμητό να τοποθετηθεί άλλο ξένο υλικό στο απολίθωμα.

Όσον αφορά το σχεδιασμό έκθεσης του απολιθώματος, η κατασκευή που προτείνεται αποτελεί ένα πλεονέκτημα καθώς η χρήση της ικανοποιεί όχι μόνο την έκθεση, αλλά μεταφορά και αποθήκευση του απολιθώματος. Αυτό λοιπόν συμφέρει το απολίθωμα, καθώς δεν θα χρειαστεί να μετακινηθεί στο μέλλον ώστε να αποθηκευτεί ή να μελετηθεί, με αποτέλεσμα να επηρεαστεί η κατάσταση διατήρησής του. Από την άλλη πρόκειται για μια οικονομική κατασκευή, η οποία θα διατηρήσει την ανθεκτικότητά της στο μέλλον και δεν θα χρειαστεί να γίνουν άλλες κατασκευές για την αποθήκευση ή μεταφορά του απολιθώματος.

Επιπλέον η κατασκευή έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε δίνει τη δυνατότητα να τοποθετηθούν υλικά για τη προστασία του απολιθώματος. Για παράδειγμα μπορεί να τοποθετηθεί στη περιοχή της μεταλλικής βάσης, αυτοκόλλητα φύλλα τσόχας ή φύλλο πολυαιθυλενίου Plastazote, ώστε η επιφάνεια του απολιθώματος να μην έρχεται σε επαφή με τη βάση. To Plastazote μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανάμεσα στο πάτο του κουτιού και στην επιφάνεια που θα είναι οι βάσεις για την απορρόφηση των κραδασμών, αλλά και αφρός πολυαιθυλενίου μπορεί να τοποθετηθεί σε όλο το κουτί για την ασφαλή μεταφορά του. Οι βάσεις που επιλέχτηκαν είναι μεταλλικές καθώς λόγω του μεγάλου βάρους των τμημάτων δεν μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ακρυλικές (Plexiglas).

Τέλος, το σχέδιο για την ανάδειξη του απολιθώματος που προτείνεται, είναι ενδεικτικό και η πραγμάτωσή του προϋποθέτει τη συνεργασία με παλαιοντολόγους, μουσειολόγους και άλλους ειδικούς. Η μεταφορά του υλικού όπως ήδη αναφέρθηκε έγινε με ασφάλεια γεγονός που τη κρίνει κατάλληλη για μελλοντικές περιπτώσεις.

Συνοψίζοντας λοιπόν, η συντήρηση του απολιθώματος είχε καλά αποτελέσματα και μικρό κόστος (Εικ.105-120). Η απομάκρυνση του ιζήματος με σφυρί και καλέμι, η χρήση αμμοβολής και η στερέωση-συγκόλληση με Paraloid Β75, αποτελεί μια αξιόπιστη μέθοδο συντήρησης απολιθώματος αφού δοθεί προσοχή στις ιδιότητες-ιδιαιτερότητες του υλικού και του ιζήματος, ανάλογα με τη κάθε περίπτωση.

Επιπλέον κρίνεται ως μια οικονομική διαδικασία η οποία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις έλλειψης υλικών και εξοπλισμού συντήρησης.

Ο ρόλος του συντηρητή όμως δεν τελειώνει εδώ καθώς πρέπει να εξασφαλιστεί η ασφαλής μεταφορά του απολιθώματος στο μουσείο, η σωστή έκθεση και παραμονή του σε κατάλληλες συνθήκες για να επιτευχθεί η μακροχρόνια διατήρηση του.

- 229 -

4.4. Προτάσεις για μελλοντική έρευνα

Οι φυσικοχημικές αναλύσεις των τμημάτων του χαυλιόδοντα και του οστού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ελπιδοφόρα, δίνοντας πολύτιμες πληροφορίες για την προϊστορική διατροφή των προβοσκιδωτών, την προσαρμογή τους στη πάροδο του χρόνου, τη βιολογική δομή της οδοντίνης, του κολλαγόνου, τη γενετική κωδικοποίηση, καθώς και συμπεράσματα από το περιβάλλον ταφής του υλικού.

Με αφορμή λοιπόν τα παραπάνω, προτείνεται η χρονολόγηση και ταυτοποίηση του είδους του ελέφαντα. Επίσης μπορούν να πραγματοποιηθούν μελέτες που αφορούν στο βαθμό απολίθωσης και τις μεταβολές στη δομή του υλικού που συμβαίνουν κατά τη διαδικασία απολίθωσης. Ενδιαφέρον θα είχε η μελέτη των άγνωστων σφαιριδίων που εντοπίστηκαν κατά τη παρατήρηση του δείγματος 4 (οστό) στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), καθώς δεν υπήρξε μικροαναλυτής (EDEX) και διαθέσιμος χρόνος για να γίνουν περεταίρω αναλύσεις.

Για να πραγματοποιηθούν όμως όλα αυτά είναι σημαντικό το απολίθωμα να διατηρηθεί μακροπρόθεσμα, για αυτό και προτείνεται η προληπτική συντήρησή του, δηλαδή η ασφαλής έκθεση και παραμονή του σε κατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες ώστε να αποφευχθούν μελλοντικές επεμβάσεις συντήρησης που θα επιβαρύνουν τη κατάσταση διατήρησης του υλικού.

Τέλος, έχουν διατηρηθεί δείγματα στο εργαστήριο συντήρησης Οργανικών υλικών του τμήματος Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων Τέχνης του Τ.Ε.Ι. Αθήνας, αλλά και στο τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος του Εθνικού και Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθηνών, από όλες τις περιοχές του απολιθώματος καθώς και μέρος ιζήματος τα οποία θα είναι διαθέσιμα οποιαδήποτε στιγμή, για να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές έρευνες.

Εικ. 126 Ζωγραφική αναπαράσταση ελέφαντα.

- 230 -

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αbelova M., (2008), Schreger pattern analysis of Mammuthus primigenius tusk-analytical approach and utility, Bulletin of Geosciences, 83(2): 225–232. Agiadi K., (2001), Comperative observations on fossil tusks from three Quaternary Greek Localities using scanning electron microscopy, La Terra degli Elefanti, The World of Elephants, Proceedings of the 1st International Congress, Cavarreta B., Giola P., Mussi M., Palombo M.R., Rome 16-20, Octobre 2001, 523-527. Agiadi K. & Theodorou G., (2003), Tusk Paleohistology as a tool in the discrimination of Fossil Tusks from Greece, Proceedings of the International Symposium ‘Insular Vertebrate Evolution: the Palaeontological Approach’, Semtember 16-19 Mallocra, 1-7. Αλεξοπούλου-Αγοράνου Α. & Χρυσουλάκης Γ., (1992), Θετικές επιστήμες και έργα τέχνης, Εκδόσεις Γκόνη, Αθήνα. Armstrong W.D. & Singer L., (1965), Composition and constitution of the mineral phase of bone, Clinical Orthopaedics and Related Research 38: 179-190. Ascenzi A., Brunori M., Citro G., Zito R., (1985), Immunological detection of hemoglobin in bones of ancient Roman times and of Iron and Eneolotic ages, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 82: 7170–2. Ασφάλεια και υγιεινή στο εργαστήριο, (2009), [διαθέσιμο online] http://www.chemist.gr, 24-10-2010. Ashley-Smith J., (1987), Enviromental Consideration’ in The Conservation of Geological Material, Geological Curator, 4: 403-405. Ashwin T. & Stuart, A., (1996), The West Runton elephant, Current Archaeology 149: 164-168. Baer N.S. and Indictor N., (1974), Chemical investigations of ancient Near Eastern archaeological ivory artifacts in Archaeological Chemistry, ed. C.W. BECK, Advances in Chemistry Series No. 138, American Chemical Society, Washington DC 236-245. Bailey A. J., Paul R.G., and Knott L., (1998), Mechanisms of maturation and ageing of collagen, Mechanisms of Ageing and Development, 106: 1–56. Bailey A.J., Sims T. J., Ebbesen E. N., Mansell J. P., Thomsen J. S., and Mosekilde L., (1999), Age‐related changes in the biochemical properties of human cancellous bone collagen‐ relationship to bone strength, Calcified Tissue International, 65: 203–10. Βαλαβανίδης Α., (2007), Βασικές αρχές υγιεινής και ασφάλειας σε χημικά και βιοχημικά εργαστήρια-πληροφορίες για επικίνδυνες χημικές ουσίες, Τμήμα χημείας, Πανεπιστήμιο Αθηνών, Αθήνα, σελ. 20-37,112-119. Bartsiokas A., and Middleton A.P., (1992), Characterisation and dating of recent and fossil bone by X-ray diffraction, Journal of Archaeological Science 19: 63-72. Bather F. A., (1908), The Preparation and Reservation of Fossils, Museums Journal, 8: 76-90, London.

- 231 -

Bell L.S., Boyde A., and Jones S.J., (1991), Diagenetic alteration to teeth in situ illustrated by backscattered electron imaging, Scanning, 13: 173–83. Bell L.S., Skinner M.F. and Jones S.J., (1996), The speed of post mortem change to the human skeleton and its taphonomic significance, Forensic Science International, 82: 129–40. Βεντίκου Μ. & Παπαγεωργίου Π., (1996), Καθαρισμός Απολιθωμένων Οστών από το Περιβάλλον Πέτρωμα, (Ερευνητικό πρόγραμμα ΠΕΝΕΔ 91 ΕΔ 156), Πτυχιακή Εργασία, Αθήνα. Black R.M., (1970), The elements of palaeontology, Cambridge University Press. Bonar L.C., Roufosee A.H., Sabine W.K., Grynpas M.D., Glimcher M.J., (1983), XRay diffraction studies of the crystallinity of bone minerals in newly synthesised and density fractionated bone, Calcified. Βόσσου-Ντόμη Α., (1988), Μελέτη, συντήρηση και έκθεση απολιθωμένου χαυλιόδοντα από τη Ρόδο, Πτυχιακή εργασία, ΤΕΙ Αθήνας. Boyde A., (1968), Comparative histology of mammalian teeth, In (A.A. Dahlberg, Ed.), Dental Morphology and Evolution, Chicago: University of Chicago Press, 81–94. Bowes J.H. and Murray M.M., (1935), The chemical composition of teeth. II, The composition of human enamel and dentine, The Biochemical Journal 29: 2721-2727. Brailon J., (1973), Utilisation de techniques chimiques dans le degagement et le triage des fossils de vertebres, Bull. Mus. Natn., Paris, 3 ser, 176, Sciences de la terre 30, 141-166. Bradford E. W., (1967), Microanatomy and histochemistry of dentine, In (A. E. W. Miles, Ed.), Structural and Chemical Organization of Teeth, Volume II. New York: Academic Press, pp. 3–33. Brophy G.P. and Nash J.T., (1968), Compositional, infrared, and X-ray analysis of fossil bone, The American Mineralogist, 53: 445-454. Brothwell and Higgs, (1969), Thames and Hudson, London 503-512. Brown G., (2010), Preserving Vertebrate Fossils- Notes from the laboratory, University from Nebraska State Museum, [διαθέσιμο online] http://www.unl.edu/museum/research/vertpaleo/musnote2.html, 18-11-2010. Buttler C. J., (1994), Packing in Child, R.E. (ed.), Conservation of Geological Collections, Archetype Publications, London. Cattaneo C., Di Martino S., Scali S., Craig O. E., Grandi M., Sokol R. J., (1999), Determining the human origin of fragments of burnt bone: a comparative study of histological, immunological and DNA techniques, Forensic Science International, 102: 181–91. Γεωργίου Ε., Ντάνος Κ., (2000), Μηχανικός καθαρισμός- Συντήρηση απολιθωμάτων από θέσεις της Κοιλάδας του Αξιού Ποταμού, Πτυχιακή εργασία, ΤΕΙ Αθήνας. Child R.E., (1994), Conservation of Geological Collections, Archetype Publications, London. Child A.M., (1995), Towards an understanding of the decomposition of bone in the archaeological environment, Journal of Archaeological Science, 22: 165–74.

- 232 -

Clarke J.B., and Barker M.J., (1993), Diagenesis in Iguanodon Bones from the Wealden Group, Isle of Wight, Southern England. Darmst. Beitrage zur Naturgeschichte 2: 57-65. Collins M.J., Riley M., Child A.M., and Turner-Walker G., (1995), A basic mathematical simulation of the chemical degradation of ancient collagen, Journal of Archaeological Science, 22: 175–83. Collins M.J., Walton D., and King A., (1998), The geochemical fate of proteins, Nitrogen-Containing Macromolecules in the Bio- and Geosphere, 707: 74–87. Collins M.J., Nielsen-Marsh C.M., Hiller J., Smith C.I., Roberts J. P.R., Prigodich V., Wess T.J., Csapo J., Millard A.R., Turner-Walker G., (2002), The survival of organic matter in bone: A review, Archaeometry 44: 3: 283-394. Croocher R. and Woolley A.R., (1982), Fossils, mineralsand rocks, Collection and preservation, British Museum of Natural History, London. Davinson A. and Alderson S., (2009), An Introduction to solution and reaction adhesives for fossil Preparation, In: Methods In Fossil Preparation: Proceedings of the First Annual Fossil Preparation and Collections, Symposium, pp 53-62. New York. Dean D., (1994), Museum Exhibition, theory and practice, Routledge, London. Domaslowski W., (1988), The mechanism of polymer migration in porous stones, Weiner Berichte uber Naturwissenschaft in Kunst 4/5:402-425. Down J.L., (1984), The yellowing of epoxy resin adhesives: report on natural dark aging, Studies in Conservation 29: 63-76. Down J.L., (1986), The yellowing of epoxy resin adhesives: report on high intensity light aging, Studies in Conservation 31: 159-170. Down J.L. et al., (1996), Adhesive testing at the Canadian Conservation Institute: an evaluation of selected poly (vinyl acetate) and acrylic adhesives, Studies in Conservation 41 (1): 19-44. Down J.L., (2001), A literature review of cyanoacrylate adhesives, Reviews in Conservation 2: 35-38. Down J.L., (2001), Review of CCI research on epoxy resin adhesives for glass conservation, Reviews in Conservation 2: 39-46. Down J.L. and Kaminska E., (2006), A preliminary study of the degradation of cyanoacrylate adhesives in the presence and absence of fossil material, Journal of Vertebrate Paleontology 26 (3): 519-525. Dunbar J.S., (1991), Resource orientation of Clovis and Suwanee Age Paleoindian sites in Florida, In (R. Bonnichsen & K. L. Turnmire, Eds) Clovis Origins and Adaptations, Corvallis: Center for the Study of the First Americans, pp. 185–213. Ecker L.Η., (1990), The Characterization of Weathering Effects and the Conservation of a Mammoth Tusk from Roxton, Bedfordshire. In: Institute of Archaeology Bulletin, London: Pub. By the Institute of Archaeology, No26:1989, pp. 183-217.

- 233 -

Edward H.G.M. and Farwell D.W., (1995), Ivory and simulated ivory artefacts- Fourier transform Raman diagnostic study, Spectrochimica Acta Part A 51: 2073–2081. Edward H.G.M., Farwell D.W., Holder J.M. and Lawson E.E., (1997), Fourier-transform Raman spectroscopy of ivory: III. Identification of mammalian specimens. Spectrochimica Acta Part A 53: 2403–2409. Elder A., Madsen S., Brown G., Herbel C., Collins C., Whelan S., Wenz C., Alderson S. and Kronthal L., (1997), Adhesives and Consolidats in Geological and Paleontological Conservation: A Wall Chart, SPNHC LEAFLETS, A Technical Publication Series of the Society for the Preservation of Nature History Collections, vol.1, num.2. Elder A.S., Wenz C., Madsen S.K., (1998), Understading cyanoacrylate adhesives and consolidants and their use in vertebrate paleontology, Arthers preserving our past, planning our future, Proceedings for the fifth conference on fossil resources, volume 5: 141-143. Espinoza E.O. and Mann M.J., (1999), Identification guide for ivory and ivory substitutes. Baltimore: World Wildlife Fund and Conservation Foundation. Espinoza E.O. and Mann M.J., (1993), The history and significance of the Schreger pattern in proboscidean ivory characterization, Journal of the American Institute for Conservation 32: 241–248. Falk J.H., and Dierking L.D., (2000), Learning from Museums, Altamira Press, Walnut Greek. Feller R.L. and Curran M., (1975), Changes in solubility and removability of varnish resins with age, Bulletin of the American Institute for Conservation of Historic and Artistic Works 15 (2): 17-26. Feller R.L. et al. (2007), Photochemical deterioration of poly (vinylbutyral) in the range of wavelengths from middle ultraviolet to the visible, Polymer Degradation and Stability 92 (5): 920-931. Fischer F.G. and Bohn H., (1955), Die Zusammensetzung des Elfenbeins, Hoppe- Seyler's Zeitschrift fur Physiologische Chemie 302: 283-285. Fisher D.W., (1965), Collecting in sedimentary rocks, in Kummel B. and Raup D., Hanbook of Paleontological Techniques, W.H. Freeman and Company, San Francisco and London. Fisher D.C., Trapani J., Shoshani J. and Wooddord M., (1998), The Schreger pattern in mastodon and mammoth tusk dentin. Current Research in the Pleistocene 15: 105–107. Fisher D.C., (2001), Season of death, growth rates, and life history of North American mammoths, 121–135, In WEST, D. (ed.) Proceedings of the International Conference on Mammoth Site Studies. Publications on Anthropology 22. University of Kansas, Lawrence. Fitzgerald G.R., (1995), Storage and transport, in Collins, C. (ed.), The Care and Conservation of Palaeontological material, Butterworth-Heinemann, London. Fossil Cleaning and Preparation, (2005), Fossil App Notes-rev, [διαθέσιμο online] www.comcoinc.com, 18-11-2010.

- 234 -

Fox D.L., (2000), Growth increments in Gomphotherium tusk and implications for late Miocene climate change in North America. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 156: 327–348. Fox M. and Yarborough-Fitzgerald V., (2004), A review of vertebrate Fossil Support (and storage) systems at the Yale Peabody Museum of Natural History, Preparator’s Symposium at the 2004 Annual Meeting of the Society of Vertebrate Palaeontology, Denver, Colorado. Φράγκου Ε. & Φουρλή Κ., (2005), Διερεύνηση και εκτίμηση της κατάστασης διατήρησης και συγκριτική μελέτη και αξιολόγηση μεθόδων καθαρισμού απολιθωμένων κελύφων χελώνας, Πτυχιακή εργασία, ΤΕΙ Αθήνας. Fujisawa R., Kuboki Y., (1991), Preferential adsorption of dentin and bone acidic proteins on the (100) face of hydroxyapatite crystals, Biochimica et Biophysica Acta, 1075: 56–60. Garlick J.D., (1969), Buried bone: the experimental approach in the study of nitrogen content and blood group activity, in Science in Archaeology, 2nd ed. p.p. 503-512. Glen Kuban, (2004), Fossil Preparation-Expert from Introduction to Fossil Collecting, [διαθέσιμο online] http://paleo.cc/kpaleo//fossprep.htm, 18-11-2010. Glimcher M.J. et alia, (1957), Macromolecular aggregation states in relation to mineralization: the collagen- hydroxyapatite system as studied in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences (U.S.A) 43:860-7. Godfrey I. M., Ghisalberti E. L., Beng E. W., Byrne L. T., (2002), The Analysis of Ivory from a Marine Environment, G.W. Richardson Source: Studies in Conservation, Vol. 47, No. 1 pp. 29-45 Greenlee D. M., (1996), An electron microprobe evaluation of diagenetic alteration in archaeological bone, Archaeological Chemistry, 625: 334–54. Grupe G., (1995), Preservation of collagen in bone from dry, sandy soil. Journal of Archaeological Science 22: 193-199. Hackett C.J., (1981), Microscopal focal destruction (tunnels) in exhumed human bones, Medicine, Science and the Law 21: 243-265. Halberg F., Engeli M., Hamburger C. and Hillman D., (1965), Spectral resolution of low-frequency, small-amplitude rhythms in excreted 17-ketosteroids, probable androgen-induced circaseptan desynchronization. Acta Endocrinologica 50(103), 1–54. Halberg F., (1969), Chronobiology. Annual Review of Physiology 31: 675–725. Hansen E.F. et al., (1993), Consolidation of porous paint in a vapor-saturated atmosphere: a technique for minimizing changes in the appearance of powdering, matte paint, Journal of the American Institute for Conservation 32: 1-14. Hauschka P.V., (1980), Osteocalcin a specific protein of bone with potential for fossil dating, in Biogeochemistry of amino acids (eds. P.E. Hare, T.C. Hoering and T. King Jr), 75–82, John Wiley, New York. Hayward G., (1990), The origin of the raw elephant ivory used in Greece and the Aegean during the Late Bronze Age. Antiquity 64: 103–109.

- 235 -

Hauschka P.V., (1986), Osteocalcin the vitamin-K dependent Ca-binding protein of bone matrix, Haemostasis, 16: 258–72. Heckel C., (2009), Physical Characteristics of Mammoth Ivory and their Implications for Ivory Work in the Upper Paleolithic, Mitteilungen der Gesellschaft für Urgeschichte vol.18: 71-91. Heckel C., (2009), Widening the Lens: Physical Science Research and Microscopy in the Archaeological Study of Mammoth Ivory, Draper Master’s Thesis, New York, New York University. Hedges E.M., Millard A.R., (1995), Bones and groundwater: Towards the modeling of diagenetic processes. Journal of Archaeological Science 22: 155-164. Hein G.E., (1998), Lerning in the Museums, Routledge, New York and London. Herrera J., (1999), Determining the species source of prehistoric ivory, Aucilla River Times 12, 17, [διαθέσιμο online] http://www.flmnh.ufl.edu/natsci/vertpaleo/aucilla12–1/ivory99.htm, 18-11-2010. Hill A.P., (1980), Early post-mortem damage to the remains of some contemporary East African mammals, In A. K. Behrensmeyer & A P. Hill (eds.), Fossils in the making - Vertebrate Taphonomy and Palaeoecology, 131-152. Hodgkinson R.L., (1995), Microfossils, in Collins C. (ed.), The Care and Conservation of Palaeontological material, Butterworth-Heinemann, London. Holm G., (1890), Gotlands Graptoliter, Bih. K. Svenska Vet Akad. Handl,v.16, pt. 4, No 7, p. 1-34. Horie C.V., (1987), Materials for Conservation, Butterworths, London. Howie F.M.P., (1974), Introduction of thioglycollic acid in preparation of vertebrate fossils’, Curator, 17: 159-166. Howie F.M.P., (1978), Storage environment and the conservation of fossil material, The Conservator 2, pp.13-19. Howie F.M.P., (1979), Museum climatology and the conservation of palaentological material, Spec. Papers in Palaeontology, No 22: 103-125. Howie F.M.P., (1984), Materials used for conserving fossil specimens since 1930: a review. In: Bromelle N.S., Pye E.M., Smith P., and Thompson G. (eds.), Adhesives and Consolidants, Preprints of the Contributions to the Paris Congress, IIC: 92-8. Johnson J.S., (1994), Consolidation of archaeological bone: a conservation perspective. Journal of Field Archaeology 21(2): 221-233. Καματάκης Π. & Κλαδούρη Ν., (1996), Απομάκρυνση περιβάλλοντος πετρώματος απολιθωμένων οστών με τη χρήση μηχανικών μεθόδων, Πτυχιακή εργασία, ΤΕΙ Αθήνας. Karkanas P., Bar-Yosef O., Goldberg, P., Weiner S., (2000), J. Archaeological Sciences, 27: 915–929.

- 236 -

Κλαπαδάκη Ζ. & Παπαχριστοδούλου Ι., (2004), Ανάλυση και Συντήρηση απολιθωμένων φύλλων ελιάς από την Σαντορίνη, Πτυχιακή εργασία, ΤΕΙ Αθήνας. Koob S.P., (1982), The instability of cellulose nitrate adhesives. The Conservator 6: 31-34. Koob S.P., (1984), The consolidation of archaeological bone, in Brommell N.S., Pye E.M., Smith P. and Thomson G., (eds), Adhesives and Consolidats Preprints of the Contributions to the Paris Congress 2-8 September 1984, The International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works, pp. 98-102, London. Koob S.P., (1986), The use of Paraloid B-72 as an adhesive: its application for archaeological ceramics and other materials. Studies in Conservation 31: 7-14. Kopaska-Merkel D., (2000), What are the steps to removing a fossil from the rock? Staff Hydrogeology Division, Geological Survey of Alabama, [διαθέσιμο online] www.madsci.org/posts/archives/2000-05/9581145//.Es.r.html, 18-11-2010. Κοτσιφάκος Ι. & Πουλόπουλος Π., (2002), Συγκριτική μελέτη υλικών στερέωσης σε απολιθώματα που πρόκειται να εκτεθούν στο πεδίο, Πτυχιακή εργασία, Αθήνα: ΤΕΙ Αθήνας. Λαμπρόπουλος Β.Ν., (1993), Κεραμικά, τεχνολογία, διάβρωση και συντήρηση, Αθήνα. Λαμπρόπουλος Β.Ν., (2003), Περιβάλλον μνημείων, μουσείων και αρχαιολογικών χώρων, Αθήνα. Landucci F., Pini R., Siano S., Salimbeni R. and Pecchioni E., (2000), Laser cleaning of Fossil vertebrates: a preliminary report, Florence, Italy. Larkin N.R., (2010), Literally a ‘mammoth task’: the conservation, preparation and curation of the West Runton Mammoth skeleton, Norfolk Museums and Archaeologe service, p.p. 1-8. Lazzari M. and Chiantore O., (2000), Thermal-ageing of Paraloid acrylic protective polymers, Polymer 41 (17): 6447-6455. Lees S., (1989), Some characteristics of mineralised collagen in Calcified Tissue, ed. D.W.L. HUKINS, Topics in Molecular and Structural Biology Volume 11, Macmillan Press Ltd, London 153-174. Legeros R.Z., Trautz O.R., Klein E., Legeros J.P., (1969), Two types of carbonate sub- stitution in the apatite structure, Experientia 25:5-7. Lindsay W., (1995), A review of the acid technique, in Collins C. (ed.), The Care and Conservation of Palaeontological material, Butterworth-Heinemann, London. Locke M., (2008), Structure of Ivory. Journal of Morphology 269: 423-450. López -Polín L., Ollé A., Chamón J., Barrio J., (2008), Laser for removing remains of carbonated matrices from Pleistocene fossils, Taylor & Francis Group, London p.p. 477-481. Loukopoulou P. and Moraitou G., (2007), The Kenchreai glass panels: selection of packing material, Glass and Ceramics conservation, Interim meeting of ICOM-CC Working group, August 27-30, 2007, Nova Gorica, Slovenia, p.p. 85-91.

- 237 -

Lowenstein J.M., Sarich V.M., Richardson B. J., (1981), Albumin systematics of the extinct mammoth and Tasmanian wolf, Nature, 291, 1409–11. MacGregor A., (1985), Bone, Antler, ivory & Horn, The technology of skeletal materials since the Roman Period, Croom Helm, London &Sydney, p.p. 2-9,14-19. MacKenzie P., (2001), Anatomy-skeleton, [διαθέσιμο online] http://elephant.elehost.com, 20-10-2010. Macfarlan S.J., (2003), B.A., A Contexual and Preventive Conservation Approach to Museum Education Collections, A Thesis in Museum Science, Master of art. Mandl I., (1961), Collagenases and elastases and related subjects of biochemistry, Advances in Enzymology 23: 163-264. Μαρίνος Γ., Συμεωνίδης Ν., (1974), Νέα ευρήματα εις το Πικέρμι Αττικής και γενική γεωλογική επισκόπησις του παλαιοντολογικού αυτού χώρου, Ann.Geol.des Pays Hell, 26: 1-27. Martin R.B., (1991), On the significance of remodeling space and activation rate changes in bone remodeling, Bone, 12: 391–400. Mcconnell D., (1965), Crystal chemistry of hydroxy-apatite: its relation to bone mineral, Archives of Oral Biology 10: 421-431. Miles A.E.W. & White J.W., (1960), Ivory, Proceedings of the Royal Society of Medicine 53: 775–780. Miles A.E.W. & Boyde A., (1961), Observations on the structure of elephant ivory. Journal of Anatomy 95, 450 (abstract). Miles A.E.W. and Poole D.F.G., (1967), The history and general organization of dentitions. In (A. E. W. Miles, Ed.) Structural and Chemical Organization of Teeth, Volume I. New York: Academic Press, pp. 3–43. Miles C.A., Sionkowska A., Hulin S.L., Sims T.J., Avery N.C., and Bailey A.J., (2000), Identification of an intermediate state in the helix-coil degradation of collagen by ultraviolet light, Journal of Biological Chemistry, 275, 33 014–20. Montgelard C., (1992), Albumin preserved in fossil bones and systematics of Malpaisolys insularis (Muridae, Rodentia), an extinct rodent of the Canary Islands, Historical Biology, 6, 293–302. Nelson B.K., Deniro M.J., Schoeninger M.J., Depaolo D.J., and Hare P.E., (1986), Effects of diagenesis on strontium, carbon, nitrogen and oxygen concentration and iso- topic composition of bone', Geochimica et Cosmochimica Acta 50: 1941-1949. Νεοφύτου Μ., (2007), Οδηγός Υγείας και Ασφάλειας, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος-Πολυτεχνική Σχολή, Πανεπιστήμιο Κύπρου, Λευκωσία. Nielsen-Marsh C.M. and Hedges R.E.M., (1999), Bone porosity and the use of mercury intrusion porosimetry in bone diagenesis studies, Archaeometry, 41: 165–74.

- 238 -

Nothnagel G., Le Roux S.D., Grotepass W., (1996), Correlation between texture of hydroxyapatite and mechanical anisotropy in Loxodonta Africana ivory, Textures and Microstructures, Vol.26-27, pp. 579-583. O'Connor T.P., (1987), On the structure, chemistry and decay of bone, antler and ivory in Archaeological Bone, Antler and Ivory, ed. K. STARLING and D. WATKINSON, Occasional Papers No. 5, United Kingdom Institute for Conservation, London 6-8. Owen R., (1845), Odontography. London: H. Bailliere. Palombo M.R., Villa P., (2001), Schreger lines as support in the Elephantinae identification. The World of Elephants - International Congress, Rome. p.p. 656-660. Παναγιάρης Γ., Μερτζάνη Μ., Μαλέα Α., (1998), Συντήρηση οργανικών υλικών Ι, Σημειώσεις μαθήματος Συντήρηση οργανικών υλικών Ι, ΤΕΙ Αθήνας- Σχολή Γραφικών τεχνών & Καλλιτεχνικών Σπουδών-Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων & Έργων Τέχνης. Αθήνα. Παπανικολάου Δ., Σιδέρης Χ.,(1987), Γεωλογία, ΟΕΔΒ, Αθήνα. Parker R.B., Toots H., (1980), Trace elements in bones as palaeobiological indicators in Behrensmeyer and Hill (editors) Fossil in making. Midway Reprint. Chicago. Pate F.D., Hutton J.T., Norrish K., (1989), Ionic exchange between soil solution and bone: toward a predictive model, Applied Geochemistry 4 303-316. Penniman T.K., (1952), Pictures of ivory and other animal teeth, bone and antler. Occasional Paper on Technology 5:13-18. Person A., Bocherens H., Saliege J.F., Paris F., Zeitoun V., Gerard M., (1995), Early diagenetic evolution of bone phosphate: an XRay Diffractometry analysis. Journal of Archaeological Science 22: 211-221. Pfretzschner H.-U., (2000), N. Jb. Geol. Paläontol. Abh., 216: 413–432. Piepenbrink H., (1989), Examples of chemical changes during fossilization, Applied Geochemistry 4: 273-280. Pirinet G., Lafont R., and Petit-Maire N., (1975), Premiers resultats concernant les essais de fossilisation d'un ossement en laboratoire, Comptes Rendus Hebdomadaires des Seances de l'Academie des Sciences, Serie D 280: 1531-1533. Podany J. et al., (2001), Paraloid B-72 as a structural adhesive and as a barrier within structural adhesive bonds: evaluations of strength and reversibility. Journal of the American Institute for Conservation 40(1): 15-33. Poole D.F., (1956), The structure of the teeth of some Mammal- like- Reptiles, Quarterly Journal of Microscopical Science, Vol 97, part 2, pp. 303-12. Posner A. S., (1969), Crystal chemistry of bone mineral, Physiological Reviews Vol. 49, No 4, pp.760-780. Posner A.S., (1985), The mineral of Bone Clinical Orthopaedics 200: 87-99. Price P., (1983), Osteocalcin, Journal of Bone and Mineral Research, 1: 157–90.

- 239 -

Prigodich R.V., Vesely M.R., (1997), Characterization of the complex between bovine osteocalcin and type I collagen, Archives of Biochemistry and Biophysics, 345: 339-41. Prozesky V.M., Raubenheumer E.J., Van Heerder W.F.P., Grotepass W.P., Przybylowicz W.J., Pineda, C.A. & Swart R., (1995), Trace element concentration and distribution in ivory. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 104: 638–644. Raubenheimer E.J., Bosman M.C., Vorster R. & NoffkeO C.E., (1998), Histogenesis of the chequered pattern of ivory of the African elephant (Loxodonta africana). Archives of Oral Biology 43: 969–977. Reiche I., Favre-Quattropani L., Vignaud C., Bocherens H., Charlet L., Menu M., (2003), Meas. Sci. Technol., 14: 1608–1619. Rixon A.E., (1949), The use of acetic and formic acids in the preparation of fossil vertebrates’, Museums Journal, 49, p.116, London. Rixon A. E., (1976), Fossil Animals Remains, Athlote Press, London. Robinson R.A., (1965), Use of the Vibro-tool for mechanical preparation of fossils, in Kummel, B. and Raup, D., Hanbook of Paleontological Techniques, W. H. Freeman and Company, San Francisco and London. Rottlander R.C.A., (1976), Variation in the chemical composition of bone as an indicator of climatic change, Journal of Archaeological Science 3: 83-88. Roylance D., (2001), Modules in Mechanics of Materials, Web-based collection developed at MIT with the National Science Foundation, [διαθέσιμο online] http://web.mit.edu/course/3/3.11/www/module_list.html, 18-11-2010. Rudakova T. E., and Zaikov G. E., (1987), Degradation of collagen and its possible applications in medicine, Polymer Degradation and Stability, 18: 271–91. Saunders J.J., (1977), Late Pleistocene vertebrates of the Western Ozark highland, Missouri, Illinois State Museum Report of Investigation, No 33. Saunders J.J., (1979), A close look at ivory. The Living Museum, Springfield 41(4), 56–59. Schreger B.N.G., (1800), Beitrag zur Geschichte der Zahne. Beitrage fur die Zergliederungkunst 1: 1–7. Shelton S.Y. and Johnson J.S., (1995), Conservation of sub-fossil bone, in Collins C. (ed.), The Care and Conservation of Palaeontological material, Butterworth-Heinemann, London. Shimoyaman M., Maeda H., Sato H., Ninomiya T. & Ozaki Y., (1997), Non-destructive discrimination of biological materials by near-infrared Fourier transform Raman spectroscopy and chemometrics: discrimination among hard and soft ivories of African elephants and mammoth tusks and prediction of specific gravity of the ivories. Applied Spectroscopy 51: 1154–1158. Shimoyama M., Nakanishi T., Hamanaga Y., Ninomiya T. & Ozaki Y., (1998), Non-destructive discrimination between elephant ivory products and mammoth tusk products by glancing incidence X-ray fluorescence spectroscopy. Journal of Trace and Microprobe Techniques 16: 175–182.

- 240 -

Shoshani J. and Tassy P., Summary, conclusions and a glimpse into the future. In The Proboscidea: evolution and palaeoecology of elephants and their relatives Eds J. SHOSHANI & P. TASSY, Oxford University Press, 34: 335-348 Sillen, A., (1989), Diagenesis of the inorganic phase of cortical bone, in The Chemistry of Prehistoric Human Bone, ed. T.D. PRICE, School of American Research Seminar Series, Cambridge University Press 211-229. Smith P.R., Wilson M.T., (1990), Detection of haemoglobin in human skeletal remains by ELISA, Journal of Archaeological Science, 17, 255–68. Σταθοπούλου Ε., m(1997), Παρατηρήσεις στην δομή και απολίθωση Νεογενών και Τεταρτογενών Equidae. Διπλωματική εργασία-Πανεπιστήμιο Αθήνας- Τομέας Γεωλογίας, τομος Α’. Stucker G.F., Calusha M.J., Mckenna M.C., (1965), Removing matrix from fossils by miniature sandblasting, in Kummel, B. and Raup, D., Hanbook of Paleontological Techniques, W. H. Freeman and Company, San Francisco and London. Theodorou G.E., Agiadi K., (2001), Observations on the microstructure of fossil tusks from the Carkadio cave (Tilos, Dodekanese, Greece) The world of Elephsntts, Progeedings of the 1o International Congress, G. Cavarreta, P.Ciola, M. Mussi, M.S. Ralombo, Rome 16-20 Octobre 2001 p.563-527. Trapani J., Fisher D.C., (2002), Discriminating Proboscidean Taxa Using Features of the Schreger Pattern in Tusk Dentin, Journal of Archaeological Science 30, 429–43. Tripati S., Godfrey I.M., (2007), Studies on elephant tusks and hippopotamus teeth collected from the early 17th century Portuguese shipwreck off Goa, west coast of India: Evidence of maritime trade between Goa, Portugal and African countries. Current Science, Vol. 92, NO. 3, p.p. 332-339. Toombs H.A., (1948), The use of acetic acid in the development of vertebrate fossils, Museum Journal 48, p.54, London. Toombs H.A., Rixon A E., (1950), The use of plastics in the Transfer Method of preparing fossils, Museum Journal, 50, pp. 105-107, London. Toombs H.A., Rixon A.E., (1950), Correspondence, Antiquity, 24 (95), p.141. Tsoukala E. and Melentis J., (1994), Deinotherium giganteum KAUP (PROBOSCIDEA) from Kassandra peninsula (Chalkidiki, Macedonia, Greece)-Geobios, 27: 633-640. Τσουκαλά Ε.Σ., (2005), Τα Γρεβενά και η Παλαιοντολογία- Το κυνήγι των Ελεφάντων του Παρελθόντος στην περιοχή των Γρεβενών, Β’ έκδοση, Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Γρεβενών. Turner-Walker G., (1998), The West Runton fossil elephant: a pre-conservation evaluation of its condition, chemistry and burial environment. The Conservator 22: 26-35. Tuross N., Fogel M.L., Hare P.E., (1988), Variability in the preservation of the isotopic composition of collagen from fossil bone, Geochimica et Cosmochimica Acta 52: 929-935. Tuross N., Behrensmeyer A.K., Eanes E.D., Fisher L.W., Hare P.E., (1989), Molecular preservation and crystallographic alterations in a weathering sequence of wildebeest bones. Applied Geochemistry 4: 261-270.

- 241 -

Tuross N., (1991), Recovery of bone and serum proteins from human skeletal tissue, in Human palaeopathology (eds. M. B. H. Hayes, P. MacCarthy, R. L. Malcolm and R. S. Swift), 51–4, Smithsonian Institution Press, Washington, DC. Wagstaffe R., Filder J.H., (1968), The preservation of natural history specimens, Witherby Ltd., London. Wang X.D., Masilamani N.S., Mabrey J.D., Alder M.E., Agrawal C.M., (1998), Changes in the fracture toughness of bone may not be reflected in its mineral density, porosity, and tensile properties, Bone, 23: 67–72. Wang X.D., Bank R.A., TeKoppele J.M., Hubbard G.B., Athanasiou K.A., Agrawal C.M., (2000), Effect of collagen denaturation on the toughness of bone, Clinical Orthopaedics and Related Research, 371: 228–39. Webster R., (1958), Ivory, bone and horn, The Gemmologist 27: 91-98. Weiner S. and Price P.A.P., (1986), Dissagregation of bone into crystals, Calcified Tissue International 39: 365-375. Weiner S., Bar-Yosef O., (1990), States of preservation of bones from prehistoric sites in the Near East: a survey, Journal of Archeological Science 17: 187-196. Werner A.E., (1958), Technical notes on a new material in conservation, Chron. D. Egypte xxviii, pp.273-278. Weser U., Kaup Y., Etspuler H., Kenward N., Hedges R.E.M., (1996), Biochemically and immunologically active alkaline phosphatase in archaeologically important bone samples, Journal of Archaeological Science, 23: 723–30. Wess T. J., Drakopoulos M., Snigirev A., Wouters J., Paris O., Fratzl P., Collins M., Hiller J., Nielsen K., (2001), The use of small-angle X-ray diffraction studies for the analysis of structural features in archaeological samples, Archaeometry, 43: 117–29. White R., (1995), Ivory personal ornaments of Aurignacian age, Technological and social symbolic perspectives. White R., (1997), Substantial acts: From materials to meaning in Upper Paleolithic representation, In: Conkey, M., Soffer, O, Stratmann, D., and Jablonski, N. G. (eds.), Beyond Art: Pleistocene Image and Symbol. Memoirs of the California Academy of Sciences 23. San Francisco, 93-121. Whybrow P.J., (1985), A history of fossil collecting and preparation techniques, Curator, 28: 5-26. Widerman F. (eds.), Le Travail et l’Usage de l’Ivoire au Paléolithique Supérieur. Actes de la Table Ronde. Ravello, Italy: Libreria Dello Stato, 29-62. Wians F.H., Krech K.E., Hauschka P.V., (1983), Effects of magnesium and calcium on osteocalcin adsorption to hydroxyapatite, Magnesium, 2, 83–92. Wilson J., (1995), Conservation and processing-cleaning and mechanical preparation, in Collins, C. (ed.), The Care and Conservation of Palaeontological material, Butterworth-Heinemann, London.

- 242 -

Yoshino M., Kimijima T., Miyasaka S., Sato H., and Seta S., (1991), Microscopic study on estimation of time since death in skeletal remains, Forensic Science International, 49: 143–58. Ψαριανός Π.Σ. & Μανωλέσσος Ν.Ι., (1987), Εγχειρίδιον Παλαιοντολογίας, Β’ έκδοση, Τόμος Α, Αθήνα. Zioupos P., Currey J. D., Hamer A. J., (1999), The role of collagen in the declining mechanical properties of aging human cortical bone, Journal of Biomedical Materials Research, 45: 108–16.

- 243 -

Εικόνα Βιβλιογραφική πήγη 1 Τσουκαλά Ε., (2005). 2 http://raazebaghaa.ir 3 Τσουκαλά Ε., (2005). 4 Τσουκαλά Ε., (2005). 5 Διαδύκτιο 6 http://unamedking.deviantart.com/art/African-Elephant-Skeleton-

142241832 7 http://www.hunterian.gla.ac.uk/whatson/whatsOnItem.php?item=313 8 http://tanystropheus.wordpress.com/2008/12/ 9 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 10 http://www.webmineral.com 11 http://en.wikipedia.org/wiki/Haversian_canal 12 http://www.tutornext.com/structure-frogs-bone/8668 13 Stathopoulou E.T., Theodorou G.E., (2001). 14 Stathopoulou E.T., Theodorou G.E., (2001). 15 Μακροπούλου Μ., (2008). 16 http://www.tutornext.com/structure-frogs-bone/8668

17 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 18 http://www.sanparks.org/parks/kruger/elephants/about/tusks-ivory.php 19 Espinoza E.O. and Mann M.J., (1999). 20 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 21 Espinoza E.O. and Mann M.J., (1999). 22 Espinoza E.O. and Mann M.J., (1993). 23 Trapani J. and Fisher D.C., (2002). 24 Espinoza E.O. and Mann M.J., (1999). 25 Heckel C., (2009). 26 Nothnagel G., Le Roux S.D., Grotepass W., (1996). 27 http://www.geo.arizona.edu/geo3xx/geo308_fall2002/1fossil&taph&ichno.

htm 28 http://www.buzzle.com/editorials/5-15-2006-96188.asp 29 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 30 Αbelova M., (2008). 31 http://www.insticeagestudies.com/library/ivory/mammoth-ivory-as-a-raw-

material-structural-and-exp.shtml 32 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 33 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 34 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 35 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 36 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 37 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 38 http://www.azmnh.org/paleo/default.aspx 39 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 40 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 41 - 42 Διαδύκτιο -Larkin N.R., (2010). 43 http://www.nhm.ac.uk

- 244 -

44 Johnson J.S., (1994). 45 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 46 Larkin N.R., (2010). 47 - 48 Larkin N.R., (2010). 49 http://portal.kathimerini.gr 50 Διαδύκτιο 51 http://www.dwdekatheon.org 52 http://kapodistriako.uoa.gr 53 http://www.photoreportage.gr/index.php?event=2925 54 Διαδύκτιο 55 Διαδύκτιο 56 http://timjordan.fastpage.name/mastodontusk/ 57-68 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 69 http://minpet.geol.uoa.gr/grergast.html 70-125 Καραμάνου Α. και Λοϊζου Τ., (2010). 126 http://www.theequinest.com/vishi/

- 245 -

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1: Υγεία & Ασφάλεια

Κάθε άτομο που εργάζεται σε εργαστήριο, έχει την ευθύνη να είναι ενήμερο για τους κινδύνους υγείας και ασφάλειας που συνδέονται με τον εξοπλισμό και τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο εργαστήριο.

Είναι σημαντικό να γνωρίζει ποιες είναι οι ευθύνες του όσον αφορά την ασφάλεια τη δική του αλλά και των συναδέλφων του. Επιπλέον πρέπει να είναι καλός γνώστης του εργαστηριακού περιβάλλοντος και να τηρεί αυστηρά τις πρακτικές ασφάλειας του εκάστοτε εξοπλισμού.

Η άγνοια των κανονισμών είναι επικίνδυνη για την υγεία και ασφάλεια, γι’ αυτό και τα πρόσωπα που δεν ενημερώνονται έγκαιρα και συνεπώς δεν τηρούν τους Κανόνες Ασφάλειας φέρουν ευθύνη (Νεοφύτου, 2007).

ΡΟΥΧΑ ΚΑΙ ΠΡΟΣΩΠΙΚΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ

• Για όλο το χρονικό διάστημα που βρίσκεστε εντός του εργαστηρίου να φοράτε εργαστηριακή ποδιά.

• Όπου χρειάζεται να φοράτε γάντια και προστατευτικά γυαλιά. • Μην κυκλοφορείτε στα εργαστήρια με ανοιχτα υποδήματα (σανδάλια). • Αν έχετε μακριά μαλλιά, να τα μαζεύετε σε κοτσίδα, γιατί μπορούν εύκολα να

πάρουν φωτιά ή να έρθουν σε επαφή με χημικά, ή να παγιδευτούν σε κάποια συσκευή.

• Φυλάτε τα προσωπικά σας αντικείμενα μακριά από το εργαστήριο (ρουχισμός, τσάντες, κ.λ.π.) (http://www.chemist.gr).

ΚΑΘΑΡΙΟΤΗΤΑ

• Διατηρείτε το πάτωμα του εργαστηρίου καθαρό και στεγνό. Σε περίπτωση που χυθεί στο πάτωμα κάποια επικίνδυνη χημική ουσία, ενημερώστε άμεσα τον υπεύθυνο του εργαστηρίου σας και αναζητείστε το MSDS (Material Safety Data Sheet) για την αδρανοποίηση της ουσίας.

• Καθαρίζετε και τακτοποιείτε τον πάγκο εργασίας, τα σκεύη/όργανα που χρησιμοποιείτε.

• Διατηρείτε τους διαδρόμους ελεύθερους. Όποτε κάποια συσκευή αχρηστεύεται, ενημερώνετε την τεχνική υπηρεσία με πρωτόκολλο καταστροφής.

• Μην τρώτε και μην καπνίζετε στο εργαστήριο.

Μετά από κάθε εργασία με βιολογικά υλικά:

• αφαιρείτε τα γάντια • απομακρυνθείτε από την περιοχή εργασίας, πλένετε τα χέρια.

- 246 -

ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΕΣ ΠΡΑΚΤΙΚΕΣ

• Να μη δημιουργείτε παφλασμούς, ψεκασμούς ή αέρια λύμματα. • Λαμβάνετε τα αντίστοιχα Μέτρα Ατομικής Προστασίας: γυαλιά/μάσκα/ποδιά

ασφάλειας. Εάν δεν διαθέτετε τα σχετικά, ζητείστε από τον υπέυθυνο του εργαστηρίου για να τα προμηθευτείτε.

• Κλείνετε την απαγωγό εστία και μην διατηρείτε τη θύρα της ανοιχτή. • Δοχεία με πτητικές χημικές ουσίες να ανοίγονται μέσα στην απαγωγό εστία. • Πειράματα που δημιουργούν αναθυμιάσεις να διεξάγονται στην απαγωγό

εστία. • Μην κάνετε την απαγωγό εστία αποθήκη. • Να αποθηκεύετε τα υλικά που χρησιμοποιείτε σε κατάλληλες ντουλάπες (με

σύστημα αερισμού/απαγωγής των αερίων), στις οποίες να υπάρχουν προστατευτικά στηρίγματα/κιγκλιδώματα για αποφυγή πτώσεων.

• Μη στηρίζετε χημικές ουσίες σε ραφιέρες που δεν διαθέτουν προστατευτικά στηρίγματα. Ελαχιστοποιείστε τον κίνδυνο πτώσης χημικών.

Οι χημικές ουσίες έχουν ταξινομηθεί με την Οδηγία 67/548/ΕΟΚ και με τις διάφορες τροποποιήσεις και βελτιώσεις (Π.Δ. 329/1983, ΦΕΚ 118/Α):

• Εκρηκτικές • Οξειδωτικές • Εξόχως εύφλεκτες • Λίαν εύφλεκτες • Εύφλεκτες • Λίαν τοξικές • Τοξικές • Επιβλαβείς • Διαβρωτικές • Ερεθιστικές • Επικίνδυνες για το περιβάλλον • Καρκινογόνες • Τερατογόνες (Τοξικές για την αναπαραγωγή) • Μεταλλαξιγόνες

Ανάλογα με την ταξινόμηση αυτή φέρουν την κατάλληλη ετικέτα, πληροφορίες

για τις χημικές και φυσικές ιδιότητες και ενημερωτικές φράσεις για την αποφυγή κινδύνων στην ασφάλεια και υγεία των εργαζομένων (Βαλαβανίδης, 2007).

- 247 -

Επικίνδυνα αντιδραστήρια

1. Εκρηκτικές ουσίες

Η χρήση μιας εκρηκτικής ουσίας πρέπει να αποφεύγεται, εφόσον μπορεί να αντικατασταθεί με κάποια άλλη μη εκρηκτική ουσία. Εάν πρέπει να χρησιμοποιηθεί οπωσδήποτε ουσία με εκρηκτικές ιδιότητες, αυτό πρέπει να γίνεται στις μικρότερες δυνατές ποσότητες. Δοχεία με εκρηκτικές ενώσεις πρέπει να προφυλάσσονται από δονήσεις και υψηλές θερμοκρασίες. Εφόσον χρησιμοποιούνται εκρηκτικά στερεά πρέπει να αποφεύγεται οποιαδήποτε μορφή κρούσης, ακόμα και τρίψιμο (π.χ. κατά τη μεταφορά τους με σπάτουλα). Σε ορισμένες περιπτώσεις απαγορεύεται η χρήση μεταλλικής σπάτουλας.

2. Εύφλεκτες ουσίες

Εύφλεκτοι διαλύτες. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί σε εύφλεκτους διαλύτες, οι οποίοι είναι συγχρόνως πολύ πτητικοί. Οι διαλύτες αυτοί πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο στον απαγωγό και οι φιάλες τους να είναι πάντα ερμητικά κλειστές. Εάν χυθεί μεγάλη ποσότητα διαλύτη, πρέπει αμέσως να αεριστεί καλά όλο το εργαστήριο. Μέχρι να τελειώσει η εξαέρωση δεν πρέπει να ανοίγονται / κλείνονται ηλεκτρικοί διακόπτες ούτε να μετακινούνται ηλεκτρικά καλώδια, γιατί υπάρχει κίνδυνος ανάφλεξης των ατμών του διαλύτη από σπινθήρες που μπορεί να σχηματισθούν. Η ευκολία ανάφλεξης μιας ένωσης δίνεται από το «σημείο ανάφλεξης», δηλαδή τη θερμοκρασία στην οποία το υγρό σχηματίζει εύφλεκτους ατμούς. Όταν μια ένωση έχει σημείο ανάφλεξης μικρότερο από 15 οC θεωρείται εύφλεκτη. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι πιο συνηθισμένοι οργανικοί διαλύτες. Δεν πρέπει ποτέ να υπάρχουν περισσότερα από συνολικά τρία λίτρα εύφλεκτων διαλυτών σε ένα εργαστήριο, εκτός και αν βρίσκονται προστατευμένα σε κατάλληλα πυρίμαχα μεταλλικά δοχεία.

3. Τοξικές ουσίες

Επειδή σχεδόν όλες οι χημικές ενώσεις, ανάλογα με την ποσότητα και την συγκέντρωση τους, μπορούν να παρουσιάσουν τοξική δράση θα πρέπει ο χειρισμός τους να γίνεται μόνο μέσα σε απαγωγό και να αποφεύγεται η επαφή με οποιαδήποτε χημική ένωση. Κατά κανόνα όλες οι χημικές ουσίες πρέπει να αντιμετωπίζονται ως πιθανά δηλητήρια, εκτός βέβαια και αν είναι γνωστές ως εντελώς ακίνδυνες ενώσεις. Η τοξική δράση των χημικών ενώσεων χαρακτηρίζεται είτε ως «άμεση» είτε ως «χρόνια».

Ένα μέτρο της επικινδυνότητας μιας ένωσης είναι ο δείκτης TLV (Threshold Limit Value, δηλαδή Ανώτατη Επιτρεπτή Τιμή), που μετριέται σε ppm/m3 ή mg/m3. Οι τιμές TLV δίνουν το ανώτατο όριο συγκέντρωσης ατμών ή σκόνης, κάτω από το οποίο η χημική ένωση μπορεί να χαρακτηριστεί ως ακίνδυνη. (http://www.chemist.gr).

- 248 -

Απόβλητα εργαστηρίου

Συλλογή και εξουδετέρωση των αποβλήτων του εργαστηρίου

Τα χημικά απόβλητα, έτσι όπως τα συναντά κανείς σ’ ένα Εργαστήριο, είναι κατά βάση ειδικού τύπου και υπόκεινται στη νομοθεσία που αφορά τα απόβλητα που καθορίζει ότι πρέπει να αδρανοποιούνται ή/και να διατίθενται κατάλληλα. Παρόλο που τα απόβλητα σε ένα Εργαστήριο Χημείας βρίσκονται σε μικρές ποσότητες, πρέπει να συλλέγονται σε ειδικά δοχεία και να παραδίδονται στα ειδικά κατά τόπους κέντρα προς εξουδετέρωσή τους. Η συλλογή των αποβλήτων γίνεται σε ειδικά δοχεία τα οποία ταξινομούνται σε διάφορες κατηγορίες ώστε να αποφεύγεται η ανάμειξη μη συμβατών χημικών ουσιών (ώστε να αποκλεισθεί το ενδεχόμενο τυχόν επικίνδυνων αντιδράσεων). Σε πολλές περιπτώσεις, πριν την περισυλλογή των αποβλήτων είναι απαραίτητη κάποια επεξεργασία τους από το ίδιο το Εργαστήριο.

Τα δοχεία συλλογής πρέπει από τη φύση τους να είναι κατάλληλα για την φύλαξη των αποβλήτων (π.χ. να αντέχουν στην επίδραση διαλυτών), όπως επίσης και να κλείνουν ερμητικά. Τα δοχεία πρέπει να αποθηκεύονται σε χώρο με καλό αερισμό, για να αποφευχθεί η συγκέντρωση επικίνδυνων ατμών. Τα απόβλητα δεν θα πρέπει να φυλάγονται για χρονικό διάστημα μεγαλύτερο των εννέα μηνών. Μετά τη λήξη του χρονικού περιθωρίου αποθήκευσης θα πρέπει να καταστρέφονται ή να απορρίπτονται σε ειδικούς χώρους (http://www.chemist.gr).

ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ 1. Οδηγός Υγειάς και Ασφάλειας 2. Σήματα Εξόδου Κινδύνου. 3. Κουτιά Πρώτων Βοηθειών. 4. Πυροσβεστήρες. 5.Ανιχνευτές Θερμότητας και Καπνού 6. Γυαλιά Ασφαλείας 7. Γάντια 8. Αντισηπτικό Σαπούνι 9. Κάλαθοι Αχρήστων Να γνωρίζετε τη θέση και τη λειτουργία για τα ακόλουθα χαρακτηριστικά ασφάλειας στο εργαστήριο: • Εκτάκτου ανάγκης βρύσες για πλύσιμο ματιών • Εκτάκτου ανάγκης ντους • Πυροσβεστήρες • Πόρτες εξόδου από το εργαστήριο • Κουτί πρώτων βοηθειών • Κουβέρτες πυρκαγιάς • Συναγερμοί πυρκαγιάς • Στο εργαστήριο είναι διαθέσιμο ένα τηλέφωνο για τις έκτακτες ανάγκες

(Νεοφύτου, 2007).

- 249 -

Σήμανση των χώρων εργασίας

Όλοι οι εργασιακοί χώροι φέρουν την κατάλληλη σήμανση, τόσο για τις εργασιακές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα, όσο και για τα υλικά και τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται σε κάθε εργαστήριο. Πρέπει να γίνει σήμανση: των εξόδων κινδύνου, των αποθηκών, των διαδρόμων και των διαφόρων εργαστηρίων όπου διεξάγονται αναλυτικές ή άλλες εργαστηριακές πρακτικές. Στην είσοδο του κτιρίου και σε ορισμένα καίρια σημεία πρέπει να υπάρχει σχεδιάγραμμα των εργαστηριακών εγκαταστάσεων και σαφείς ενδείξεις για τις εξόδους και την διαρρύθμιση των εργαστηρίων (Βαλαβανίδης, 2007).

- 250 -

ΠΙΝΑΚΙΔΕΣ ΣΗΜΑΝΣΗΣ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ (Βαλαβανίδης, 2007).

- 251 -

Chemical Safety Data: Aluminium oxide

Common synonyms Alumina, corundum

Formula Al2O3

Physical properties

Form: white powder or granules Stability: Stable. Melting point: 2030 C Boiling point: 2977 C Water solubility: negligible Specific gravity: 4.0

Principal hazards *** This material will irritate the lungs if inhaled.

Safe handling Wear safety glasses.

Emergency

Eye contact: Immediately flush the eye with water. If irritation persists, call for medical help. Skin contact: Wash off with water. If swallowed: If the amount swallowed is large, call for medical help.

Disposal Dispose with normal solid chemical waste.

Protective equipment Safety glasses.

http://cartwright.chem.ox.ac.uk/hsci/chemicals/aluminium_oxide.html

- 252 -

Chemical Safety Data: Propanone

Common synonyms Acetone, 2-propanone, methyl ketone, dimethyl ketone

Formula (CH3)2C=O

Physical properties

Form: colourless liquid with a characteristic smell Stability: Stable, but highly flammable. Melting point: -95 C Boiling point: 56 C Water solubility: miscible in all proportions Specific gravity: 0.79

Principal hazards

-Contact with the eyes can cause serious, permanent damage. -Propanone is highly flammable, and presents a serious fire risk. -Propanone is harmful if you swallow or inhale it. Long-term exposure, for example through breathing in the fumes, can cause liver damage. -Repeated skin exposure may lead to defatting and irritation.

Safe handling

Always wear safety glasses. Ensure that ventilation is good so that you do not breathe in the vapour. Remove all sources of ignition from the working area. (Be aware that very flammable materials do not need a flame for combustion to start - they may be ignited by a hot plate, or even a hot radiator if their flash point is low enough.) Always store bottles of propanone in a flame-proof cabinet. Do not leave propanone, or solutions containing it, standing unattended on a bench where they might get knocked over or set alight.

Emergency

Eye contact: Immediately flush the eye with plenty of water. Continue for at least ten minutes and call for medical help. Skin contact: Wash off with plenty of water. Immediately remove any contaminated clothing as clothing soaked in propanone is a fire risk. If swallowed: Wash out the mouth with water and call for medical help.

Disposal Very small amounts of propanone can be flushed down a sink with a large quantity of water, unless local rules prohibit this. Significant

- 253 -

amounts of water must be used in order to ensure that dangerous levels of vapour do not build up in the sewer. Larger amounts should be disposed of through authorised contractors.

Protective equipment

Always wear safety glasses when handling propanone. If you need gloves, butyl rubber is a suitable protective material.

PARALOID (TM) B-72 100% Resin Supplier Rohm and Haas Company HAZARDS IDENTIFICATION

Hazard Summary CAUTION! INHALATION OF DUST CAN CAUSE THE FOLLOWING: IRRITATION OF NOSE, THROAT, AND LUNGS HEADACHE NAUSEA MAY CAUSE EYE/SKIN IRRITATION.

POTENTIAL HEALTH EFFECTPrimary Routes of Entry: Inhalation, Eye contact, Skin contact Eyes: Monomer vapors from heated product can cause the following: slight irritation Skin: Prolonged or repeated skin contact can cause the following: slight irritation Inhalation: Inhalation of dust can cause the following: irritation of nose, throat, and lungs Inhalation of monomer vapor from heated product can cause the following: May cause nose, throat, and lung irritation, headache, nausea. FIRST AID MEASURES Inhalation: Move to fresh air. Skin contact: Wash with water and soap as a precaution. If skin irritation persists, call a physician. Eye contact: Flush eyes with water as a precaution. If eye irritation persists, consult a specialist. Ingestion: Drink 1 or 2 glasses of water. Consult a physician if necessary. Never give anything by mouth to an unconscious person (http://www.dow.com/webapps/msds/msdssearch.aspx)

254

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2:

ΔΕΛΤΙΟ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΕΙΔΟΣ: Δύο τμήματα χαυλιόδοντα και ένα τμήμα οστού από προβοσκιδωτό. ΥΛΙΚΟ: Απολιθώματα ΑΡΙΘΜΟΣ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ: 14.10.438 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΕΝΑΡΞΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ: 16-9-2009 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ: 17-9-2010 ΜΕΛΕΤΗ-ΕΡΕΥΝΑ ΜΕ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ: Ραδιογραφία Πετρογραφκό μικροσκόπιο Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM-EDX) Περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD)

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: ίζημα: ασβεστοπυριτική σύσταση, χαυλιόδοντας-οστό: ασβεστιτική σύσταση ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ: Ίζημα-γαιώδεις επικαθίσεις από το περιβάλλον ταφής. Ρηγμάτωση- Μικρορηγμάτωση Περιοχές θραύσης- Απώλεια υλικού Εύθρυπτη επιφάνεια

ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ:

NAI OXI ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ: ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΣ:

Ξηρός Υγρός Μηχανικός Χημικός

Ξηρός μηχανικός καθαρισμός με σφυρί και καλέμι, αμμοβολή με χαλαζιακή άμμο

100μ.

255

ΣΤΕΡΕΩΣΗ: Paraloid B72 5% w/v σε ακετόνη. Η στερέωση πραγματοποιήθηκε με πινέλο σε δύο ή τρείς επάλληλες στρώσεις, ενώ στις ρωγμές χρησιμοποιήθηκε εμποτισμός με πιπέτα ή σύριγγα. ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΗ: Paraloid B72 ΣΥΜΠΛΗΡΩΣΗ- ΑΙΣΘΗΤΙΚΗ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ: ΝΑΙ ΟΧΙ

ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ – ΕΚΘΕΣΗΣ:

Σχετική υγρασία: 45%- 55% Θερμοκρασία: 15-20 C Ένταση φωτισμού: 200 lux-500 lux

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ:

Υπεύθυνος εργασιών συντήρησης: Δρ Παναγιάρη Γ.

Συντηρήτριες: Καραμάνου Αναστασία Λοϊζου Τζιν

256

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΤΕΚΜΗΡΙΩΣΗ:

Απολίθωμα πριν τη συντήρηση

Απολίθωμα μετά τη συντήρηση.