KRAMA RĪKI KĀ LIECĪBAS PAR PRASMJU UN ZINĀŠANU ATTĪSTĪBU PALEOLĪTĀ

Transcription

1 LATVIJAS UNIVERSITĀTE ĢEOGRĀFIJAS UN ZEMES ZINĀTŅU FAKULTĀTE Līga Zariņa KRAMA RĪKI KĀ LIECĪBAS PAR PRASMJU UN ZINĀŠANU ATTĪSTĪBU PALEOLĪTĀ PROMOCIJAS DARBA KOPSAVILKUMS Doktora grāda iegūšanai ģeoloģijas nozarē Apakšnozare: lietišķā ģeoloģija Rīga, 2015

2 Promocijas darbs izstrādāts Latvijas Universitātes Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultātes Ģeoloģijas nodaļā no gada līdz gadam. IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ Šis darbs izstrādāts ar Eiropas Sociālā fonda atbalstu projektā Atbalsts doktora studijām Latvijas Universitātē. Darba zinātniskais vadītājs: Valdis Segliņš, profesors, Dr. geol., Latvijas Universitāte Darba recenzenti: Laimdota Kalniņa, asociētā profesore, Dr. geogr., Latvijas Universitāte Valdis Bērziņš, Dr. hist., Latvijas Universitātes Latvijas vēstures institūts Ilze Vircava, Dr. geol., Tartu Universitāte (Igaunija) Promocijas padomes sastāvs: Vitālijs Zelčs, profesors, Dr. geol. padomes priekšsēdētājs Ervīns Lukševičs, profesors, Dr. geol. padomes priekšsēdētāja vietnieks Ģirts Stinkulis, asociētais profesors, Dr. geol. padomes sekretārs Juris Soms, Dr. geol., Daugavpils Universitāte Laimdota Kalniņa, asociētā profesore, Dr. geogr. Valdis Segliņš, profesors, Dr. geol. Promocijas darbs pieņemts aizstāvēšanai ar LU Ģeoloģijas promocijas padomes gada 26. jūnija sēdes lēmumu nr. 05/2015. Promocijas darba aizstāvēšana notiks LU Ģeoloģijas promocijas padomes atklātā sēdē gada 27. novembrī Latvijas Universitātes Dabaszinātņu akadēmiskajā centrā Torņakalnā, Rīgā, Jelgavas ielā 1, 320.a auditorijā. Promocijas darba kopsavilkuma izdošanu ir finansējusi Latvijas Universitāte. Ar promocijas darbu ir iespējams iepazīties Latvijas Universitātes Bibliotēkā Raiņa bulvārī 19 un Latvijas Akadēmiskajā bibliotēkā Rīgā, Lielvārdes ielā 4. Atsauksmes sūtīt promocijas padomes sekretāram asociētajam profesoram Dr. Ģirtam Stinkulim: Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte, Latvijas Universitāte, Rīga, Raiņa bulvāris 19, LV-1586, Fakss: , e-pasts: Latvijas Universitāte, 2015 ISBN Līga Zariņa, 2015

3 ANOTĀCIJA Promocijas darbs ir veltīts krama izpētei ar mērķi novērtēt sencilvēku prasmju un zināšanu attīstību paleolītā, balstoties uz autores Latvijā, Lietuvā, Baltkrievijā, Polijā, Dānijā, Apvienotajā Karalistē, Zviedrijā un Krievijā ievākta krama kolekcijas materiāla un muzeju vākumos pieejamo akmens rīku analīzi un novērtējumu. Pētījums ietver zinātniskās literatūras analīzi un izvērtējumu, lauka un muzeju kolekciju pētījumus, krama fizikālo un ķīmisko īpašību analītisko novēr tējumu, kas papildināts ar eksperimentālās arheoloģijas pētījumiem. Iegūtie rezultāti norāda uz krama īpašību un sastāva daudzveidību, kā rezultātā promocijas darbā plašāk apskatīti metodiskie jautājumi. Iegūtie rezultāti ļauj secināt, ka paleolītā prasmju un zināšanu palielināšanās un uzkrāšana atspoguļojas visos ar krama rīku izveidi saistītajos posmos un ietver piemērotu akmens materiālu meklēšanu un atpazīšanu dabā, kvalitātes novērtēšanu un akmens apstrādes attīstību, piešķirot rīkiem noteiktas formas daudzveidīgu funkciju veikšanai. Plašākā nozīmē pētījums paver diskusiju par sencilvēku attīstības procesa izsekošanu, saistot to ar darbarīku formu noteicošiem iemesliem. Raksturvārdi: krama un kramiežu īpašības, senais akmens laikmets, akmens rīki, formas īpašības, simetrija. 3

4 SATURS Anotācija... 3 Ievads Pētījuma laiktelpiskais ietvars un agrākie pētījumi Rīku gatavošanai biežāk izmantotie materiāli, akmens apstrādes tehnoloģijas un izgatavotie akmens rīki paleolītā Rīku gatavošanai biežāk izmantotie materiāli paleolītā Mūsdienu uzskati par krama sastāvu un veidošanos Galvenās pielietotās akmens apstrādes tehnoloģijas paleolītā Raksturīgākie akmens rīki paleolītā Materiāli un metodes Pētījumā vērtētās formas īpašības Lauka pētījumi un faktiskā materiāla avoti Laboratorijas pētījumu metodes Pētījuma rezultāti un interpretācija Krama raksturīgākās īpašības Oļu un paleolīta akmens rīku morfoloģijas īpašības Diskusija Ģeoloģisko zināšanu pazīmes un to novērtēšana Oļu un paleolīta akmens rīku forma un simetrija Datu pietiekamība un kvalitāte arheoloģiska akmens materiāla pētījumos Pētījumu procedūras Latvijā sastopamā krama piemērotība rīku izgatavošanai Secinājumi Literatūras saraksts Publikāciju saraksts

5 IEVADS Akmens laikmets ir vairāk nekā 2,5 miljonus gadu ilgs aizvēstures periods (Semaw et al., 2003; Edwards et al., 2008; Harmand et al., 2015), ģeogrāfiski aptverot visu pasauli, izņemot Antarktīdu (Rice, Moloney, 2005; Scarre, 2013; Renfrew, Bahn, 2014), un daudzas šī senā laika posma norises ir tikai ieskicētas, tādēļ tā apzināšana tiek veikta joprojām. Akmens izmantošanas aizsākumi, tā īpašību izzināšana un dažādām mērķtiecīgām darbībām piemērotu darbarīku izgatavošana, iespējams, ir pati informatīvākā liecību daļa, kas saglabājusies līdz mūsdienām. It īpaši tas attiecināms uz senāko akmens laikmeta periodu paleolītu jeb seno akmens laikmetu, kura sākumu iezīmē pirmo akmens rīku liecības un tas noslēdzas ar pēdējā ledus laikmeta beigām aptuveni pirms 12 tūkstošiem gadu. Aizvēstures pētījumi vienmēr ir daudzpusīgi un starpdisciplināri (pie mēram, Jochim, 1998; Boyce, Mascie-Taylor, 2005; Bocquet-Appel, 2008; Bailey, 2009; Mithen, 2009; Barnard, 2012; Sieveking, Newcomer, 2012; Morley, 2013; Goodale, Andrefsky, 2015), kas paredz daudzveidīgu pētniecības metožu pielie tošanu un kompleksu iegūto datu un rezultātu analīzi (piemēram, Banning, 2000; Adams, Adams, 2008; Adkins, Adkins, 2009; Neustupny, 2009; Rapp, 2009; Doehne, Price, 2010; Liritzis et al., 2013; Marreiros et al., 2015). Tomēr šo pētījumu realizācijas apstākļi un nosacījumi nereti neļauj veikt visus nepie ciešamos analītiskos vērtējumus, un tie ir aizstājami ar loģiskām konstruk cijām un citu pētnieku iegūtajiem zinātnisko pētījumu rezultātiem. Tādējādi šādi pētījumi ne vienmēr ir izteikti eksakti, un ir iespējama iegūto datu papildināšana un vēl pilnīgāka analīze. Akmens laikmeta rīku un to izgatavošanas pārpalikumu novērtēšana ir gandrīz vienīgā metode, kas ļauj spriest par senāko kultūru attīstību un tiek plaši izmantota jau daudzus gadu desmitus (piemēram, Osborn 1915; Odell, 2006; Andrefsky, 2008; Hovers, Braun, 2009; Lycett, Chauhan, 2010; Desrosiers, 2012). Rīki tradicionāli tiek uzskatīti par indikatīviem seno kultūru attīstībā, un daudzas no aizvēsturiskajām kultūrām ir izdalītas un aprakstītas galvenokārt tikai pēc darbarīku raksturīgas formas un izgatavošanas tehnoloģijas. Akmens rīku salīdzinoši augstā saglabātība attiecībā pret artefaktiem no citiem materiāliem (koka, kaula, ādas u.tml.) zināmā mērā nosaka tieši akmens rīku īpašo vērtību, un atbilstoši pētījumi ir aktuāli visā pasaulē (piemēram, Dani, Masson, 1993; Cook, Martingell, 1994; Whittaker, 2004; Akimova, 2006; Clarkson, 2007; Högberg, Olausson, 2007; Zagorska, 2012; Mester, 2013; Renfrew, Bahn 2014). Attiecīgi tiek aktīvi un ilgstoši veikti pētījumi par cilvēku ģeoloģisko zināšanu attīstības aizsākumu un to uzkrāšanu dažādos aizvēstures un vēstures periodos (piemēram, Osborn, 1915; Odell, 2006; Andrefsky, 2008; Hovers, Braun, 2009; Stout, 2011; Kukela 2013; Mesoudi, Aoki, 2015). Līdzšinējos 5

6 pētījumos ģeoloģiskās zināšanas akmens laikmetā tiek raksturotas kā zināšanu kopums, kas iekļauj spēju atšķirt dažādus iežus un pilnveidot paņēmienus to īpašību un kvalitātes salīdzināšanai, atrast noteiktos nogulumos un lokalizācijas vietās piemērotas formas un kvalitātes izejmateriālus rīku gatavošanai un apstrādes iespēju apzināšanu, kā arī apkopotā formā šīs zināšanas izmantot jaunās dzīves vietās un nodot nākamajām paaudzēm. Šādā nozīmē ģeoloģiskās zināšanas interpretētas arī promocijas darbā, novērtējot paleolīta akmens rīkus. Promocijas darba pētījums vērsts uz jaunu ģeoloģisko zināšanu apguves likumsakarību novērtēšanas metožu un indikatoru meklēšanu un virzīts, lai atrastu un izvēlētos pētījuma metodes, ar kurām iespējams novērtēt akmens rīku izejmateriāla īpašības, kas noteica to kā atpazīstamu un piemērotu rīku izgatavošanai un kas, pateicoties zināšanu uzkrāšanai un pārmantošanai, ietekmēja apstrādes tehnoloģiju prasmju attīstību un līdz ar to arī rīku pilnveidošanos no vienkāršiem līdz specializētiem rīkiem noteiktu funkciju veikšanai. Promocijas darba pētījumā detalizēti pētīts krams, jo tas laika gaitā ticis izvēlēts kā piemērotākais un visplašāk lietotais akmens materiāls rīku gatavošanai paleolītā. Papildus vērtēta sencilvēku tieksme uz simetriju, kas visdrīzāk ir vērojama jau laikos, kad radās cilvēks kā saprātīga būtne. Veiktais pētījums apstiprina, ka akmens laikmeta cilvēku radītos rīkus var atšķirt no dabā sastopamām formām pēc vairākām pazīmēm, un ka nozīmīga loma šajā atpazīšanas procesā ir formu simetrijas un proporciju īpašību novērtēšanai. Pētījums iecerēts kā iespēja pavērt plašāku diskusiju par cilvēku attīstības procesa izsekošanu, ļaujot nākotnē izvirzīt jaunas hipotēzes, piemēram, vai simetrisku formu un noteiktas proporcijas noteica praktiski, estētiski vai nejauši iemesli, kas radušies materiāla īpašību vai praktiskas nepieciešamības dēļ. Pētījums aptver pēdējo 5 gadu laikā autores iegūto lauka novērojumu rezultātu apkopojumu un to analīzi. Pētījums ir balstīts uz eksperimentāliem mēģinājumiem un laboratorijas pētījumiem, kā arī pētītas akmens rīku un aizvēsturisku liecību kolekcijas un vākumi, kas atspoguļo paleolīta arheoloģisko kultūru atradumus Eiropas teritorijā un attiecībā uz pašām senākajām liecībām Āfrikas teritorijā. Vēlā paleolīta noslēguma posmā uzmanība koncentrēta uz Baltijas jūrai austrumos pieguļošo sauszemes teritoriju, ko mūsdienās aizņem Baltijas valstis. Promocijas darba izstrādē lielākā uzmanība tika pievērsta lauka pētījumiem, paraugu ievākšanai, formas novērtēšanas metodikas izstrādei, krama apstrādes tehnoloģiju iepazīšanai, krama makroskopisko un mikroskopisko īpašību novērtēšanai un ķīmiskā sastāva analīzei. Atzīmējams, ka krama rīku arheoloģiskā nozīmība noteica kā pamatmetodes izvēlētas nedestruktīvas pētījuma metodes. Pētījuma metodika ir zinātniski aprobēta, ziņojot par pētījuma rezultātiem zinātniskās konferencēs, un, saņemot recenzijas, zinātnisko rakstu sagatavošanas laikā attīstīta un pilnveidota. Pētījumā veikta salīdzinoša analīze, balstoties uz eksperimentāliem mērījumiem ģeoloģiskiem paraugiem no 6

7 Latvijas, Dānijas, Apvienotās Karalistes, Polijas, Krievijas, Baltkrievijas, Lietuvas un Zviedrijas un arheoloģiskiem paraugiem no Latvijas un Krievijas. Savukārt, lai veiktu paleolīta akmens rīku formas novērtējumu, tika pētīts pieejamais Latvijas materiāls un akmens laikmeta artefakti no Lisabonas, Madrides, Santjago, Parīzes, Londonas, Kopenhāgenas, Vīnes, Minhenes, Tartu, Kizilas, Abakanas un Seviļas muzeju ekspozīcijām, kā arī plašs zinātnisko publikāciju un internetā pieejamo muzeju kolekciju materiāls. Pētījuma aktualitāte Aizvēstures ģeoloģisko zināšanu attīstības pētījumi ir cieši saistīti ar cilvēku evolūcijas izsekošanu, dažādo civilizāciju un kultūru vecuma noteikšanu, to raksturīgo dzīves apstākļu un tradīciju novērtēšanu, cilvēku migrācijas iemeslu un virzienu izsekošanu, savstarpējo mijiedarbību, saskaroties dažādām kultūrām u.c., kas piešķir šādas ievirzes pētījumiem izteiktu humanitāro zinātņu komponenti. Tomēr pielietotais pētniecības metožu klāsts ne vienmēr ir ticis zinātniski realizēts iepriekšējos pētījumos. Promocijas darba pētījuma aktualitāti nosaka līdzšinējos pētījumos nepietiekami novērtētais krama darbarīku izvērtējums, kas glabā nozīmīgu informāciju par sencilvēku ģeoloģisko zināšanu attīstību. Daudzie promocijas darba sagatavošanas gaitā izstrādātie metodiskie risi nājumi un pētniecības gaitas procedūras akmens rīku un to iespējamo izej materiālu oļu formas novērtēšanai un krama īpašību novērtēšanai ģeoarheoloģiskā aspektā ir novitātes un, tām sekojot, iespējams iegūt augstas kvalitātes savstarpēji pamatoti salīdzināmus datus. Balstoties uz tiem, iespējams veikt gan rīku plašākus reģionālus salīdzinājumus, gan arī šos datus izmantot krama rīku izejmateriāla ieguves vietu lokalizācijai, un minētais tādējādi nosaka pētījuma aktualitāti un mūsdienīgumu. Darba hipotēze Paleolīta krama rīki sniedz informāciju, kas apliecina sencilvēku ģeoloģiskās zināšanas un, pētot šos rīkus no dažādām arheoloģiskām kultūrām, ir iespējams atpazīt prasmju palielināšanos un ģeoloģisko zināšanu uzkrāšanos šajā aizvēstures periodā. Aizstāvēšanai izvirzītās tēzes 1. Akmens materiāla izvēle un izgatavotajam rīkam piešķirtā forma paleolītā ir pazīmes, kas liecina par ģeoloģiskām zināšanām, un tās ir novērtējamas; 2. Akmens rīku pētījumos ir jāievēro noteikts secīgums un pielietojams pētījumu metožu kopums, kas ļauj iegūt augstas kvalitātes savstarpēji pamatoti salīdzināmus datus; 3. Agrākajos pētījumos iegūtie dati ir fragmentāri un nepilnīgi, to kvalitāte ir atšķirīga, kas neļauj tos izmantot savstarpējos un mūsdienīgu novērtējumu 7

8 salīdzinājumos. Esošās zināšanas par paleolīta akmens rīkiem ir nepieciešams un iespējams nozīmīgi papildināt ar kvantificētiem datiem, kas būtu piemēroti matemātiskai analīzei; 4. Dabā sastopamām krama oļu formām un paleolītā izgatavoto krama rīku formām ir salīdzināmas īpašības. Simetrijas īpašības un raksturīgās proporcijas ir jutīgs indikators, kas savstarpēji saista izejmateriāla izvēli, rīkam piešķirto formu un prasmes pielietot piemērotu apstrādes tehnoloģiju. Pētījuma mērķis un uzdevumi Pētījuma mērķis ir novērtēt sencilvēku prasmju un ģeoloģisko zināšanu attīstību paleolītā, pētot paleolīta akmens rīkus un kramu kā plašāk izmantoto izejmateriālu atbilstošajā laika posmā. Promocijas darba mērķa sasniegšanai tika noteikti 5 galvenie pētniecības uzdevumi, kas ļautu sasniegt promocijas darba mērķi: (1) noskaidrot ģeoloģisko zināšanu pazīmes paleolīta krama rīkos un novērtēt šo pazīmju pielietošanas iespējas pētniecībā; (2) pilnveidot krama un krama rīku pētījumu secīgumu un gaitu, kas ļautu iegūt savstarpēji pamatoti salīdzināmus datus; (3) novērtēt esošo un jauniegūto datu kvantitāti un kvalitāti, kā arī raksturot prasības attiecībā uz datiem, kas būtu pietiekami statistiskai analīzei; (4) pētīt paleolīta akmens rīku un to iespējamā izejmateriāla formu īpašības ar mērķi noteikt šo pazīmju izmantošanas iespējas sencilvēku prasmju un ģeoloģisko zināšanu attīstības novērtēšanā; (5) apzināt Latvijā dabā sastopamā krama īpašības un novērtēt tā piemērotību rīku izgatavošanai paleolītā. Novitāte Promocijas darbā krama makroskopiskā izpēte veikta, paplašinot novērojumus no redzamās gaismas spektra daļas uz infrasarkano un ultravioleto gaismas diapazonu, jo šādi ir atpazīstami vairāki papildus vizuāli novērojami materiāla struktūras uzbūves elementi un neviendabības (Segliņš, Zariņa, 2014a). Krama atsevišķu īpašību noteikšana pētījumā veikta ultravioletā gaismā makroskopiski, gan arī mikroskopiski ar palielinājumu līdz 50 reizēm, kā arī noteikti optimāli darba režīmi un nosacījumi šādu novērojumu veikšanai un reģistrācijai (Zariņa, Segliņš, 2014c). Ģeoarheoloģijā šādas ievirzes pētījums ir pirmais un tāpēc tajā iegūtie rezultāti ir tikai neliela daļa no tās informācijas, kas vēl apgūstama. Krama fizikālās un ķīmiskā sastāva īpašības nosaka, ka, veicot krama paraugu ķīmiskā sastāva analīzi, ir svarīgi ievērot noteiktu secību, lai iegūtu pamatoti salīdzināmus datus. Pētījumā tas tiek ņemts vērā, izstrādājot noteiktu paraugu analīzes procedūru (Zariņa, Segliņš 2014a), turklāt pamatā tiek 8

9 izmantotas nedestruktīvas krama sastāva noteikšanas metodes. Tika noteikts krama ķīmiskais sastāvs paraugiem no Latvijas un no citām Eiropas valstīm no vietām, kur zināms, ka krams ticis iegūts kā izejmateriāls rīku izgatavošanai akmens laikmetā. Iegūtie dati un rezultāti ir vērtīgi, jo tie ir savstarpēji salīdzināmi, un par apskatīto reģionu tādi tie ir iegūti pirmoreiz. Tas atšķir autores pētījumu (Zariņa et al., 2014o) no tradicionāliem, kas koncentrēti uz atsevišķu krama artefaktu, ierobežotā izrakumu laukumā atrasto akmens rīku vai noteiktas krama ieguves vietas, vai šaurāka ģeogrāfiska reģiona materiāla detalizētiem pētījumiem. Simetrija tiek aktīvi un jau ilgstoši pētīta, un ar to saistītas īpašības tiek apzinātas un pielietotas pētījumos dažādās zinātnes nozarēs. Promocijas darbs pierāda, ka simetrija ir nozīmīgs rādītājs, vērtējot arī akmens laikmeta darbarīku formas un to mainību, tomēr līdzšinējos pētījumos (piemēram, Wynn, 2002; Park et al. 2003) tradicionāli simetrijas novērtēšanu attiecina uz bilaterālu simetriju un lielākoties tikai uz noteikta tipa rīkiem (piemēram, Hardaker, Dunn, 2005; Underhill, 2007; Hodgson, 2011). Taču tā ir tikai viena no netriviālajām izometrijām, ar ko nosaka simetriju. Lai raksturotu priekšmeta simetriskumu, nepieciešams izvērtēt arī pārējās izometriskās transformācijas tas ir ticis realizēts disertācijā un parādītas šādas pieejas priekšrocības (Zariņa, Segliņš 2013b). Pētījuma novitāte balstās uz dažādu tradicionālu arheoloģijā izmantotu procedūru un metožu integrāciju un papildināšanu, savstarpēju loģisku sasaisti, ietverot dažādas zinātņu jomas: ģeoloģiju, ģeoķīmiju, matemātiku, ar galveno mērķi raksturot kramu kā materiālu ģeoarheoloģiskā aspektā. Praktiskā pielietojamība Procedūras izstrāde pamatoti salīdzināmu datu ieguvei ir autores ieguldījums krama rīku izejmateriāla lokalizācijas jautājumu risināšanā ģeoarheoloģijā. Akmens laikmeta, t.sk. paleolīta, rīku kolekcijas ir ļoti lielas un tās ir izveidotas visos lielākajos vēstures, arheoloģijas un mākslas muzejos pasaulē. Lai arī daudzviet pasaulē ir uzsākta šo kolekciju datu un attēlu digitalizācija, tomēr pats kolekciju materiāls līdz šim nav sistematizēts, un šajā nozīmē autores ieguldījums ir diagnostikas un pētniecības procedūru pilnveide un papild ināšana, kas ļautu artefaktus savstarpēji salīdzinoši novērtēt, tajā skaitā ģeo grāfiski plašu reģionu ietvaros. Nedestruktīvās datu iegūšanas metodes (piemēram, krama pētījumi ultravioletā apgaismojumā, krama ķīmiskā sastāva noteikšana ar rentgenstaru fluorescences spektrālo (WDXRF) metodi, paleolīta akmens rīku un to sākotnējā izejmateriāla formas novērtējums) kopā ar attīstītām iespējām pētāmo objektu vizualizēt, tajā skaitā 3D telpā, var kļūt par noderīgu instrumentu akmens laikmeta krama rīku pētījumos, gan attiecībā uz krama īpašību neviendabīgumu pētītajos paraugos, kā arī artefaktu formas īpašību novērtēšanā. 9

10 Pētījuma gaitā izstrādātās oriģinālās datu bāzes un rezultātu analīzē pielietotās datu matemātiskās apstrādes metodes, kā arī pētījumu analītiskie rezultāti turpmāk var tikt izmantoti novērojumu datu analīzei lietišķajā ģeoloģijā un ģeoarheoloģijā. Pētījumā iegūtie rezultāti un izdarītie secinājumi ir laba pieredze rezultātu kompleksā un mērķtiecīgā analīzē, kas konkrētā pētījuma rezultātā ļauj izzināt ģeoloģisko zināšanu uzkrāšanās un pielietojuma attīstību akmens laikmetā. Šāda pieeja, izstrādājot un pilnveidojot pētniecības metodes, paver plašas iespējas promocijas darba rezultātu praktiskam pielietojumam ģeoarheoloģijā, muzeju zinātnē un arī paleoģeogrāfiskās rekonstrukcijās nākotnē. Rezultātu aprobācija Balstoties uz pētījuma rezultātiem, sagatavotas 40 zinātniskas publikācijas par atsevišķām pētījuma sadaļām un darbu kopumā, no kurām 3 raksti publicēti starptautiskos izdevumos un kolektīvajās monogrāfijās, 4 raksti publicēti vietējos zinātniskos izdevumos, un 7 ir starptautisku zinātnisku konferenču raksti, 11 publikācijas ir starptautisko konferenču tēzes, 15 Latvijas konferenču publicētās tēzes. Starptautiskās zinātniskās konferencēs ir nolasīti 7 referāti, kā arī 5 ziņojumi sniegti zinātniskās konferencēs Latvijā. Kopumā publicētie materiāli pilnībā atspoguļo disertācijas rezultātus un izriet no promocijas darbam izvirzītajiem uzdevumiem. Pateicības Promocijas darbs izstrādāts ar ESF projekta Atbalsts doktora studijām Latvijas Universitātē, Nr. 2009/0138/1DP/ /09/IPIA/VIAA/004, LU reģistrācijas Nr. ESS2009/77 un ar Valsts pētījumu programmas Nr / VPP-5 ResProd 1. projekta GEO atbalstu. Vislielākais paldies darba vadītājam prof. Valdim Segliņam par vārdiem un darbiem, kas palīdzējuši radīt ieceres un realizēt daudzas iespējas. Autore pateicas LU BF personālam, jo īpaši prof. I. Muižniekam, vadošajai pētniecei V. Nikolajevai un pētniecei G. Makarenkovai, LU ĶF personālam, jo īpaši J. Kostjukovam, LU ĢZZF personālam, jo īpaši assoc.prof. Ģ. Stinkulim, D. Pipirai, J. Burlakovam, A. Kokinam, Latvijas Dabas muzejam, jo īpaši vecākajai antropoloģei A. Marnicai un vecākajai mineraloģei S. Lielbārdei, Latvijas Nacionālam mākslas muzejam (Aizrobežu mākslas muzejam), A. Širokovam, LU Latvijas vēstures institūta akmens laikmeta pētniekiem, jo īpaši I. Zagorskai, par palīdzību un atbalstu pētījuma realizācijā. Paldies ģimenei, kas man neizmērojami palīdzējusi un atbalstījusi. Paldies arī draugiem par palīdzību un uzmundrinājumu. Paldies bijušajiem un esošajiem kolēģiem un daudz citiem, kas apzināti vai netīšām ir mani iedvesmojuši un atbalstījuši. 10

11 1. PĒTĪJUMA LAIKTELPISKAIS IETVARS UN AGRĀKIE PĒTĪJUMI Ģeoloģiskajā laika skalā ar sencilvēku izcelšanos un attīstību saistītais laiks attiecas uz neogēna perioda beigām (pliocēns) un kvartāra periodu (pleistocēns un holocēns) (Edwards et al., 2008). Tomēr cilvēces aizvēstures pētījumos plaši tiek lietota pieņemtā arheoloģisko kultūru miju laika skala, kas balstās uz cilvēku tehnoloģisko zināšanu un prasmju raksturojošiem izmantotajiem materiāliem, un pirmais no atbilstošiem attīstības posmiem ir akmens laikmets. Paleolīts jeb senais akmens laikmets ir senākais no akmens laikmeta periodiem, kura sākumu iezīmē pirmo akmens darbarīku liecības, kas atbilst vairāk kā 2.6 miljonu gadu senai pagātnei (Semaw et al., 2003; Edwards et al., 2008; Harmand et al., 2015), un tas noslēdzas ar pēdējā ledus laikmeta beigām aptuveni pirms 12 tūkstošiem gadu, ģeogrāfiski aptverot visu pasauli, izņemot Antarktīdu (Rice, Moloney, 2005; Scarre, 2013; Renfrew, Bahn, 2014). Paleolīts tiek iedalīts 3 periodos senajā, vidējā un vēlajā paleolītā. Katrs no šiem periodiem iezīmējas ar noteiktu cilvēku dzīvesveidu, sadzīves apstākļiem, un tieši izgatavoto rīku atšķirības gan atkarībā no formas, gan veidošanas tehnoloģijas un iespējamās izmantošanas nodrošina klasifikācijas sistēmu, dalot periodu pa posmiem un raksturīgām arheoloģiskajām kultūrām (Roberts, Vander Linden, 2011). Paleolīta kultūru iedalījums tiek lietots senā akmens laikmeta pētījumos visā Vecajā Pasaulē (Segliņš, 2012), taču vēlākajos akmens laikmeta periodos izdalīto arheoloģisko kultūru skaits ievērojami pieaug un atsevišķi iezīmējas pa reģioniem. Šajā darbā uzmanība pievērsta tieši paleolīta laika arheoloģiskām kultūrām un to attīstībai Eiropas teritorijā, un attiecībā uz senākajām liecībām Āfrikas teritorijā. Apskatot vēlā paleolīta noslēguma posma krama rīkus uzmanība tika koncentrēta uz mūsdienu Baltijas valstu teritoriju. Senākās akmens apstrādes liecības tiek attiecinātas kā piederīgas Olduvaja tehnoloģijas kultūrai, kuras raksturīgie akmens rīki ir rupji apstrādāti dūres cirvji, čoperi, kas veidoti no dažāda petrogrāfiskā sastāva oļiem vai akmeņiem, veicot atsevišķus nošķēlumus. Vairāki līdzšinējie pētījumi ļāvuši pieņemt, ka akmens rīku izejmateriāls ticis izvēlēts ar labām šķelšanās īpašībām un ticis mērots ceļš, piemēram, atradumu vietā Olduvai Gorge, Āfrikā vairāk nekā 5 km attālums, lai tādu iegūtu (Stout et al., 2005; Piperno et al., 2008). Pirms aptuveni 1,8 miljoniem gadu pirmās sencilvēku grupas atstājušas Āfriku (Garcia et al., 2010), savukārt Āfrikā palikušās ieviesa izmaiņas akmens apstrādes tehnoloģijā, un atbilstošie jaunā tipa akmens rīki tiek saistīti ar Ašelas arheoloģisko kultūru. Sekojošu migrāciju rezultātā arī tā izpletusies ārpus Āfrikas (Herries, 2011). Jaunajā pieejā akmens rīku veidošanā apzināti radīti rīki ar noteiktām formas īpašībām, rūpīgi apstrādājot dabiskas iežu formas. Tipiski rīki ir dūrescirvji, 11

12 kas gatavoti no oļiem, akmeņiem vai lielām atšķilām, atšķeļot atšķilas no divām pretējām pusēm, veidojot nepārtrauktu malu pa perimetru. Raksturīgi arī dažādi atšķilu rīki neapstrādātas atšķilas ar ļoti asām malām vai ar atsevišķām papildus apstrādātām retušētām malām (Phillipson, 1997; Beyene et al., 2012). Arī vidējais paleolīts, kas sākās pirms aptuveni gadiem un Eiropā beidzās apmēram pirms gadiem (Rice, Moloney, 2005; Richter, 2011), iezīmējas ar raksturīgiem akmens rīkiem, un reģionāli šajā periodā sāk izdalīties atsevišķi stili, kas tiek raksturoti kā sekojošas arheoloģiskās kultūras Ašelas kultūrai vai atbilstošo jau vēlāk izveidojušos kultūru turpinājumi. Šajā periodā vienlaikus tiek izgatavoti gan rupji apstrādāti rīki plakanas atšķilas, iegūtas tikai ar dažiem cirtieniem, kam veikti pielabojumi noslēdzošā posmā, gan arī noteiktas standartizētas formas atšķilas (Mellars, 1996; Renfrew, Bahn, 2014). Te īpaši jāatzīmē Levallois tehnika, kas prasa prasmīgu akmens izejmateriāla sagatavošanu un apstrādi pirms noteiktas formas un izmēra atšķilas iegūšanas, un tiek saistīta ar Mustjē kultūru (Soressi, 2005; Tryon et al., 2006). Kopumā periodam atbilst lielāka atšķilu rīku daudzveidība salīdzinoši ar Ašelas kultūru, savukārt dūrescirvja tipu rīki ir mazāki un nav raksturīgi kā visuresoši perioda atradumu vietās. Svarīgi, ka tiek gatavoti un izmantoti specializēti rīki citu rīku gatavošanai. Atradumi liecina, ka izejmateriāls ticis atšķirots pēc kvalitātes, un izmantots arī ne vietējas izcelsmes materiāls, kas ticis transportēts pat vairāk nekā 100 km attālumā (Féblot-Augustins, 1993). Vēlais paleolīts aptver pēdējā ledus laikmeta noslēguma posmu, un tam atbilst arī pēdējais glaciālais maksimums (Clark et al., 2009). Noteiktas izmaiņas akmens rīku gatavošanā ir vienas no pamata raksturīgām vēlā paleolīta iezīmēm. Eiropā pagrieziena punkts akmens rīku gatavošanas tehnoloģijā vēlajā paleolītā bija garu, šauru, paralēlmalu nažveida šķilu iegūšana no krama nuklejiem jeb serdeņiem (Richter, 2011), kas ļāva no īpaši sagatavota krama gabala iegūt desmitiem standartizētas atšķilas, kuras savukārt varēja tikt pārveidotas vairākās specializētās formās dažādām funkcijām. Parādās daudz jauna veida rīku var tikt izdalīti dažādi kasīkļu, nažu, urbju un smaiļu veidi, jauni rīki specializēti kaula un raga apstrādei (Shea, 2013). Daudzi rīki tika sastiprināti ar kaula vai raga rokturiem. Jāpiemin ievērojamā akmens rīku formu daudzveidība, turklāt formas mainījušās strauji un atkārtoti daudz dažādās vietās visā vēlā paleolīta laikā (Camps, Chauhan, 2009). Atbilstoši rīku formām ir izdalītas vēlā paleolīta arheoloģiskās kultūras, kas sakārtotas zināmā sekvencē, pārklājoties laikā un reģionāli atsevišķos laika posmos (Bar-Yosef, 2002). Vēlā paleolīta cilvēki bija labi pielāgoti pēdējā ledus laikmeta vides apstākļiem. Viņi darināja rīkus, kas atbilda dažāda veida sadzīves, medību, rituāliem un mākslinieciskiem mērķiem. (Rice, Moloney, 2005). Tomēr vides apstākļu izmaiņu ietekme paleolīta beigās skaidri atspoguļojas arī atradumu kopās Eiropā (Straus, Morales, 2012) rīki ir ne tikai vienkāršāki un mazāk variē tipoloģiski, bet tie ir arī daudz mazāki un mazāk rūpīgi apstrādāti (Valentin, 2008; Straus, 2013). 12

13 Arheoloģija ir zinātnes nozare, kas ļauj izzināt cilvēces aizvēsturi no materiālām liecībām, tomēr aizvēstures pētījumi tiek veikti ievērojami plašākā kontekstā, ietverot pētījumu realizācijā daudzu citu zinātņu nozaru zināšanas un pētniecības metodoloģijas. Neatsverama loma šajos pētījumos ir zemes zinātnēm, kuru pētījumu iekļaušanās vēstures un aizvēstures izzināšanā veido starpdisciplināru zinātņu nozari ģeoarheoloģiju, turklāt savā ziņā tieši tā saistāma ar mūsdienu priekšstatiem atbilstošu aizvēstures pētījumu aizsākumiem. Sākotnējie priekšstati par cilvēces senumu un izcelšanos bija ierobežoti, maldīgi un nenoteikti. Pārmaiņas Eiropā 18. gadsimtā un līdz pat 19. gadsimta vidum (Lamdin-Whymark, 2009; Sackett, 2011) notika virzot sabiedrības interesi uz cilvēces senatnes apliecinājumiem, norādot uz akmens rīku atradumiem, kas tika laiku pa laikam atrasti dabā nogulumos kopā izmirušu aizvēsturisku dzīvnieku fosilijām. Palielinoties atradumu skaitam un paplašinoties novērojumu areālam, 20. gadsimta sākumā senāko akmens rīku atradumu sistematizēšanai Eiropā jau tika piedāvātas pirmās klasifikācijas (Cunliffe, 2001), kurās senāko aizvēstures laiku iedalīja posmos, un šādu dalījumu lieto joprojām, izdalot senajā akmens laikmetā trīs galvenos posmus - seno, vidējo un vēlo paleolītu (Barnard, 2012). Turpmākā pusgadsimta laikā akmens rīku tipoloģijas izstrādāšana kļuva par vienu no galvenajiem pētījumu uzdevumiem (piemēram, Bordes, 1961; Roe, 1968). Savukārt mūsdienu pētījumos apskata vairāk rīku izgatavošanas tehnoloģiskos jautājumus (piemēram, Inizan et al., 1999; Goodale, Andrefsky 2015). Mūsdienu aizvēstures pētījumos (piemēram, Gamble et al., 2004; Bērziņš, 2008; Mannermaa, 2008; Stančikaitė et al., 2009; Kalniņa, 2012) tiek ņemtas vērā arī zināšanas par atbilstošā laika perioda vides apstākļiem, atradumu vietu novietojumu ainavā, augu un dzīvnieka valsti, kas noteikusi cilvēku iespējamo izplatību atkarībā no pieejamiem resursiem un piemērotas dzīves telpas. Tādējādi progress tiek aplūkots ne tikai caur akmens rīku izgatavošanas tehnoloģijas attīstību, bet, izmantojot materiālās liecības, notiek pievēršanās vides ietekmētas uzvedības pētījumiem (Byrne, 2004; Adams, Blades, 2009). Arheoloģijā akmens rīki tiek pētīti dažādos aspektos, un kā vieni no galvenajiem izceļami izejmateriāla pētījumi, ietverot fizikālo un ķīmisko īpašību analīzi un lietojot dažādas petrogrāfiskās, fizikālās, optiskās un ķīmiskās metodes. Nozīmīgi ir arī rīku morfoloģijas pētījumi, gan iespējamā sākotnējā izejmateriāla novērtējumi, gan arī pašu artefaktu pētījumi. Cita svarīga grupa ir eksperimentālās arheoloģijas pētījumi vairākos novirzienos daļa attiecas uz akmens rīku gatavošanas, funkcionālā pielietojuma un efektivitātes pētījumiem, kā arī rīku transformāciju lietošanas un vides apstākļu ietekmē. Katrs no akmens rīku pētījumu virzieniem ietver daudzveidīgu pētniecības metožu klāstu, kas nereti ir pilnveidotas un pielāgotas kādam atsevišķam šauram pētniecības mērķim. Tādējādi akmens rīku analīze attīstās un tai veltītas daudz zinātniskas publikācijas, monogrāfijas un specializētu zinātnisku rakstu krājumi (piemēram, 13

14 Whittaker, 2004; Adrefsky, 2008; Adams, Blades, 2009; Crandell, Cotiugă, 2013; Turner, 2013). Daudz aizvēstures pētījumu noris kognitīvo zinātņu kontekstā, tas ir, izmantojot cilvēku uztveres pētījumu metodes un rezultātus. Pētījumos akmens rīki tiek lietoti kā kognitīvās uztveres, sociālās un funkcionālās organizācijas (Marks et al., 2001), hronoloģijas, kultūras, estētisko izpausmju (Berleant, 2007), etniskās piederības un dzīves vides indikatori (Lohse, 2002; Darmark, 2010; Stout, 2011). Pēdējos gadu desmitos ir zināmi arī citi jauni metodiski risinājumi un datu interpretācijas (piemēram, Plisson et al., 2008; Kriiska et al., 2011), un kaut arī nepastarpināts pielietojums vai secinājumu izdarīšana nav pamatota, tomēr tajos piedāvātie metodiskie risinājumi vienmēr ir rūpīgi vērtējami. 14

15 2. RĪKU GATAVOŠANAI BIEŽĀK IZMANTOTIE MATERIĀLI, AKMENS APSTRĀDES TEHNOLOĢIJAS UN IZGATAVOTIE AKMENS RĪKI PALEOLĪTĀ 2.1. Rīku gatavošanai biežāk izmantotie materiāli paleolītā Atradumi liecina, ka akmens laikmetā tikuši izmantoti daudzveidīgi dabas materiāli, tajā skaitā dažādi dzīvnieku valsts materiāli (piemēram, kauls, ragi, ilkņi, āda) un arī augu valsts materiāli (Tyldesley, Bahn, 1983; Scarre, 2013). Tomēr lielā daļā gadījumu akmens artefakti ir vienīgās palikušās liecības par senā akmens laikmeta norisēm un tādēļ to pētījumiem tiek pievērsta īpaša uzmanība (piemēram, Kinnunen et al., 1985; Marks et al., 1991; Minichillo, 2006; Adams, Blades, 2009; Rots et al., 2011). Akmens laikmetā rīku gatavošanai ir izmantoti gan vulkāniski ieži, gan nogulumieži, gan metamorfi ieži, tomēr ne visi šie ieži ir izrādījušies piemēroti. Pārsvarā izmantoti dažādi silikātu ieži, kuru īpašības ir piemērotas noteiktu rīku izgatavošanai. Galvenie nosacījumi izejmateriāla izvēlei bija iespējas salīdzinoši vieglāk apstrādāt un iegūt asas un izturīgas šķautnes. Savukārt citām vajadzībām, kur darbībām nepieciešama pret triecienu izturīga virsma, piemērotāki izrādījās rupjākgraudaini ieži, piemēram, granīts, gabro, diorīts (Cook, Martingell, 1994; Anoikin, Postnov, 2005 u.c.). Paleolītā mēģinājumu un meklējumu ceļā no vietēji pieejamiem akmens materiāliem asu šķautņu iegūšanai tiek izvēlēti ieži ar sīkkristālisku un slēptristālisku struktūru, svarīgs ir arī materiālu trauslums, viendabība, izotropisms. Minētajām prasībām atbilst arī amorfas struktūras ieži ar izteiktu gliemežnīcas lauzumu. No vulkāniskiem iežiem par izejmateriālu šādu rīku gatavošanai visbiežāk lietotots obsidiāns, andezīts, bazalts, bet no metamorfiem iežiem kvarcīts un argilīts (Cook, Martingell, 1994; Anoikin, Postnov, 2005; Odell, 2006; Adams, Blades, 2009; Terry et al., 2009 u.c.). Plaši ir izmantoti arī dažādi nogulumieži, visbiežāk vāji metamorfizēti smilšakmeņi un aleirolīti, tomēr par pašu piemērotāko izejmateriālu rīku izgatavošanai ar laiku ticis atzīts krams. Kopumā minētais norāda, ka aizvēstures pētniekiem būtu jāpievērš uzmanība visu veidu iežiem un minerāliem, jo, kaut arī dažiem akmens materiāliem tika dota priekšroka atsevišķiem mērķiem, tomēr arheoloģiskās liecības atspoguļo no daudzveidīga akmens materiāla izgatavotu rīku klāstu. Svarīgi, ka jau paleolītā sencilvēki savā izvēlē bija elastīgi un, ja vēlamais akmens materiāls nebijis pieejams, tad ticis pielāgots cits dabā pieejamais materiāls (Adams, Blades 2009). Krama nozīmīgo lomu rīku gatavošanai akmens laikmetā apstiprina arī tam veltītie daudzie pētījumi un publikācijas (piemēram, Delage, 2003; 15

16 Högberg, Olausson 2007; Adams, Blades, 2009; Sieveking, Hart, 2011; Sieveking, Newcomer, 2012). Tāpēc veiktajā pētījumā, lai arī paleolīta akmens rīku novērtējums un līdzšinējo pētījumu izvērtējums attiecas ne tika uz krama, bet arī citu akmens materiālu rīkiem, taču analītiskiem pētījumiem krams izvēlēts kā visplašāk izmantotais izejmateriāls akmens rīku gatavošanai, un atbilstoši veikta arī līdz šim veikto krama pētījumu apzināšana Mūsdienu uzskati par krama sastāvu un veidošanos Tradicionālos ģeoloģiskos pētījumos krams jau vairāk nekā gadsimtu kā atsevišķs pētījumu priekšmets ir bijis reti, un visbiežāk krama petrogrāfiskie un mineraloģiskie pētījumi ir atsevišķi novērojumi un analītiski dati, retāk sniegts izplatības raksturojums vai vizuāli atpazīstamas pazīmes. Kopumā zinātniskie krama pētījumi ģeoloģijā galvenokārt vērsti uz krama un saistīto iežu veidošanās laika, apstākļu un procesu izzināšanu, sastāva mainību, līdzību un atšķirību noteikšanu klasifikācijas nolūkos un reģionu vispārģeoloģisko novērtēšanu (Hesse, 1989; Kröger, 2007; Khanehbad et al., 2010; Sieveking, Hart, 2011; Geilert et al., 2014). Krama pētījumos petrogrāfiskas pētniecības metodes tiek kombinētas ar citām mūsdienīgām analītiskām metodēm (Calvert, 1971; Gao, Land, 1991; Mizutani, 2011; Wang et al., 2012). Šādos pētījumos tiek novērtēta iespēja ar mūsdienīgām metodēm iegūt augstas precizitātes datus, kas ļauj noteikt arī ļoti mazas ķīmisko elementu koncentrācijas (Graetsch et al., 1987; Yu et al., 2009). Līdzšinējie pētījumi apliecina (Murray et al., 1991; Eker et al., 2012, Geilert et al., 2014), ka dažādos reģionos un depozītu veidošanās vidēs izšķirams atšķirīgs mikroelementu sastāvs un to proporcijas. Ņemot vērā krama dabisko daudzveidību, neviendabību un ietekmējošos diaģenēzes faktorus, pēdējā pusgadsimta laikā veikts daudz pētījumu, rezultātā iegūts salīdzinoši daudz ģeoloģiskas informācijas un analītisko pētījumu dati, tomēr, līdz ar pētniecības metodoloģijas un tehnoloģiju attīstību, mūsdienās pētīumu rezultāti, kas iegūti ar to detalizāciju un precizitāti, ar kuru tika veikti pētījumi senāk, ir vērtējami tikai kā orientējoši. Krams ir kvarca paveids, kam atbilst amorfa silīcija dioksīda, slēptkristāliska vai sīkkristāliska kvarca struktūra (Perry, Lefticariu, 2014). Tas ir salīdzinoši izplatīts iezis Zemes nogulumiežu segā, kur visbiežāk tas ir sastopams konkrēciju veidā karbonātiežos. Krama konkrēcijas ir dažādu formu, un to izmēri variē no centimetra daļām un dažiem centimetriem līdz dažiem desmitiem centimetru. Tās var būt nejauši izkliedētas visa kāda nogulumiežu slāņa robežās, bet biežāk veido neizturētus slāņus vai virsmas un var būt raksturīgas noteiktam reģionam. Bieži krams ir tikai karbonātiežu (piemēram, dolomīta, kaļķakmens) vai atsevišķu silikātiežu (piemēram, slānekļa, smilšakmens) cementējošs vai cementu un smilšu graudiņus daļēji aizvietojošs silikātu materiāls un šādu kramu vienkāršoti sauc par sedimentogēnu kramu jeb dažādas intensitātes pārkramotiem iežiem (Blatt et al., 2006). 16

17 Kramam kā nogulumiezim raksturīgs nepatstāvīgs ķīmiskais sastāvs un arī fizikālās īpašības, un tās nosaka daudzi faktori, kas attiecas ne tikai ieža veidošanos, bet arī vēlākām izmaiņām, tajā skaitā eksponējoties vidē. Dabā krams atrodams gan slāņos un dzīslās atsegumos un klintīs, gan drupu materiāla formā to pakājē. Denudācijas rezultātā krams ir sastopams zemes virskārtā un raksturo tā cilmes iežus, bet relatīvi augstas mehāniskās izturības dēļ, krama oļi un grants graudi tiek pārvietoti ar ūdens straumēm, retāk ar ledāju plūsmām, un ir sastopami arī tālu no to izcelsmes vietām, visbiežāk kā oļi pludmalēs un upju krastos. Lai arī krama mehāniska noturība pret dēdēšanu ir augsta, tas salīdzinoši viegli pārklājas ar dažādu oksīdu veidotu patinu, izbalē, kļūst porains, necaurspīdīgs, zaudē cietību un tad ļoti viegli mehāniski sabrūk (Curry, 2011). Kopumā minētais norāda, ka dabā ir sastopama ļoti plaša krama un kramiežu daudzveidība, un ir vairāki aspekti, kas apgrūtina to klasifikāciju, grupēšanu un pat raksturošanu, kā arī ir grūti tieši salīdzināmi, izmantojot tradicionālās fizikālo un ķīmisko analīžu metodes. Kramam var būt biogēna vai neorganiska izcelsme (DeMaster, 2003; Lee, 2007; Bustillo, 2010), un minētās grupas ir raksturotas, pieņemot, ka sedimentogēns krams ir primārs, bet krama konkrēcijas sekundārs veidojums (skaidrojot to ar aizvietošanas mehānismiem). Agrāk veiktos pētījumos tika pieņemts (Shepherd, 1972; Clayton, 1984), ka lielākā daļa krama veidojusies no silikāta nogulsnēm okeāna gultnē, tomēr mūsdienu pētījumi liecina, ka šādi ir veidojies salīdzinoši neliels krama daudzums, no tā, kas saglabājies līdz mūsdienām (Smith, Batten, 2002; Madsen, Stemmerik, 2010). Kopumā krama un kramiežu veidošanās izpētē pārliecinošu ģeoloģisku skaidrojumu vēl nav un mūsdienīgas kvalitātes sedimentoloģiski pētījumi par uz šo savdabīgo silikātu veidojumu nav veikti. Pētījumus par kramu nosacīti var iedalīt divās pamatgrupās, no kurām viena attiecas uz krama kā materiāla zinātnisku izpēti un otra uz krama izmantošanu aizvēsturē. Arheoloģiskos pētījumos svarīgi ir apzināt tuvumā esošos iespējamos izejmateriālus rīku izgatavošanai un, ja ir zināms reģionā atrodamais iespējamais izejmateriāls, tas var tikt salīdzināts ar konkrētu artefaktu, un tādējādi var mēģināt lokalizēt atraduma izejmateriāla ieguves vietu. Jo precīzāk ir raksturots iespējamais izejmateriāls, jo lielāka iespēja to salīdzināt ar atradumiem nākotnē (Bakken, 1999). Kopumā agrākie pētījumi liecina, ka krams ir plaši izplatīts iezis un bijis pieejams sencilvēkiem lielākajā Eiropas daļā, tomēr tā kvalitāte vērtējama kā visai atšķirīga attiecībā uz iespējām no tā izgatavot rīkus. Baltijas valstīs raksturīgā ģeoloģiskajā griezumā krams ir sastopams, sākot ar ordovika kaļķakmeņiem, lai gan atsevišķi graudiņi zināmi arī senākos nogulumiežos. Visvairāk krams sastopams devona karbonātiskajos iežos un Lietuvas dienvidos krīta, paleogēna un neogēna vecuma terigēnos iežos. Tikai retos gadījumos krams sastopams jaunākos kvartāra nogulumos (Baltrūnas et al., 2006; Kriiska et al., 2011; Dēliņa et al., 2012; Zariņa, Segliņš, 2014l). Latvijas 17

18 dabā ļoti gaiši dzeltenas un pelēkas nokrāsas krams visbiežāk ir sastopams pamatiežu dolomītos kā krama ieslēgumi un konkrēcijas, kramoti karbonātiežu joslojumi, pleķaini bagātināšanās ieslēgumi tajos (Zariņa, Segliņš, 2014l). Par spīti vietām visai augstam krama daudzumam iezī, tas ir maz piemērots akmens rīku pagatavošanai augstās plaisainības un īpašību neviendabības dēļ pat vienas atlūzas ietvaros (Zariņa et al., 2015e). Reti krams ir sastopams arī ledāja veidotās morēnās kā atsevišķi oļi un atlūzas. Visbiežāk tas ir pelēcīgs, retāk ar sarkanīgiem ielāsmojumiem un neregulārām joslām. Arī šis krams ir ļoti trausls, tas ir bagāts ar mikroplaisām un pie trieciena sadrūp, ne vienmēr veidojot šķēpeles. Kopumā līdz šim apzinātais norāda, ka vairums no Baltijas valstu teritorijā atrastajiem kvalitatīviem paleolīta un mezolīta rīkiem ir gatavoti no maiņas ceļā iegūta krama (Baltrūnas et al., 2006; Kriiska et al., 2011; Zagorska, 2012), tomēr līdz šim nav zināmas droši krama cilmes vietas rādītāji Galvenās pielietotās akmens apstrādes tehnoloģijas paleolītā Akmens rīku atradumi dažādās pabeigtības stadijās no nedaudz apstrādātiem rīkiem vai tikai atlasītiem izejmateriāliem līdz pabeigtiem darba rīkiem vai brāķiem palīdz spriest par krama apstrādes tehnoloģiju. Līdzšinējie pētījumi ļāvuši rekonstruēt krama apstrādes tehnoloģijas attīstību, kas saskan ar galveno paleolīta posmu izdalīšanu (Barnard, 2012). Pētījumā aplūkotie tehnoloģisko prasmju pavērsieni ir attēloti 2.1.tabulā. Jāatzīmē, ka pamatā 2.1. tabulā norādītajam bijusi zināšanu un prasmju attīstība, kas raksturojama ar vairākām svarīgām tehnoloģijas inovācijām, piemēram, ar laiku akmens apstrādē tika izmantots ne tikai akmens, bet arī rags. Pēdējais saistāms ar vienu no nozīmīgām rīkus raksturojošām pazīmēm malu apstrādi jeb retušu, kas arī saistās ar dažādu īpašu apstrādes tehnoloģiju pielietošanu. Ar laiku tika apgūta arī akmens materiāla termiska apstrāde, kas atviegloja apstrādes iespējas, kā arī tika izgatavoti salikti rīki, piemēram, bultas, harpūnas, šķēpi tie apvieno dažādus materiālus un vairākas atšķirīgas sastāvdaļas. 18

19 2.1. tabula. Pētījumā aplūkotie tehnoloģisko prasmju pavērsieni akmens apstrādē paleolītā Senais paleolīts Rīka tips Īss apraksts Rīka tips Īss apraksts Čoperi Apskaldot Levallois šķilas Izejmateriāls tiek (choppers) pilnveidota (Levallois flakes) īpaši apstrādāts dabiska iežu ar noteiktiem forma, no oļiem atšķēlumiem, vai nelieliem lai galarezultātā akmeņiem, iegūtu noteiktas veicot atsevišķus formas šķilu. nošķēlumus. Apskaldīta tikai viena vai dažas puses. Atšķilas (flakes) Atšķeļot veidoti rīki (flaked tools) Mēģinājumi iegūt noderīgas atšķilas. Atšķilu formas var tikt pielabotas un noasinātas ar papildus malu apstrādi. Rūpīgi apstrādātas dabiskas formas ar vairākiem apskaldījumiem, iegūstot vēlamo formu, kam bieži piemīt izteiktas simetrijas īpašības. Vidējais paleolīts Vēlais paleolīts Nažveida šķilas (blades) Mikrolīti (microliths) Izejmateriāls tiek īpaši apstrādāts ar noteiktiem atšķēlumiem, lai galarezultātā iegūtu noteiktas formas nažveida šķilas, ko raksturo forma, kas garumā vismaz divas reizes pārsniedz platumu, un garākās malas ir vairāk vai mazāk paralēlas. Atsķilas tiek īpaši apstrādātas, lai iegūtu mazas (1-3 cm) daudzveidīgu, taču no-teiktu formu šķilas D. Zariņas ilustrācijas pēc Parīzes Nacionālajā Arheoloģijas muzejā eksponētiem tipveida rīkiem. Agrākie pētījumi atspoguļo, ka apstrādes tehnoloģija ir ļoti svarīgs rīku analīzi un klasifikāciju ietekmējošs faktors. Savukārt priekšstats par indivīduālu izvēlei un tās pamatotību rīka gatavošanas procesā, veicot konkrētos atšķēlumus, iegūstams veicot eksperimentālus mēģinājumus. Eksperimentālās arheoloģijas pētījumi apstiprina, ka krama apstrādes meistari seko noteiktām procedūrām dažādu rīku gatavošanai (Zariņa, Segliņš 2015c). Tā, uzsākot eksperimentu, zināmās karma ieguves vietās tiek ievākts izejmateriāls. Tas nozīmē, ka no pieejamā materiāla tiek izvēlēts potenciālais izejmateriāls rīkiem atbilstoši to 19

20 transportēšanas iespējām (izmērs, apjoms) un vienlaikus novērtēta arī kvalitāte vizuāli (struktūra, viendabīgums, krāsa, forma) un pēc skaņas. Turpmāk, ņemot vērā vēlamā rīka specifiku un attiecīgi pielietojamo tehnoloģiju, tiek atšķeltas noteikta izmēra un formas atšķilas. Sekojošas apstrādes rezultātā tiek iegūts akmens laikmeta rīkam līdzīgs priekšmets, kas turpmāk var tikt lietots eksperimentālās arheoloģijas vai citiem mērķiem Raksturīgākie akmens rīki paleolītā Akmens laikmeta kolekcijas ietver gan rīkus, radītus noteiktu funkciju veikšanai, gan akmens apstrādes pārpalikumus, kā arī citas dabiskas formas, kas kopumā attiecināmas uz sadzīvisku izmantojumu. Ņemot vērā ievērojamo akmens laikmeta darba rīku daudzveidību, atšķirīgās pieejas to klasifikācijās un no tā izrietošo neviennozīmību, zināmo artefaktu skaitlisko daudzumu un šī pētījuma metodisko ievirzi, autore pētījumiem izvēlējās tikai dažus rīku tipus un 2.2. tabulā sniegts izvēlēto rīku raksturīgs attēls, un sniegta to anotācija par pielietoto apstrādes tehnoloģiju un iespējamo funkcionalitāti, kā arī formas īpašībām, un norādīts raksturīgais akmens laikmeta posms, kurā atbilstošie rīki tikuši izmantoti. Pārskata tabulā ievietotie rīku tipi atspoguļo ievērojamas rīku savstarpējas atšķirības, un netieši tas norāda, ka tie ir atšķirami, pat ja to izmantošanas veids ne vienmēr ir pietiekoši droši zināms tabula. Analīzei izvēlētie rīku tipi Dūrescirvji (H)* (Handaxes) Kasīkļi (S) (Scrapers) Rīku tips Rīku tipa īss apraksts Divpusēji apstrādāts akmens materiāls vai no tā atšķelta atšķila, lai iegūtu pa perimetru nepārtrauktu asu malu. Dažas biežāk sastopamās formas bieži ir smailas, trīsstūrveida, mandeļveida, bet ir arī apaļas vai ovālas. Funkcijas droši nav zināmas, taču morfoloģija norāda uz plašu iespējamo pielietojumu. Rīki ir raksturīgi senajam paleolītam, taču, it īpaši mazākās formās, atrodami arī vidējā paleolītā. Promocijas darba pētījumā novērtējumos šajā tipā iekļauti arī čoperi atbilstoši senā paleolīta sākuma posmam (2.1. tabula). Dažādu formu apstrādātas atšķilas vai nažveida šķilas, kas, domājams, kalpojušas skrāpēšanas jeb kasīšanas funkcijai. Ticams, ka speciāli neapstrādātas atšķilas, kas tiek klasificētas kā apstrādes pārpalikumi, arī varētu būt piemērotas un izmantotas šādu funkciju veikšanai. Tiek izšķirti dažādi skrāpju veidi atkarībā no apstrādāto malu pazīmēm un izvietojuma. Rīki tikuši izmantoti, sākot no senā paleolīta cauri visam akmens laikmetam. 20

21 2.2. tabulas turpinājums Rīku tips Smaiļi (P) (Points) Naži (K) (Knives) Rīku tipa īss apraksts Atšķilu vai nažveida šķilu rīki, kuri ir smaili. Tie var būt smaili vienā pusē vai divās pretējās pusēs. Atkarībā no formas un izmēra tie lietoti dažādiem mērķiem, piemēram, kā bultu uzgaļu, šķēpu uzgaļi, urbji u.c. Rīki parādās vidējā paleolītā un kopš tā laika ir bagātīgi sastopami akmens laikmetā. Atšķilu un nažveida šķilu rīki, ko raksturo forma, kas garumā vismaz divas reizes pārsniedz platumu, un tiem ir vairāk vai mazāk paralēlas garākās malas. Izmantoti griešanai. Rīki parādās vidējā paleolītā, taču tipiski ir sastopami vēlajā paleolītā, līdz ar nažveidu šķilu tehnoloģijas attīstību, un sekojoši ir bieži sastopami akmens laikmetā. Mikrolīti (M) (Microtiths) Mazas, parasti nažveida šķilas, kas tikušas papildus apstrādātas, iegūstot gan izteikti ģeometriskas, gan daudzveidīgas citas formas. Galvenā pazīme rīki ir ļoti mazi 1 3 cm. Tiem ir smalkas apstrādes pēdas, tādējādi tie atšķirami no apstrādes pārpalikumiem. Tiek izšķirti daudz un dažādi mikrolītu tipi, galvenokārt pēc formas, iespējamās funkcijas vai apstrādes tehnoloģijas pazīmēm. To funkcija nav zināma visos gadījumos, taču pieņemts, ka daļa izmantoti harpūnu, kaltu gatavošanai. Rīki parādījušies vēlajā paleolītā, taču īpaši raksturīgi mezolītā un neolītā. * Šeit un turpmāk apzīmējums ar lielo burtu izmantots, lai apzīmētu attiecīgo rīka tipu. Rīku klasifikācijai izmantota Dž. Kukas (Cook, Martingell, 1994, lpp.) publikācija. D. Zariņas ilustrācijas pēc Parīzes arheoloģijas muzejā eksponētiem tipveida rīkiem. 21

22 3. MATERIĀLI UN METODES Pētījumā veikta tradicionāla arheoloģiska akmens materiāla analīze, kas ietver artefakta izejmateriāla, tā apstrādes tehnoloģijas un morfoloģijas novērtēšanu. Promocijas darbā pētniecības metodes tika papildinātas, koncentrējoties uz krama, kā paleolītā plaši lietota akmens rīku izejmateriāla, izpēti un novērtēšanu atbilstoši aizvēstures pētījumu kontekstam, veicot literatūras studijas un metodoloģijas pilnveidi, un jaunu paņēmienu izstrādi. Morfoloģijas pētījumi ietvēra oļu formas novērtēšanu, jo agrākie pētījumi liecina, ka tie tikuši izvēlēti kā izejmateriāls rīku gatavošanai akmens laikmetā (Anoikin, Postnov, 2005; Zagorska, 2012; Low, 2013). Izstrādātā formas pētniecības metodika tika pielietota atsevišķu paleolīta rīku tipu novērtēšanai (2.2. tabula) un veikti formas īpašību salīdzinājumi, ņemmot vērā arī apstrādes tehnoloģijas (2.1. tatbula). Sekojoši tika veikta salīdzinoša analīze, salīdzinot raksturīgās oļu formas dabā un novērtētās paleolīta rīku tipu formas Pētījumā vērtētās formas īpašības Pētījumā novērtētas un salīdzinātās formas pamatīpašības ir izmērs, proporcijas un simetrijas īpašības. Ģeoloģijā formas vērtējumiem tiek izmantoti gan izmēru, gan proporcijas raksturojoši mēri (piemēram, graudu frakcija, slāņu ritms un cikliskums stratigrāfijā (Einsele et al., 1991), graudu proporciju vērtējums (Zingg, 1935)), un atsevišķos pētījumos tie ir attiecināti arī uz kramu (Sieveking, Hart, 2011). Simetrijas īpašības izteiksmīgi un uzskatāmi var tikt atpazītas dažāda izmēra atlūzu, oļu un arī mazāku frakciju graudu formās, un pētījumā veiktajā oļu (4-256 mm (Wentworth, 1922)) formas novērtējumā šī formas īpašība tika saistīta ar noapaļotību (Zariņa, Segliņš, 2013a). Arī akmens laikmeta rīku klasifikācijai tradicionāli tiek lietoti morfoloģiski formas novērtējumi, un izmērs un proporcijas ir raksturīgi noteiktie parametri. Daudz retāk un lielākoties tikai noteikta tipa rīkiem tiek pieminēta un vērtēta bilaterālā simetrija. Promocijas darba autores līdzšinējā pieredze norāda (Zariņa, Segliņš, 2014f), ka tādējādi forma netiek raksturota iespējami pilnīgi un vispusīgi. Jo vairāk tāpēc, ka tieši simetrija ļauj raksturot ne tikai izgatavoto rīku, bet sniedz ieskatu arī par seno amatnieku. Simetrijas nozīmīgo lomu cilvēku uztveršanas spējās apstiprina tās iekļaušana kognitīvo zinātņu pamat teorijās, piemēram, Geštalta (Wilson, Keil, 1999; Gordon, 2004; Metzger, 2006), un formas un vizuālai uztveršanas spējai un īpatnībām ir veltītas daudzas zinātniskas monogrāfijas un pētījumi (piemēram, Freyd, Tversky, 1984; Ramachandran, Hirstein, 1999; Tyler, 2000; Baylis, Driver, 2001; Bertamini et al., 2002; Makin et al., 2015). 22

23 Simetrija ir formas īpašība, kuras raksturošanai jāizvērtē aplūkojamā objekta atbilstību matemātiskām transformācijām, kas, pārvietojot objektu telpā, nemaina tā formu un izmērus, t.i., izometrijām, kas ir translācija, rotācija, refleksija un slīdošā refleksija, neaplūkojot tā saukto triviālo izometriju identitāti. Ja objekts ir simetrisks, tad tā simetrijas noteicošie rādītāji ir simetrijas asis un rotācijas centrs, ja tāds eksistē. Tie norāda, kādas simetrijas īpašības piemīt aplūkojamam objektam, kas savukārt ļauj klasificēt objektu kā piederošu kādam no noteiktiem simetrijas grupu tipiem. Oļi un lielākā daļa no paleolīta akmens darba rīkiem aplūkojami rozešu simetrijas grupu kontekstā. Rozešu simetrijas grupas nesatur translācijas, un netriviālās simetrijas šajās simetrijas grupās ir rotācija un refleksija. Ja zināmas akmens rīku izejmateriāla raksturīgās formas dabā, tās var tikt salīdzinātas ar akmens rīku formām, izmantojot homotētijas jēdzienu jeb līdzības vispārinājumu, un, balstoties uz šādiem salīdzinājumiem, noteikt raksturīgas tendences Lauka pētījumi un faktiskā materiāla avoti Krama rīku izejmateriāla lokalizācija pirmkārt balstās uz reģionālā materiāla dokumentāciju iespējamiem salīdzinājumiem, tāpēc pētījumā tika veikta Latvijā sastopamā krama izpēte arheoloģijā saistošā kontekstā. Pētīti paraugi no Latvijā sastopama krama, ietverot augšējā devona pārkramota dolomīta paraugus no Šķerveļa svītas atseguma pie Lētīžas grīvas un no Daugavas svītas nogulumiem Žagatu klintīs Gaujas krastā pie Virešiem, kā arī, pētot pludmales oļus, ievāktus akmeņainā un oļainā pludmalē pie kvartārnogulumu atseguma Jūrkalnē Baltijas jūras piekrastē. Ņemot vērā, ka bieži Latvijā akmens laikmeta rīku izejmateriāls atbilsts importētam materiālam, salīdzinājumam tika pētīts krams no paraugu ņemšanas vietām Ziemeļeiropā Mēnas (Møn) klints Dānijā un Bīčī Heda (Beachy Head) piekrastes Anglijā, kurās šo vērtīgo izejvielu ieguva akmens laikmeta kultūru laikā (Robinson, Williams, 1983; Pope, 2008; Högberg et al., 2012). Tika pētīti arī krama paraugi, kas ievākti Baltkrievijā Bezdzež (Бездзеж) apkārtnē, Krievijā Krasnojarskas apgabala Jermakas rajonā un krama paraugs no Polijas Busko-Zdruj apkārtnes. Minētie paraugi ievākti no vietām, kurās potenciāli aizvēsturē kramu ieguva arī senie cilvēki. Papildus par salīdzinošo materiālu, pētījumā izmatots Latvijas vēstures institūta arheoloģiskos izrakumos ievākto artefaktu kolekciju krama rīku materiāls no akmens laikmeta Slocenes (neolīts) un Lapiņu (mezolīts) apmetnēm, kā arī krama paraugi no Zviedrijas (Stokholmas apkārtne), Krievijas (Augšvolgas reģions) un Lietuvas (Varēnas apkārtne). Oļu morfoloģijas pētījumā tika izmantoti 9 paraugi no Latvijas upju Raunas, Rauņa, Vaives, Cieceres un Amatas mūsdienu alūvija, ko veidoja vismaz 100 oļu 23

24 lielas izlases. Viena parauga apjoms tika izvēlēts 850 oļu liels, lai novērtētu, vai iegūtās likumsakarības apstiprinās lielākā izlasē. Attiecībā uz paleolīta izvēlēto rīku tipu novērtējumu pētījums balstās uz publicētiem darba rīku aprakstiem un attēliem, muzeju pastāvīgo ekspozīciju materiāla fotodokumentāciju. Pētījumā iekļauti attēli, kas atspoguļo paleolīta arheoloģisko kultūru atradumus Eiropas teritorijā un attiecībā uz pašām senākajām liecībām, arī Āfrikas teritorijā. Vēlā paleolīta laika posmā uzmanība koncentrēta uz Eiropas ziemeļaustrumu reģionu mūsdienu Baltijas valstu teritoriju. Analizēti rīki, kas arheoloģiskos pētījumos raksturoti kā tipiski konkrētajai kultūrai Laboratorijas pētījumu metodes Pētījumā krama paraugiem tika novērtētas tradicionāli ģeoloģiski nosakāmās raksturīgās īpašības: krāsa, svītras krāsa, skaldnība, lūzums, spīdums, caurspīdīgums, blīvums, struktūra, tekstūra, patinas un garozas klātbūtne, izmantojot vispārpieņemtas ģeoloģijā izmantotās metodes makroskopiskus novērtējumus un instrumentālus mērījumus (American Geological Institute, 2011; Jones, Jones, 2012). No raksturotajiem paraugiem tika nodalīta atsevišķa daļa detalizētiem pētījumiem, izvēloties raksturīgākos paraugu ievākšanas vietai. Izvēlētie paraugi un no tiem atšķeltas 0,5 2 mm biezas šķēpeles tika pētītas dažādu viļņu garumu apgaismojumā, paplašinot novērojumu spektru no redzamās gaismas uz pētījumiem ultravioletā apgaismojumā. Arheoloģiskie paraugi tika pētīti, neveicot nekādu papildus apstrādi. Paraugu fluorescentās īpašības tika pārbaudītas salīdzinoši plašā viļņu garumu diapazonā ( nm). Pētījumā nozīmīga daļa novērtējumu tika veikta, izmantojot pētniecības iekārtu BioSpectrum AC Imaging System. Pētījuma parametri tika iestatīti izmantojot datorprogrammu Vision Works S, ar kuru tika vadīta arī aplūkoto paraugu monohroma fotodokumentācija. Iekārtā paraugu un to atšķēlumu apstarošanai tika izmantotas lampas ar kalibrētu viļņa garumu 365 nm un 480 nm. Papildus tika izmantoti trīs dažādu viļņu garumu filtri SYBR Green ( nm), SYBR Gold ( nm) un EtBr Red ( nm), kā arī plaši attēlu uzņemšanas ekspozīcijas laiku intervāli no 0,1 s līdz 2 min, atbilstoši uzstādītajam apgaismojuma režīmam. Tika novērtēta paraugu struktūra gan attiecībā uz tās neviendabību, tā nosakot iespējamas līdzības vai atšķirības krama veidošanās procesos, vai pat piederību iespējamai kopīgai ieguves vietai, gan viendabības aspektiem, kas ļauj atpazīt un novērtēt paraugam raksturīgus un tipiskus iecirkņus, kas var tikt izmantoti detalizētām analīzēm dažādu paraugu savstarpējiem salīdzinājumiem. Turpmākajos pētījumos atsevišķi nodalītie raksturīgie paraugu apgabali tika analizēti mikroskopiski ultravioletā gaismā ar 50 reižu palielinājumu mikroskopā Leica DM 2000 trīs atšķirīgos režīmos. Tos atbilstoši veido, izmantojot trīs 24

25 dažādus filtrus ar ultravioleto ierosmes joslu nm (emisijas josla sākot no 425 nm), zilo ierosmes joslu nm (emisijas josla sākot no 525 nm) un zaļo ierosmes joslu nm (emisijas josla sākot no 590 nm). Datorprogrammā Image Pro Express noteikts ar mikroskopu savienotās kameras Leica DFC 420 ekspozīcijas laiks, piemērojot atbilstoši uzstādītajam režīmam, kas ļauj kvalitatīvi veikt fotodokumentāciju. Ķīmiskā sastāva noteikšana un tālāka analīze pētījumā veikta iepriekš makroskopiski un mikroskopiski novērtētajām atšķilām 0.5 līdz 2 mm biezām un ar 10 mm līdz 40 mm lielu diametru. No katras paraugu ievākšanas vietas tika izvēlēti vairāki paraugi, un no katra atsevišķā parauga tika analizētas vismaz 3 atšķilas. Izvēlētajiem paraugiem tika noteikts ķīmiskais sastāvs ar rentgenstaru fluorescences spektrālo metodi (WDXRF), lietojot pētniecības iekārtu Bruker S8 Tiger un atbalstošo programmatūru. Izvēlētā metode ir nedestruktīva, un arī paraugu sagatavošanai netika veikta paraugu papildus apstrāde, ņemot vērā, ka pētījuma virsma ir svaigi iegūtas atšķilas. Pētījums veikts divos dažādos pētniecības režīmos Best Detection-He(5mm) un Full Analysis-He(5mm). Analīzes dati sākotnēji iegūti elementu oksīdu formā, bet turpmāk iegūtie dati tika pārrēķināti silīcija oksīda matricā, ja kvarca sastāvs bija dominējošs. Katra atšķila tika analizēta 5 reizes, katru reizi mainot pētījuma laukumu. Šāda pieej attiecināta ne tikai uz dabā atrastajiem krama paraugiem, bet arī paraugiem no arheoloģiskajiem izrakumiem, no kuriem atšķilas netika veidotas un analīzei tika pakļauts viss krama paraugs. Datu analīzei izmantotas ķīmisko elementu relatīvās koncentrācijas procentuāli paraugā. Salīdzinājumam tika noteikts sastāvs ar rentgenstaru pulvera difrakcijas (XRD) metodi, izmantojot pētniecības iekārtu Bruker D8 Advance (CuKα, λ = 1,54180Å; 40 kv; 40 ma, uzņemšanas diapazons: 2θ = 3 o 40 o, solis 0,02 o, soļa ilgums 0,5 s, detektors Lynx Eye). Rezultāti analizēti ar rentgenstaru datu apstrādes datorprogrammu EVA-12. Oļu morfoloģijas pētījuma posmā vispirms paraugam tika noteikts oļu sadalījums pēc Krambeina (Krumbein, 1941). Izmantojot 10% sālsskābi, noteikti oļi ar karbonātisku sastāvu. Sekojoši veikti instrumentāli mērījumi ar digitālu mērierīci MarCal 16 EWR REFERENCE IP67, lai iegūtu oļu garuma, platuma un augstuma dimensiju izmēru datus. Lietojot speciālu programmatūru MarCom, ierīce tika savienota ar datoru, kas veiktos mērījumus tiešsaistē ievada MS Excel datu bāzē. Iegūtie dati ļāva aprēķināt oļu izmēru proporciju Cinga proporciju koeficentus un noteikt atbilstošo oļu formas tipu (Zingg, 1935). Sekojoši tika veikta oļu, kas sakārtoti pēc noapaļotības un izvietoti dimensionāli, lai garums un platums atrodas horizontāli, bet augstums vertikāli, fotodokumentēšana perpendikulāri no augšas. Iegūtie attēli tika tālāk apstrādāti datorprogrammā Adobe PhotoShop CS5, un tajos tika atzīmēti oļu formu simetrijas rādītāji simetrijas asis vai rotācijas centrs, kas norāda piederību noteiktām simetrijas grupām. Tālāk, izmantojot iegūtos fotoattēlus, programmā Flip Test (Hardaker, Dunn, 2005) tika noteikta katra oļa simetrijas precizitāte pret bilaterālās 25

26 simetrijas asi. Simetrijas precizitāte ir viens no rādītājiem, saistot simetrija īpašības ar oļu noapaļotību (Zariņa, Segliņš, 2013a). Katram paraugam sadalījums un atbilstošie mērījumi tika veikti vismaz 3 reizes, lai novērtētu subjektivitāti. Visi iegūtie konkrēto mērījumu un diagnostikas dati tika ievadīti MS Excel datu bāzē un sakārtoti, individualizējot katra parauga ikkatru oli. To raksturo sekojoši ieraksti piederība noteiktam oļu paraugam, pazīme par karbonātisku sastāvu, piederība Krambeina oļu noapaļotības klasei, platums, garums, augstums, platuma-garuma, garuma-augstuma un platuma-augstuma proporcijas, piederība Cinga noteiktas oļu formas tipam, simetrijas grupas tips garuma-platuma plaknē, augstākais simetrijas precizitātes mērījums un formas atbilstība noteiktai izliektai ģeometriskai figūrai. Paleolīta akmens rīku formas analīzei izmantota procedūra, kas tika izstrādāta oļu novērtēšanai, tikai atšķirībā netika piemērota noapaļotības novērtēšana un rīku dimensijas tika mērītas publicētajos rīku attēlos mērogā. Rīku formas analīzes veikšanai tika izveidotas darba rīku attēlu izlases, sadalot pa tradicionāli pieņemtām arheoloģiskajām kultūrām, iekļaujot attēlus mērogā, pietiekoši uzskatāmus attiecībā uz apstrādes detaļām. Rīka tips tika noteikts pēc vizuālām formas īpašībām un izmēra, ņemot vērā arī apstrādes pēdas. Tāpat, nosakot apstrādes veida tehnoloģiju, tika ņemtas vērā vizuāli novērojamas apstrādes pēdas, rīka forma, izmērs. Formas un simetrijas rādītāju noteikšana veikta katrai arheoloģiskai kultūrai vismaz 150 attēliem, savukārt izmēru mērījumi veikti, katrai arheoloģiskai kultūrai vismaz 50 raksturīgu rīku attēliem. Iegūtie dati tika ievadīti īpaši izveidotā MS Excel datu bāzē, kur katrs rīka attēls tika arhivēts ar sekojošu informāciju attēla avots, piederība noteiktai arheoloģiskai kultūrai, rīka tips, platums, garums, augstums (kur pietiekama attēla informativitāte), platuma-garuma, garuma-augstuma (kur pietiekama attēla informativitāte) un platuma-augstuma (kur pietiekama attēla informativitāte) proporcijas, atbilstošā ģeometriskā forma, simetrijas grupas tips garuma-platuma plaknē, simetrijas precizitātes mērījums, vizuāli noteiktais rīka tips un apstrādes veids. 26

27 4. PĒTĪJUMA REZULTĀTI UN INTERPRETĀCIJA Pētījuma gaitā autore ir patstāvīgi apguvusi virkni pētniecības metodes un paņēmienus, kas ļāva izvērtēt ievāktā kolekciju materiāla īpašības, kā arī tās izmantot salīdzinošā analīzē un interpretācijā. Svarīgi atzīmēt, ka pētījumu detalizācija un izvērsums ierobežots attiecībā pret pētījumam noteiktā mērķa un uzdevumu izpildi. Vienlaicīgi atzīmējams, ka autores ievāktā oriģinālkolekcija neaptver visas zināmās krama varietātes, un kolekciju ievākšanas areāls galvenokārt ir tikai Eiropas ziemeļi. Tādēļ pētījumu rezultāti tika virzīti pētniecības metožu pilnveidei un attīstībai, nevis ar mērķi iegūt augstas kvalitātes pirmdatus, kas ļautu iegūt mūsdienīgus laboratorisko pārbaužu rezultātus izmantošanai par references lielumiem Krama raksturīgākās īpašības Krama novērtējumi redzamajā gaismas diapazonā ļāva salīdzinoši vispusīgi raksturot ievāktajās krama kolekcijās ietvertos paraugus, tomēr netika konstatētas īpašības, kas nebūtu iepriekšējos pētījumos aplūkotas vai pieminētas, un šie rezultāti neļāva arī noteikt turpmāk pētāmās iezīmes, ar kuru palīdzību būtu iespējams tuvināties krama ģeogrāfiskās izcelsmes jeb lokalizācijas indikatoriem. Arī veiktajos pētījumos ultravioletā apgaismojuma viļņu garuma joslās UVC ( nm) un UVB ( nm) netika iegūta jauna informācija, kas būtu izmantojama minētajā aspektā, kaut arī, pētot paraugus 245 nm, 325 nm un 365 nm starojuma gaismā, tika atpazīti reti fluorescences efekti atsevišķos veidojumos karbonātu vai patinas kārtiņās, kas klāj dažus krama paraugus. Pētījumā iekārtā BioSpectrum AC Imaging System labākie rezultāti ir iegūti darbā ar 480 nm viļņu garumu izstarojošu lampu, atstarotā gaismā lietojot filtru EtBr Red ( nm), ekspozīcija s un ar 365 nm viļņu garumu izstarojošu lampu, atstarotā gaismā lietojot filtru SYBR Gold ( nm), ekspozīcija 5 s un 10 s (4.1. tabula) un palielinājumu līdz 10 reizēm. Lai arī šajā pētījumu sērijā neviens no paraugiem neuzrādīja izteiktus luminiscences efektus, tomēr iegūtajā monohromā fotodokumentācijā dažādas toņu intensitātes atspoguļo pētītā krama neviendabīgo tekstūru un struktūru, un iegūtā papildus informācija ir nozīmīga tālāku detalizētu pētījumu plānošanai. Iegūtie attēli ir salīdzinoši droši salīdzināmi un interpretējami, jo tie ir iegūti noteiktos konstantos apstākļos. Izmantotajos darba režīmos ar mikroskopu Leica DM 2000 iespējamas iepriekš atzīmētās neviendabības detalizēt. Sākotnēji tās ļauj atšķirt pazīmes individuālajos krama paraugos, un ir iespējams šos paraugus pilnīgāk raksturot. Turpmākā analīzē iespējams noteikt vairāku pazīmju kopumu, kas raksturīgs atsevišķiem paraugiem, tajā skaitā kopīgās pazīmes paraugiem no 27

28 kādas konkrētas to ievākšanas vietas. Veiktais pētījums norāda, ka par šādām pazīmēm var tikt noteiktas tādas identificējamas pazīmes kā ieža krāsa, tekstūra, graudainība, luminiscējoši ieslēgumi, organiskās vielas ieslēgumi un slēptas plaisas (4.1. tabula). Ar katru no izdalītajām pazīmēm iespējams raksturot kramu parauga ietvaros, kā arī salīdzināt paraugus no vienas paraugu ņemšanas vietas, no kāda reģiona un arī no ģeogrāfiski attāliem reģioniem, un tādējādi tuvināties jaunām papildus pazīmēm krama artefaktu izejvielu avotu lokalizācijai. Lai arī atsevišķās pazīmes ir labāk nosakāmas dažādos pētniecības režīmos (4.1. tabula), tomēr savstarpējos salīdzinājumos, vizuāli uztveramāk ir izmantot pētījuma gaitā iegūtos attēlus, kas iegūti vienā pētniecības režīmā. Autores veiktais pētījums liecina, ka mikroskopiskiem pētījumiem vispiemērotākais ir režīms ar ultravioleto ierosmes joslu nm, kurā vispilnīgāk konstatējami un fiksējami krama luminiscencējoši ieslēgumi. Šī pazīme kopā ar graudainību ļauj visuzskatāmāk izšķirt tipisko un viendabīgo krama paraugā un var kalpot par salīdzinoši drošām papildus identifikācijas pazīmēm. Ņemot vērā agrāko pētījumu rezultātus un krama novērtējumus, kas iegūti pētot autores ievākto krama paraugu kolekcijas paraugus redzamajā un ultravioletajā gaismā, analītisko ķīmisko pētījumu veikšanai tika izstrādāta procedūra analīžu veikšanai (3.3. nodaļa). Detalizētām analīzēm izvēlētajiem krama paraugiem tika noteikti konkrētā paraugā iespējami viendabīgi un paraugam raksturīgi laukumi, kas nodalīti ķīmiskajai analīzei. Ķīmiskās analīzes tika veiktas LU Ķīmijas fakultātes laboratorijā pieredzējuša pētnieka Jura Kostjukova vadībā, kurš autori apmācīja un izskaidroja, kā veikt ķīmiskās analīzes, izmantojot mūsdienīgas analītiskās iekārtas, veica analīzes un palīdzēja analizēt un interpretēt iegūtos datus. Veicot datu apstrādi un analīzi, un rezultātu salīdzināšanu, tajā skaitā reģionālām korelācijām un plašākām interpretācijām, tika ņemts vērā pielietotais pētniecības režīms, kas pieļauj tiešus salīdzinājumus, tas ir, tika salīdzināti dati, kas iegūti vienādos pētniecības režīmos. Tā ir pētījuma novitāte, jo atspoguļo reģionāli plašā teritorijā ievākta krama paraugu ķīmiskā sastāva vērtības. 28

29 4.1. tabula. Dažādos apgaismojumos noteiktas krama neviendabības pazīmes Pazīme Paraugs DK 1, Mēnas klints, Dānija Redzamā gaisma Paraugs UK 1, Bīčī Heda piekraste, Anglija Paraugs LV 3, Šķerveļa svīta, Latvija Krāsa 365 nm, atsratotās gaismas filtrs SYBR Gold ( nm) Struktūra, tekstūra Zaļā ierosmes josla nm (emisijas josla no 590 nm) Graudainība Organiskās vielas ieslēgumi (melni) Slēptas plaisas 1mm Zilā ierosmes josla nm (emisijas josla no 525 nm) 1mm Zilā ierosmes josla nm (emisijas josla no 525 nm) 1mm Ultravioletā ierosmes josla nm (emisijas josla no 425 nm) 1mm Luminiscējoši ieslēgumi 29

30 Pētījumi ar rentgenfluerescences (XRF) metodi tika veikti 33 krama paraugiem no autores kolekciju materiāla, un raksturo ķīmiskā sastāva raksturīgās iezīmes un atšķirības pazīmes kramam no Latvijas, Dānijas, Anglijas, Polijas, Lietuvas un Krievijas. Ar XRF iegūtie analīžu dati kopumā raksturo pētītos paraugus, un to ķīmiskajā sastāvā pēc noteikto ķīmisko elementu koncentrācijām ir izdalāmas vairākas ķīmisko elementu un to oksīdu grupas (4.2. tabula) tabula. Krama paraugos ar XRF metodi noteiktie ķīmiskie elementi un elementu oksīdi Pamatelementu oksīdi SiO 2, Al 2 O 3, CaO, K 2 O, MgO, Fe 2 O 3 Mikroelementu oksīdi CuO, P 2 O 5, V 2 O 5, SrO, ZnO, Na 2 O, BaO, MnO, TeO 2, TiO 2, ZrO 2, MoO 3, Cr 2 O 3 Gāzveida vielas Retzemju elementi un oksīdi SO 3, Cl, I CeO 2, Cs 2 O, Sc 2 O 3, Pr 6 O 11, La 2 O 3, Rh Autores veiktajā pētījumā ar XRF metodi iegūtie ķīmisko analīžu dati norāda, ka krams galvenokārt sastāv no silīcija dioksīda, taču konstatējami arī citi galvenie ķīmiskie elementi (pamatelementi) un raksturīgie mikroelementi (4.3. tabula), kuru klātesamība, daudzums un proporcijas var tikt izmantoti krama raksturīgo pazīmju noteikšanā, salīdzinot dažādas izcelsmes vai reģionu materiālu. No iegūtās analītisko datu kopas tika izslēgti ķīmiskie elementi un elementu oksīdi, kuru koncentrācija ir ļoti zema un kuru klātesamība paraugā nav konstanta, tas ir, netika noteikta regulāri analīžu atkārtojumos. Turpmākajā analīzē tika izslēgtas tās ķīmiskā sastāva komponentes, kuru vērtības bija tuvas konstantām vai maz mainīgām visos mērījumos visiem pētītajiem paraugiem, tādējādi nesniedzot lietderīgu informāciju, kas potenciāli ļautu atšķirt paraugus. Rezultātā no turpmākās datu analīzes tika izslēgti La 2 O 3, CuO, P 2 O 5, V 2 O 5, SrO, ZnO, BaO, MnO, TeO 2, TiO 2, ZrO 2, MoO 3, Cr 2 O 3, I, CeO 2, Cs 2 O, Sc 2 O 3, Pr 6 O 11, Rh. Kopumā tā ir plaša elementu un oksīdu kopa, kuru kopējais apjoms katra parauga sastāvā bija robežās no 0% līdz 0,89%. Tomēr jāņem vērā, ka izvēloties atbilstošu pētniecības režīmu, ir nosakāmi un vērtējami arī komponenti ar nelielu koncentrāciju un retzemju savienojumi, kas sniedz papildus informāciju par krama iespējamiem veidošanās apstākļiem. 30

31 4.3. tabula. Raksturīgās ķīmiskā sastāva komponentes kramam no dažādām tā izcelsmes vietām pēc XRF analīzes datiem Krama parauga izcelsmes vieta, veikto analīžu skaits (n) Bīčī Heda, Anglija, n=26 Mēnas sala, Dānija, n=34 Jūrkalnes piekraste, Latvija, n=7 Daugavas svīta, Latvija, n=52 Šķerveļa svīta, Latvija, n=38 Busko-Zdruj apkārtne, Polija, n=15 Varēnas apkārtne, Lietuva, n=14 Augšvolga, Krievija n=25 Oksīdi un to noteiktie daudzumi: parādīšanās biežums paraugā, relatīvais maksimālais, minimālais un vidējais daudzums % SiO 2 CaO Cl SO 3 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O MgO Raksturīga mikroelementu klātbūtne, parādīšanās biežums paraugā 100% 73% 73% 58% 58% 58% 31% 42% Na 2 O 50% 99,4 0,31 0,19 0,19 0,68 0,07 0,12 0,26 P 2 O 5 35% 98,3 0,04 0,05 0,05 0,09 0,01 0,04 0,09 TiO 2 35% BaO 23% 98,97 0,11 0,13 0,10 0,22 0,03 0,08 0,17 100% 82% 82% 56% 59% 38% 38% 29% Na 2 O 35% 99,5 1 0,2 0,3 0,54 0,18 0,1 0,2 P 2 O 5 29% 97,8 0,08 0,04 0,05 0,09 0,01 0,06 0,08 TiO 2 21% Cs 2 O 21% 98,94 0,23 0,11 0,14 0,20 0,05 0,08 0,14 100% 100% 29% 57% 100% 100% 29% 100% Sc 2 O 3 57% 99,1 1,17 0,17 0,16 0,41 0,22 0,11 0,82 Na 2 O 43% 96,93 0,11 0,12 0,07 0,11 0,06 0,08 0,05 Cr 2 O 3 29% 97,91 0,64 0,15 0,12 0,31 0,13 0,10 0,44 100% 100% 69% 62% 65% 94% 77% 90% MnO 48% 98,4 74,84 2,28 0,42 1,17 0,45 0,26 29,75 SrO 33% 1,01 0,22 0,02 0,02 0,03 0,03 0,01 0,14 V 2 O 5 23% 58,01 16,62 0,24 0,12 0,32 0,13 0,09 6,75 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% MnO 74% 97,9 50,37 0,16 1,35 3,08 1,19 0,87 30,49 TiO 2 45% 5,55 0,62 0,02 0,02 0,07 0,02 0,04 0,09 P 2 O 5 37% BaO 29% 61,17 23,03 0,09 0,31 0,94 0,50 0,29 8,27 Na 2 O 26% V 2 O 5 21% 100% 100% 80% 80% 93% 100% 93% 80% Na 2 O 40% 97 23,96 0,49 0,32 1,78 0,25 0,2 0,22 TiO2 33% 74 0,96 0,1 0,12 0,33 0,06 0,1 0,11 BaO 33% P 2 O 5 27% 90,47 7,45 0,26 0,22 0,84 0,15 0,14 0,17 100% 88% 84% 76% 100% 100% 84% 96% BaO 52% 98,9 0,34 0,18 0,34 3,02 1,08 0,4 0,59 P 2 O 5 44% 94,4 0,09 0,04 0,07 0,35 0,06 0,06 0,08 Na 2 O 28% TiO 2 24% 97,19 0,18 0,12 0,19 1,08 0,38 0,17 0,29 100% 93% 71% 71% 71% 64% 64% 64% Na 2 O 50% 99,4 0,74 0,28 0,38 0,66 0,06 0,11 0,32 P 2 O 5 36% 96,1 0,05 0,05 0,07 0,12 0,02 0,03 0,09 BaO 36% TiO 2 36% 98,61 0,18 0,16 0,14 0,32 0,03 0,08 0,18 V 2 O 5 21% Cs 2 O 21% Sc 2 O 3 21% 31

32 Ar XRF metodi iegūtie dati norāda, ka silīcija dioksīda relatīvais daudzums analizētajos krama paraugos ir robežās no 94,4% līdz 99,5%, un tikai krama paraugos no Polijas ir ievērojami mazāks no 74,00% līdz 90,47% (4.3. tabula). Latvijas pārkramota dolomīta ievāktajos paraugos silīcija dioksīda daudzums variē no 1,01% līdz 98,4% (4.1. attēls) SiO 2, % Analīžu skaits Daugavas svīta, Žagatu klintis pie Virešiem; Šķerveļa svīta, Lētīžas grīva attēls. SiO 2 koncentrācija pārkramota dolomīta paraugos no Latvijas. Visos paraugos ir konstatēta kalcija oksīda klātbūtne un tā saturs ir novērtēts kā konstants daļā paraugu, taču citi analizētie elementi atkārtojumos ir noteikti ievērojami plašākā vērtību intervālā (4.3. tabula). Lietojot aprakstošo statistiku, tika noteikta elementu vidējā vērtība un vērtību izkliedes amplitūda katrā paraugā un ikkatrā paraugu ņemšanas vietā un tika aplūkota, ņemot vērā parādīšanās biežumu analīžu atkārtojumos. Tika noteikta vērtību izkliede ap vidējo vērtību, un tā lielākoties ir vienmērīga, taču atspoguļo atšķirības starp dažādu reģionu un izcelsmes kramu. Statistiskās vērtības, kas atspoguļo salīdzinoši lielāku izkliedi (>10%), varētu liecināt, piemēram, par paraugu neviendabību vai krama dažādību ievākšanas areālā. Iegūtajiem datiem tika veikta korelāciju analīze katra parauga un paraugu ievākšanas vietas ietvaros. Korelāciju analīze liecina, ka cieša korelācija (α=0,05) pastāv starp atsevišķiem elementu un oksīdu pāriem. Izteiktākā ir negatīvā korelācija starp SiO 2 un CaO. Citi elementu oksīdi, kas raksturīgi korelē, ir MgO, Fe 2 O 3, SO 3, un Al 2 O 3. Minētais kopumā norāda, ka šādi XRF analīzes dati, pēc to vērtību korelācijas analīzes var tikt izmantoti krama avotu lokalizācijas pētījumos ģeoarheoloģijā. Arī citi pētnieki pielieto apzināto koncentrāciju kolerācijas (piemēram, elementu Ca un Fe vai Cl, K, Na un Mg koncentrācijas attiecības) kā norādes uz krama izcelsmes ģeogrāfisko vietu (piemēram, Hughes et al., 2010, 2011; Högberg et al., 2012; Andreeva et al., 2014). Promocijas darba pētījumā iegūtie dati uzrāda līdzīgas vērtību sadalījumu atšķirības, tomēr secinājumus izdarīt būtu priekšlaicīgi, it īpaši tāpēc, ka novērotais sadalījums ir 32

33 atkarīgs no analizējamo paraugu un analīžu veikšanas skaita, un ir jāņem vērā ticamai statistiskai analīzei nepieciešamais izlases apjoms. Promocijas darba pētījumā, salīdzinājumam un metodes piemērotības novērtēšanai daļai paraugu tika veikta analīze ar rentgenstaru pulverdifrakcijas (XRD) metodi. Iegūtie dati apstiprināja ar XRF analīzi noteiktās krama sastāva atšķirības. Lai gan pētījumā ar XRD metodi iegūtie novērtējumi ir virspusēji, jo promocijas darba ietvaros netika padziļināti pētīti, svarīgi ir atzīmēt, ka arī tie satur pietiekoši daudz nepārprotamu norāžu uz atšķirībām, kas nākotnē būtu detalizētāk pētāmas. Atzīmējams, ka promocijas darba pētījumā tika veikta materiāla pulvera analīze, tādējādi tā nebūtu piemērota artefaktu izpētei. Kopumā vērtējams, ka analizēto paraugu skaits joprojām ir neliels un daži no secinājumiem var būt nepietiekoši pamatoti. Tādēļ nākotnē būtu ievērojami jāpaplašina kopējais analizēto paraugus skaits, paplašinot to ģeogrāfiju un izvērtējot arī vietēju dabisko varietāšu nozīmīgumu. Tomēr iegūtie rezultāti ir daudzsološi, jo ļāva izstrādāt noteiktu pētniecības paņēmienu secīgumu, kas ļauj iegūt savstarpēji salīdzināmus datus Oļu un paleolīta akmens rīku morfoloģijas īpašības Oļu izmēra drupu materiāla noapaļotības novērtējums pēc Krambeina (Krumbein, 1941), pētījumā atspoguļo, ka visos paraugos oļu sadalījums pēc noapaļotības atbilst normālam sadalījumam. Atkārtotas paraugu sadalīšanas pēc noapaļotības pa Krambeina klasēm liecina, ka vērtējumā subjektivitātes ietekme nav nozīmīga, jo oļu izvietojums mainās 5 7% robežās, turklāt tas vēr tējuma skalā notiek pa vienu klasi uz augšu vai leju. Pētījumā iegūtie dati norāda, ka augstākas noapaļotības klasēs noapaļotības vizuāla novērtēšana ir viennozīmīgāka, kas kopumā liecina par raksturīgu tendenci jo augstāka noapaļo tības klase, jo mazāka ir novērojama subjektivitātes ietekme. Pētījumā veiktie proporciju novērtējumi pēc Cinga tipa (Zingg, 1935) liecina, ka oļiem raksturīgākās ir formas, kas atbilst 1. un 2. tipa Cinga klasēm. Tas nozīmē, ka tām raksturīga regulāra ģeometriska proporcija abās vai vienā raksturīgajā plaknē (garums-platums, platums-augstums). Pētīto oļu Cinga izmēru proporciju koeficentu analīzes novērtēšanā atzīmējama subjektivitātes ietekme mērīšanas procesā, kad jāatrod maksimālais oļa garums, platums un atbilstošais augstums. Pētījumā iegūto datu analīze liecina, ka ar zināmu pētniecības praktisko pieredzi gandrīz viennozīmīgi ir iespējams noteikt garāko asi, bet biežāk atšķirības ir konstatējamas augstuma ass mērījumos. Pētījumā tika aplūkota oļu atbilstība noteiktam Cinga tipam atkarībā no oļu izmēra, kas tika veikts, sadalot sākotnēji izvēlēto oļu frakciju mazākos izmēru intervālos. Iegūtie rezultāti atspoguļo raksturīgu kopējo tendenci mazāka izmēra oļiem ir raksturīgākas regulāras proporcijas, bet salīdzinoši lielākiem oļiem proporcijas ir dažādas. Vienlaikus atzīmējams, ka pētītajos aluviālo 33

34 nogulumu frakciju paraugos atpazīstama vispārēja tendence jo izmēru ziņā lielāki ir mērītie oļi, jo zemāka ir to noapaļojuma klase. Tika novērtēta saistība starp oļu noapaļotību pēc Krambeina, un oļu raksturīgajām proporcijām pēc Cinga. Atbilstoši 1. un 2. Cinga tipu proporciju pārsvaram paraugos, tas atspoguļojās visās oļu noapaļotības Krambeina klasēs. Salīdzinoši 3. un 4. tipa proporcijas ir mazāk raksturīgas augstākās Krambeina klasēs, kas saistāms ar to, ka noapaļošanās procesā drupu materiāls virzās uz formas pilnveidi, lai iegūtu sfēras formu. Oļu formas simetrijas novērtējums tika veikts saskaņā ar oļu noapaļotības novērtējumu. Būtiski šajos novērtējumos ir simetrijas precizitātes mērījumi, jo tie atspoguļo oļu noapaļotības ciešo saistību ar simetriju, ko raksturo tendence jo olis ir noapaļotāks, jo tas ir simetriskāks tam ir augstāka simetrijas precizitāte. Subjektivitātes ietekme arī attiecībā uz simetrijas rādītāju noteikšanu ir mazāka par 10% un raksturīgi, ka jo simetrijas precizitāte ir augstāka, jo vieglāk to viennozīmīgi noteikt. Atzīmējams, ka simetrijas precizitāte ļauj salīdzināt oļus pēc noapaļotības vienas Krumbeina noapaļotības klases ietvaros, tādējādi papildinot informativitāti par oļa noapaļotību ģeoloģiskos pētījumos. Iepriekš apskatītais norāda, ka oļi mūsdienu alūvijā ir atšķirīgi pēc to morfoloģiskajām īpašībām un skaidri var tikt nodalītas kopas ar noteiktām formas īpašībām. Svarīgi, ka šīs īpašības ir novērtējams ar atšķirīgiem paņēmieniem un šie vērtējumi ir statistiski analizējami un salīdzināmi. Zinātniskās literatūras studijas norāda, ka cilvēkam objektīvi ir tendence izvēlēties no brīvi izveidotas kopas pie vienāda sastāva un citu īpašību ziņā līdzīga materiāla, vienmēr simetriskāku, ar raksturīgām proporcijām veidotu objektu (Moiler, Pomiankowski, 1993; Green, 1995; McManus, Weatherby, 1997; Makin, et al., 2012; Bertamini et al., 2013; Pecchinenda et al., 2014). Minētais ir nozīmīgi, jo šādus pētījumu rezultātus ir pamats attiecināt arī uz sencilvēka sākotnējo izvēli rīku gatavošanai izvēlēties dabiski simetriskākus oļus, savukārt alūvija materiāla oļu izvērtējums norāda, ka šādi oļi ir pieejami un makroskopiski atpazīstami. Līdzšinējos pētījumos piemērotais formas novērtējums paleolīta rīkiem liecina (piemēram, Saragusti et al., 2005; Hardaker, 2006; McPherron 2006; Hodgson, 2008; Emery, 2010; Lycett, Chauhan, 2010), ka iegūtie dati ļauj veikt pamatotus rīku savstarpējus salīdzinājumus. Savukārt, palielinot salīdzināmo pazīmju (parametru) skaitu, tos ir iespējams paplašināt. Veiktajā pētījumā atbilstoši izvēlētai metodikai (3.3. nodaļa), iegūtos datus apkopojot un sekojoši novērtējot, ir iespējams konstatēt vairākas likumsakarības. Daļa no kopsavilkuma datiem redzami 4.4. tabulā. Tabulā redzams, ka lielākā daļa pētījumā izvēlēto rīku tipu ir lietoti visā senā akmens laikmeta laikā, kopš tikuši radīti. Dūrescirvji (H), kas raksturīgas pašam senākajam akmens laikmeta posmam, attiecībā uz formu salīdzināmi ar smaiļu tipa (P) rīkiem, taču rīku dimensijas mainījušās, piemērojoties dzīves 34

35 apstākļiem un apstrādes tehnoloģiju attīstībai. Tabula atspoguļo, ka sencilvēki gatavojuši rīkus ar atsevišķām formas īpašībām, kas tipiskas vēlākam laika posmam un saistāmas ar noteiktu tehnoloģiju izmantošanu (piemēram, ļoti mazi rīki izmantoti pirms mikrolītu tehnoloģijas attīstības). Kopumā veiktie novērojumi norāda, ka ir iespējams noteikt raksturīgu tendenci attīstību rīku izgatavošanas tehnoloģijās un rīku formās, līdzās pastāvot arī senākām un arī citām mazāk izteiktām dažādām akmens apstrādes tradīcijām, kas šajā pētījumā nav analizētas. Vienlaicīgi konstatējams, ka veiktā analīze palīdz noteikt pētīto akmens rīku formu īpašību un apstrādes tehnoloģijas savstarpējo saistību un šādā kontekstā iegūtie rezultāti ir daudzsološi izvēlētās pieejas attīstībai par pētniecības metodiku tabula Paleolīta akmens rīku novērtējums sadalījumā pa arheoloģiskajām kultūrām Arheoloģiskā kultūra Atšķeļot veidoti rīki** Dūrescirvji (H)* Rīki no atšķilām** Kasīkļi (SC)* Levallois šķilas** Smaiļi (P)* Nažveida šķilas** Naži (KN)* Mikrolīti** Mikrolīti (M)* Max garums, mm Olduvaja x x ,76 0,95 0,87 Ašelas x x x ,39 0,91 0,6 Mustjē x x x x ,52 0,85 0,68 Ordiņakas x x x x ,17 0,88 0,41 Šatelperonas x x x ,21 0,26 0,24 Gravetas x x x x ,2 0,64 0,4 Solitrē x x x ,13 0,75 0,32 Madlēnas x x x x ,12 0,3 0,2 Hamburgas x x x x ,23 0,48 0,34 Arensburgas x x x x ,19 0,4 0,31 * pēc 2.2. tabulas; ** pēc 2.1. tabulas; *** iekļauti dūrescirvja (H) tipa rīki pēc 2.2. tabulas. Min garums, mm Simetrijas daudzveidība rīkos Simetriju daudzveidība kasīkļiem (SC) Simetriju daudzveidība smaiļiem*** (P) Min proporcija (garums-platums) smaiļiem (P)*** Max proporcija(garums-platums) smaiļiem (P)*** Vidējā proporcija (garums-platums) smaiļiem (P)*** 35

36 Veiktais pētījums norāda, ka paleolītā akmens rīku izmēra izmaiņas laika ritumā nav bijušas lineāras (4.2. attēls) attēls. Paleolīta arheoloģiskajās kultūrās kasīkļu (SC) un smaiļu* (P) tip rīkiem raksturīgie izmēri attiecībā uz rīku garumu. * grafikā smaiļu (P) rīku grupa iekļauj arī dūrescirvjus (H). Senākajos paleolīta posmos raksturīgi garāki rīki, tie samazinās līdz ar vidējo paleolītu, taču vēlā paleolīta Gravetas un Solitrē kultūru laikā to izmēri atkal ievērojami palielinās. Sākot ar Madlēnas kultūru raksturīgi atkal īsi rīki, kuru dimensijas ir salīdzinoši viendabīgākas attiecībā uz garumu. Novērtējot minimālo rīku garumus, salīdzinoši daudz mazāki rīki tiek izgatavoti līdz ar vēlo paleolītu, un prakse tādus izgatavot saglabājas visa paleolīta laikā. Tas liecina, ka mazi specializēti rīki kopš to ieviešanas tikuši pārmantoti, pilnveidoti un funkcionāli attīstīti. Pētījumā izvēlētajā smaiļu tipa (P) rīku kopā garums saskan ar atbilstošo kultūru rīku maksimālajām un minimālajām dimensijām. Savukārt kasīkļu izmērs paleolītā saglabājies salīdzinoši nemainīgs šīs formas acīmredzot ir pietiekoši universālas un to lietojuma veids ļoti plašs, savukārt izmērs ir saskaņots ar lietotāja rokas anatomiskām īpatnībām. Šīs formas rīkus var iegūt no dažādiem materiāliem, bet vēlāko paleolīta arheoloģisko kultūru posmos šādus krama rīkus gatavo no citu rīku pagatavošanas atlikumiem. Promocijas darba pētījumā rīku proporciju novērtējums ir apskatāms saistīti ar rīku dimensijām, jo mazākiem rīkiem ir mazākas variāciju iespējas, salīdzinot ar dimensijās lielajiem rīkiem. Proporciju amplitūda ir mainīga aizvēsturiskajās arheoloģiskajās kultūrās dažās raksturīgi slaidi rīki, bet citās - vērojama formu un proporciju daudzveidība. Smaiļu tipa (P) tipa rīkiem izteikta ir tendence, ka rīki ar katru jaunu paleolīta arheoloģisko kultūru paliek aizvien slaidāki, turklāt tas saistāms līdz ar mazu izmēru akmens rīku izgatavošanas uzsākšanu, kas ir uzskatāmi redzams 4.4. tabulā. Vienlaikus ir jāņem vērā, ka promocijas 36

37 darbā ietvertajā pētījumā smaiļu rīku tips (P) faktiski ietver dažādu funkciju rīkus, kurus vieno kopēja pazīme smailums, taču iegūtie rezultāti norāda, ka turpmākos pētījumos lietderīgi būtu izdalīt rīkus ar augstāku detalizācijas pakāpi. Šāda pieeja ļaus proporciju īpašības padarīt par smalku instrumentu, indikāciju noteicēju. Šajā pētījumā rīku daudzveidīgums izlasē ir viens no iemesliem lielajai proporciju dažādībai aplūkotajā arheoloģiskajās kultūrās. Zinātniskajā literatūrā (piemēram, Anoikin, Postnov, 2005; Högberg, Olausson, 2007; Adams, Blades, 2009) bieži tiek norādīts, ka senie darba rīki gatavoti galvenokārt no upju nestu vai klinšu pakājē atrastu oļu akmens materiāla. Autores veiktajā pētījumā oļu un rīku proporcijas garuma-platuma plaknē pielīdzinātas dabas novērojumos nereti pielietotam raksturlielumam Zelta attiecībai jeb Zelta griezumam (Livio, 2003), kas ir tuvs ģeoloģijā oļu novērtējumos izmantotā T. Cinga koeficenta vērtībai (Zingg, 1935). Veiktais pētījums norāda, ka paleolīta sākumā rīku proporcijas bijušas tuvas dabā izplatītajām, taču ar laiku piešķirtās proporcijas kļuvušas iegarenas un neraksturīgas dabīgam akmens materiālam, tuvojoties Zelta griezuma proporcijai. Vēlajā paleolītā formas kļūst vēl slaidākas un arī tām ir raksturīgu proporciju koridors. Minētais ir novērtējams rādītājs ģeoarheoloģiskos pētījumos attiecībā uz aizvēstures arheoloģisko kultūru pētījumiem, izvērtējot cik nozīmīgi akmens laikmeta darba rīku forma atšķiras no dabā raksturīgām izejmateriāla formām. Veikto simetrijas novērtējumu iegūtie dati norāda, ka simetrijas īpašības rīkiem novērojamas visos aplūkoto paleolīta arheoloģisko kultūru aptvertajos posmos. Kopumā iegūtie dati atspoguļo, ka katram no izdalītajiem rīku tipiem ir daudzveidīgas simetrijas īpašības, no kurām atsevišķas ir raksturīgākas noteiktās arheoloģiskajās kultūrās konkrētiem rīku tipiem, taču simetrijas īpašību dominantes laika gaitā mainās katra tipa rīkiem. Paleolīta akmens rīku simetrijas īpašību pētījumu virzienā nākotnē būtu nepieciešami mērķtiecīgi virzīti ievērojami plašāki pētījumi. Vienlaicīgi vēsturiskā griezumā visiem apskatītajiem aizvēsturisko kultūru attīstības posmiem raksturīgi arī nesimetriski rīki. Galvenokārt tie ir daļēji saglabājušies rīki, arī nolietoti rīki, bet apzināti arī rīku pagatavošanas brāķi vai speciāli noteiktas asimetriskas formas darināti rīki (piemēram, daļa mikrolīti), kā arī atšķilas, kas atzītas kā izmantojamas bez īpašas pēcapstrādes, tikai mazliet pielabojot iegūto sākuma formu. Formas īpašību novērtēšana kopā ar pielietoto tehnoloģiju ir informatīva, jo palīdz pārbaudīt, vai simetriju darba rīkos nosaka izvēlētā materiāla īpašības un tehniskās iespējas ar zināmo tehnoloģiju piešķirt darba rīkiem simetrisku formu vai arī simetrijas piešķiršanu noteica darba rīku izmantošanas veids, kas radīja nepieciešamību piešķirt simetrisku vai no tās apzināti atšķirīgu formu. Minēto rādītāju analīzes apkopojums ir atspoguļots 4.5. tabulā. Tabulā aprakstītās akmens rīku formas un virsmas apstrādes īpatnības ir atpazītas kā raksturīgākās, izvērtējot daudzus simtus paleolīta rīkus, un šajā 37

38 pētījumā ir konstatētas vairākas akmens rīku formas un apstrādes virsmu iezīmes, kas piemīt konkrētiem paleolīta arheoloģisko kultūru posmiem. Vienlaicīgi konstatēts, ka jo īpaši paleolīta beigu posmā ir nošķirami un atsevišķi vērtējami akmens darba rīki, kas darināti vienkāršu darbību veikšanai (šie rīki ir vienkārši gatavoti un grūti atšķirami no līdzīgiem ievērojami senāk darinātiem) un tādi, rīki, kas ir tikuši izgatavoti specializēti noteiktām funkcijām, kas ir darināti iespējami pilnīgi izmantojot uzkrātās prasmes tabula. Paleolīta nozīmīgāko aizvēsturisko arheoloģisko kultūru novērtējums saistībā ar darba rīku formu un to virsmas apstrādi Aizvēsturiskās kultūras Formas īpašības Apstrādes pēdas Olduvaja (pirms 2,6 1,5 milj. g.) Rīkiem piemīt bilaterālā un rotācijas simetrija, kas ir mazāk izteikta senākajos rīkos. Simetrija ir nosacīta, lai gan forma ir pielīdzināma izliektai ģeometriskai figūrai, kam piemīt nosacītā simetrijas ass tā visbiežāk iet pa platumu (garuma-platuma projekcijas plaknē). Ašelas (pirms 1,7 milj g.) Senākiem rīkiem formu proporcijas ir tuvākas dabā raksturīgajām oļu un nelielu akmeņu proporcijām. Ar laiku formas tiek veidotas garenākas, un pabeigtajiem rīkiem piemīt izteikta forma un simetrijas īpašības. Šādien rīkiem piemīt izteikta bilaterālā simetrija garuma-platuma plaknē, retāk ir konstatējama rotācijas simetrija. Senākajiem rīkiem simetrija izteiktāka ir vienā rakursā, bet citos forma ir nosacīti simetriska. Pakāpeniski formām piešķirtā simetrija kļūst arvien izteiktāka un tā no bilaterālās pāriet uz rotācijas simetriju. Sākotnēji raksturīgi, ka bilaterālā simetrija novērojama gan garuma-platuma projekcijas plaknē, gan garuma-augstuma un platumaaugstuma projekcijās, tad kādā no rakursiem parādās rotācijas simetrija. Vēlāk izgatavoti rīki, kam rotācijas simetrijas īpašības piemīt visās trīs raksturīgo dimensiju projekciju plaknēs. Apskaldot ar atsevišķiem atšķēlumiem, pārveidota dabiska iežu forma. Izmantotas iežu dabiskās lauzumu un plīsumu virsmas, nereti papildus piešķirtas izteiktākas ģeometriskās formas ar lauzuma līnijām noteiktos vēlamos virzienos. Apskaldīta tikai viena vai dažas puses un nav iespējams novērtēt, vai artefakts ir izgatavots konkrētai darbībai vai vairākkārtīgai izmantošanai. Novitāte tiek izgatavoti abpusēji apskaldīti rīki. Daudzi savstarpēji nesaskaņoti apskaldījumi, kas veikti ar aptuveni vienādu spēku un mēģināts iegūt piemērotu formu, kam piemīt noteiktas īpašības. Attīstoties apstrādes prasmēm, vēlamās formas iegūšanai tiek veikti daudzi nelieli atskaldījumi un dabiskas formas tiek rūpīgi apstrādātas, piešķirot rīkam vēlamo formu. Kopš šī laika darba rīki mērķtiecīgi tiek izgatavoti vairākkārtīgai izmantošanai. 38

39 4.5. tabulas turpnājums Aizvēsturiskās kultūras Formas īpašības Apstrādes pēdas Mustjē (pirms g.) Tipiskas vienkāršas, izteiktas, izliektas formas atbilstošas dažādām ģeometriskām formām, bet ar raksturīgu bilaterālo simetriju garuma-platuma projekcijas plaknē. Arī atšķilas pielāgotas ar raksturīgu bilaterālu simetriju, taču, neveidojot rīkus ar izteiktām simetrijas īpašībām. Oriņakas (pirms g.) Raksturīgas formas ar nepārprotami nosakāmām bilterālās simetrijas asīm garumaplatuma plaknē, tomēr precizitāte pret simetrijas asi variē atkarībā no rīka tipa un apstrādes pakāpes. Tiek vienkāršota formas ieguve ar mazāku atskaldījumu skaitu, bet ar mēģinājumiem iegūt izmantojamas atšķilas. Vienlaikus ir gan mērķtiecīgi apstrādāti rīki lai iegūtu izteiktu formu, gan rupji apstrādāti rīki iegūtas plakanas atšķilas, tikai ar dažiem cirtieniem, kam veikti pielabojumi noslēdzošā posmā. Plāni un izteikti iegareni rīki, iegūti ar nelielu atšķēlumu skaitu. Forma papildus pilnveidota un piešķirtas asas griežņa īpašības šķautnē ar sīkiem apskaldījumiem. Divi posmi instrumentu izgatavošanā. Sākotnēji pamatformas iegūšana ar dažiem atšķēlumiem, lai iegūtu plānus rīkus. Otrā posmā labots, pielabots, asināts rīks iegūts ar sīkiem apskaldījumiem. Rīku izgatavošanā iespējama darba dalīšana. Šatelperonas (pirms g.) Iegarenas vienveidīgas formas rīki, kam garuma-platuma projekcijas plaknē piemīt vairāk formas rīki. Raksturīgi ar 6-8 šķēlieniem iegūti izstieptas vai mazāk izteikta bilaterālā simetrija. Simetrijas nosacītību nosaka veidotā forma, nevis ar 1 3 apskaldījumiem uz šķautnes 1 cm. Pirmoreiz atsevišķas asās šķautnes apdarina apstrādes pakāpe. Gravetas (pirms g.) Rīku formām garuma-platuma plaknē raksturīga otrās kārtas divplakņu rotācijas simetrija, palīdzību. Profesionāli izgatavoti rīki ar dažu šķēlienu kā arī bilaterāla simetrija. Rīku proporcijas variē, taču formas ir vienveidīgas noteiktiem rīku tipiem. Rīki nav mērķtiecīgi precīzi apstrādāti, lai iegūtu izteiktas simetrijas īpašības, bet lai iegūtu Pirmās apstrādes darbnīcas nosacīti var noteiktas formas rīku, kas, atkarībā no pielietojuma, var būt nepieciešams simetriskas formas. saukt par amatniecības iesākumiem. Solitrē (pirms g.) Formas mērķtiecīgi veidotas ļoti izteikti simetriskas. Raksturīga bilaterālā, kā arī otrās kārtas dihedrāla rotācijas simetrija. Raksturīgi rīki, kas ir simetriski visās dimensijas nosakošajās plaknēs. Atsevišķiem rīkiem piešķirta rūpīgi apstrādātas formas, kas garuma-platuma vai citā dimensijas raksturojošā plaknē nav novērtējama kā simetriska, taču ir simetriska citos rakursos. Veikti 8 12 šķēlieni pamatformas izgatavošanai, tālāk tās labošana un formas pilnveide ar nelieliem piesitieniem, atšķēlumiem. Virsmas nav pulētas vai īpaši izlīdzinātas. Harmoniski, simetriski, proporcionāli veidoti darba rīki. Unikālu izstrādājumu amatniecības meistardarbi. 39

40 4.5. tabulas turpnājums Aizvēsturiskās kultūras Formas īpašības Apstrādes pēdas Madlēnas (pirms g.) Daudzveidīgi rīki formas, izmēru un proporciju ziņā. Arī simetrijas īpašības atbilstoši ir gu tipu un formas rīkiem. Tiek apgūti daudzi Dažādas apstrādes pakāpes un veidi atšķirī- dažādas bilaterālā simetrija, dihedrāla rotācijas simetrija, kā arī garuma-platuma plaknē jaunu formu rīki. noteiktas labi izstrādātas formas bez simetrijas īpašībām. Pirmo reizi tipisku akmens rīku formās novērojama translācijas simetrija. Hamburgas (pirms g.) Rīkiem piešķirtas dažādas tipiskas formas, kas garuma-platuma projekcijas plaknē ir gan simetriskas, gan ar vāji izteiktām simetrijas īpašībām, gan bez simetrijas īpašībām. Atsevišķām formām piešķirtas precīzas ģeometrijas figūrām atbilstošas formas. Dominē bilaterālā simetrija, taču tā ir nosacīta, piemītoša rīkam atbilstošajai ģeometriskajai formai. Tikai reti forma ir mērķtiecīgi veidota, lai pats rīks būtu simetrisks. Smaiļu tipa rīku pilnveide, rīku izmēru krasa samazināšanās. Forma iegūta ar dažiem atšķēlumiem, rīku maliņas pielabo ar sīkiem atskaldījumiem (7 10 formas labojumi uz 1 cm maliņas). Formas ir tipiskas, dažādu veidu, tomēr variē nelielās robežās attiecībā uz izmēriem, malu garumu un proporcijām. Tās ir norādes uz rīku ražošanas aizsākumiem, bet tehnoloģiskās prasmes un iespējas norāda uz zināšanām iegūt vēlamo formu. Vienlaicīgi izceļama arī kāda cita nozīmīga tendence, kas tika atpazīta, izstrādājot promocijas darbu, un tā attiecas uz rīku izgatavošanai izvēlēta izejmateriāla (krama) īpašībām. Apzināto paleolīta akmens rīku izvērtējums liecina, ka līdz pat izdalītās Mustjē arheoloģiskās kultūras uzplaukumam, akmens rīki tiek gatavoti no visai atšķirīgiem iežiem, un to piemērotība rīku izgatavošanai nereti ir neveiksmīga, tomēr aizvien precīzāk tiek atpazīti slēptkristāliski ieži, starp tiem arī krams. Jau pirms Mustjē arheoloģiskās kultūras krams tiek plaši izmantots rīku izgatavošanai, un pakāpeniski šis izejmateriāls kļūst par dominējošo un gandrīz vienīgo izmantoto turpmāk visā paleolīta laikā. Šādas tendences, pēc pētījuma autores domām, norāda uz ģeoloģisko zināšanu apguvi un šo zināšanu palielināšanos paleolīta laikā, jo šādu piemērotu kramu sarežģītu rīku izgatavošanai, ir nepieciešams atrast, lokalizēt, kā arī pakāpeniski uzkrāt zināmas iemaņas līdzīgu jaunu krama ieguves vietu atrašanai, kas ir svarīgi, jo paleolīta laika sencilvēki ir aktīvi migrējuši un iespējas pārnēsāt no vienas vietas uz otru ievērojamus krama izejvielu daudzumus ir ierobežotas. 40

41 5. DISKUSIJA Pētījums ir veikts ģeoloģijā, tomēr jau no paša sākuma tas ir attīstīts kā starpdisciplinārs un, izmantojot eksakto zinātņu metodes un humanitāro zinātņu pētījumu rezultātus, vērsts aizvēstures izpētes virzienā. Vispārinātā nozīmē arheoloģiskajos un jo īpaši aizvēstures pētījumos nav iespējams iegūt ticamus datus un pamatotu interpretāciju, neiesaistot dažādas citas zinātņu jomas. Šajā kontekstā ir izstrādāta disertācija, balstoties uz agrāk veikto pētījumu paplašinātu apskatu un pieņemot, ka akmens rīku detalizēti pētījumi kādā no analītisko pētījumu virzieniem, nedrīkst tikt interpretēti atrauti no kopējā zināšanu konteksta par atbilstošā laika sabiedrību un to veidojošiem indivīdiem Ģeoloģisko zināšanu pazīmes un to novērtēšana Veiktais pētījums norāda, ka, lai novērtētu sencilvēku zināšanu un prasmju attīstību, nepieciešami pētīt un analizēt vairākus akmens rīku raksturojošos aspektus izejmateriālu, apstrādes tehnoloģiju un piešķirto formu. Šajā kontekstā izejmateriālu akmens rīku izgatavošanai raksturo noteiktas īpašības un atrašanās dabā (Odell, 2006; Hogberg, Olausson, 2007), kam aizvēstures posmā atbilst pieejamība, atpazīšanas iespējas, piemērotība noteiktam pielietojumam pēc kvalitātes un formas, jeb vienkāršojot izvēle ietver zināšanas par materiāla īpašībām (ko no kā var iegūt) un kur nepieciešamās kvalitātes akmens materiālu meklēt. Daļa no šīm pazīmēm raksturojamas ar materiāla vizuālām un fizikālām īpašībām, kuru diagnosticēšana saistīta ar ģeoloģiskām zināšanām. Disertācijā parādīts (4.2. nodaļa), kā ģeoloģiskās zināšanas par akmens materiālu kopumā veidojas un nostiprinās līdz ar prasmēm materiālu apstrādāt, jo materiāla īpašības galvenokārt nosaka, ko no tā var pagatavot un kādā veidā. Tajā pašā laikā aizvien pieaugot zināšanām par materiālu īpašībām, nav vērojama tendence izmantot aizvien augstākas kvalitātes krama izejvielas, bet gan ar labākām prasmēm kļūst iespējams izgatavot aizvien kvalitatīvākus un specializētus rīkus, kā arī pagatavot tos no sliktākām (nepiemērotākām) izejvielām (Adams, Blades 2009; Zariņa, Segliņš, 2014h). Rīku izgatavošanas iemesls ir noteiktu funkciju veikšana, kas laika gaitā dažādojas, un šādu rīku izgatavošanai ir nepieciešams ne tikai atšķirīga izmēra (lieluma) sākotnējais materiāls, bet arī pieļaujama atšķirīga tā kvalitāte. Ņemams vērā, ka laika gaitā sencilvēku darinātie rīki un to daudzveidība ievērojami mainās (Cunliffe 2001; Renfrew, Bahn, 2014), un tādējādi ne tikai akmens rīku apstrādes veidi un izmantotais materiāls norāda uz pieaugošām adaptācijas spējām (Woods, 2011), bet arī rīku formu īpašības, kas ir saistāmas gan ar rīku funkcionālu specializēšanos, gan pielāgošanos jauniem vides apstākļiem un dzīvesveidam (Zariņa, Segliņš, 2013b). Disertācijā ir noskaidrots (4.2. nodaļa), 41

42 ka paleolītā rīka forma ir tieši atkarīga no apstrādes tehnoloģijas zināšanām un prasmēm. Pēc autores domām tieši zināšanas nosaka, kādas formas rīkus ir iespējams iegūt ar zināmajām apstrādes tehnoloģijām, savukārt prasmes ļauj praktiski gatavot rīkus, turklāt ar specifiskām īpatnībām, piemēram, izteiktu simetrijas precizitāti. Formas nozīme atspoguļojas arī rīka gatavošanas procesā, ik brīdi analizējot esošo rezultātu un tuvinot to vēlamajam rezultātam, novērtējot, kas derīgs un kas nav derīgs.tādējādi iepriekš izklāstītais norāda, ka sencilvēku ģeoloģisko zināšanu un prasmju pazīmes atbilst un savstarpēji saista visus minētos aspektus izejmateriālu, apstrādes tehnoloģiju un rīkam piešķirto formu, un tās ir atzīstamas par jutīgiem rādītājiem, kas ļauj iegūt papildus ziņas un norādes par laiku, kad rīks ticis gatavots (Zariņa, Segliņš, 2015c) Oļu un paleolīta akmens rīku forma un simetrija Tradicionāli akmens rīku pētījumos tieši forma ir noteikusi rīku klasifikāciju, un rīku tipoloģijai lielākoties ir nozīmīga loma aizvēsturisko kultūru dažādas ievirzes pētījumos (Odell, 2006; Andrefsky 2008 u.c.). Tā ir visai plaši tikusi izmantota interpretācijās, piemēram, attiecībā uz rīku funkciju vai apstrādes tehnoloģiju, atbilstību noteiktam laika posmam vai reģionam, un kopumā akmens rīku formu dimensiju un to atsevišķu daļu dažādu proporciju noteikšana ir attīstīta pieeja, tā ir darbietilpīga, bet ļauj veikt detalizētus viena tipa rīku pamatotus nepastarpinātus salīdzinājumus (piemēram, Rots, 2009). Pētījumā konstatētās tendences norāda, ka līdzšinējie akmens rīku tradicionālie morfoloģijas novērtējumi ir ne tikai papildināmi ar svarīgām jaunām īpašībām, bet ir iespējams gūt papildus ziņas arī no jau esošiem datiem (Zariņa, Segliņš, 2014f). Disertācijas izstrādes gaitā iegūto datu analīze, gan aplūkojot izejmateriālu dabā, gan analizējot pašus rīkus, norāda, ka ir bijušas noteiktas formas īpašības, ko cilvēki cauri laikiem ir centušies piešķirt rīkiem. Līdzīgi, ne tikai fizikālās īpašības, bet arī izejmateriāla forma ir ietekmējusi seno cilvēku izvēli izejmateriāla atrašanā un novērtēšanā sekojošai apstrādei un lietošanai. Formas raksturīga pazīme, kas ir izteikta un atpazīstama gan dabā, gan cilvēku darinātos rīkos cauri visam akmens laikmetam, ir simetrija (Weyl, 1983; Saragusti et al., 1998; Hodgson, 2011; Zariņa, Segliņš, 2014d). Simetriju raksturojošs mērs tās precizitāte (Hardeker; Dunn, 2005), saistot to ar simetrijas tipu, ir izmantojama kā jūtīgs instruments gan oļu noapaļotības mērījumiem, gan rīku raksturošanai un savstarpējiem salīdzinājumiem, liecinot par to gatavotāju prasmēm un zināšanām. Atzīmējams, ka formas novērtējumos jāņem vērā rīku izejmateriāls un pielietotā apstrādes tehnoloģija, lai rīki varētu tikt pamatoti salīdzināti, un šādi pētījumi būtu veicami ievērojot pētniecības procedūru (Zariņa, Segliņš, 2014n). 42

43 5.3. Datu pietiekamība un kvalitāte arheoloģiska akmens materiāla pētījumos Aizvēstures pētījumos krama rīku pētniecībā tiek izmantotas daudz un dažādas metodes daudzveidīgiem pētniecības mērķiem (1. nodaļa; 3. nodaļa). Metodes tiek kombinētas, un rezultāti vai starprezultāti var tikt izmantoti arī citu pētniecības mērķu sasniegšanai, ne tikai sākotnēji veiktam pētījumam. Tāpēc, izvēloties metodiku, ir jānovērtē iegūstamo datu precizitāte un jāņem vērā, vai tie tiks izmantoti tikai tipveida pētījumā, reģionālā kontekstā vai plašākām interpretācijām. Jebkurā no šiem gadījumiem ir svarīgi ievērot un precīzi dokumentēt procedūru un iegūt viennozīmīgus un kvantitatīvus datus. Šāda pieeja turpmākos pētījumos ļauj arī aizvietot vai papildināt iepriekš izmantotās metodes un procedūras ar citām. Arī krama dabiskās īpašības (2.2. nodaļa; 4.1. nodaļa) nosaka nepieciešamību pēc procedūras ievērošanas salīdzināmu datu iegūšanai. Veiktajā pētījumā izstrādātā pētniecības darbu organizācija un gaita ļauj realizēt sistemātiskus pētījumus, kas piemērojami nākotnē, veidojot izvērstus akmens materiāla artefaktu savstarpēji salīdzināmu īpašību datu katalogus. Šāda pieeja nav jauna un ir atzīstami pirmie rezultāti apkopojošu datu bāzu izveidē (piemēram, Elburg, Kroft, 2008; Duke, Steele, 2010; Szakmány et al., 2011), tomēr pagaidām tie aptver tikai dažu muzeju vai reģionu kolekciju bāzi un atsevišķus salīdzinošus pētījumus (piemēram, Biró, 2011; Andreeva et al. 2014), un tajās iekļauto datu informativitāte ir ļoti atšķirīga. Paleolīta akmens rīku pētījumi ir jāattīsta, lai iegūtu jaunus datus no esošā materiāla, ņemot vērā tā pieejamības ierobežojumus, kā arī uzlabotu artefaktu informativitāti nākotnes atradumos. Mūsdienu plašās tehnoloģiskās iespējas un attīstītās metodiskās pieejas ļauj optimizēt gan līdz šim jau izmantotās metodes, gan palīdz izstrādāt jaunas un uzlabot līdzšinējo pētījumu datu precizitāti, gan iegūt jauna veida datus. Autores pieredze norāda, ka arheologiem artefakts maksimāli jāapraksta, jāklasificē jau lauka apstākļos, kur tas uzreiz tiek sagatavots arī arhivācijai. Tāpēc svarīgi pilnveidot esošās un izstrādāt jaunas pētniecības metodes, kas ir pieejamas izmantošanai uz lauka ātras un pēc iespējas pilnvērtīgas attiecībā uz informativitāti un datu kvalitāti. Šajā ziņā jāuzsver dokumentēšanas nozīmība un jāatzīmē akmens rīku pētījumos pastāvoši ierobežojumi, piemēram, artefaktu fiziska nepieejamība. Veiktajā promocijas darba pētījumā līdz šim veikto pētījumu dokumentācija noteica atsevišķus ierobežojumus pietiekami daudzpusīgas un pilnīgas analīzes veikšanai, jo nereti publicētie artefaktu attēli nav mērogā, kā arī tie ir novērtējami tikai no atsevišķām projekcijām parasti garuma-platuma plaknē, retāk platuma-augstuma un garuma-augstuma plaknēs. Iespējams, ka nākotnē šos trūkumus atrisinās 3-dimensionālā artefaktu dokumentēšana un arhivēšana publiskās zinātniskās datu bāzēs, kas ļaus atbilstoši papildināt izstrādāto 43

44 metodoloģiju, kas ietvertu arī speciālas datorprogrammas izstrādi objektu morfoloģijas pētījumiem 2 un 3 dimensiju telpā. Jau līdz šim izmantotās un piedāvātās akmens rīku pētniecības metodes sniedz iespējas iegūt ļoti plašu informāciju (piemēram, dažādi formu koeficenti, izejmateriāla ķīmiskā sastāva komponentes ar fragmentāru parādīšanos un ļoti mazu koncentrāciju, neviennozīmīgi nosakāmas izejmateriāla fizikālās īpašības, ja materiāls ir neviendabīgs, makroskopiskās un mikroskopiskās vizuāli nosakāmās pazīmes), taču pirms konkrētu rādītāju izvēles pētniecībā būtu kritiski jāizvērtē un pēc pamatotiem kritērijiem jāizvēlas metodes, kas ir informatīvākās un efektīvākās, bet iegūtos datus ir nepieciešams kvantificēt, lai varētu pielietot matemātiskas metodes to analīzē. Analītiskos pētījumos jāņem vērā krama vai cita pētāmā akmens materiāla dabiskā daudzveidība vai neviendabība, un īpaša uzmanība jāpievērš metodes izvēlei un tās pielietošanas procedūrai, lai iegūtu salīdzināmus datus. Ģeoķīmiskās metodes var būt maldinošas dēļ krama neviendabīgās struktūras un tekstūras, jo analizējamie parauga iecirkņi ir ļoti mazi. Tomēr tās ir ļoti jūtīgas, var tikt izvēlētas nedestruktīvas un pat piemērojamas arī lauka apstākļiem (Dybowski, 2012; Shackley, 2012; Wolff et al., 2014). Krama paraugu novērtēšana ultravioletā apgaismojumā sniedz vērtīgu informāciju (Zariņa, Segliņš, 2014j) un tā ir salīdzināma ar tādu, kas iegūstama ar tradicionālām petrogrāfiskām metodēm. Tomēr tās ir destruktīvas metodes un nav piemērojamas arheoloģisko materiālu pētniecībā. Lai arī ne vienmēr tehniski vienkārši ir noteikt pētījumiem ultravioletā apgaismojumā optimālos parametrus (izstarotā viļņa garumu, pielietojamos gaismas filtrus u.tml.), metode ļauj iegūt augstvērtīgus papildus datus par pētāmo krama objektu Pētījumu procedūras Pētot kramu, jo īpaši salīdzinošos reģionālos pētījumos, nereti tiek pieņemts, ka konkrētais paraugs ir tipisks, raksturīgs, un šādā paraugā konstatētās fizikālās īpašības un ķīmiskais sastāvs ir izmantojami plašākā kontekstā (piemēram, Hughes et al., 2010; Gurova, 2011; Högberg et al., 2012). Autores veiktais pētījums liecina, ka jāņem vērā krama fizikālās īpašības un krama paraugu nelielās ķīmiskā sastāva atšķirības, kas izriet no silīcija oksīda dominējošās koncentrācijas, citu elementu oksīdu nelielās lomas, kas nosaka, ka ķīmisko analīžu reprezentativitāte nav augsta, ja nav pietiekoši liels mērījumu skaits. Uzkrātā pieredze norāda, ka svarīga ir iegūto paraugu makroskopiska analīze un novērtējums, tajā skaitā atzīmējot raksturīgus ieslēgumus, struktūras neviendabības, raksturīgas plaisas. Šīs īpašības ir svarīgas, jo satur tiešas norādes uz ieža slēptkristāliskās struktūras īpašībām, kā arī ir svarīga norāde senajam cilvēkam par iespējām šādu materiālu izmantot rīka pagatavošanai. Šajā pētījuma posmā svarīgi ir novērtēt neviendabības, jo, neņemot tās vērā, 44

45 iegūtie detalizētāku ķīmisko un fizikālo analīžu rezultāti raksturos tikai vērtību variācijas, nevis raksturīgās īpašības. Promocijas darba pētījumā izvēlētā metodiskā pieeja pēc paraugu makroskopiskas analīzes novērtēt iespējas un lietderību veikt papildus novērojumus ultravioletā apgaismojumā, sevi attaisno, jo konstatētas novērojamas atšķirības pat makroskopiski viendabīgos krama veidojumos to struktūrā, ieslēgumu izvietojumā un citās pazīmēs (Segliņš, Zariņa, 2014a). Tas palīdz izvēlēties turpmākā sastāva pētījumiem raksturīgas parauga daļas pamatotu un salīdzināmu datu ieguvei Latvijā sastopamā krama piemērotība rīku izgatavošanai Līdz šim Latvijā nav tikuši veikti detalizēti un mērķtiecīgi krama pētījumi, taču krams ir pieminēts vairākos valsts teritorijas reģionālos ģeoloģiskos raksturojumos (piemēram, Vides pārskats Virešu pagasta teritorijas plānojuma gada grozījumiem, 2010; Skrundas novada teritorijas plānojums, 2013) un tiek izmantots kā raksturojoša un identifikācijas pazīme nogulumos (piemēram, Stinkulis, 1998; Dēliņa, 2012). Arī ģeoarheoloģiskā skatījumā krama īpašības līdz šim detalizēti nav pētītas ne Latvijā dabā atrodamam kramam, ne kādām konkrētām arheoloģisko atradumu kopām. Taču vispārpieņemti tiek atzīts, ka akmens laikmetā Latvijā ticis izmantots vietējais materiāls, kas atrodams Baltijas jūras krastā oļu formā (Bērziņš, 2001), kaut arī tas vērtējams kā zemas kvalitātes. Tomēr Latvijas paleolīta pētniekiem jāsaskaras ar krama rīku izejmateriāla lokalizācijas jautājuma risināšanu, ja atradumu izejmateriāls nav vietējas izcelsmes. Pētījumā autores iegūtie jaunie analītiskie dati par Latvijas krama raksturīgajām īpašībām un ķīmisko sastāvu ir vērtīgi, jo var būt izmantojami salīdzinošos pētījumos. Latvijas pārkramota dolomīta paraugu sastāvs raksturojams ar ļoti mainīgu kvarca daudzumu un atšķirīgu citu raksturīgo elementu un minerālelementu piejaukumu un to proporcijām (Zariņa et al., 2015e). Veiktās analīzes norāda, ka kvarca daudzums analizējamā akmens materiālā norāda uz krama kvalitāti. Minēto apstiprina arī krama un pārkramota dolomīta paraugu pētījumi ultravioletā apgaismojumā, un tādējādi atpazīstamā materiāla viendabība ir netieša norāde krama kvalitātei un piemērotībai izmantošanai rīku izgatavošanai (Zariņa, Segliņš, 2014a). Latvijā sastopamais krams nav piemērots akmens rīku gatavošanai. Uz to norādīja gan krama fizikālās īpašības graudainā struktūra, cietība, lauzums un tekstūra, gan krama makroskopiskie un mikroskopiskie novērtējumi (Zariņa, Segliņš, 2014l). 45

46 SECINĀJUMI Nozīmīgākā daļa promocijas darba pētījuma izstrādes gaitā iegūto rezultātu ir publicēta zinātniskos rakstos un aprobēta zinātniskās konferencēs, kas ļauj autorei izdarīt pietiekoši pamatotus secinājumus, kas apliecina pētījumam izvirzītā mērķa un uzdevumu izpildi. Starp tiem būtiskākie attiecināmi uz darba hipotēzes apstiprināšanu. 1. Veiktais pētījums ļauj secināt, ka paleolīta rīkiem piešķirtā forma un rīku darināšanai izvēlētais izejmateriāls ir indikatīvi un saistāmi ar rīku izgatavošanas tehnoloģijām. Rīku izgatavošanai izmantotās apstrādes tehnoloģijas ir pielietojamas tikai izejmateriālam ar noteiktām īpašībām un atbilstošu kvalitāti, bet rīkam vēlamā forma var tikt piešķirta ar noteiktu tehnoloģiju, tādējādi vēlme vai nepieciešamība radīt noteiktas formas rīkus noteikusi tehnoloģijas attīstību, ņemot vērā uzkrātās zināšanas par izejmateriālu. Atbilstoši apstrādes tehnoloģijas attīstībai rīku darināšanai izvēlētais izejmateriāls katrā jaunā paleolīta posmā ticis izvēlēts aizvien rūpīgāk. 2. Veiktie pētīumi apstiprina, ka krama īpašību mainīgums ir augsts pat parauga virsmas neliela laukuma ietvaros, un tipiski un salīdzinoši viendabīgi iecirkņi ir nosakāmi ultravioletā apgaismojumā. Pētījumā iegūtie rezultāti ļauj secināt, ka, lai iegūtu savstarpēji salīdzināmus datus par krama fizikālām īpašībām, ķīmisko sastāvu un no tā izgatavoto rīku formām, pētījumus ir nepieciešams veikt sistemātiski un mērķtiecīgi, ievērojot noteiktu pētījuma organizāciju un gaitu. Šajā ziņā agrāk veiktie krama pētījumi ir kritiski izvērtējami salīdzinājumu veikšanai. 3. Veiktais pētījums norāda, kādi būtu minimāli nepieciešamie analītiskie dati, veicot paleolīta krama rīku analīzi, un atspoguļo to organizācijas iespējas autores izstrādātās vienkāršās datu bāzēs turpmākajiem savstarpējiem salīdzinājumiem un sekojošai matemātiskai analīzei. 4. Veiktie akmens materiāla morfoloģijas pētījumi norāda, ka formu proporcijas un simetrijas īpašības izmantojamas kā indikatori, lai salīdzinātu akmens artefaktus un dabiskus veidojumus, un cilvēku veidotos rīkos tās ļauj novērtēt prasmes un zināšanas. Pētījuma rezultāti norāda, ka jau paši senākie akmens rīki ļauj spriest par sencilvēka izvēli, arī pieredzi un zināšanām, uz ko norāda izejmateriāla sākotnējās formas īpašības izmērs, proporcijas, noapaļotība un simetriskums. Minētie rādītāji ir indikatīvi paleolīta krama rīku savstarpējiem salīdzinājumiem un novērtējumiem. Pētījumā apstiprinās klasifikācijas nozīmīgums, jo formas detalizēta analīze ir veicama, aplūkojot noteikta tipa rīkus, izdalītus salīdzināmās kopās, piemēram, pēc materiāla, apstrādes tehnoloģijas vai citām pazīmēm. 46

47 5. Pētījumā iegūtie analītiskie dati norāda, ka Latvijā dabā atrodamais krams nav piemērots akmens rīku izgatavošanai. Minētais attiecas kā uz pārkramotiem dolomītiem, kas eksponējas pamatiežu atsegumos, tā arī uz atsevišķiem krama oļiem, kas reti sastopami ledāja nogulumos un no tiem veidojušos upju un jūras piekrastes nogulumos. Tomēr nav izslēdzams, ka aizvēsturē no Latvijas dabā sastopama krama rīki ir izgatavoti. Promocijas darbā tika apskatīti arī citi jautājumi, kas izriet no pētījuma starpdisciplinārā rakstura, un tos kopsavelkot atzīmējams, ka nākotnē prioritāri būtu nepieciešams attīstīt nedestruktīvas analītiskās pētījumu metodes arheoloģiska akmens materiāla pētniecībā. Daļa no šādiem pētījumiem ir veicami muzejos izveidotām kolekcijām un vākumiem, kas kalpo par pamatu pieņemtai rīku tipoloģijai un aizvēsturisko arheoloģisko kultūru relatīvai hronoloģizacijai. Šajā nozīmē svarīgi būtu turpināt rīku formas pētījumus, kuru metodika būtu jāpiemēro noteiktām atradumu kopām, to papildus raksturošanai un savstarpējo salīdzinājumu iespēju paplašināšanai. Formas novērtēšanas metodika iekļaujama arī eksperimentālās arheoloģijas pētījumos, kas nodarbojas ar izejmateriāla izvēles un apstrādes procesa rekonstrukcijas kognitīvo aspektu jautājumiem. Atzīmējams, ka šajā jomā būtu attīstāma specializētas datorprogrammas izveide, kas lietotājam ērtā veidā ļautu noteikt formas īpašības, turklāt virzoties uz formas novērtējumu veikšanu 3D vidē, kas kļūst arvien aktuālāk mūsdienu arheoloģiskos pētījumos. Pētījumā veiktās krama fizikālo īpašību un ķīmiskā sastāva analīzes daļā izveidotās procedūras un izmantoto metodiku sniegtie dati norāda uz iespējām turpināt un paplašināt krama raksturojošu īpašību un pazīmju izdalīšanu un grupēšanu ar mērķi veikt tiešus materiāla salīdzinājumus gan attiecībā uz fizikālām īpašībām, gan ķīmiskā sastāva īpašībām. Minēto pētījumu dati būtu uzkrājami pētniekiem publiski pieejamās datu bāzēs, kas varētu kalpot par salīdzinoši drošu pamatu šo datu padziļinātai matemātiskai analīzei un plašākiem reģionāliem izvērtējumiem un ļautu nozīmīgi tuvināties iespējām lokalizēt rīku izgatavošanai izmantotā akmens materiāla izcelsmes vietas. 47

48

49 UNIVERSITY OF LATVIA FACULTY OF GEOGRAPHY AND EARTH SCIENCES Līga Zariņa FLINT TOOLS AS EVIDENCE ABOUT DEVELOPMENT OF SKILLS AND KNOWLEDGE DURING THE PALAEOLITHIC Summary of Doctoral Thesis Submitted for the Doctoral Degree in Geology Subfield of Applied Geology Riga, 2015

50 The doctoral thesis was carried out: at the Department of Applied Geology, Division of Geology, University of Latvia, from 2012 to IEGULDĪJUMS TAVĀ NĀKOTNĒ This work has been supported by the European Social Fund within the Project Support for Doctoral Studies at University of Latvia. Supervisor: Valdis Segliņš, Professor, Dr. geol. (University of Latvia) Reviewers: Laimdota Kalniņa, Associate Professor, Dr. geogr., University of Latvia Valdis Bērziņš, Dr. hist., Institute of Latvian History at the University of Latvia Ilze Vircava, Dr.geol., University of Tartu (Estonia) Doctoral Committee: Vitālijs Zelčs, Professor, Dr. geol. chairman Ervīns Lukševičs, Professor, Dr. geol. deputy chairman Ģirts Stinkulis, Associate Professor, Dr. geol. secretary Juris Soms, Dr. geol. Daugavpils University Laimdota Kalniņa, Associate Professor, Dr. geog. Valdis Segliņš, Professor, Dr. geol. This thesis is accepted for the commencement of the degree of Doctor of Geology (in Applied Geology) on June 26, 2015, Protocol No. 05/2015, by the Doctoral Commitee of Gelogy, University of Latvia. The thesis will be defended at the public session of the Doctoral Committee of Geology University of Latvia, on November 27, 2015, Jelgavas Street 1, 320a auditorium. The thesis is available at the Scientific Library of the University of Latvia Kalpaka Blvd. 4, Rīga, and Academic Library of Latvia, Lielvārdes Street 4, Rīga. The publication of this summary of doctoral thesis is granted by the University of Latvia. Address for submitting of comments: Dr. Ģirts Stinkulis, Department of Geology, University of Latvia, Raina Blvd. 19, LV-1586, Rīga. Fax: , Latvijas Universitāte, 2015 ISBN Līga Zariņa,

51 ABSTRACT The doctoral thesis is devoted to the study of flint in order to assess development of ancient people s skills and knowledge in the Palaeolithic. The investigation is based on author s collected flint material collections from Latvia, Lithuania, Belarus, Poland, Denmark, United Kingdom, Sweden and Russia and a variety of evaluations of stone tools available in the museum collections. The study includes scientific literature analysis and evaluation, field and museum collections studies, analytical assessments of flint physical and chemical properties, which have been supplemented by experimental archaeology studies. The results obtained indicate diversity of flint properties and composition and as a result more attention is paid to the methodological issues. The research results suggest that the increase and accumulation of skills and knowledge in the Palaeolithic are reflected in all stages of producement of flint tools and include search for suitable raw material and its recognition in nature, quality assessment and development of stone processing technology by giving certain shapes for diverse functions. In the broader sense the study opens a discussion on tracing human development, linking it with the determinative reasons of tools shapes. Keywords: flint and chert characteristics, Old Stone Age, stone tools, shape properties, symmetry 51

52 CONTENTS Abstract Introduction Framework of the research and the Previous investigations Most often used materials for making tools, stone processing technologies and characteristic stone tools in the Palaeolithic Most often used raw materials for making tools in the Palaeolithic Insight into flint composition and its formation Main stone processing technologies in the Palaeolithic Characteristic stone tools of the Palaeolithic Materials and methods In the study evaluated shape properties Field studies and factual material sources Laboratory research methods Results and interpretation Characteristic properties of flint Morphology features of pebbles and Palaeolithic tools Discussion Signs of geological knowledge and evaluation thereof Shape and symmetry of pebbles and Palaeolithic stone tools Availability and quality of data in Lithic Analysis Research procedures Suitability of flint found in Latvia for making tools Conclusions References List of publications

53 INTRODUCTION Stone Age is broad prehistoric period, lasting more than 2.5 million years (Semaw et al., 2003; Edwards et al., 2008; Harmand et al., 2015) and geographically covering the whole world, except Antarctica (Rice, Moloney, 2005; Scarre, 2013; Renfrew, Bahn, 2014). Most processes of this ancient period are just sketched, so its research is still carried out. Possibly the most informative part of evidences about this time is linked with the beginnings of use of stone material, the exploitation of its properties and the processing of different tools for various targeted functions. In particular, this applies to the earliest period of the Stone Age Palaeolithic or Old Stone Age, which beginning is marked with the first evidences of stone tools and it lasts until the end of the Last Ice age around years ago. Prehistoric studies always are multidimensional and interdisciplinary (e.g., Jochim, 1998; Boyce, Mascie-Taylor, 2005; Bocquet-Appel, 2008; Bailey, 2009; Mithen, 2009; Barnard, 2012; Sieveking, Newcomer, 2012; Morley, 2013; Goodale, Andrefsky, 2015), which require using diverse research methodologies and a complex analysis of data and obtained results (e.g., Banning, 2000; Adams, Adams, 2008; Adkins, Adkins, 2009; Neustupny, 2009; Rapp, 2009; Doehne, Price, 2010; Liritzis et al., 2013; Marreiros et al., 2015). However, the conditions and limitations of such studies often do not allow all the necessary analytical evaluations, and they are replaced with the logical constructions and scientific results of other researchers. Thus, such studies are not always exact and the obtained data can be supplemented and more fully analysed. Evaluation of the Stone Age tools and the related debitage is almost the only method allowing getting acquainted with the development of the ancient cultures and it is widely used for tens of years (e.g., Osborn 1915; Odell, 2006; Andrefsky, 2008; Hovers, Braun, 2009; Lycett, Chauhan, 2010; Desrosiers, 2012). Traditionally, tools are regarded as indicatives of the development of ancient cultures, and many of the prehistoric cultures have been distinguished and described only by the characteristic shape of tools and applied processing technology, mainly. To a certain extent, it is the relatively high level of preservation of stone tools in comparison with artifacts made of other materials (such as wood, bone, leather, etc.) which determines the special value of stone tools, and corresponding studies are topical all over the world (e.g., Dani, 2001; Masson, 1993; Cook, Martingell, 1994; Whittaker, 2004; Akimova, 2006; Clarkson, 2007; Högberg, Olausson, 2007; Zagorska, 2012; Mester, 2013; Renfrew, Bahn 2014). Studies on the beginnings of geological knowledge development and accrual thereof during various periods of prehistory and history have been actively performed for a long time (e.g., Osborn, 1915; Odell, 2006; Andrefsky, 2008; Hovers, Braun, 2009; Stout, 2011; Kukela 2013; Mesoudi, Aoki, 2015). In the so 53

54 far studies the geological knowledge is referred to as a body of knowledge, which includes the ability to differentiate between various rocks and to improve skills for comparing their properties and quality, to find source materials in specific deposits and localities of appropriate form and quality for making tools and to their study processing possibilities, as well as to apply this summarized knowledge in new places of living and transfer it to the next generations. Such interpretation of geological knowledge has also been used in the Doctoral Thesis when evaluating Palaeolithic stone tools. The research of the Doctoral Thesis is aimed at searching for new methods of defining regularities in gaining geological knowledge and at searching methods, that can help to assess the stone material properties which set it as appropriate raw material for processing tools and which thanks to the accumulation of knowledge, influenced the development of stone processing technology skills and hence the development of tools from simple to specialized tools for performing certain functions. In the research, the physical and chemical properties of flint have been studied, owing to which it was found to be one of the most suitable and widely used stone materials for making tools in the Stone Age. In addition, the human drive for symmetry was also studied, as it was most probably present already when humans emerged as reasonable beings. The conducted research shows that tools created by humans during the Stone Age can be distinguished from forms found in nature by several signs and that evaluation of symmetry and proportions of the forms plays a crucial role in this process. The study is intended as an opportunity to open up a wider debate about tracing the process of human development, allowing in the future nominate the new hypotheses, for example, whether a symmetrical shape and the specific proportions of the Stone Age tools were based on practical, aesthetic or accidentally caused reasons, which have been determined by the material properties or practical necessity. The research encompasses the summary of results of field observations performed by the author over the last 5 years and analysis thereof. Experimental studies and laboratory tests are at the base of the research, which includes also studies of stone tools and collections and gatherings of prehistoric evidence representing the findings of Palaeolithic archaeological cultures in the territory of Europe and in relation to the most ancient evidence, which is found in the territory of Africa. In relation to the time period at the end of the Upper Palaeolithic, the main focus was paid to the lands near Eastern coast of the Baltic Seae or the current territory of the Baltic States, if more precisely. During the development of Doctoral Thesis, the largest share of attention was paid to field studies, collection of samples, development of methodology for assessing form, getting to know the techniques for processing flint, evaluation of macroscopic and microscopic properties of flint, and analysis of flint chemical composition. The research specifics were defined by the archaeological importance of flint tools, and non-destructive research methods were chosen as the basic methods. The research methodology has been scientifically approved by way of presenting 54

55 research results at scientific conferences and further developed and improved during preparation of scientific articles on the basis of reviews. This research includes a comparative analysis, which is based on experimental measurements of geological samples from Latvia, Denmark, Great Britain, Poland, Russia, Belarus, Lithuania, and Sweden and samples from archaeological excavations in Latvia and Russia. In order to evaluate the form of Palaeolithic stone tools, the available material in Latvia and Palaeolithic artefacts from Lisbon, Madrid, Santiago, Paris, London, Copenhagen, Vienna, Munich, Tartu, Kyzyl, Abakan, and Seville were studied, in addition to a wide range of scientific publications and museums collections available on the Internet. Topicality of the research Studies of Prehistoric geological knowledge are closely related to tracking down of human evolution, determination of age of the numerous civilizations and cultures, evaluation of their typical living conditions and traditions, tracing of reasons for human migration and directions thereof, interaction of various cultures, etc.; all of this gives such studies a marked component of soft sciences. However, not always has the range of research methods applied been realized in previous researches. The topicality of the research of Doctoral Thesis is defined by the poor evaluation of the assessment of flint tools in current studies, as this assessment contains valuable information on the development of geological knowledge in ancient humans. The numerous methodological solutions for evaluation of shapes of the Palaeolithic tools and their possible source materials pebbles, as well as assessments of flint in geoarchaeological aspect, developed in the course of preparing the Doctoral Thesis and the research procedures are novelties; following them will lead to gaining justifiable and comparable high-quality data. Based on these data it is possible to both perform wider regional comparison of tools and use these data for localisation of mining sites of source material for flint tools. The aforementioned, therefore, sets the topicality and modernity of the research. Hypothesis Palaeolithic flint tools contain information, which attests the geological knowledge of ancient humans, and researching these tools of various archaeological cultures allows for recognizing of growing skills and accumulation of geological knowledge in this Prehistoric period. Theses 1. Selection of stone material and form of the tool created in Palaeolithic period are those signs suggesting of geological knowledge, and this knowledge can be evaluated. 55

56 2. Studies of stone tools require following of a pre-defined sequence and set of applied research methods that allow gaining of comparable and justifiable high-quality data. 3. The data acquired in previous researches are fragmentary and incomplete and different in quality, which does not allow them to be used in modern evaluations. The current knowledge on the Palaeolithic stone tools needs to be improved with quantified data, which are suited for their mathematical analysis, and it is possible to do so. 4. The shape of flint pebbles found in nature and shape of flint tools created during the Palaeolithic period have comparable properties. Symmetry and the characteristic proportions are sensitive criteria which link the choice of the source material, form of the tool, and the skills to apply a proper processing technology. Goal and objectives of the research The goal of the research is to evaluate the development of skills and geological knowledge in ancient humans during the Palaeolithic age by studying Palaeolithic stone tools and flint as the most widely used source material in the defined period. To reach the goal of the Doctoral Thesis, five main research tasks were set that would allow reaching of the aforementioned goal: (1) to establish the signs of geological knowledge in Palaeolithic flint tools and to assess the possibilities of applying these signs in research work; (2) to improve the sequence and procedure of studying flint and flint tools so as to acquire comparable and justifiable data; (3) to evaluate the quantity and quality of the current and new data, as well as to describe the requirements of data that would be sufficient for statistical analysis; (4) to study the shape properties of natural stone material and Palaeolithic stone tools in order to define the possibilities of using these signs in evaluating the development of skills and knowledge in ancient humans; (5) to study the properties of flint found in Latvian nature and to assess its suitability for making tools in the Palaeolithic age. Novelty Within the Doctoral Thesis, the macroscopic study of flint was performed by expanding observations from spectrum of visible light to diapason of infrared and ultraviolet light, since it allows identification of many additional structure elements and heterogeneities of the material, which can be observed visually (Segliņš, Zariņa, 2014a). Separate properties of flint were determined in ultraviolet light macroscopically and microscopically (enlargement of up to 50 times); in addition, optimal work conditions and requirements were defined for the performance and registration of such observations (Zariņa, 56

57 Segliņš, 2014c). Such research is the first one of this direction in geoarchaeology; therefore, the results thereof are only a small part of the information that can actually be acquired in the topical field of the Prehistoric studies. Physical and chemical properties of flint determine that it is highly important to follow a pre-defined sequence of actions when performing analysis of chemical content of flint samples in order to acquire justifiable and comparable data. This fact is taken into consideration also in the study by developing a particular procedure of sample analysis (Zariņa, Segliņš, 2014a); in addition, the study employs non-destructive methods of defining chemical composition. In general, chemical content of flint samples collected in Latvia and other Northern European countries (from places where it is known that flint was mined as a source material for making tools in the Stone Age) was established. The data and results gained are valuable, since they are comparable and this is the first time such data are acquired for the aforementioned region. This is what distinguishes the author s research (Zariņa et al., 2014o) from traditional ones, which focus on detailed studies of separate flint artefacts, stone tools found in a restricted excavation field, specific sites of flint mining, or material mined in a small geographical region. Symmetry has been actively studied for a long time, and its properties are being identified and applied in various branches of science. This Doctoral Thesis proves that symmetry is an important criterion also in the assessment of shape of Stone Age tools and variety thereof; however, the current researches (e.g., Wynn, 2002; Park et al., 2003) relate evaluation of symmetry to bilateral symmetry, traditionally, and to tools of specific type only (e.g., Hardaker, Dunn, 2005; Underhill, 2007; Hodgson, 2011). Yet, this is only one of the non-trivial isometrics used for identifying symmetry. To describe symmetry of an object, it is necessary to evaluate also the remaining isometric transformations the Doctoral Thesis features this and proves the advantages of such approach (Zariņa, Segliņš, 2013b). The novelty of the research is based on the integration and supplementation, and logical connection of various procedures and methods traditionally used in archaeology by covering multi-disciplinary fields of science: geology, geochemistry, mathematics, with the central goal of describing flint as a material from the archaeological aspect. Practical applicability Development of a procedure for gaining justifiable and comparable data is the contribution of the author in solving the archaeological questions related to the localization of source material of flint tools. Collections of Stone Age flint tools are very rich and they have been established in all the largest museums of history, archaeology, and art in the world. Although digitalization of the data and images of these collections 57

58 has started in many paces of the world, the material of collections has not been systematized till now; in this regard, the author s contribution is development and supplementation of diagnostics and research procedures that would allow for the comparable evaluation of artifacts, including within wide geographical regions. Non-destructive data acquisition methods (for example, flint studies in ultraviolet light, establishment of flint chemical composition with wavelength dispersive X-ray fluorescence (WDXRF) method, evaluation of Palaeolithic stone tools and the shape of initial source material thereof) in combination with developed opportunities for the visualization of the research object, including in 3D space, may become a useful instrument in the researches of Stone Age flint tools in relation to heterogeneity of natural properties of flint in the studied samples and for evaluation of properties of shape of artifacts. The original databases developed during the research and mathematical processing methods applied in the results analysis, as well as analytical results of researches can be further used in the data analysis of various observations in applied geology and geoarchaeology. The results gained in the research and conclusions made is a good experience in a complex and targeted result analysis, which allows for the identification of accrual of geological knowledge and development of application thereof in the Stone Age, in a specific research. This approach by drafting and developing research methods opens up wide possibilities for a practical application of these results in geoarchaeology, museology, and palaeographical reconstructions in the future. Approbation of results Based on the research results, altogether 40 scientific publications on separate research sections and the work in totality have been prepared; out of these, 3 articles have been published in international magazines and collective monographs, 4 articles were published in local scientific issues, and 7 articles have been published in proceedings of international scientific conferences, while 11 publications are theses of international conferences, and 15 theses published in conferences held in Latvia. To continue, 7 reports have been presented in international scientific conferences, and 5 reports have been presented in scientific conferences in Latvia. In general, the materials published completely cover the results of the Doctoral Thesis and arise out of the tasks set for the Doctoral Thesis. Acknowledgements This work has been supported by the European Social Fund within the project Support for Doctoral Studies at the University of Latvia, Nr. 2009/0138/1DP/ /09/IPIA/VIAA/004 and by the National Research Program 1st project GEO, Nr /VPP-5 ResProd. 58

59 The greatest thanks to my supervisor professor Valdis Segliņš about words and works, which let grow the ideas and fulfill many chances. I would like to thank the staff of the Biology Faculty of University of Latvia, expeciallu profesor I. Muiznieks, leading researcher V. Nikolajeva and researcher G. Makarenkova, the Chemistry faculty of University of Latvia, expecially researcher J. Kostjukovs, the Faculty of Geography and Earth Sciences, expecially assoc. professor Ģ. Stinkulis, D. Pipira, J. Burlakovs, A. Kokins, the Latvian Nature History museum, expecially senior anthropologist A. Marnica and senior mineralogist S. Lielbārde, the Latvian National Art Museum (Museum of Foreign Art), A. Širokovs, the Stone Age researchers from Latvian History Institute of University of Latvia, expecially I. Zagorska for help and support in implementation of the study. Many thanks to my family who have helped me and supported me immeasurably. Thanks also to friends for help and encouragement. Thanks to past and present colleagues and many others who knowingly or unknowingly have inspired and hearten me. 59

60 1. FRAMEWORK OF THE RESEARCH AND THE PREVIOUS INVESTIGATIONS Time associated with the origins and development of the humankind on the Geological timeline refers to the Neogene period (Pliocene) and Quaternary (Pleistocene and Holocene) (Edwards et al., 2008). However, in the research of the human prehistory widely is used the accepted timeline of archaeological cultures, which is based on used materials characterizing human technological knowledge and skills, and the first of the appropriate time stages of development is the Stone Age. Palaeolithic or Old Stone Age is the oldest period of the Stone Age. Its beginning is determined by the first evidences of stone tools, which corresponds to the time more than 2.6 milion years ago (Semaw et al., 2003; Edwards et al., 2008; Harmand et al., 2015), and it lasts until the end of the Last Ice Age, about ago, geographically covering all the world except Antarctica (Rice, Moloney, 2005; Scarre, 2013; Renfrew, Bahn, 2014). Palaeolithic is divided into three periods Lower, Middle and Late Paleolithic. Each of the Stone Age periods are characterized by a certain lifestyle, living conditions, and particularly the differences of the created tools regarding to their shape, the applied processing technology and the potential use ensure the classification system. Accordingly the the period is divided in stages and characteristic archaeological cultures (Roberts, Vander Linden, 2011). The division of the Palaeolithic archaeological cultures is used in the prehistory studies throughout the whole Old World (Segliņš, 2012), but starting from the Palaeolithic the number of distinguisged archaeological cultures significantly increases, and they mark separate regions. In this work, attention is paid exactly to the Palaeolithic archaeological cultures and their development in Europe and in relation to the oldest evidences also in Africa territory. Regarding the time period at the end of the Upper Palaeolithic, the main focus was paid to the current territory of the Baltic States. The oldest stone processing evidences are linked as belonging to the Oldowan technology culture. It is characteristic by stone tools, which are roughly shaped choppers, made by some separate chops from pebbles or stones of various petrographic compositions. Several previous studies have allowed to assume that the raw material of those tools has been chosen with good cleavage properties and has been transported, for example, in Olduvai Gorge site around 5 km (Stout et al., 2005; Piperno et al., 2008). The first groups of ancient humans left Africa around 1.8 million years ago (Garcia et al., 2010), while those remaining in Africa introduced changes in stone processing technology. The corresponding new type stone tools are associated with Acheulian archaeological culture. By following migrations also this culture expanded outside Africa (Herries, 2011). The stone tools made by the new approach of the processing technology are 60

61 characterised with certain shapes, which are assigned deliberately, by careful processing of natural rock forms. Typical tools are handaxes, which are made of pebbles, stones or large flakes, by removing flakes from both faces to gain a continuous sharp edge running around the perimeter. At the same time various flake tools are characteristic unprocessed flakes with very sharp edges or with some extra processed retouched edges (e.g., Phillipson, 1997; Beyene et al., 2012). Also Middle Paleolithic, which started around years ago and in Europe lasted until around ago (Rice, Moloney, 2005; Richter, 2011), is characterized by the typical stone tools. Regionally during this period can be distinguished certain styles as following archaeological cultures after Acheulian archaeological culture or accordingly sequel of later established cultures. Characteristic are the both roughly shaped tools flat flakes, obtained with just a few chops and subsequently retouched a little in the final stage, as well as certain standardized forms (Mellars, 1996; Renfrew, Bahn, 2014). Particularly can be noted Levallois technique that requires skilled preparation and processing of raw material before acquisition of a certain shaped and sized flake, and is is associated with Mousterian culture (Soressi, 2005; Tryon et al., 2006). Overall, in comparison with Acheulian archaeological culture, the period is characteristic with a greater variety of flake tools, while hand axes are smaller and they are not typically always present in archaeological finds sites. Important that the specialized tools for other tools processing are prepared and used. Finds suggest that the raw material was sorted after quality and also the non-local material was used, which has been transported even more than 100 km (Féblot- Augustins, 1993). Upper Paleolithic covers the final stage of the last Ice Age and coincides also with the last Glacial maximum (Clark et al., 2009). Between the main characteristic features of the Upper Paleolithic are the certain changes in preparation of stone tools. In Europe the turning point in stone processing technology was acquisition of long, narrow, parallel edged blades from flint cores (Richter, 2011), which allowed from the specially prepared piece of flint creating tens of standardized flakes, which, in turn, could be transformed into more specialized forms for different functions. In Upper Palaeolithic appeared a lot of new kind of tools can be distinguish a variety of scrapers, blades, drills and peaks, and earlier unknown tool types, specialized for bone and horn processing (Shea, 2013). Many tools were fastened to the bone or horn handles. Should be highlighted a considerable diversity of the stone tool forms, and they changed rapidly and repeatedly in many different locations during the entire Upper Palaeolithic (Camps, Chauhan, 2009). The Upper Paleolithic archaeological cultures have been distinguished according to the tool shapes, and they are arranged in a sequence, mutually covered in time and regionally in certain periods (Bar-Yosef, 2002). 61

62 People in the Upper Paleolithic were well adapted to the environmental conditions of the last Ice Age. They created tools for the different types of household, hunting, ritual and artistic purposes. (Rice, Moloney, 2005). However, the impact of changes of environmental conditions at the end of the Paleolithic clearly reflects also in the archaeological finds in Europe (Straus, Morales, 2012) tools become not only simpler and less varied typologically, but they are also much smaller and less carefully processed (Valentin, 2008; Straus, 2013). Archaeology explores human history and prehistory from the material evidences, but the prehistoric research is conducted in the much broader context, including the knowledge and research methodologies from many branches of science. An essential role in these studies have the Earth Sciences, which inclusion in the studies of history and prehistory creates an interdisciplinary science field geoarchaeology, and in a sense can be associated with the beginnings of the prehistoric studies appropriate to the contemporary notions. Initially the ideas about human antiquity and origins were limited, illusory and uncertain. Changes in Europe began in the 18 th century lasting up to the mid-19 th century (Lamdin-Whymark, 2009; Sackett, 2011). They took place by drawing the public interest to the evidences of human antiquity, pointing to the stone tool finds that were occasionally found in nature in sediments together with the extinct prehistoric animals fossils. With time the number of finds increased and the observation areas expanded, and in early 20th century in Europe were provided already the first classifications for systematization of the stone tool finds (Cunliffe, 2001). Accordingly the oldest prehistoric period was divided into stages, and this split is still used by dividing the oldest Stone Age in three main phases Lower, Middle and Upper Paleolithic (Barnard, 2012). In the subsequent half century the development of stone tools typology became one of the main research challenges (e.g., Bordes, 1961; Roe, 1968). In turn, today s studies deal more with issues about tools processing technology (e.g., Inizan et al., 1999; Goodale, Andrefsky 2015). As well in the modern studies the knowledge about the environmental conditions in the corresponding period, spatial location of finds in the landscape, and corresponding flora and fauna, which determined people s potential distribution, depending on the available resources and suitable living space (e.g., Gamble et al., 2004; Bērziņš, 2008; Mannermaa, 2008; Stančikaitė et al., 2009; Kalniņa, 2012) are taken into account. Thus, the progress is being investigated not only through assessment of development of stone tool processing technology, but by using the material evidences, there is focus on the environment induced behavior studies (Byrne, 2004; Adams, Blades, 2009). In archaeology stone tools are studied in various aspects, and the research of raw material can be highlighted, including analysis of physical and chemical properties and using different petrographic, physical, optical and chemical 62

63 methods. Important are also studies of tool morphology regarding the both to assessments of the potential initial raw material and to the artifact studies. Should be noted also the experimental archaeological research in a number of specializations a part refers to the processing technology, functional use of stone tools and efficiency studies, as well as to the transformation processes caused by the tool use and environmental conditions. Each of the stone tool research directions include a diverse range of research methods, which are often developed and adapted to a particular narrow research purpose. Thus, the analysis of the stone tools evolves and a lot of scientific publications, monographs and specialized collections of scientific papers are published (e.g., Whittaker, 2004; Adrefsky, 2008; Adams, Blades, 2009; Crandell, Cotiugă, 2013; Turner, 2013). Lots of prehistoric research takes place in the context of cognitive sciences, using human perception research methods and results. Studies of the stone tools are used as indicators about cognitive, social and functional organization (Marks et al., 2001), chronology, cultural, aesthetic expressions (Berleant, 2007), ethnicity and living environment (Lohse, 2002; Darmark, 2010; Stout, 2011)). In recent decades, many new methodological solutions and data interpretations have been developed (e.g., Plisson et al., 2008; Kriiska et al., 2011), and although the direct use or conclusions are not well founded, however, the proposed methodological solutions always must be carefully assessed. 63

64 2. MOST OFTEN USED MATERIALS FOR MAKING TOOLS, STONE PROCESSING TECHNOLOGIES AND CHARACTERISTIC STONE TOOLS IN THE PALAEOLITHIC 2.1. Most often used raw materials for making tools in the Palaeolithic Archaeological finds show that in the Stone Age diverse natural materials have been used, including a variety of materials from fauna (e.g., bone, horns, tusks, skin) as well as materials from flora (Tyldesley, Bahn, 1983; Scarre, 2013). However, often the stone artifacts are the only remaining evidences about a life in the ancient Stone Age, and therefore a special attention is given to their research (e.g., Kinnunen et al., 1985; Marks et al., 1991; Minichillo, 2006; Adams, Blades, 2009; Rots et al., 2011). In the Stone Age the volcanic rocks and sedimentary rocks as well as metamorphic rocks have been used for making tools, but not all of these rocks have proven to be suitable. Mainly different silicate rocks were used, which characteristics are suitable for the manufacture of certain tools. The main conditions for the raw material selection were possibilities of comparatively easier processing and of obtaining sharp and durable edges. In turn, for other applications, when needed a resistant surface, suitable proved to be coarse grained rocks, like granite, gabbro, diorite (e.g., Cook, Martingell, 1994; Anoikin, Postnov, 2005). In the Paleolithic by attempts and through the search from locally available stone materials rocks with cryptocrystalline and microcrystalline structure were selected for obtaining tools with sharp edges. Important are also fragility, homogeneity and isotropism of the material. From volcanic rocks most often obsidian, andezit, basalt were chosen as a raw material for the preparation of such tools, but from metamorphic rocks - mudstones and quartzite (e.g., Cook, Martingell, 1994; Anoikin, Postnov, 2005; Odell, 2006; Adams, Blades, 2009; Terry et al., 2009). Also different sedimentary rocks were widely used, most often sandstones and aleirolites, but with time as the most appropriate raw material for making tools had been recognized flint. Overall, above mentioned indicates that the prehistoric researchers should pay attention to all kinds of rocks and minerals, because, although some of the stone materials were preferred for certain purposes, however the archaeological evidences reflect a wide range of tools made of the diverse stone materials. It is important that already in the Paleolithic the ancient man was flexible and, if the desired stone material was not available, they adapted to other material which was available in nature (Adams, Blades 2009). 64

65 The importance of flint for making tools in the Stone age is confirmed by by the a large number of publications devoted to its research (e.g., Delage, 2003; Högberg, Olausson 2007; Adams, Blades, 2009; Sieveking, Hart, 2011; Sieveking, Newcomer, 2012). Therefore, in the study conducted, the Paleolithic stone tool assessment and evaluation of the so far studies apply not only to flint, but also stone tools from other raw materials, but for the analytical studies the flint is selected as the most often used stone tool raw material in the Stone Age. Accordingly, also the so far studies about flint were assessed Insight into flint composition and its formation For over a century a traditional flint geological research as a separate subject of the study has been rare, and most often flint petrographic and mineralogical studies are separate observations and analytical data, more rarely the characterization of distribution or visually recognizable features are given. Overall, scientific studies of flint are focused on exploration of flint and associated rock formation period, conditions and processes, compositional variability, identification of similarities and differences for classification purposes and regions geological evaluation (Hesse, 1989; Kröger, 2007; Khanehbad et al., 2010; Sieveking, Hart, 2011; Geilert et al., 2014). In flint research the traditional petrographic methods are combined with other modern analytical methods (Calvert, 1971; Gao, Land, 1991; Mizutani, 2011; Wang et al., 2012). In such studies the possibility with the modern techniques to get high accuracy data are evaluated, which allow to detect also a very low concentrations of chemical elements (e.g., Graetsch et al., 1987; Yu et al., 2009). Previous studies have shown (Murray et al., 1991; Eker et al., 2012, Geilert et al., 2014) that in the various regions and deposit formation environments, different composition of microelements and their proportions can be distinguished. Taking into account the flint natural diversity, heterogeneity and diagenetic factors, in the last half century much research has been conducted and as a result diverse geological information and analytical data have been obtained. However, with the development of research methodology and technology these results nowadays can be evaluated as indicative. Flint or chert is a type of quartz, which correspond to the amorphous silica or microcrystalline quartz structure (Perry, Lefticariu, 2014). It is relatively common in the Earth s sedimentary rock cover, most often it is found as flint nodules in carbonate rocks. Flint nodules are of different shapes and sizes ranging from a centimeter parts and a few centimeters to a few tens of centimeters. Nodules may be randomly dispersed throughout a sedimentary layer, but more often are forming unequal layers or surfaces and can be characteristic to a certain region. Very often, flint is only cementitious material of carbonate rocks (such as dolomite, limestone) or certain silicate rocks (such 65

66 as slate, sandstone) or cement and sand grains partially substituting silicate material, and such flint simplified is called sedomentogenic flint or chert or different intensities chalcedony saturated rocks (Blatt, 2006). Flint as sedimentary rock is characteristic by a changeable chemical composition and physical properties. They are determined by many factors, which do not refer just to rock formation, but also to the subsequent changes, including exposition in environment. In nature flint can be found in layers and veins in outcrops and rocks and in form of debris near these formations. As a result of denudation flint is found in the top layer of earth and characterize its bedrock. Because of a relatively high mechanical durability, flint pebbles and gravel grains are moved by water currents, more rarely with glacial streams and are also found far from their places of origin, the most common as pebbles in beaches and riverbanks. Although flint mechanical resistance to weathering is high, it relatively easy overlap with a patina of various oxides, discolor, becomes porous and opaque, loses hardness and then very easily mechanically collapses (Curry, 2011). Overall, this indicates that flint and chert in nature appears in very diverse forms, and there are several aspects that hinder their classification, grouping and even the characterization, and it is difficult directly comparable using the traditional physical and chemical methods of analysis. Flint can be of biogenic or inorganic origin (DeMaster, 2003; Lee, 2007; Bustillo, 2010), and these groups are described, assuming sedomentogenic flint is primary, but the flint nodules - secondary formation (explaining it with the replacement mechanisms). Earlier studies adopted (Shepherd, 1972; Clayton, 1984), that most of the flint was formed from silicate sediments in the ocean bed, but modern research suggests that in such way is formed a relatively small amount of the nowadays flint (Smith, Batten, 2002; Madsen, Stemmerik, 2010). Still, there are no convincing geological explanation yet about flint and chert formation and modern quality sedimentologic researches on the peculiar silicate formations have not been performed. Studies of flint can be divided into two main groups, one of which relates to the use of flint in prehistory and the other to the scientific research of flint. In archaeological studies, it is important to identify the local possible raw materials of the tools and if the possible source of the material in the region is known, it can be compared with a specific artifact and thus it is possible to try to localize source of the raw material of the find. The more precisely the possible source material is described, the greater is the opportunity to compare it with the finds in the future (Bakken, 1999). The previous studies have shown that flint is a rather widespread rock and in the Stone Age it was available in most of Europe, however its quality can be evaluated as quite different with regard to the possibilities to make tools. In Baltic States characteristic geological section chert occurs, starting with the Ordovician limestone, although some grains are known also in older 66

67 sedimentary rocks. The most flint is found in Devonian carbonate rocks and in the south of Lithuania in the Cretaceous, Paleogene and Neogene age terrigenous rocks. Only in rare cases chert is found in the younger Quaternary sediments (Baltrūnas et al., 2006; Kriiska et al., 2011; Dēliņa, 2012; Zariņa, Segliņš, 2014l). In Latvia very pale yellow and gray hues chert most often occurs in bedrock dolomites as inclusions and nodules, silicate saturated carbonate belts and enrichment inclusions therein (Zarina, Segliņš, 2014l). Despite the high amount of silica in the rock, they are little suitable for making stone tools, because of cracks and heterogeneity of properties even within one debris (Zarina et al., 2015). Rarely flint is found also in glacigenic moraine as individual pebbles and debris. Most often it is gray, rarely with reddish shades and irregular bands. This flint is very fragile; it is rich in the microcracks and with impact crumbles not necessarily forming flakes. Overall, so far studies indicate that most of the qualitative finds of Palaeolithic and Mesolithic tools in Baltic territory are made of flint obtained through an exchange (Baltrūnas et al., 2006; Kriiska et al., 2011; Zagorska, 2012), but so far the clear indications of source material are not known. 2.3 Main stone processing technologies in the Palaeolithic Stone tools in different stages of completion from slightly processed tools or only selected raw material to complete tools or rejects help to estimate the flint processing technology. The so far studies have allowed reconstructing the development of flint processing technology, which coincide with the main Palaeolithic periods (Barnard, 2012). In the study assessed stone processing technologies are shown in Table 2.1. It should be noted that in the basis of indicated on the table 2.1 had been development of the knowledge and skills, which are characterized by a number of key technology innovations. For example, by time not only stone was used in the stone processing, but also horn. The latter is related to one of the major tools characterizing features edge processing or retouch, which is also associated with various special processing technologies applications. In course of time the knowledge about stone heat treatment was acquired, which facilitated the processing capabilities; also tools were made by combining different materials and several different components. 67

68 Table 2.1. In the study assessed technological innovations of stone processing in the Palaeolithic Tool type Short description Tool type Short description Choppers The shape of Levallois flakes The raw material natural rock is is specially treated improved by several with certain chops chops from pebbles to obtain flake with or small stones. certain shape. Processed are just one or few sides. Middle Palaeolithic Lower Palaeolithic Flakes Flaked tools Attempts to obtain useful flakes. The shapes of flakes can be touched up and sharpened with the additional edge processing. The natural forms are carefully worked by several chops to obtain desired shapes, which often have pronounced symmetry properties. Upper Palaeolithic Blades Microliths The raw material is specially treated with certain chops to obtain flake with certain blade shape, which is at least twice as long as it is wide and has more or less parallel sides The flakes or blades are specially treated to obtain small (1-3 cm) various but certain shaped tools. D. Zarina illustrations after typical tools exhibited in National Archaeological museum in Paris Earlier research shows that processing technology is a very important factor for the analysis and classification of tools. In turn, the sense about the individual choice and its validity when knapping each flake during tool processing, can be obtained through experimental archaeology. Experimental archaeology studies confirm that flint craftsmen follow certain procedures while preparing various tools (Zariņa, Segliņš, 2015c). Starting the experiment, the raw material is collected in the known flint mining sites. This means that from the available material a potential raw material for tools is selected according the transportation options (size, volume) and at the same time assessing quality visually (structure, uniformity, color, shape) and after sound. Hereafter, taking into account the specifics of the desired tool and accordingly the applicable technology, different sized and shaped flakes are removed. As a result of 68

69 the subsequent processing an object which is similar to the Stone Age tool is obtained, and may further be used in experimental archeology studies or for other purposes Characteristic stone tools of the Palaeolithic Stone Age collections include both tools created for particular functions and stone processing debitage, as well as other natural forms, which generally relate to everyday or utilitarian use. Considering the rather remarkable diversity of Stone Age tools, different approaches to classification and the resulting ambiguity, number of the known artifacts and methodology of this study, only certain types of tools were selected for further research. Table 2.2. provides characteristic images of the selected tool types and annotations regarding shape properties and techniques as well as indicates the Stone Age period in which the corresponding tools were used. The table shows relatively significant differences among tools and indirectly this indicates that they are indeed distinguishable, even if their use is not always sufficiently known. Table 2.2. Tool types selected for analysis Hand Axes (H)* Scrapers (S) Tool type Short description Pieces of stone or deliberately chopped-off flakes which have been modified by removing flakes from both faces to gain a continuous sharp edge running around the perimeter. Several basic shapes often pointed, and including triangular, rounded, oval and cordate are characteristic. The function is not clearly known, but the morphology indicates to the wide range of possible applications. These tools are characteristic of the Lower Palaeolithic, although in smaller sizes they also occur in the Middle Palaeolithic. In the study, the type also includes flaked tools: choppers and chopping tools from the Lower Palaeolithic (Table Continuation of the Table 2.1.). A variety of retouched forms of flake and blade tools suggestive of scraping functions, which may also imply that unmodified flakes classed as debitage were used for tasks normally done using scrapers. Different types of scrapers are distinguished by the position and character of the retouched edges. These basic tools were used from the Lower Palaeolithic and are frequent after that time in the Stone Age. 69

70 Continuation of the Table 2.2. Points (P) Knives (K) Tool type Short description Pointed tools made on flakes or blades. They can be pointed either on one peak or on two opposite peaks. Depending on size and shape, points were used for different purposes, for example, as arrow heads, spear points, hand axes, burins and drills. They appeared in the Middle Palaeolithic and occur frequently after that time in the Stone Age. Flake and blade tools, which in the primary form are at least twice as long as they are wide and have more or less parallel sides; used for cutting. Appear in the Middle Palaeolithic and typically occur with blade technology in the Upper Palaeolithic and are frequent after that time in the Stone Age. Microtiths (M) Bladelets which have been retouched to produce a variety of geometric and non-geometric forms. They vary from 1 to 3 cm in length. Microliths are sufficiently worked on to be distinguishable from abortive stonework or waste. Different types of microliths are distinguished, mostly after shape, possible function or characteristics of processing technology. The function is not known in all cases, but it is assumed that the part was used for making harpoons and chisels. Appear in the Upper Palaeolithic, but are particularly associated with the Mesolithic and the Neolithic. * the abbreviations in capital letters will hereinafter in the text be used to indicate the corresponding tool type. For tool classification is used J. Cook publication (Cook, Martingell, 1994, pp ). D. Zarina illustrations after typical tools exhibited in National Archaeological museum in Paris. 70

71 3. MATERIALS AND METHODS In the study the traditional lithic analysis was conducted, which includes the studies of the artifact raw material, its processing technology and morphology evaluation. The research methods were supplemented through literature studies, improvement of methodology and development of new techniques, focusing on flint research and evaluation according the prehistory research context. The next stage of the research related to morphological studies, assessing pebbles as a form of raw material in nature, which has been selected for making tools in the Stone Age (e.g., Anoikin, Postnov, 2005; Zagorska, 2012; Low, 2013). The developed research methodology of shape assessment was applied to the evaluation of several types of Palaeolithic tools (Table 2.2), additionally taking into account also the features of stone processing technology (Table 2.1.). Farther a comparative analysis was performed by comparing the characteristic features of pebble shapes and Paleolithic tool shapes In the study evaluated shape properties In the study the shape basic characteristics - size, proportions and symmetry, are assessed and compared. Regarding the shape assessment in geology both size and proportions characterizing measures are used (e.g., grain fraction, rhythm of layers and cyclic stratigraphy (Einsele et al., 1991), shape proportion evaluation (Zingg, 1935)), and in individual studies they are attributed also to flint (Sieveking, Hart, 2011). Symmetry properties can be recognized in different sized debris, pebbles and smaller fraction grain forms. In the study conducted, the symmetry properties of pebbles (4-256 mm (Wentworth, 1922)) were linked with the pebble roundness levels (Zariņa, Segliņš, 2013a). Also for the classification of the Stone Age tools traditionally morphological shape assessments are used, where size and proportions are the characteristic detected parameters. Less frequently and mostly only for the certain types of the tools the bilateral symmetry is mentioned and evaluated. The dissertation author s previous experience indicates (Zariņa, Segliņš, 2014f) that in this way the shape is not described possibly completely and comprehensively. Especially, because symmetry evaluation allows to describe not only tools, but also provides an insight about the ancient craftsmen. The important role of symmetry with regard to people s perception abilities is approved by its inclusion in the theoriesof the cognitive sciences, like Gestalt theory (Wilson, Keil, 1999; Gordon, 2004; Metzger, 2006). The research of a shape and visual perception abilities and characteristics are discussed in a number of scientific monographs and studies (e.g., Freyd, Tversky, 1984; Ramachandran, Hirstein, 1999; Tyler, 2000; Baylis, Driver, 2001; Bertamini et al., 2002; Makin et al., 2015). 71

72 Symmetry is a shape feature, which can be characterized by assessing the investigated object in accordance with mathematical transformations, which do not change the shape nor the size of the object, when they move it in the space. These are isometries rotation, reflection and slide reflection, not viewing the so-called trivial isometry identity. If the object is symmetrical, its symmetry indicators are the symmetry axes and rotation center, if it exists. They indicate what symmetry characteristics the subject has, and allows to classify the object as belonging to one of the specific type of symmetry groups. Pebbles and most of the Palaeolithic stone tools can be viewed in context of the rosette symmetry groups. Rosette symmetry groups do not contain translation symmetry and nontrivial symmetries in these groups are rotation and reflection. If the characteristic shapes of stone tools raw material in nature are known, they can be compared with the shapes of tools. That corresponds to the concept of homothety or generalization of similarity, and on the basis of these comparisons it is possible to determine the representative trends Field studies and factual material sources Primarily, localization of the flint tools raw material is based on the documentation of regional material, which ensures further possible comparisons.therefore, in the research was studied flint, which can be found in Latvia. Flint samples included upper Devonian chalcedony saturated dolomite samples from outcrop of Šķerveļa formation near the embouchure of the River Lētīža and samples from outcrop of Daugava formation at the bank of the River Gauja near Vireši, as well as flint pebbles collected in rocky beach near outcrop of Quaternary sediments in Jūrkalne at Baltic Sea coast. Taking into account that there are stone tools found in Latvia territory, which are made from nonlocal raw material, for comparison flint from sampling sites in Northern Europe - Møn Cliff in Denmark and Beachy Head coast in England, were studied. There this valuable raw material was obtained during the Stone Age (Robinson, Williams, 1983; Pope, 2008; Högberg et al., 2012). In the study also samples from Belarus Bezdzez (Бездзеж) vicinity, Russia Jermak district and flint sample from Poland Busko-Zdruj vicinity were included. These samples were collected from sites where potentially flint was obtained in prehistoric times. In addition, as a comparative material were studied artifacts, collected during Latvian Institute of History excavations in the Slocene settlement and Lapiņu settlement, as well as flint samples from Sweden (Stockholm vicinity), Russia (Upper Volga region) and Lithuania (Varena vicinity). In the study of pebble morphology, 9 samples consisting from at least 100 pebbles, collected in the autumn of 2012 from the modern alluvium of Latvia s rivers Rauna, Raunis, Vaive, Ciecere and Amata, were examined. One 72

73 sample with a size of 850 pebbles was selected to assess, whether the regularities approve in a bigger sample. The assessment of selected Paleolithic tool types is based on the published tools descriptions and images and the photo documentation of the museum permanent exhibition materials. The study included images that reflect the Paleolithic archaeological finds in Europe and regarding the most ancient evidences the African territory. In relation to the time period at the end of the Upper Palaeolithic, the main focus was paid to the current territory of the Baltic States. In the study the tools that in the archaeological studies have been described as typical of each particular culture were analyzed Laboratory research methods In the study were evaluated traditionally identifiable characteristic properties of rocks: color, streak color, fracture, fracture gloss, transparency, density, structure, texture, patina and presence of cortical, using generally accepted methods in geology visual assessments and instrumental measurements (American Geological Institute, 2011; Jones, Jones, 2012). From the characterized samples was separated a part of typical and characteristic samples for detailed studies. The flint samples and mm thick flakes split off them were examined in the light of different wavelengths, extending observations from the visible to the infrared and ultraviolet ends of the light spectrum. Archaeological samples were studied, without any additional processing. The fluorescence properties of the samples were tested at a wide range of wavelengths ( nm). The significant part of the study was performed using the BioSpectrum AC Imaging System. The study parameters were set using the Vision Works S software, which was also used for managing the monochrome photo documentation of the examined samples. In the device, the flint samples and chipped-off flakes were irradiated with lamps with wavelengths calibrated at 365 nm and 480 nm. In addition, three different wavelength filters SYBR Green ( nm), SYBR Gold ( nm) and EtBr Red ( nm) and extended image-taking exposure times, ranging from 0.1 s to 2 min, corresponding to the set lighting mode, were used. The structure of the samples was evaluated the both in terms of its heterogeneity, identifying potential similarities or differences regarding flint formation processes, or even belonging to a possible common mining site, and uniformity aspects that allow to identify and evaluate the characteristic and typical districts of the samples, which can be used in further analysis for different mutual comparisons of the samples. In the subsequent studies these separated areas of the samples were investigated in ultra violet light under microscope Leica DM The samples were observed under magnification of 50 times in three different research 73

74 modes, formed using filters with ultraviolet excitation zone nm (emission zone from 425 nm), blue excitation zone nm (emission zone from 525 nm) and green excitation zone nm (emission zone from 590 nm). The photo documetation with camera Leica DFC 420, which is connected with the microscope, as well was settings of lighting modes, were managed using software Image Pro Express. Chemical composition analysis and further study was carried out for flakes chosen after macroscopic and microscopic evaluation. The selected flakes were 0.5 to 2 mm thick and 10 mm to 40 mm in diameter. From each sampling site were chosen several characteristic samples and from each individual sample were analyzed at least 3 flakes, representing the typical and characteristic areas of the sample. The selected samples for determination of chemical composition were analyzed with X-ray fluorescence spectrometric method (XRF) using a research equipment BRUKER S8 TIGER with supported software. Chosen XRF method is non-destructive; therefore analysis was performed without special treatment of the samples, taking into account that the research areas are on surface of fresh split off flakes. The study was performed in research modes Best Detection-He5mm and Full Analysis-He5mm. Output data were chosen in oxide form of the elements. In the program the obtained analytical data were processed transforming them into silica oxide matrix, when silica composition was dominant. Every flake was tested 5 times, changing each time the research surface area of the sample. Such an approach was attributed also to samples from archaeological excavations, of which the flakes were not formed, but artifact was tested as a whole. Data analysis was carried out using the percentages of chemical elements concentrations in the samples. For clarification and comparisons some samples were tested by X-ray diffraction (XRD) method using research equipment Bruker D8 Advance (CuKα, λ = 1,54180Å, 40 kv, 40 ma, 2θ interval from 3 to 40, scan speed 0.5 s/step, step 0.02, detector LynxEye). Results were analyzed by X-ray data processing software EVA-12th. Morphology study of pebbles was started by determining for each sample the pebbles distribution according to Krumbein roundness classes (Krumbein, 1941). Using 10% hydrochloric acid pebbles of carbonate composition were detected. Subsequently the instrumental measurements with a digital meter Marcali 16 EWR REFERENCE IP67 were made, to obtain data of each pebble length, width and height dimensions. Using special software MarCom, the device was connected to a computer and the measurements were transported online to MS Excel database. The obtained data allowed to calculate Zingg ratio coefficients and to determine the corresponding type of pebble shape after Zingg (Zingg, 1935). Further, a photo documentation of the pebbles, sorted by roundness and dimensionally arranged that the length and width are in a horizontal plane and height is in a vertical plane, was done. The resulting images were processed in a computer program Adobe Photoshop CS5, and 74

75 for each pebble the symmetry indicators symmetry axes or rotation center, were marked, indicating belonging to a particular symmetry groups. Next, using the program Flip Test (Hardaker, Dunn, 2005), the symmetry accuracy for each pebble in relation to the reflection symmetry axis was determined in the obtained photographs. Symmetry accuracy is one of the indicators linking the symmetry properties of the pebble with pebble roundness (Zariņa, Segliņš, 2013a). For each sample the distribution in Krumbein roundness classes and the corresponding measurements were performed at least 3 times in order to assess the subjectivity. All measurement and diagnostic data was entered in MS Excel database and sorted. Each pebble was individualized with following information belonging to the certain pebble sample, mark of carbonate composition, record about roundness level according Krumbein, length, width, height, width-length, width-height, length-height proportions, belonging to certain Zingg type, symmetry type in length-width plane, highest symmetry accuracy of the shape and shape compliance with certain geometric figure. The shape analysis of the Palaeolithic tools was conducted using the procedure, which was developed for pebble shape assessment, with only differences roundness was not assessed and dimensions of the tools were measured in the published tool images in scale. For the analysis, selections of tool images were created, classifying them by traditionally accepted archaeological cultures and including images in scale, sufficiently demonstrative in the details of processing. The tool type was determined according the visual shape characteristics and the size, taking into account the stone working marks. Similarly, in determining the tool-making technique, the following aspects were taken into account: visually observable marks of processing, tool shape and size. Assessments of shapes and symmetry indicators were made for at least 150 images per archaeological culture, while the dimension measurements were made for at least 50 characteristic tool images per culture. The obtained data were entered in the MS Excel database where every tool picture was archived with the following information - source of the image, belonging to a particular archaeological culture, visually determined tool type and type of processing technology, width, length, height (where sufficient image informativity), lengthwidth, width-height (where sufficient image informativity) and length-height (where sufficient image informativity) proportions, applicable geometric shape, symmetry group type in length-width plane, symmetry accuracy measurement. 75

76 4. RESULTS AND INTERPRETATION During the research, the author has independently acquired a number of research methods and techniques that allowed evaluating the properties of collected collection samples as well as use the obtained data for comparative analysis and interpretation. It is important to note that a study detailing and expansion have been limited in relation to the study objective and tasks. At the same time the author s collected collection does not cover all known varieties of flint and chert, and the sampling area corresponds mostly only to the northern Europe. Therefore, the study results were driven to the improvement and development of the research methods, rather than in order to obtain highquality source data that would allow gaining the modern laboratory test results for use as the reference values Characteristic properties of flint Flint evaluations in visible light range allowed relatively comprehensively characterize the collected flint samples. However there were no properties that previous studies had not tested or mentioned and these results did not allow to identify features, which farther could be used clearly as flint geographical localization indicators. Also studies in ultraviolet light wavelength bands UVC ( nm) and UVB ( nm) did not give new information to be used for mentioned purposes, although studying samples in 245 nm, 325 nm and 365 nm wavelength light could be recognized rare fluorescence effects in certain carbonate formations or patina that cover some of the flint samples. In examinations with the BioSpectrum AC Imaging System the best results were obtained while working with 480 nm wavelength emitting lamp, using a filter EtBr Red ( nm), the exposure 00:03-0.1s and 365 nm wavelength emitting lamp, using a filter SYBR Gold ( nm), exposure 5 s and 10 s (Table 4.1.) and applying a magnification of 10 times. Although in this stage of the research, none of the samples showed prominent luminescence effects, yet at the resulting monochromatic images the different shades of intensity reflects studied flint heterogeneous texture and structure and give additional information for planning further detailed study. The resulting images are relatively safe comparable and interpretable, because they are derived in constant conditions. Using microscope Leica DM 2000 it is possible to specify the pre-marked heterogeneities. Initially, they allow distinguishing the characteristics of individual flint samples and it is possible to characterize these samples more fully. Further it is possible to identify a set of several characteristic features inherent to the individual samples, including common features of a particular sampling site. In the study were determined such identifiable characteristic 76

77 features as rock colour, structure, grain size, luminiscent inclusions, inclusions of organic matter and cracks (Table 4.1.). With each of extracted features it is possible to characterize flint within individual sample, as well as to compare the samples from one sampling site, from a region and also from geographically remote regions, and therefore to approach to the new additional features for flint artifacts raw material source localization. Although certain features are better detectable in different research modes (Table 4.1.), but for mutual comparisons the use of images obtained in one research mode are more suitable. The author s study shows that for such micro scopic assessments the most appropriate research mode is with ultraviolet excitation zone from 340 to 380 nm. In this mode most fully are visible luminescent inclusions. This characteristic feature together with the graininess allows more clearly distinguish the typical and homogeneous areas of the samples, and they can serve as relatively safe additional identification characteristics. Taking into account results of the previous studies and assessments, obtained researching the collected flint samples in the visible and ultraviolet light, a procedure for chemical composition studies was developed (Chapter 3.3). In the studied samples characteristic and as possibly homogeneous surface areas were separated for chemical analysis. 77

78 Table 4.1. Feature Heterogeneity features in samples DK 1, UK 2 and LV 3 detected in different research modes Sample DK 1, Møn island, Denmark Visible light Sample UK 1, Beachy Head, England Sample LV 3, Šķerveļa formation, Latvia Colour 365 nm, filter SYBR Gold ( nm) Structure, texture Green excitation zone nm (emission zone from 590 nm) Graininess Inclusions of organic matter (black) 1mm Blue excitation zone nm (emission zone from 525 nm) 1mm Blue excitation zone nm (emission zone from 525 nm) Cracks 1mm Ultraviolet excitation zone nm (emission zone from 425 nm) 1mm Luminiscent inclusions 78