The climate and environment of Byzantine Anatolia: integrating science, history, and archaeology

The integration of high-resolution archaeological, textual, and environmental data with longer-term, low-resolution data affords greater precision in identifying some of the causal relationships underlying societal change. Regional and microregional case studies about the Byzantine world—in particular, Anatolia, which for several centuries was the heart of that world—reveal many of the difficulties that researchers face when attempting to assess the influence of environmental factors on human society. The Anatolian case challenges a number of assumptions about the impact of climatic factors on socio-political organization and medium-term historical evolution, highlighting the importance of further collaboration between historians, archaeologists, and climate scientists.

Roman aqueducts and calcareous sinter deposits as a proxy for environmental changes

Die im Süden der Türkei gelegen, antiken Städte Aspendos und Patara, waren in der Römerzeit zwei bedeutende Handelszentren mit hoher Bevölkerungsdichte. Aquädukte versorgten beide Städte mit carbonathaltigem Wasser, wobei sich Kalksinter (Calciumcarbonat) in der Kanalrinne ablagerte. Dabei lagern sich im Wechsel eine hellere und dunklere Kalksinterlage ab, die als Sinterpaar bezeichnet wird. Um die Entstehung dieser Sinterpaare besser zu verstehen, und die beteiligten Prozesse mit saisonalen Veränderungen der Umwelt zu korrelieren, werden in der vorliegenden Arbeit laminierten Sinterablagerungen mit geochemischen und petrographischen Methoden untersucht.rnEntlang der Kanalrinne beider Aquädukte wurden an mehreren Stellen Proben entnommen. Es wurde untersucht in wieweit sich die Sinterstruktur aufgrund von Änderungen in der Neigung des Wasserkanals oder des Kanaltyps ändert. Um die Kristallform und die kristallografische Orientierung der Kristalle innerhalb der verschiedenen Sinterpaare zu untersuchen, wurden die entnommenen laminierten Kalksinterablagerungen mit Hilfe optischer Mikroskopie und EBSD (Electron Backscatter Diffraction) analysiert. Der Electron Probe Micro-Analyzer (EPMA) wurde verwendet, um saisonale Schwankungen der Hauptelementverteilung und den Anteil der stabilen Isotope im Wasser zu bestimmen. Die LA-ICP-MS (Laser Ablation-induktiv gekoppeltem Plasma-Massenspektrometrie) Spurenelementanalyse wurde durchgeführt, um kleinste Schwankungen der Spurenelemente zu finden. Basierend auf diesen Analysen wurde festgestellt, dass laminierten Kalksinterablagerungen laterale Änderungen in der Aquäduktstruktur und -neigung, jahreszeitliche Änderungen der Wasserchemie, der Temperatur sowie der Entgasungsrate während eines Jahres widerspiegeln. Die Kalksinterablagerungen zeigen eine deutliche Laminierung in Form von feinkörnig-porösen und grobkörnig-dichten Schichten, die trockene und nasse Jahreszeiten anzeigen. Feinkörnige Schichten zeigen eine hohe Epifluoreszenz aufgrund reichhaltiger organischer Inhalte, die vermutlich eine Folge der bakteriellen Aktivität während der warmen und trockenen Jahreszeit sind. Stabile Sauerstoff und Kohlenstoff-Isotop-Kurven entsprechen auch den jahreszeitlichen Schwankungen der verschiedenen Schichtenpaare. Vor allem δ 18O spiegelt jährliche Veränderungen in der Temperatur und jahreszeitliche Veränderungen des Abflusses wieder. Das wichtigste Ergebnis ist, dass die Periodizität von δ 18O durch Erwärmen des Wassers im Wasserkanal und nicht durch die Verdunstung oder der Brunnenwasser-Charakteristik verursacht wird. Die Periodizität von δ 13C ist komplexer Natur, vor allem zeigen δ 18O und δ 13C eine Antikorrelation entlang der Lamellenpaare. Dies wird wohl vor allem durch Entgasungsprozesse im Aquädukt verursacht. Die Ergebnisse der Spurenelemente sind meist inkonsistent und zeigen keine signifikanten Veränderungen in den verschiedenen Lamellenpaaren. Die Isotope Mg, Sr und Ba zeigen hingegen bei einigen Proben eine positive Korrelation und erreichen Höchstwerte innerhalb feinkörnig-poröser Schichten. Auch sind die Hauptelementwerte von Fe, K, Si und anderer detritischer Elemente innerhalb der feinkörnige-porösen Schichten maximal. Eine genaue Datierung der Kalksinterablagerungen ist wünschenswert, da der Zeitraum, in dem die Aquädukte aktiv waren, bereits archäologisch auf 200-300 Jahre festgelegt wurde. Paläomagnetische und 14C-Datierung geben keine brauchbare Ergebnisse. Die U/Th Isotopie wird durch eine hohe Anfangskonzentration von Th in den Proben behindert. Trotz dieser Schwierigkeiten war eine U/Th Datierung an einem Testbeispiel des Béziers Aquädukt erfolgreich. Mit Hilfe von analogen Untersuchungen an aktiven Wasserkanälen der heutigen Zeit, werden die Ablagerungsmechanismen und die geochemische Entwicklung der laminierten Sinterschichten besser verstanden. Ein weiteres laufendes Projekt dieser Doktorarbeit ist die Überwachung von Sinterabscheidungen und der saisonale Zusammensetzung des Wassers an einigen heute noch aktiven Aquädukten. Das Ziel ist die Untersuchung der jetzigen Calciumcarbonatabscheidungen in Aquäduktkanälen unter den heutigen Umgebungsbedingungen. Erste Ergebnisse zeigen, dass kleine regelmäßige jahreszeitliche Veränderungen in der Isotopenzusammensetzung des Wassers vorliegen, und dass die beobachtete Periodizität der stabilen Isotope aufgrund von Änderungen im eigentlichen Kanal entstanden ist. Die Untersuchung von Kalksinterablagerungen in römischen Aquädukten liefern vielversprechende Ergebnisse, für die Untersuchung des Paläöklimas, der Archaeoseismologie und anderer Umweltbedingungen in der Römerzeit. Diese Studie beschränkt sich auf zwei Aquädukte. Die Untersuchungen weiterer Aquädukte und einer Überwachung, der noch in Betrieb stehenden Aquädukte werden genauere Ergebnisse liefern.

Wetland-Archaeology in the Alpine Space. Overview and actual research issues.

First indications of prehistoric sites in lakes of Switzerland go back more than 200 years and in 1854 Ferdinand Keller (1800-1881) published his famous book The Celtic Pile Dwellings in Swiss Lakes. Since these times, large-scale rescue excavations as well as survey and research projects have extended our knowledge about Neolithic and Bronze Age settlements in lakes, bogs and rivers around the European Alps. In 2011 a representative choice of 111 sites out of nearly 1000 in six countries around the Alps (Austria, France, Germany, Italy, Slovenia and Switzerland) were recognized by the UNESCO World Heritage committee as serial World Heritage. The lecture will give a general overview on prehistoric lake dwellings around the Alps (distribution, types of lakes/bogs and environment of sites, chronology/cultural units in the time scale 5300 to 800 BC) and present examples of well-documented settlement structures. The intense use of dendrochronological dating allowed the building up of a well-fixed chronological framework. In some cases dendrochronology is the basis for year-by-year reconstructions of prehistoric village biographies and detailed insights in the life cycle of early agrarian settlements. Beside these local events the grouped repartition of lake dwelling remains on the time scale makes a more global correlation between Holocene lake levels and the preservation of archaeological layers likely.

People and their past : is 'community archaeology’ the future?

This thesis looks at how ‘community archaeology’ ideals may influence an inclusive approach to Indigenous heritage management, ensuring Indigenous community power over processes to identify both past and present values of Country. Community archaeology was acclaimed by research archaeologists over a decade ago as a distinctive approach with its own set of practices to incorporate the local community’s perspectives of its past and current associations with place. A core feature of this approach in Australia is the major role the Indigenous community has in decisions about its heritage. Concurrently, considerable concern was being expressed that Indigenous heritage was not sufficiently addressed in environmental impact assessment processes ahead of development. Seen as absent from the process was the inclusion of Indigenous knowledge about both the pre- and post-contact story as well as any scientific advance in understanding an area’s Indigenous history. This research examines these contrasting perspectives seeking to understand the ideals of community archaeology and its potential to value all aspects of Indigenous heritage and so benefit the relevant community. The ideals of community archaeology build on past community collaborations in Australia and also respond to more recent societal recognition of Indigenous rights, reflected in more ethically inclusive planning and heritage statutes. Indigenous communities expressed the view that current systems are still not meeting these policy commitments to give them control over their heritage. This research has examined the on-the-ground reality of heritage work on the outskirts of Canberra and Melbourne. The case studies compare Victorian and ACT heritage management processes across community partnerships with public land managers, and examine how pre-development surveys operate. I conclude that considerable potential for achieving community archaeology ideals exists, and that they are occasionally partially realised, however barriers continue. In essence, the archaeological model persists despite a community archaeology approach requiring a wider set of skills to ensure a comprehensive engagement with an Indigenous community. Other obstacles in the current Indigenous heritage management system include a lack of knowledge and communication about national standards for heritage processes in government agencies and heritage consultants; the administrative framework that can result in inertia or silos between relevant agencies; and funding timeframes that limit possibilities for long-term strategic programs for early identification and management planning for Indigenous heritage. Also, Indigenous communities have varying levels of authority to speak for how their heritage should be managed, yet may not have the resources to do so. This thesis suggests ways to breach these barriers to achieve more inclusive Indigenous heritage management based on community archaeology principles. Policies for a greater acknowledgement of the Indigenous community’s authority to speak for Country; processes that enable and early and comprehensive ‘mapping’ of Country, and long-term resourcing of communities, may have been promised before. In this research I suggest ways to realise such goals.

In Situ Observation of the Thermal Decomposition of Weddelite by Heating Stage Environmental Scanning Electron Microscopy

The morphological and chemical changes occurring during the thermal decomposition of weddelite, CaC2O4·2H2O, have been followed in real time in a heating stage attached to an Environmental Scanning Electron Microscope operating at a pressure of 2 Torr, with a heating rate of 10 °C/min and an equilibration time of approximately 10 min. The dehydration step around 120 °C and the loss of CO around 425 °C do not involve changes in morphology, but changes in the composition were observed. The final reaction of CaCO3 to CaO while evolving CO2 around 600 °C involved the formation of chains of very small oxide particles pseudomorphic to the original oxalate crystals. The change in chemical composition could only be observed after cooling the sample to 350 °C because of the effects of thermal radiation.