La obsidiana ( / ə b ˈ s ɪ d i . ən , ɒ b - / ) [5] es un vidrio volcánico natural que se forma cuando la lava extruida de un volcán se enfría rápidamente con un crecimiento cristalino mínimo . Es una roca ígnea . [6]
La obsidiana se produce a partir de lava félsica , rica en elementos más ligeros como silicio , oxígeno , aluminio , sodio y potasio . Se encuentra comúnmente dentro de los márgenes de flujos de lava riolítica conocidos como flujos de obsidiana. Estos flujos tienen un alto contenido de sílice , otorgándoles una alta viscosidad . La alta viscosidad inhibe la difusión de átomos a través de la lava, lo que inhibe el primer paso ( nucleación ) en la formación de cristales minerales . Junto con un enfriamiento rápido, esto da como resultado un vidrio natural a partir de la lava. [7]
La obsidiana es dura, quebradiza y amorfa ; por tanto, se fractura con bordes afilados. En el pasado se utilizaba para fabricar herramientas de corte y perforación, y se ha utilizado experimentalmente como hojas de bisturí quirúrgico . [8]
La Historia Natural del escritor romano Plinio el Viejo incluye unas frases sobre un vidrio volcánico llamado obsidiana ( lapis obsidianus ), descubierto en Etiopía por Obsidius, un explorador romano. [9] [10] [11] [12]
La obsidiana se forma a partir de lava enfriada rápidamente , que es el material original . [13] [14] [15] La formación extrusiva de obsidiana puede ocurrir cuando la lava félsica se enfría rápidamente en los bordes de un flujo de lava félsica o una cúpula volcánica, o cuando la lava se enfría durante un contacto repentino con agua o aire. La formación intrusiva de obsidiana puede ocurrir cuando la lava félsica se enfría a lo largo de los bordes de un dique . [16] [17]
Alguna vez muchos pensaron que las tectitas eran obsidiana producida por erupciones volcánicas lunares , [18] aunque pocos científicos ahora se adhieren a esta hipótesis . [19]
La obsidiana es similar a un mineral , pero no es un verdadero mineral porque, como vidrio, no es cristalina ; además, su composición es demasiado variable para clasificarlo como mineral. A veces se le clasifica como mineraloide . [20] Aunque la obsidiana suele ser de color oscuro, similar a las rocas máficas como el basalto , la composición de la obsidiana es extremadamente félsica. La obsidiana se compone principalmente de SiO 2 ( dióxido de silicio ), normalmente un 70 % en peso o más. Las rocas cristalinas con una composición similar incluyen el granito y la riolita . Debido a que la obsidiana es metaestable en la superficie de la Tierra (con el tiempo el vidrio se desvitrifica , convirtiéndose en cristales minerales de grano fino), la obsidiana de edad superior al Mioceno es rara. Las obsidianas excepcionalmente antiguas incluyen una toba soldada del Cretácico y una perlita del Ordovícico parcialmente desvitrificada . [21] Esta transformación de la obsidiana se acelera por la presencia de agua. Aunque la obsidiana recién formada tiene un bajo contenido de agua, típicamente menos del 1% de agua en peso, [22] se hidrata progresivamente cuando se expone al agua subterránea , formando perlita .
La obsidiana pura suele tener un aspecto oscuro, aunque el color varía según las impurezas presentes. El hierro y otros elementos de transición pueden darle a la obsidiana un color de marrón oscuro a negro. La mayoría de las obsidianas negras contienen nanoinclusiones de magnetita , un óxido de hierro . [23] Muy pocas muestras de obsidiana son casi incoloras. En algunas piedras, la inclusión de pequeños cristales blancos, agrupados radialmente ( esferulitas ) del mineral cristobalita en el vidrio negro produce un patrón de manchas o de copo de nieve ( obsidiana copo de nieve ). La obsidiana puede contener patrones de burbujas de gas que quedan del flujo de lava, alineadas a lo largo de capas creadas mientras la roca fundida fluía antes de enfriarse. Estas burbujas pueden producir efectos interesantes como un brillo dorado ( brillo de obsidiana ). Un brillo iridiscente parecido al de un arcoíris ( obsidiana de fuego ) es causado por inclusiones de nanopartículas de magnetita que crean interferencias de película delgada . [24] La obsidiana rayada de colores ( obsidiana arcoíris ) de México contiene nanobarras orientadas de hedenbergita , que provocan los efectos de las rayas del arco iris mediante la interferencia de una película delgada . [23]
La obsidiana se encuentra cerca de volcanes en lugares que han sufrido erupciones riolíticas. Se puede encontrar en Argentina, Armenia , Azerbaiyán , Australia, [25] Canadá, Chile , Georgia , Ecuador , El Salvador , Grecia, Guatemala , Hungría , Islandia, Indonesia, Italia, Japón , Kenia, México , Nueva Zelanda, Papua Nueva. Guinea , Perú, Rusia , Escocia, Canarias , Turquía y Estados Unidos. Los flujos de obsidiana que pueden aumentarse en [ se necesita aclaración ] se encuentran dentro de las calderas del volcán Newberry y del volcán Medicine Lake en la Cordillera Cascade en el oeste de América del Norte, y en los cráteres Inyo al este de Sierra Nevada en California . El Parque Nacional de Yellowstone tiene una ladera de montaña que contiene obsidiana ubicada entre Mammoth Hot Springs y Norris Geyser Basin , y se pueden encontrar depósitos en muchos otros estados del oeste de EE. UU., incluidos Arizona , Colorado , Nuevo México , Texas , Utah y Washington , [26] Oregón [ 27] e Idaho .
Sólo existen cuatro grandes zonas de yacimientos en el Mediterráneo central: Lipari , Pantelleria , Palmarola y Monte Arci ( Cerdeña ). [28]
Las fuentes antiguas en el Egeo fueron Milos y Gyali . [29]
La ciudad de Acıgöl y el volcán Göllü Dağ fueron las fuentes más importantes en Anatolia central , una de las áreas de fuentes más importantes en el Cercano Oriente prehistórico . [30] [31] [32]
La primera evidencia arqueológica conocida de su uso fue en Kariandusi (Kenia) y otros sitios de la época achelense (que comienza en 1,5 millones de años antes de Cristo) que datan del 700.000 a.C., aunque sólo se han encontrado muy pocos objetos en estos sitios en relación con el Neolítico. [33] [34] [35] [36] [37] La fabricación de láminas de obsidiana en Lipari había alcanzado un alto nivel de sofisticación a finales del Neolítico y se comercializaba hasta Sicilia, el valle del sur del río Po y Croacia. [38] Las láminas de obsidiana se utilizaban en circuncisiones rituales y en el corte del cordón umbilical de los recién nacidos. [39] Se sabe que las fuentes de obsidiana de Anatolia fueron el material utilizado en el Levante y en el actual Kurdistán iraquí desde una época que comenzó alrededor del 12.500 a.C. [40] Los artefactos de obsidiana son comunes en Tell Brak , uno de los primeros centros urbanos de Mesopotamia, que data de finales del quinto milenio antes de Cristo. [41] La obsidiana era valorada en las culturas de la Edad de Piedra porque, al igual que el pedernal , podía fracturarse para producir hojas afiladas o puntas de flecha en un proceso llamado talla . Como todo el vidrio y algunas otras rocas naturales, la obsidiana se rompe con una característica fractura concoidea . También fue pulido para crear los primeros espejos . Los arqueólogos modernos han desarrollado un sistema de datación relativa , la datación por hidratación de obsidiana , para calcular la edad de los artefactos de obsidiana .
Los artefactos de obsidiana aparecieron por primera vez en el continente europeo en Europa Central en el Paleolítico Medio y se habían vuelto comunes en el Paleolítico Superior , aunque existen excepciones. La obsidiana jugó un papel importante en la transmisión de conocimientos y experiencias del Neolítico . El material se utilizaba principalmente para la producción de herramientas melladas, que debido a su naturaleza eran muy afiladas. Se pueden encontrar artefactos hechos de obsidiana en muchas culturas neolíticas de toda Europa. La fuente de obsidiana para las culturas que habitaban el territorio de Grecia y sus alrededores era la isla de Milos ; la cultura Starčevo-Körös-Criș obtuvo obsidiana de fuentes en Hungría y Eslovaquia, mientras que el complejo cultural Cardium-Impresso adquirió obsidiana de los afloramientos insulares del Mediterráneo central . A través del comercio, estos artefactos terminaron en tierras a miles de kilómetros de distancia de su fuente original; esto indica que eran un bien muy valorado. [42] John Dee tenía un espejo, hecho de obsidiana, que fue traído de México a Europa entre 1527 y 1530 después de la conquista de la región por Hernando Cortés. [43]
En Ubaid , en el V milenio a. C. , las hojas se fabricaban a partir de obsidiana extraída de afloramientos situados en la actual Turquía . [44] Los antiguos egipcios utilizaban obsidiana importada de las regiones del Mediterráneo oriental y del sur del Mar Rojo . En la zona del Mediterráneo oriental el material se utilizaba para fabricar herramientas, espejos y objetos decorativos. [45]
El uso de herramientas de obsidiana estuvo presente en Japón cerca de áreas de actividad volcánica. [46] [47] La obsidiana se extrajo durante el período Jōmon .
También se ha encontrado obsidiana en Gilat , un sitio en el Negev occidental en Israel . Ocho artefactos de obsidiana que datan de la Edad Calcolítica encontrados en este sitio se remontan a fuentes de obsidiana en Anatolia . El análisis de activación de neutrones (NAA) en la obsidiana encontrada en este sitio ayudó a revelar rutas comerciales y redes de intercambio previamente desconocidas. [48]
El análisis lítico ayuda a comprender los grupos prehispánicos en Mesoamérica . Un análisis cuidadoso de la obsidiana en una cultura o lugar puede ser de considerable utilidad para reconstruir el comercio, la producción y la distribución y, por lo tanto, comprender los aspectos económicos, sociales y políticos de una civilización. Este es el caso de Yaxchilán , una ciudad maya donde incluso se han estudiado implicaciones bélicas relacionadas con el uso de la obsidiana y sus escombros. [49] Otro ejemplo es la recuperación arqueológica en los sitios costeros de Chumash en California, lo que indica un comercio considerable con el sitio distante de Casa Diablo Hot Springs en la Sierra Nevada . [50]
El uso de la obsidiana por parte de los mesoamericanos precolombinos era extenso y sofisticado; incluyendo obsidiana tallada y trabajada para herramientas y objetos decorativos. Los mesoamericanos también fabricaban un tipo de espada con hojas de obsidiana montadas en un cuerpo de madera. Llamada macuahuitl , el arma podía infligir heridas terribles, combinando el filo afilado de una hoja de obsidiana con el corte irregular de un arma dentada. La versión de arma de asta de esta arma se llamó tepoztopilli .
Algunos sacerdotes aztecas utilizaban espejos de obsidiana para conjurar visiones y hacer profecías. Estaban relacionados con Tezcatlipoca , dios de la obsidiana y la hechicería, cuyo nombre puede traducirse del idioma náhuatl como 'Espejo humeante'. [43]
Los pueblos indígenas comerciaban con obsidiana en todo el continente americano. Cada volcán y, en algunos casos, cada erupción volcánica produce un tipo distinguible de obsidiana que permite a los arqueólogos utilizar métodos como la fluorescencia de rayos X dispersiva de energía no destructiva para seleccionar composiciones de elementos menores tanto del artefacto como de la muestra geológica para rastrear los orígenes de un particular. artefacto. [51] Técnicas de rastreo similares también han permitido identificar que la obsidiana en Grecia proviene de Milos , Nisyros o Gyali , islas en el Mar Egeo . Los núcleos y hojas de obsidiana se comercializaban a grandes distancias tierra adentro desde la costa. [52]
En Chile se han encontrado herramientas de obsidiana del volcán Chaitén tan lejos como en Chan-Chan, a 400 km (250 millas) al norte del volcán, y también en sitios a 400 km al sur del mismo. [53] [54]
La cultura Lapita , activa en una gran zona del Océano Pacífico alrededor del año 1000 a. C., hizo un uso generalizado de herramientas de obsidiana y se dedicó al comercio de obsidiana a larga distancia. La complejidad de la técnica de producción de estas herramientas y el cuidado puesto en su almacenamiento pueden indicar que más allá de su uso práctico estaban asociadas con prestigio o alto estatus. [55]
La obsidiana también se utilizó en Rapa Nui (Isla de Pascua) para herramientas afiladas como la Mataia y las pupilas de los ojos de sus Moai (estatuas), que estaban rodeadas por anillos de hueso de pájaro. [56] La obsidiana se utilizó para inscribir los glifos de Rongorongo .
La obsidiana se puede utilizar para fabricar cuchillos extremadamente afilados, y las hojas de obsidiana son un tipo de cuchillo de vidrio fabricado con obsidiana natural en lugar de vidrio manufacturado. Algunos cirujanos utilizan la obsidiana para las hojas de bisturí , aunque la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) no la ha aprobado para su uso en humanos. [57] Las hojas de obsidiana bien elaboradas, como cualquier cuchillo de vidrio, pueden tener un filo muchas veces más afilado que los bisturís quirúrgicos de acero de alta calidad: el filo de la hoja tiene sólo unos tres nanómetros de espesor. [58] Todos los cuchillos de metal tienen una hoja dentada e irregular cuando se observan bajo un microscopio suficientemente fuerte ; sin embargo, las hojas de obsidiana siguen siendo lisas, incluso cuando se examinan con un microscopio electrónico . [59] Un estudio encontró que las incisiones de obsidiana produjeron menos células inflamatorias y menos tejido de granulación en un grupo de ratas después de siete días, pero las diferencias desaparecieron después de veintiún días. [60] Don Crabtree ha producido hojas quirúrgicas de obsidiana y ha escrito artículos sobre el tema. [58] Se pueden comprar bisturíes de obsidiana para uso quirúrgico en animales de investigación . [61]
La principal desventaja de las hojas de obsidiana es su fragilidad en comparación con las hechas de metal, [62] limitando así las aplicaciones quirúrgicas de las hojas de obsidiana a una variedad de usos especializados donde esto no es una preocupación. [58]
La obsidiana también se utiliza con fines ornamentales y como piedra preciosa . [63] Presenta una apariencia diferente según cómo se corte: en una dirección es negro azabache, mientras que en otra es gris brillante. Las " lágrimas de apache " son pequeñas pepitas de obsidiana redondeadas, a menudo incrustadas dentro de una matriz de perlita de color blanco grisáceo .
Los pedestales para tocadiscos se fabrican de obsidiana desde la década de 1970, como el pedestal SH-10B3 negro grisáceo de Technics .
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