Obsidiana
La obsidiana () es un vidrio volcánico natural que se forma cuando la lava expulsada de un volcán se enfría rápidamente con un crecimiento mínimo de cristales. Es una roca ígnea.
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 los flujos de lava riolítica conocidos como flujos de obsidiana. Estos flujos tienen un alto contenido de sílice, lo que les otorga 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 la formación de un vidrio natural a partir de la lava.
La obsidiana es dura, quebradiza y amorfa; por lo tanto, se fractura con bordes afilados. En el pasado, se utilizó para fabricar herramientas de corte y perforación, y se ha utilizado experimentalmente como hojas de bisturí quirúrgico.
Origen y propiedades
... entre las diversas formas de vidrio podemos considerar el vidrio obsidiano, una sustancia muy similar a la piedra encontrada por Obsidius en Etiopía.
—Pliny el Anciano, Naturalis Historia 36,67 (AD 77)
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 romano explorador.
La obsidiana se forma a partir de lava que se enfría rápidamente, que es el material principal. La formación extrusiva de obsidiana puede ocurrir cuando la lava félsica se enfría rápidamente en los bordes de un flujo de lava félsica o un domo volcánico, o cuando la lava se enfría durante un contacto repentino con el agua o el aire. La formación intrusiva de obsidiana puede ocurrir cuando la lava félsica se enfría a lo largo de los bordes de un dique.
Alguna vez muchos pensaron que las tektitas eran obsidiana producida por erupciones volcánicas lunares, aunque ahora pocos científicos se adhieren a esta hipótesis.
La obsidiana es similar a un mineral, pero no un verdadero mineral porque, como vidrio, no es cristalino; además, su composición es demasiado variable para ser clasificado como mineral. A veces se clasifica como un mineraloide. 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 SiO2 (dióxido de silicio), normalmente en un 70 % en peso o más. Las rocas cristalinas con una composición similar incluyen granito y riolita. Debido a que la obsidiana es metaestable en la superficie de la Tierra (con el tiempo, el vidrio se desvitrifica y se convierte 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. Esta transformación de la obsidiana es acelerada por la presencia de agua. Aunque la obsidiana recién formada tiene un bajo contenido de agua, típicamente menos del 1% de agua por peso, 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 dar a la obsidiana un color marrón oscuro a negro. La mayoría de las obsidianas negras contienen nanoinclusiones de magnetita, un óxido de hierro. 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 copos 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 las capas creadas a medida que la roca fundida fluía antes de enfriarse. Estas burbujas pueden producir efectos interesantes como un brillo dorado (obsidiana brillante). Un brillo iridiscente similar al arco iris (obsidiana de fuego) es causado por inclusiones de nanopartículas de magnetita que crean una interferencia de película delgada. La colorida obsidiana rayada (obsidiana arcoíris) de México contiene nanobarras orientadas de hedenbergita, que causan los efectos de rayas del arco iris por interferencia de película delgada.
Ocurrencia
La obsidiana se encuentra cerca de volcanes en lugares que han sufrido erupciones riolíticas. Se puede encontrar en Argentina, Armenia, Azerbaiyán, Australia, Canadá, Chile, Georgia, Ecuador, El Salvador, Grecia, Guatemala, Hungría, Islandia, Italia, Japón, Kenia, México, Nueva Zelanda, Papúa Nueva Guinea, Perú, Escocia, Canarias, Turquía y Estados Unidos. Los flujos de obsidiana en los que se puede caminar se encuentran dentro de las calderas del volcán Newberry y el volcán Medicine Lake en Cascade Range 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 que contiene obsidiana ubicada entre Mammoth Hot Springs y Norris Geyser Basin, y los depósitos se pueden encontrar en muchos otros estados del oeste de EE. UU., como Arizona, Colorado, Nuevo México, Texas, Utah y Washington, Oregón e Idaho.
Solo hay cuatro grandes áreas de depósito en el Mediterráneo central: Lipari, Pantelleria, Palmarola y Monte Arci (Cerdeña).
Fuentes antiguas en el Egeo fueron Milos y Gyali.
La ciudad de Acıgöl y el volcán Göllü Dağ fueron las fuentes más importantes de Anatolia central, una de las áreas de fuentes más importantes del Cercano Oriente prehistórico.
Uso prehistórico e histórico
La primera evidencia arqueológica conocida de uso se encuentra en Kariandusi (Kenia) y otros sitios de la era Achelense (comenzando hace 1,5 millones de años AP) con fecha de 700 000 a. C., aunque solo se han encontrado muy pocos objetos en estos sitios relacionados con el Neolítico. La fabricación de láminas de obsidiana en Lipari había alcanzado un alto nivel de sofisticación a fines del Neolítico y se comercializaba hasta Sicilia, el sur del valle del río Po y Croacia. Las cuchillas de obsidiana se usaban en circuncisiones rituales y en el corte del cordón umbilical de los recién nacidos. Se sabe que las fuentes de obsidiana de Anatolia fueron el material utilizado en el Levante y en el Kurdistán iraquí actual desde un tiempo que comenzó alrededor del 12.500 a. 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. La obsidiana era valorada en las culturas de la Edad de Piedra porque, como el pedernal, podía fracturarse para producir hojas afiladas o puntas de flecha en un proceso llamado tallado. Como todo el vidrio y algunas otras rocas naturales, la obsidiana se rompe con una fractura concoidea característica. También fue pulido para crear los primeros espejos. Los arqueólogos modernos han desarrollado un sistema de datación relativa, datación por hidratación de obsidiana, para calcular la edad de los artefactos de obsidiana.
Europa
Los artefactos de obsidiana aparecieron por primera vez en el continente europeo en Europa Central en el Paleolítico Medio y se volvieron comunes en el Paleolítico Superior, aunque hay excepciones a esto. La obsidiana jugó un papel importante en la transmisión del conocimiento y las experiencias del Neolítico. El material se utilizó principalmente para la producción de herramientas astilladas que, debido a su naturaleza, eran muy afiladas. Los artefactos hechos de obsidiana se pueden encontrar en muchas culturas neolíticas en 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 la fuente original; esto indica que eran un bien muy valorado. 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 parte de Hernando Cortés.
Oriente Medio y Asia
En Ubaid, en el quinto milenio antes de Cristo, las hojas se fabricaban con obsidiana extraída de afloramientos ubicados en la actual Turquía. Los antiguos egipcios usaban obsidiana importada de las regiones del este del Mediterráneo y del sur del Mar Rojo. En el área del Mediterráneo oriental, el material se utilizó para fabricar herramientas, espejos y objetos decorativos.
El uso de herramientas de obsidiana estuvo presente en Japón cerca de áreas de actividad volcánica. La obsidiana se extrajo durante el período Jōmon.
También se ha encontrado obsidiana en Gilat, un sitio en el oeste de Negev en Israel. Ocho artefactos de obsidiana que datan de la Edad Calcolítica encontrados en este sitio fueron rastreados hasta 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.
América
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 gran 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, ciudad maya donde incluso se han estudiado implicaciones bélicas vinculadas al uso de la obsidiana y sus escombros. 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, California en las montañas de Sierra Nevada.
Mesoamericanos precolombinos' el uso de obsidiana fue extenso y sofisticado; incluyendo obsidiana tallada y trabajada para herramientas y objetos decorativos. Los mesoamericanos también fabricaron un tipo de espada con hojas de obsidiana montadas en un cuerpo de madera. Llamada macuahuitl, el arma podía infligir terribles heridas, combinando el filo afilado de una hoja de obsidiana con el corte irregular de un arma serrada. La versión de arma de asta de esta arma se llamaba tepoztopilli.
Algunos sacerdotes aztecas usaban espejos de obsidiana para conjurar visiones y hacer profecías. Estaban conectados con Tezcatlipoca, dios de la obsidiana y la hechicería, cuyo nombre se puede traducir del idioma náhuatl como "Espejo humeante".
Los nativos americanos comerciaban con obsidiana en todo el continente americano. Cada volcán y, en algunos casos, cada erupción volcánica produce un tipo distinguible de obsidiana, lo que permite a los arqueólogos rastrear los orígenes de un artefacto en particular. Técnicas de rastreo similares también han permitido identificar la obsidiana en Grecia como proveniente de Milos, Nisyros o Gyali, islas en el Mar Egeo. Los núcleos y hojas de obsidiana se comerciaban a grandes distancias tierra adentro desde la costa.
En Chile, se han encontrado herramientas de obsidiana del volcán Chaitén tan lejos como en Chan-Chan, 400 km (250 mi) al norte del volcán, y también en sitios 400 km al sur.
Oceanía
La cultura lapita, activa en una gran área 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 en su almacenamiento pueden indicar que más allá de su uso práctico estaban asociadas con prestigio o alto estatus.
La obsidiana también se usó en Rapa Nui (Isla de Pascua) para herramientas afiladas como Mataia y las pupilas de los ojos de sus Moai (estatuas), que estaban rodeadas por anillos de hueso de ave. La obsidiana se utilizó para inscribir los glifos de Rongorongo.
Uso actual
La obsidiana se puede usar para hacer cuchillos extremadamente afilados, y las hojas de obsidiana son un tipo de cuchillo de vidrio hecho con obsidiana natural en lugar de vidrio manufacturado. Algunos cirujanos utilizan la obsidiana para hojas de bisturí, aunque la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) no la ha aprobado para su uso en humanos. Las hojas de obsidiana bien elaboradas, como cualquier cuchillo de vidrio, pueden tener un borde cortante muchas veces más afilado que los bisturís quirúrgicos de acero de alta calidad: el borde cortante de la hoja tiene solo unos tres nanómetros de espesor. Todos los cuchillos de metal tienen una hoja dentada e irregular cuando se observan bajo un microscopio lo suficientemente fuerte; sin embargo, las hojas de obsidiana aún son suaves, incluso cuando se examinan con un microscopio electrónico. 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. Don Crabtree ha producido hojas quirúrgicas de obsidiana y ha escrito artículos sobre el tema. Los escalpelos de obsidiana se pueden comprar actualmente para uso quirúrgico en animales de investigación.
La principal desventaja de las hojas de obsidiana es su fragilidad en comparación con las de metal, lo que limita las aplicaciones quirúrgicas de las hojas de obsidiana a una variedad de usos especializados donde esto no es una preocupación.
La obsidiana también se utiliza con fines ornamentales y como piedra preciosa. Presenta un aspecto diferente según se corte: por un lado es negro azabache, mientras que por otro es gris brillante. "Lágrimas de Apache" son pequeñas pepitas de obsidiana redondeadas a menudo incrustadas dentro de una matriz de perlita de color blanco grisáceo.
Los zócalos para tocadiscos de audio se fabrican con obsidiana desde la década de 1970, como el zócalo negro grisáceo SH-10B3 de Technics.
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