Enez (Ainos) kazısı Su Terazisi ve Kral Kızı bölgelerinde ele geçen camların bozulmaları üzerine arkeometrik çalışmalar
Archaeometric studies on the deterioration of glass artefacts of Su Terazisi and Kral Kızı regions in Enez (Ainos) excavation
Yazar: DİDEM ÇOLAK BÜYÜKSOY
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE IŞIL KOCABAŞ ; DOÇ. DR. ALİ AKIN AKYOL
İstanbul Üniversitesi / Sosyal Bilimler Enstitüsü / Taşınabilir Kültür Varlıklarını Koruma ve Onarım Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Arkeoloji = Archeology ; Arkeometri = Archaeometry
Dizin: Ainos = Ainos ; Arkeolojik kazılar = Archaeological excavations ; Arkeometri = Archaeometry ; Cam = Glass ; Edirne-Enez = Edirne-Enez ; Kültür varlıkları = Cultural properties

Özet:
Edirne ili Enez ilçesinde yer alan Enez (Ainos) antik kenti kazı çalışmalarında bulunan 31 adet etütlük cam buluntunun kimyasal içeriğinin belirlenmesi ve kimyasal içeriklerinin örneklerde görülen bozulma tabakaları ile ilişkilendirilmesi üzerine uygulanan arkeometrik incelemeler bu çalışmanın konusunu oluşturmaktadır. Cam buluntuların öncelikle fiziksel durumları incelenmiş, cam yüzeyinde bulunan bozulma tabakaları fotoğrafla belgelenmiş, dijital kalınlık ölçer ile kalınlıkları ölçülmüş, renk ölçümleri yapılmış ve optik mikroskop altında habbe ve bozulma ürünlerinin görüntüleri çekilerek belgelenmiştir. Camın yüzeyinde mevcut olan bozulmaların görsel olarak incelemesi yapılmış; var olan bozulma türleri ve bozulma dereceleri belirlenerek bir tablo oluşturulmuştur. Bu çalışmanın amacı Enez arkeolojik camlarının kimyasal içeriklerinin ve bozulma sürecinde meydana gelen kimyasal değişikliklerin araştırılması ve sonuçların bu konudaki çalışmalara katkı sağlamasıdır. Cam örneklerin element ve mineralojik içeriklerini belirlemek için Polarize Enerji Dağılımlı X-Işını Floresans (Polarized Energy Dispersive-PED-XRF), Taramalı Elektron Mikroskobu- Enerji Dağılımlı Spektrometresi (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry, SEM-EDS) ve Raman (Konfokal) Spektroskopi yöntemleri kullanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre sodyum-kalsiyum-silisyum içerikleri değerlendirildiğinde camların tipik soda-kireç-silis camı olduğu Polarized Energy Dispersive-PED-XRF tespit edilmiştir. Camın üretiminde ergitici olarak natron veya trona kullanılmıştır. Örneklerin stronsiyum (Sr) ve zirkonyum (Zr) içerikleri, üretimde silis kaynağı olarak deniz kumu kullanıldığını düşündürmektedir. Örneklerin renk ölçümü (kromametrik analiz) ile görünen renkleri belirlenmiştir ve bu sonuçlar daha sonra PED-XRF analizi ile desteklenmiştir. Cama renk verici elementler demir (Fe), bakır (Cu), kobalt (Co) ve kurşun (Pb) olarak tespit edilmiştir. 	MS 1. binyıl sonrasında belirgin cam kompozisyonları olan önemli bölgelerin büyük atölyeleri ortaya çıkmaktadır. 10 örnek üzerinde yapılan PED-XRF analiz sonuçlarına göre belirlenen birkaç ana cam grubuna göre Enez camları da 4 farklı gruba ayrılabilmiştir; mangan ile renksizleştirilmiş Roma camı, antimon-mangan karışık renksizleştirilmiş Roma camı, HIMT (yüksek demir-mangan- titanyum) camı ve Levant I camı. Roma Dönemi'ne ait örneklerin bozulma tabakaları görsel olarak ve optik mikroskop ile incelendiğinde; sedef oluşumu, matlaşma, süt beyazı-mine aşınma (siyah kabuk) ve çukur oluşumu gibi camın kimyasal bileşiminden kaynaklanan bozulma türleri tespit edilmiştir. Cam harmanında ağ yapıcı olarak bulunan SiO2'nin yüksek miktarda olması camın mekanik direncini arttırmaktadır. Beklenenden düşük olan SiO2 içeriğinin nedeni camlarda görülen bozulmalardır. Camların zaman içerisinde su ve/veya neme maruz kalması cam objelerin bozulmasına neden olmaktadır. Ancak camın içeriği, camın bulunduğu ortam (pH, sıcaklık, nem) ve fırın sıcaklığı, fırında kalma süresi gibi etkenler de camın bozulmasını etkileyen faktörlerdir. Başlangıçta cam yüzeyinde oluşan jel tabakası, silisyum açısından zengin, sodyum ve kalsiyum açısından fakirdir. Bozulma tabakalarında SiO2 içeriğinin fazla olması, camlarda görülen bozulmaları destekler niteliktedir. Cam objelerin nem ve/veya su ile temas etmesi sonucu yüzeyde oluşun jel tabakasında ergitici (Na2O) ve sağlamlaştırıcı (CaO) miktarının azalması beklenmektedir. Ancak örneklerin SEM-EDS analizi sonuçlarında Na2O ve CaO miktarının yüksek olmasının, antik kentin denize çok yakın bir konumda olması nedeniyle denizel etki sonucu oluşan birikintilerden kaynaklı olduğu düşünülmektedir. Mine aşınma türü bozulmada görülen siyah kabuk tabakası, mangan içeriği ile karakterizedir. Yüksek mangan içeriği ile birlikte demir içeriğinin de yüksek olması beklenmektedir. Mine aşınmadaki siyah kabuklanmada, yüksek mangan içeriği görülürken, aynı element camın genel yapısında ve diğer bozulma türlerinde her zaman daha az bulunmaktadır. Cam örneklerin Mikro XRF, PED-XRF ve SEM-EDS analizleri sonucunda siyah kabuklanma türü bozulma ürünlerinde mangan ve demir öne çıkarken, Raman analizi ile saptanan mangan ve demir içeriklerinin varlığı bu sonuçları desteklemektedir. Raman analizi sonucunda, jel tabakasında SiO2 ve Fe içeriğinin ve siyah kabuk oluşumunda (mine aşınma) görülen tabakalarda mangan ve demir içeriğinin yanı sıra mavimsi-yeşil renkteki örneğin rengini destekleyebilecek pigment içeriği ortaya çıkarılmıştır.

Abstract:
The subject of this study is the determination of the chemical content of 31 glass finds in the ancient city of Enez (Ainos) located in the district of Enez in the province of Edirne, and archeometric investigations on the association of chemical contents with the layers of deterioration in the samples. The physical condition of glass finds was firstly examined, the layers of deterioration on the glass surface were documented with photographs, their thickness was measured with a digital thickness meter, their colors were identified by chromameter, and images of the bubbles and deterioration products were taken under an optical microscope. The deterioration existing on the surface of the glass was visually examined, and a table was created by determining the existing types of deterioration and their degree of deterioration. The aim of this study is to investigate the chemical contents of the Enez archaeological glass, and the chemical changes that occur during the deterioration process with the hope that the results will contribute to the studies on this subject. Polarized Energy Dispersive-X-Ray Fluorescence (PED-XRF), Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectrometry (SEM-EDS), and Raman (Confocal) Spectroscopy methods were used to determine the element and mineralogical contents of the glass samples. According to the results of the analysis, when the contents of silicon-calcium-sodium were evaluated, the glass samples were found to be typical soda-lime-silica glass. Natron or trona was used as flux in the production of glass. Strontium (Sr) and zirconium (Zr) contents of the samples suggest that sea sand is used as the source of silica in production. The visible colors of the samples were determined by chromametric analysis and these results were later supported by PED-XRF analysis. The colorants are iron (Fe), copper (Cu), cobalt (Co) and lead (Pb). After the 1st Millennium AD, large workshops of important regions with prominent glass compositions emerged. We can divide Enez glasses into 4 different groups according to several main glass groups determined according to PED-XRF analysis results on 10 samples; Roman manganese-decolorized glass, Roman mixed antimony and manganese glass, HIMT (High Iron, Manganese and Titanium) glass, and Levantine I. When the deterioration layers of the samples belonging to the Roman Period are examined visually and with an optical microscope; types of deterioration resulting from the chemical composition of glass, such as iridescence, dulling, milky or enamel-like weathering (black discoloration), pitting, and ploughing have been identified. The high amount of SiO2 found as a network former in the batch increases the mechanical resistance of the glass. The reason for the SiO2 content that is lower than expected is the deterioration in the glasses. Glass can undergo chemical reactions in time, due to contact with water and/or humidity within air. Those reactions are highly dependent on the glass composition, its production temperature in kiln and firing duration, pH and temperature of the medium around glass. The gel layer originally formed on the glass surface is rich in silicon, and poor in sodium and calcium. The high content of SiO2 in the deterioration layers supports the deterioration in the glasses. It is expected that the amount of flux agent (Na2O) and stabilizer (CaO) in the gel layer of the surface to decrease caused by glass objects contacting with moisture and/or water. However, the high amount of Na2O and CaO in the results of SEM-EDS analysis of the samples is thought to be due to the accumulation caused by the marine effect as a result of the ancient city being very close to sea. Enamel-like weathering (black discoloration) is characterized by manganese content. Along with the high manganese content, iron content is expected to be high. In the black discoloration in the enamel-like weathering, high manganese content is observed, while the same element is always less common in the overall structure of the glass and other types of deterioration. As manganese and iron stand out in black crust type deterioration products through Micro XRF, PED-XRF, and SEM-EDS analysis of glass samples, the presence of manganese and iron contents determined by Raman analysis supports these results. As a result of the Raman analysis, the content of SiO2 and Fe in the gel layer and manganese and iron content in the layers seen in black discoloration (enamel-like weathering) as well as pigment content that can support the color of the bluish-green color sample has been revealed.