Obsidian – vulkaniskt glas: bildning, egenskaper och användning

Upptäck obsidian — vulkaniskt glas: hur det bildas, unika egenskaper och användningsområden från forntida verktyg till moderna kirurgiska skalpeller.

Obsidian är ett naturligt vulkaniskt glas som finns som en typ av magmatisk sten. Det bildas när lava med hög kiselhalt (SiO₂ ) kyls snabbt och stelnar utan tid för kristalltillväxt. Eftersom det inte finns någon kristallstruktur kan obsidianbladens kanter bli nästan molekylärt tunna, vilket har lett till att den i forntiden användes som pilspetsar och i modern tid som kirurgiska skalpellblad.

Bildning

Obsidian bildas vid snabb avkylning av kiselsyrarik lava, oftast vid ytliga utbrott eller i lavaflöden och vulkankupoler där smältan stelnar så snabbt att mineralen inte hinner kristallisera. Den vanligaste typiska magmatypen som ger upphov till obsidian är rhyolitisk magma, men liknande glasformer kan också uppstå i andra kiselrika magmor.

Egenskaper

• Glasstruktur: Ingen ordnad kristallstruktur — materialet är amorft.
• Brott: Konchoidalt brott, vilket ger jämna, konkava ytor och mycket skarpa kanter.
• Hårdhet: Cirka 5–6 på Mohs skala.
• Färg och utseende: Vanligtvis svart eller mörkbrun, men kan även vara mörkgrön, rödbrun (så kallad "mahogny-obsidian"), genomskinlig i tunna skivor eller iriserande (regnbågsobsidian). Snowflake obsidian har vita, stjärnliknande kristobalitinklusioner.
• Täthet: Ungefär 2,3–2,6 g/cm³ beroende på sammansättning och porositet.

Användning genom tiderna

Obsidian har stor arkeologisk betydelse. Redan i stenåldern slipades och flintades den till mycket skarpa redskap och vapen. Kvalitetsobsidian användes för knivar, pilar och skrapor och spreds ofta i långa handelsnätverk.

I modern tid används obsidian både dekorativt och inom medicin: speciellt framställda obsidianblad har använts som kirurgiska skalpeller för mycket tunna snitt eftersom de kan vara vassare än stål. Dessa används dock begränsat eftersom glas inte är lika hållbart som metall och steriliseringsmetoder kan vara restriktiva.

Vetenskaplig och teknisk betydelse

• Geokemisk märkning: Olika obsidiankällor har kännetecknande kemisk signatur, vilket gör det möjligt att spåra handelsvägar och ursprung med tekniker som XRF (röntgenfluorescens).
• Aldringsmetoder: Obsidian hydration dating utnyttjar vätskeskikt som utvecklas på ytan över tid för att uppskatta hur länge ett föremål har exponerats.

Var förekommer obsidian?

Obsidian finns i områden med relativt ny vulkanism och där lava med hög kiselhalt förekommer. Vanliga fyndmiljöer är vid vulkankupoler, i kratrar och längs kanter av lavaflöden. Kända fyndplatser finns över hela världen, bland annat i delar av Nordamerika, Centraleuropa, Mellanöstern och öar med vulkanisk aktivitet.

Hur känner man igen obsidian?

• Glasglans och enhetlig, mörk färg.
• Skarpa, konchoidala brottytor som kan ge mycket tunt, genomskinligt skär.
• Lättare vikt jämfört med många kristallina bergarter med liknande utseende.

Säkerhet och skötsel

På grund av de extremt vassa kanterna kan obsidian vara farligt att hantera utan skydd. Vid användning som verktyg eller dekorationsföremål bör snittytor hanteras med försiktighet. Obsidian är känsligt för kraftiga stötar och kan spricka; undvik därför hårda slag och snabba temperaturförändringar som kan orsaka termisk chock.

Sammanfattning

Obsidian är ett naturligt vulkaniskt glas med unik kombination av skärpa, glasstruktur och varierande estetiska egenskaper. Dess användning sträcker sig från förhistoriska vapen och redskap till moderna medicinska och dekorativa tillämpningar, samtidigt som den utgör ett viktigt material för geologisk och arkeologisk forskning.

Historisk användning

Obsidian var uppskattad i stenålderskulturer eftersom den, precis som flinta, kunde flisas för att tillverka handyxor, vassa blad eller pilspetsar.

De prekolumbianska mesoamerikanerna använde ofta obsidian. Den användes till verktyg och dekorativa föremål. Den polerades också för att skapa tidiga speglar. Mesoamerikanerna tillverkade också en typ av svärd med blad av obsidian monterade i en träkropp. Vapnet, som kallades macuahuitl, kunde orsaka fruktansvärda skador eftersom det kombinerade obsidianbladets skarpa skärande kant med det fläckiga snittet från en tandad kant.

Amerikanska urinvånare handlade med obsidian i hela Nordamerika. Varje vulkan och i vissa fall varje vulkanutbrott ger upphov till en särskild typ av obsidian. Arkeologer kan därför spåra ursprunget till en viss artefakt. I Grekland kan man identifiera obsidian som kommer från olika öar i Egeiska havet. Obsidiankärnor (obearbetade klumpar) och knivar handlades långa sträckor inåt landet från kusten.

Moderna arkeologer har utvecklat ett dateringssystem för att beräkna åldern på obsidianföremål beroende på innehållet av vatten i föremålet.

 
Pilspets av obsidian.  

Nuvarande användning

Obsidian används vid hjärtkirurgi, eftersom välgjorda obsidianblad har en skärkant som är många gånger vassare än kirurgiska skalpeller av högkvalitativt stål, med en bladkant som bara är cirka 3 nm bred. Även den vassaste metallkniv har ett hackigt, oregelbundet blad när den betraktas i ett tillräckligt starkt mikroskop. När ett obsidianblad undersöks i ett elektronmikroskop är det fortfarande slätt och jämnt. En studie visade att obsidian gav upphov till smalare ärr, färre inflammatoriska celler och mindre granulationsvävnad hos en grupp råttor.

Obsidian används också som prydnadsföremål och som ädelsten. Den har den egenskapen att den kan få olika utseende beroende på hur den är slipad. När den skärs i en riktning är den vackert kolsvart, när den skärs i en annan riktning är den glittrande grå.

 
Gris huggen i snöflingor av obsidian, 10 centimeter lång. Märkena är sfäruliter.  

Sök med bokstav