Rus bilim insanları antik bir vazoda bulunan en eski bitüm numunesinin bileşenlerini tespit etti ve yaşını doğru bir şekilde tahmin etti.

Bitüm, doğal yataklarda bulunan bir petrol şeklidir. Kullanımı Taş Devri’ne kadar uzanmaktadır. Örneğin, ‘mumya’ kelimesi, Farsça ‘mum’ ya da ‘bitümen’ den türemiştir. Çünkü bu madde, mumyalamada kullanılmıştır.

Yunanlılar, tıpta ve savaşta bitüm kullandılar. Efsanevi ‘Yunan ateşinin’ bitüm esaslı olduğu düşünülmektedir.

En eski amfora, bitümen (MS 5. yüzyıl) Taman Yarımadası üzerinde Rus arkeologlar tarafından keşfedildi. Volkanik açıdan aktif bir bölge (çok sayıda petrol sızıntısı var) ve Yunanlıların ithal ettiği bitümlerin olası bir kaynağı.

Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü (MIPT), Skolkovo Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (Skoltech), Malzeme Kültürü Tarihi Enstitüsü, Talros Enerji Sorunları Enstitüsü Kimyasal Fizik ve Rusya Bilimler Akademisi (IBCP RAS) ‘nın Biyokimyasal Fizik Emanuel Enstitüsü, organik bileşik analizine yeni ve daha etkili bir yaklaşım öneriyor. Bunun için özel olarak tasarlanmış yazılımı tanıtıyor.

Zamana bağlı olarak daha fazla oksijen

Eski bitüm numunelerinin analizi, yaş ve kökenlerini ortaya çıkarabilecek. ABD’li araştırmacılar, antik Mısır bitümünün sadece Ölü Deniz’den gelmediğini göstermek için bir mum kullandı.

Amforadan gelen bitüm numunesinin yaşı gerçekten 2.500 yılına yakınsa, bu bakterilerin aktivitesinden ötürü bitümün içindeki organik moleküllerin oksidasyonuna, yani numuneye kademeli olarak ilave oksijen girmesi, uzun süreli biyolojik bozulma ile sonuçlanır. Bu sonuç, eski örneklerin daha fazla oksijen atomu içerdiği anlamına gelir

Taman örneğinin element analizi, taze petrol örneklerinde karbon (C), hidrojen (H), azot (N) ve diğer elementler ile birlikte % 1 veya daha düşük bir oksijen (O) içeriği gösterdi.

Kükürt (S) normal miktarlarda bulundu. Bu örneklemin amphora içerisinde uzun süre bozunduğunu göstermektedir. Görünüşe göre orada 2500 yıldır vardı.

Bununla birlikte element analizi, numunedeki molekül türlerini tanımlamaz. Bunu yapmak için araştırmacılar, ultra yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi kullandılar.

Kütle spektrometresi, yüklü parçacıkları, kütle / yük oranlarına (m / z) dayalı bir elektrik ve manyetik alana ayıran analitik bir tekniktir.

Başlangıç z değeri 0 olan moleküller yüklenir (iyonize). Bir manyetik elektrik alanı iyonların bu durumda mekansal olarak ayrılmasını sağlar.

Dedektör, bir parçacığın kütle yük oranını “iniş noktası” ile belirler. Bir kütle spektrumu, kütle yük oranı (yatay eksende) ile dedektör sinyal yoğunluğunun (dikey eksende) bir grafiğidir.

Her biri belirli bir kütle yük oranı olan bir iyona tekabül eden bir tepe paternidir. Numunedeki kurucu maddelerin tanımlanmasını sağlar.

Amforadan (A) gelen bitüm, Ozona (B) maruz kalan Sibirya’dan gelen petrol ve ozona maruz bırakılmadan önce Sibirya’dan gelen petrolün kitle spektrumlarıdır.

Yakın bakış

Bitümün kütle spektrumundaki sayısız zirveyi birbirinden ayırt etmek bilinmeze bir meydan okumadır. Bunu yapmak için, araştırmacılar laboratuvarda geliştirilen ileri derecede yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi tekniklerini kullandılar.

Bu kütle spektrumu, bir elektronunkinin kütleleri yalnızca bir kısmıyla farklı olan molekülleri ayırt etmelerine izin verdi. Bu, bitüm örneğindeki tek tek bileşenden biri değil, onlardan binlerce sayıda olması dikkat çekiciydi.

Ayrıca, kurucu unsurların temel bileşimini de tespit ettiler. Analiz, Taman bitüm numunesinde oksijen içeren maddeler arasında çoğu dört ila dokuz oksijen (O) atomu bulunduğunu ortaya çıkardı.

Sıradan petrol numuneleri, bununla birlikte, iki oksijen atomuna ve üç ya da dört oksijen atomuna sahip olanlardan çok az sayıda bileşik içermektedir.

Petrolün ozona (O) maruz bırakılması, oksitlenmeye yol açar ve oksijen muhtevasına sahip olan amforadan benzer bir madde sağlayarak, Taman numunesinin uzamış oksidasyonun etkisini taşıdığı teorisini destekler.

Oksijen aslında bir molekülün farklı bölümlerinde bulunabilir. Maddenin kimyasal özelliklerini belirleyen bu “bölümler” işlevsel gruplar olarak adlandırılır.

Bilim adamları, numunedeki maddelerin işlevsel gruplarını tanımlamak için, hidrojen döteryum değişim reaksiyonunu kullandılar.

Bu tekniğin arkasındaki prensip; ağır hidrojen olarak da bilinen döteryum (D), yalnızca işlevsel bir grubun parçası olan hidrojen (H) atomların yerini alacaktır.

Bir molekül içinde bir hidrojen atomu için bir döteryum atomunun ikame edilmesi, kütle spektrumu grafiğindeki tepe noktasının kaymasına neden olur.

Eski bitüm örneğinde taze numuneye kıyasla ek bir hidrojen döteryum değişimi olduğu ortaya çıktı. Amforadan alınan numunenin yalnızca bir OH grubuyla değil aynı zamanda bozunma sürecinin ürünü olan iki OH grubu molekülleri içerdiği sonucuna varıldı.

Bu projede ana deneyleri yürüten Skoltech’teki Yuri Kostyukevich, keşif konusundaki görüşlerini paylaştılar:

“Ultra yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi analitik kimyada son derece güçlü bir tekniktir.

Petrokimya, arkeoloji ve tıbba uygulanan bir maddenin moleküler kompozisyonu hakkında değerli bilgiler sağlıyor. Eski bitümlerin analizi, petrolün bin yıl boyunca geçirdiği dönüşümler hakkında çoktan ortaya çıkmıştı. Kütle spektrometrisi sayesinde, antik dünyadaki mal trafiği ve ticaret yolları hakkında yeni bilgiler edinebileceğiz. “

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

You May Also Like

Enerji, Atlantis Kristal Piramitlerinde Gömülü

Okyanus Bilimci Dr. Meyer Verlag, sonar kullanarak iki bin metre derinliğinde dev…

Kayıp Şehrin Gizemi Antik Taş Tabletler Sayesinde Çözüldü

Irak’taki kil tabletlerin keşfi, arkeologların eski bir kayıp şehrin gizemini açığa çıkarmasına…

Yeni Radar Kral Tutankamon’un Lahitindeki Gizli Odaların Yol Haritasını Çıkardı.

Kral Tutankamon’un resimli duvarlar ardındaki gizli odalarının bulunması amacıyla yapılan araştırma kapsamında…

Bilinen En Eski Hayvana Ait Fosil Bulundu

Yeni araştırmaya göre, 558 milyon yıl öncesine ait fosilleşmiş bir yaşam formu…