你好，这是本兔的第篇推送。
首先，请不要报警，这是一篇正经的学术推送。
早在一年前，我就说过，如果老专家这篇文章发出来，那么一定好好地吹他：
而现在，老专家的文章不仅收到了enthusiastic的review，而且online大半年了。
首先分析一下文章的标题：高（high）温（temperature）高温（pyro）工业：对以色列一个拜占庭晚期-伊斯兰早期（公元7世纪）的陶窑的宏观和微观考古研究。“高温”的重复使用更显示了温度确实很高……而其中的微观考古方法恰好在最近的翻译文章中都介绍过了，所以正是讲这篇文章的大好时机。
复习资料自取
6.3植硅石中包含的信息
12.3碳酸钙的红外光谱及晶体有序度
12.7植硅体（二氧化硅）的红外光谱
12.8黏土的红外光谱与受热温度
有人可能不服，怎么发现个陶窑都能发篇SCI？要知道老专家的陶窑有什么独特，就需要和已知的正常的陶窑比较一下。例如一些典型的中国新石器时代陶窑：
半坡陶窑（图片来自崔剑锋老师）
以色列拜占庭时代陶窑：
TelYavneh陶窑和原地堆积的陶器(Langgutetal.)
而老专家的陶窑的直观印象：
不管你看没看出来，反正我第一眼看上去：不就是个垃圾堆么，那么老专家是如何从这个垃圾堆里看到陶窑的？正如作者写的那样，这是一个宏观和微观考古综合研究得出的结论。
宏观考古研究
遗址所处时空背景
TelQatra/Gedera遗址位于以色列中部，位于一个台地（Tel）上，靠近现代城镇Gedera。坐落在连接港口城市（Gaza，Ashkelon，Ashdod）和内陆的古代道路上。靠近水源，附近有一条叫Soreq的河。遗址从青铜时代至今一直有人类居住，但是地表暴露的遗存主要是拜占庭时期（公元4-7世纪），说明这个时期遗址规模最大。拜占庭帝国论疆域非常广阔，以色列在其中只是几个边陲小镇。但是由于拜占庭帝国以基督教为国教，而以色列又是耶稣基督的老家，所以从欧洲大陆过来朝圣的信徒很多，以及神圣土地的葡萄酒卖往欧洲的销量也很好。有一种陶器叫加沙罐（Gazajar，不是夹砂罐），方便长途运输，相传是装葡萄酒的容器。因为主要在加沙附近生产，故名。以色列博物馆藏加沙附近出土的马赛克图案，骆驼背上驮有若干Gaza罐，商人手里的葡萄应该暗示他是个葡萄酒商人。（Fuksetal.）
这种容器在公元4-6世纪有大量发现，后来可能是年后欧洲受到瘟疫打击购买力下降，或者7世纪holyland伊斯兰化之后就不怎么产酒了，于是乎这种运输酒的容器也就越来越少，取而代之的另一种陶器叫袋形罐（bag-shapedjar），不方便长途运输，陶器专家们认为主要做存储使用。加沙罐（A）和袋形罐（B），Fuksetal.
所以加沙罐和袋形罐可以认为是两个时代（公元年前后）的典型器物，可以先粗浅地按照高领袋足鬲和联裆鬲来理解。为什么我一个不懂陶器的人要扯这么多陶器呢？主要是想先挖个坑，请读者猜一下老专家的陶窑里面烧的是哪种陶器。遗址遗迹及分布
为了配合现代城市扩张的基建工作，经过两年的抢救性发掘，遗址上揭露了不同时期的各种遗存，非常丰富。年老专家带着我们在这里田野实习的时候，就有当地的八卦小报来采访。隐约可见正在给老专家采的+样品测坐标的中国劳工标题可以说是很魔幻了……大概意思就是这里有一个年前的陶器作坊（显然说的不是老专家那个，which只有年），周边有很多冷水或热水的水池和浴室，以及棋牌室供工人悠闲娱乐，连对员工友好的谷歌都应该从这里学到些什么标题上方导语中的Mancala是西亚北非很流行的一种游戏，老专家尝试跟我解释了一下怎么玩但是我并没能听懂，感觉有点像下跳棋。我们工地确实出土了一个，图片还没有正式发表，估计他们留着发大文章呢，我就先不给各位看了，放一张员工友好的谷歌来的图吧。下面是遗址的平面图，每个格子是5m×5m，可见发掘规模是很大的。具体的遗迹我就标在图里了，不同颜色代表了不同时期的遗存：蓝，拜占庭早期（公元4-5世纪）；紫，拜占庭（公元4-7世纪）；橙：拜占庭晚期（公元6-7世纪）；绿：拜占庭-伊斯兰过渡时期（公元7世纪）。遗址上除了老专家的陶窑之外，还有若干其它的陶窑。在遗址东北部有三个圆形的，红砖砌成的，大概是罗马时期（公元2-3世纪）；遗址西北部有两个，拜占庭早期（公元4-5世纪）。这些都是有建筑形态保存的，一般稍微受过些训练的发掘者都能认出来的陶窑。老专家的陶窑主要是通过研究上图中的那条黑线代表的剖面、以及黑色的X标记的那个5×5的方而发现的。陶窑剖面地层分析
下面是陶窑所在的南北向剖面，左边是南，两个比例尺，横着的0.5米，竖着的1米。其中的数字是碳十四测年的采样点，对目前的讨论不是很重要。那年夏天有包括老专家和我导师在内的四大导师，带着十几个学生在这里田野实习。身长1米5的我导师说，这个剖面需要个儿高的人，于是老专家责无旁贷地带着几个比较高的学生在这里工作，这才有了一个陶窑，换另外三个组可能还真发现不了。
经过一番火眼金睛的宏观观察，按照堆积的形态、土质、土色以及包含物情况，老专家将剖面划分为不同的堆积单位：
最明显的应该是一个用石头堆起来的圆形结构，是伊斯兰早期偏晚阶段（公元8-10世纪）的储存装置（Silo）。其次是两个晚期的灰坑，Pit1和Pit2，就是图上很灰的那两个，都打破了陶窑，属于晚期遗存。
最南边是层状的动物骨骼堆积，大概有两米厚，图上的LayeredDeposit，正文部分也有时候叫southernbonedeposit，它也被灰坑Pit2打破，并且图上的3号碳十四标本也是骨头，而3号标本上方的红色堆积属于陶窑，可见这个层状的骨头堆积和陶窑是被叠压与叠压的关系，也就是说它比陶窑年代早。画面最前方是一片马赛克地面（MosaicFloor），小方块铺得很整齐，也被陶窑叠压，应该是属于一个早期建筑或者水池。
说完了早期和晚期的堆积，可以看一下陶窑的主要结构。从马赛克地面往上看，有一个叫下层堆积（LowerDeposit，LD）的东西，主要是细颗粒灰色沉积物，中间夹着若干层陶片堆积。它的上方是上层陶片堆积（UpperSherdDeposit，USD），包含大量的陶片，其中有加沙罐最晚的一种类型，以及袋形罐，还有碗等陶器。而这些不同种类的陶器材质和器壁厚度都非常接近，并且很多碎片可以拼合，这些证据都指向这些陶器可能是同窑烧造，确切地说就在这个（只有老专家才能看到的）陶窑里烧的。在USD的两侧是北部轮廓堆积（NorthernConfiningDeposit，NCD）和南部轮廓堆积（SouthernConfiningDeposit，SCD），都是红色的黏土，构成了陶窑的顶部轮廓。以上就是宏观的地层学观察结果，老专家发明的若干缩写虽然有点魔性，但是确实可以节省很多笔墨，所以后面我会一直用USD，NCD之类的简hei称hua。目前这个陶窑看上去是这样的：USD是放陶器的地方，所以有大量陶片残留，LD是烧火的地方，所以有大量灰烬残留，NCD和SCD是以前的顶，现在塌了。USD中的陶片。1-5，加沙罐；6，袋形罐；7-13，盆和碗
老专家一出手，不仅发现了一个陶窑，还是个高领袋足鬲和联裆鬲同窑烧造真的很厉害。当然我们不能也只凭形状和想象，重要的是如何证明这些堆积形态确实对应了陶窑的这些结构，就需要使用一些科技分析手法了。微观考古研究
陶器烧制温度
红外光谱可以用于鉴定黏土是否经历受热，以及温度如何。老专家的得意门生之一做过相关的研究，并讨论了不同温度下的红外光谱变化（Bernaetal.7），老专家在自己的专著microarchaeology中也有描述。但是不同地区的黏土由于成分不同，所以受热的变化可能也不同，因此对每一个遗址最好都能采集当地的黏土做专属的标准光谱。于是老专家就跑到遗址旁边那条叫Soreq的河床去挖了一些黏土回来，交给了我这个马弗炉民工，我把它们晾干，然后分成等份，对它们加热不同的温度，分别测红外，就得到了这个遗址的黏土随温度变化的标准光谱，如下图（b）。同时由于陶器是黏土烧制的，因此陶器的黏土主峰位置也可以帮助大致估算陶器的烧制温度，于是老专家从USD中取了7片陶片，测量其红外光谱，如下图（a）。根据上图（b），-之间两个小峰在℃开始消失，对应黏土结构中的结晶水的丢失。而在℃有一个重新出现，说明沉积物中的CaCO3已经开始分解，并且有Ca(OH)2生成，而处主峰的位置也是随着温度升高逐渐向左移动。这两点基本上与Berna（7）的观察是一致的，不同的是处的峰并不像Berna的蒙脱石样品那样消失。而（a）是老专家分析的7篇陶片，根据主峰的位置可以大致判断它们的烧成温度都在℃以上，而7片陶片又分成两组，有两片（）高于其它5片（）。当然老专家也非常严谨地指出，陶器烧制的时间超过马弗炉加热实验的4个小时，并且陶土中可能包含其它助熔剂，所以这里的烧制温度只是一个估计。植硅体分析分析完USD的陶片之后，是LD中的灰色粉末。下面是一张放大了的LD的图片，可以更清楚地看到老专家所描述的灰色粉末沉积，中间夹杂着若干层陶片（箭头所示）。下图是灰色粉末在光学和电子显微镜中观察的结果。其中a和b是光学显微镜平面偏振光观察，确认这个灰色粉末的主要成分是植硅体，c是b在正交偏光下的成像，正常情况的植硅体是非晶态，在正交偏光下是什么都看不到的，但是图c中明显地看到植硅体有和b一样的形状，说明它的状态已经发生了变化，转化为晶态的方石英（cristobalite），而这一转化通常需要℃以上的高温。d和e是扫描电子显微镜图像，这个样品来自LD中一些炉渣附近。d感觉不太对劲，扫描电镜一般都是色盲，看什么都是灰的，而且比较立体，这里却很平面，而且还半透明。e中可以看到其中很多植硅体都发生了形变，说明它们发生了局部的熔化。f和g是现生的普通小麦植硅体在平面偏振光下的显微图像。选择小麦是因为考古样品植硅体形态和它最为接近。f经过℃加热，而g经过℃加热。可以看到LD中的样品（a）与℃加热的（g）是更加接近的，那些小黑点是植硅体中包含的有机物经高温炭化而形成。灰色粉末的红外光谱如下图所示，与之比较的是两个标准光谱，蛋白石是非晶态二氧化硅，是植硅体的常见形态，而方石英是晶态，植硅体经历℃以上的高温会转化成这种形态。可见样品与方石英的光谱更加相似，处的峰是鉴定方石英的重要标志。这与岩相显微镜在正交偏光下的观察相互印证，都证明了LD中的植硅体经历了℃以上的高温。此外-之间，以及处的峰表明样品中含有碳酸钙。下面是对植硅体形态类型的定量分析。首先，单位质量的沉积物中植硅体的数量非常高，几乎是纯的植硅体。其次，多细胞植硅体非常多，有一些非常大，由多个细胞构成，说明这些沉积物并没有受到太多扰动或是搬运。其次是植硅体形态的对比，作者分析了来自LD的两个样品（HQG和HQG），以及两个现代小麦灰化的样品（分别加热至℃和℃）。两个现代样品的主要区别在于树枝形dendritic和波浪形sinuate，高温样品有更多的树枝形和更少的波浪形。而考古样品和现代样品相比，考古样品有更多来自叶片的植硅体，而现代样品更多来自谷壳。方解石晶体无序度根据老专家的另一个得意门生的博士论文，不同成因的方解石晶体有不同的原子秩序，而这种原子秩序体现在它们的红外光谱中，具体说来是峰和峰的相对高度。Regev博士也发表了一些典型的方解石晶体的标准曲线，如下图的三条线：而其中的点，是老专家从这个剖面上采集的样品。蓝色点是大部分样品，落在木灰的曲线附近；黄色和紫色方解石晶体秩序与蓝色样品相当，区别是它们包含植硅体，黄色点包含蛋白石和方石英，紫色点包含蛋白石但不含方石英；绿色点是11个高度无序的样品，全部来自LD；另外还有两个白色的点，也是高度无序，但是既不含蛋白石，也不含方石英。如果说有什么规律的话，大概就是不存在高度无序+蛋白石的组合？因为高度无序的方解石是反复加热形成的，这样的样品或者不含植硅体，或者部分转化为方石英。再次证明了LD曾经温度很高。不要问我红色点是什么，问就是两个审稿人都没问肯定不重要。炉渣LD中有一些熔化的炉渣，如下图左：发现炉渣的位置（白色箭头所示），在紧邻SCD的下方。将其打磨并置于扫描电镜下观察，如右图所示，可见其多孔的结构。其中有一个黑色的"O"不是它的孔，而是进行元素分析的位点。元素分析显示70%的氧，20%的硅，3%钠，以及其他钾、铝、钙、镁等元素。与植硅体（SiO2·nH2O）的成分相似，说明它们是植硅体熔化形成。金属离子可能起到了助熔剂的作用，降低熔化的温度。炉渣的红外光谱，无定型二氧化硅，与上方蛋白石的红外光谱基本一致。局部热点
NCD和SCD附近有一些局部黑色的沉积物（下图1号箭头），而在它仅仅几厘米之外的沉积物（下图2号箭头）就看上去没有异常。
在两个箭头所示位置分别采集样品，红外光谱如下图
显然，根据-之间的峰的存在与否，峰的存在与否，以及/峰的位置，可以得出a是一个经过加热的黏土样品，而b是完全没有受热的样品，说明在NCD和SCD附近有一些局部的热点。有的热点是体现在高温黏土，而还有的热点富含植硅体，于是形成了炉渣。
老专家根据这些热点，认为这个大的剖面上有一个陶窑的炉膛。
Thisis
