De invloed van het Cryoturbatie-proces op vuursteen artefacten in Hijken tijdens ijstijden.
Door het Cryoturbatie-proces in de bodem kunnen mogelijk afgeronde ribben op het vuursteen ontstaan en voor machinale slijpsporen worden aangezien, maar ook de artefacten op hun oorspronkelijke locatieomgeving behouden. In Hijken doet zich een vergelijkbare situatie voor. Het cyrubatieproces waarbij artefacten door beweging van de bodem laag voor laag naar beneden zakken is van invloed op de diepte waarop artefacten in de bodem worden aangetroffen. De vuursteen werktuigen van Eemster zakte op een diepte van 60 tot 70 cm in de permavorstlaag.
Het Cryoturbatieproces was van invloed op de diepteligging van de artefacten. In warmere periodes ontdooit de bovenste laag van de bodem, ook wel de actieve laag genoemd, tot een diepte van 50 tot 70 cm. Het ontdooide water kan echter niet doordringen in diepere lagen vanwege het bevroren permafrost. Ondanks deze beperking worden vuurstenen artefacten uit het Moustérien op verschillende dieptes gevonden, variërend van enkele centimeters tot meer dan 100 cm diep. Deze artefacten uit Hijken zijn waarschijnlijk lange tijd ingesloten geweest in de permafrostlaag als gevolg van het Cryoturbatieproces. Dit proces kan gesteente op enkele tientallen centimeters zijwaarts verticaal verplaatsen. Niet op grote afstanden. Als gesteente vast komt te zitten in de permafrostlaag door geleidelijk aanvriezen en de bodem vervolgens voortdurend bevroren is, zal het minder onderhevig zijn aan beweging door Cryoturbatie. De permafrostlaag houdt het gesteente in de onderste laag vast, waardoor verdere verplaatsing wordt voorkomen. In permafrostlagen kunnen gesteenten, zoals vuursteen, onder bepaalde omstandigheden onbeschadigd blijven. Vuursteen heeft een hoge drukbestendigheid ondanks het water absorbeert en is zeer compact en hard. Het heeft te weinig porositeit, waardoor er weinig ruimte is voor ijs om zich in de vuursteen te vormen. Hierdoor kan vuursteen beter bestand zijn tegen de druk die ontstaat door het bevriezen van water in permafrostlagen, wat resulteert in het behoud van de integriteit ervan. Doordat de lagen verticaal zijwaarts naar beneden werden verplaatst, hadden de artefacten minder kans om te botsen met andere harde materialen in de omgeving. Neanderthaler werktuigen zijn tijdens het Weichselien ijstijd op een akker bij Hijken in Drenthe door de neanderthalers achtergelaten dat was ongeveer 45.000 - 50.000 jaar geleden. Tijdens die glaciale periode was de gemiddelde jaartemperatuur vele malen lager dan de huidige jaartemperatuur. Als gevolg van deze lage temperaturen was de bodem voor grote delen van het jaar bevroren. Alleen tijdens de zomer ontdooide de bovengrond. De continu bevroren ondergrond wordt permaforst genoemd. Onder invloed van de lage temperaturen en de permanent bevroren ondergrond zijn diverse karakteristieke bodemverschijnselen ontstaan. Hierdoor kon mogelijk geen hyaliet of windlak ontstaan, de vuursteen korst uit de calcietaders die op het vuursteen aanwezig was kon in duizenden jaren niet verdwijnen en bleef behouden op de vuursteen artefacten. Terwijl ijzer in de bodem mee zakte door het cyroturbatie afhankelijk van de concentratie ijzer afzettingen lokaal, konden artefacten in de verkneding van de permaforstlaag ijzer invloeden krijgen. Maar dit was niet noodzakelijk omdat dit afhankelijk was van de hoogte in de horizont waar de artefacten zich bevonden van de permaforstlaag die aangroeide.
Voor het verblijf op het Drents-Fries keileemplateau, gaf de neanderthaler waarschijnlijk de voorkeur aan een vlakke ondergrond, en bij voorkeur op een stabiele bodem. Het is lastig om comfortabel te wonen op een glooiende heuvel of zachte hellingen. Het is daarom mogelijk dat neanderthalers op zoek gingen naar gebieden bij Hijken, Hoogersmilde en Eemster omdat de bodem en omgeving daar het meest geschikt was. Het onderschatten van deze variabiliteit kan leiden tot een vertekend beeld van de leefpatronen en aanpassingen van Neanderthalers gedurende het Midden-Paleolithicum. Door rekening te houden met de diversiteit van bodemomstandigheden en locaties kunnen we een nauwkeuriger beeld vormen van het leven en de activiteiten van deze neanderthaler gemeenschappen.
Afb.1. Cryoturbatie is een proces dat wordt veroorzaakt door het bevriezen en ontdooien van water in de bodem. Wanneer water bevriest, zet het uit en oefent het druk uit op de bodem, terwijl het ontdooien leidt tot inkrimping. Deze cyclus van uitzetting en inkrimping zorgt ervoor dat bodemlagen worden gemengd en materiaal in de horizonten wordt verplaatst, Dat kan omhoog als meestal omlaag zijn. Een interessant gevolg van Cryoturbatie is dat artefacten, zoals de Vermaning artefacten, op hun oorspronkelijke locatie geconcentreerd de bodem in gaat. En voor een lange tijd ingesloten raakt in de permafrostlaag.
De invloed van het Cryoturbatieproces had mogelijk ook invloed op vorming van hyaliet.
Als de artefacten in de permafrost zijn ingekapseld kan dat de vorming van hyaliet afzettingen tegenhouden. Permafrost is de aanhoudende bevriezing van de bodem en het bevat weinig tot geen vloeibaar water. Silica-oplossingen hebben echter water nodig om te reageren en hyaliet-afzettingen te vormen. Aangezien permafrost de grond volledig bevroren houdt, is er weinig tot geen water beschikbaar voor de reactie die nodig is om hyaliet afzettingen te vormen. Daarom is de vorming van hyaliet in gebieden met permafrost minder waarschijnlijk. De geslagen vuursteen artefacten die door het Cryoturbatieproces in de permaforst laag is opgenomen kunnen daardoor als recentelijk vers geslagen artefacten hun uiterlijk behouden. Het ontbreken van hyaliet in een verzuurde bodem of door permaforst zijn twee onafhankelijke mogelijk heden.
Bij de vorming van hyaliet lost silica (siliciumdioxide) op in water en vormt het silica ionen. Deze opgeloste silica kan vervolgens reageren en condenseren om hyaliet-afzettingen te vormen. In gebieden met permafrost is de bodem volledig bevroren en is er weinig of geen vloeibaar water aanwezig. Omdat de reactie tussen silica en water niet kan plaatsvinden zonder vloeibaar water, is de beschikbaarheid van opgeloste silica beperkt. Hierdoor wordt de vorming van hyaliet afzettingen in permafrostgebieden sterk verminderd. Daarnaast kan de bevroren bodem van permafrost fungeren als een fysieke barrière en voorkomen dat water en opgeloste silica in de diepere lagen van de bodem doordringen. Dit beperkt ook de reactiemogelijkheden en de vorming van hyaliet afzettingen. De veronderstelling dat artefacten die tijdens de zeer strenge vorstcyclus achtergelaten zijn, ingekapseld raakten door ijsafzetting, konden de korte dooicycli niet uit de permafrostlaag los komen. Tijdens de warmere cyclus in het Weichselien, waren modderstromen, ontdooide bodem en smeltwater wel gunstig voor artefacten die niet in de permaforstlaag terecht waren gekomen die konden waarschijnlijk wel de vorming van hyaliet op vuursteen krijgen.
Afb.a. Een voorbeeld van een bodemprofiel. Een bodemhorizont of kortweg horizont is een laag of zone die gevormd wordt door bodemvorming en die zich onder meer onderscheidt van andere lagen door kleur, textuur, structuur en abiotische factoren. Een bodemprofiel kan naast verschillende horizonten ook bestaan uit door afzetting gevormde lagen (geogenese). De horizonten vormen een belangrijk kenmerk voor de bodemclassificatie.
