|
База данных
Для того, чтобы разобраться в истории древней металлургии и ее особенностях, нужно на что-то опираться. Но что имеется в нашем распоряжении?..
Прежде всего – это древние изделия из металла. До весьма недавнего времени как раз изделия из металла служили историкам основной эмпирической базой для рассуждений о ранних этапах металлургии. Именно для рассуждений, поскольку преимущественно все сводилось к теоретическим размышлениям о том, из чего и как было создано то или иное изделие. Причем в своих выводах историки опирались чаще всего лишь на внешние особенности конкретного артефакта и простые логические соображения, которые выстраивались на базе имеющихся данных о доступности тех или иных источников металла и о его общих физико-химических характеристиках (температура плавления, твердость, ковкость, возможность взаимодействия с другими элементами и прочее).
Естественно, что выводы, полученные в результате таких теоретических рассуждений, всегда вызывали законные сомнения в их достоверности (заметим в скобках, что в дальнейшем обоснованность этих сомнений во многом получила подтверждение). Ведь теория – это только теория…
Ситуация несколько улучшилась в ХХ веке, когда появилась возможность такого исследования химического состава металлических артефактов, которое не сопровождалось повреждением или даже полным уничтожением самих артефактов. Это дало возможность для получения новой информации и позволило продвинуться вперед в понимании ранних этапов металлургии.
Однако на первых этапах исследования состава изделий не имели необходимой точности. Вдобавок, металлические артефакты обладают целым рядом особенностей, которые существенно затрудняют получение корректных данных об их создании.
Во-первых, сами изделия – даже при известном химическом составе – чаще всего крайне мало могут сказать о том, из чего именно они были получены, и еще меньше о том, какие металлургические технологии применялись при их изготовлении. В частности, когда металл выплавлялся не из одной конкретной руды, а из смеси различных руд, что в древности практиковалось довольно часто.
Во-вторых, подавляющая часть металлов активно взаимодействуют с внешней средой. Пожалуй, тут лишь золото находится в «привилегированном» положении, крайне неохотно вступая в химические реакции с другими веществами. Все остальные металлы довольно активны с химической точки зрения, что приводит к коррозии изделий и заметному изменению их состава (при достаточном количестве времени ).
Рис. 18. Золото лучше всего противостоит коррозии (частный музей в Лиме, Перу)
А в-третьих, поняв, что металлы можно плавить, человеку легко было сделать следующий шаг и додуматься до вторичного их использования, пуская отработавшие свой век изделия на переплавку. Естественно, что подобное вторичное использование металлов получило широкое распространение с древнейших времен. По изделиям же, прошедшим переплавку, практически невозможно определить, как именно, когда, где, из каких руд и с помощью какой технологии получен исходный металл, ведь в ходе переплавки его химический состав может очень серьезно измениться.
В частности, это сводит на нет попытки сколь-нибудь строгой датировки металлических изделий. Непосредственно металл не датируется – прямых методов определения времени его выплавки нет. Теоретически, можно было бы использовать для датировки радиоактивный углерод, который неизбежно в каком-то количестве должен был попадать в металл в процессе плавки – ведь древняя металлургия базировалась на использовании древесного угля, содержащего необходимый для этой методики изотоп углерода. Однако вторичная плавка в этом случае путает все карты, поскольку в ходе нее в металл также попадает какое-то новое количество радиоуглерода, что существенно искажает результаты исследований по данной методике.
Некоторое время назад были популярны попытки определять время создания металлических изделий по внешнему стилистическому сходству их формы и деталей орнамента (по аналогии с тем, как сейчас археологи классифицируют древние культуры по находимой керамике). Но этот способ с самого начала вызывал серьезные сомнения в его обоснованности, поскольку практически не учитывал фактор обмена и торговли между различными территориями, а также культурного влияния соседних народов друг на друга. После же получения на основе данного способа «датировки» целого ряда явно абсурдных выводов, он себя практически дискредитировал, и сейчас к нему мало кто прибегает.
Поэтому ныне металлические изделия если и датируются, то лишь по косвенным признакам. Чаще всего – на основе датировок найденных с ними по соседству артефактов из других материалов. Но и такой метод вызывает законные сомнения в его корректности и точности. Ведь металлический предмет мог быть реально изготовлен не только в другом месте, но и задолго до того, как оказался рядом с другими артефактами. Он мог длительное время, скажем, передаваться из поколения в поколение или переходить из рук в руки в качестве военного трофея, тем более что металлы в древности очень ценились – в том числе из-за сложности процедуры их получения.
Да и вообще датировка артефактов по принципу «соседства» сродни тому, что археологи далекого будущего дату на вывеске в современной антикварной лавке автоматически распространили бы и на все предметы, обнаруженные ими в этой лавке…
Рис. 19. В антикварной оружейной лавке
Другая категория объектов, которые могут дать нам информацию о развитии металлургии, – древние шахты. Само их наличие уже указывает на использование металлов местным населением. А по составу добываемых руд можно сделать некоторые выводы и об использованных в то время металлургических технологиях. Однако и этот источник информации имеет целый ряд существенных недостатков.
Во-первых, заброшенные шахты быстро разрушаются и оказываются засыпанными в результате воздействия обычных эрозионных процессов. Вследствие этого обнаружить древние шахты не так-то просто.
Во-вторых, на ранних этапах металлургии люди имели возможность «снимать сливки», то есть использовать самые легко доступные и богатые залежи руд, оставляя после себя то, что для них не представляло особой ценности, а ныне – при более развитых технологиях – является «лакомым куском» для горнорудной и металлургической промышленности. Поэтому многие древние шахты просто прекратили свое существование из-за добычи руд на этом же месте в недавнем прошлом или даже в наши дни.
В-третьих, редко когда какое-то месторождение разрабатывалось лишь в течение короткого периода. Гораздо чаще археологам приходится сталкиваться с тем, что какой-то конкретный рудник эксплуатировался достаточно долго, а иногда и с большими перерывами между отдельными периодами его разработки. Поэтому определить, когда именно здесь начали добывать руду, бывает крайне не просто даже при обнаружении в шахтах брошенных инструментов или каких-то других предметов.
И в-четвертых, состав добываемых руд дает лишь ограниченную и косвенную информацию о древней металлургии. Строго говоря, он может только очертить круг минимальных требований к уровню использовавшихся металлургических технологий, да и то весьма приблизительно.
Рис. 20. Древний золотой рудник на территории Грузии
Весьма немало информации непосредственно о технологиях получения металлов могут дать остатки древних металлургических печей. Но для археологов подобные находки, увы, не столь уж частое явление. Проблема в том, что на заре металлургии печи чаще всего сооружались из весьма недолговечных материалов и до нашего времени просто не сохранились. Достаточно сказать, что в Старом Свете до сих пор не найдено ни одной древней печи, сохранившейся в более-менее целостном состоянии. Обнаруживаются, как правило, только остатки оснований и нижних частей конструкций, и исследователям приходится лишь мысленно «достраивать» верхние части металлургических печей на основе собственных предположений и обычной логики.
Впрочем, даже при обнаружении каких-то остатков конструкций далеко не всегда удается отличить металлургическую печь от обычной. До недавнего времени, например, предполагалось, что металлургическое назначение печи можно выявить по глубине прокаливания грунта. Это предположение базировалось на той идее, что для выплавки металлов требовалась высокая температура в печи – существенно выше, чем, например, для обычного приготовления пищи. Однако проведенные исследователями древней металлургии Урала эксперименты по выплавке металла из руд показали, что в реальности по глубине прокаливания грунта между металлургической и обычной печью практически нет никакой разницы.
«Одним из наиболее интересных результатов экспериментальных работ являются полученные данные по археологизации металлургических объектов. Исследованные металлургические комплексы таких поселений, как Синташта и Аркаим, не содержали значительных скоплений шлака, мусора, а поды печей не были прокалены более чем на 3 сантиметра. Это противоречило имевшим у нас место представлениям о неизбежности мощных прокалов и развалов прокаленных блоков. В реальности металлургическое производство оказалось сравнительно чистым. Значительные шлаковые скопления могут образоваться лишь там, где были специализированные площадки и мусор долго не убирался. Прокалы же, несмотря на высокие температуры, остаются очень незначительные. Причем цвет их варьируется от черного до красного, в зависимости от состава прокаливаемого грунта. Черные же прокалы при археологических раскопках часто идентифицируются как углистый слой. Стенки печей обычно получают серо-коричневую окраску и при разрушении неотличимы от остального культурного слоя. Поэтому металлургической печью может оказаться любое незначительное слегка прокаленное углубление. Единственным способом его идентификации, как показали предпринятые нами промывки грунта, заполняющего теплотехнические сооружения, является обнаружение таким способом мелких сопутствующих остатков: капель меди, незаметных кусочков руды и шлака, мелкодробленых кальцинированных костей. При их наличии можно с уверенностью относить исследуемое сооружение к разряду металлургических» (С.Григорьев, И.Русанов, «Экспериментальная реконструкция древнего металлургического производства»).
Говоря другими словами, надежно выявлять печи, которые использовались именно для выплавки металла, можно лишь по сохранившимся остаткам и отходам металлургического производства, которые и сами-то порой обнаружить не так-то просто. По этим причинам многие древние металлургические печи заведомо оказались вне внимания археологов, принявших их за обычные печи для приготовления пищи или обжига гончарных изделий…
Рис. 21. На раскопках поселения древних металлургов
Именно остатки и отходы металлургического производства дают максимальное количество исходной объективной информации для восстановления истории металлургии. Это не только готовые изделия и слитки, оставшиеся на местах древних поселений металлургов, но и обломки керамических тиглей (сосудов, в которых осуществлялась выплавка металла), остатки различных руд, инструменты для размельчения руды и обработки металла, а также шлаки, образовавшиеся в процессе выплавки металла и выброшенные мастерами за ненадобностью.
Для анализа состава руд, выплавленных из них металлов и образовавшихся при плавке шлаков ныне используются самые разные методы, названиями и описаниями которых загружать здесь читателя я не буду. Это практически все методы и технологии, которые составляют арсенал современных минералогов, геологов и других специалистов, в той или иной мере соприкасающихся с металлургическим производством. Приведу лишь одну очень важную, на мой взгляд, мысль, высказанную одним из исследователей истории металлургии, имеющим громадный опыт в этой области.
«…в настоящее время не существует какого-либо одного метода, который бы безусловно решал поставленные проблемы, и применение всех возможных методик неизбежно, если мы, конечно, стремимся к корректному результату» (С.Григорьев, «Проблема рудной базы, использования флюсов и организации производства в древней металлургии Южного Урала»).
Эксперимент проверяет теорию
Достаточно очевидно, что историки и археологи не могли самостоятельно задействовать весь арсенал аналитических методов, который необходим для исследования артефактов, связанных с металлургическим производством. Не та у них подготовка. И им неизбежно пришлось привлекать соответствующих специалистов, которые уже по самому роду своей деятельности не были «чистыми» гуманитариями (как археологи и историки), а являлись представителями естественных наук – технарями. А технари – своеобразные люди. Среди них всегда найдутся те, кому мало только что-то изучать и исследовать – им надо еще и попробовать!.. То, что называется – пощупать своими руками!..
Действительно, сбор аналитических данных и выстраивание на их основе каких-либо теорий – дело, конечно, важное и нужное. Но теория – это только теория, и она нуждается в проверке. А проверкой для теории может служить лишь практика. В том числе – эксперимент. И совершенно логичным результатом вовлеченности технарей в задачу по восстановлению истории освоения человеком металлов стало появление такого направления как экспериментальная металлургия.
«Вероятно, самый ранний эксперимент в изучении древней металлургии распорядился провести около ста лет назад граф Вурмбранд. Его рабочие-металлурги в простейшем горне диаметром полтора метра использовали древесный уголь, обожженную руду и в процессе плавки улучшали условия горения слабым нагнетанием воздуха. Через двадцать шесть часов они получили приблизительно двадцатипроцентный выход железа, из которого выковали различные предметы» (Р.Малинова, Я.Малина, «Прыжок в прошлое: Эксперимент раскрывает тайны древних эпох»).
Рис. 22. Действующая модель древней металлургической печи
В первой половине ХХ века проводились эксперименты, которые в основном были связаны с выплавкой железа, что соотносится историками с уже довольно поздними стадиями освоения металлов человеком. И для этого имелись вполне естественные причины. Во-первых, база археологических находок по ранним эпохам в тот период была существенно более узкой, нежели в настоящее время, и исходного фактологического материала было крайне мало. Во-вторых, имелись труды античных авторов, в которых сохранились описания некоторых деталей древних металлургических технологий, а античность – время активного перехода человечества в век железа. И в-третьих, технология выплавки железа долгое время практически не изменялась. Достаточно сказать, что еще буквально несколько сотен лет назад в Европе для выплавки железа использовали обычные сыродутные печи, мало чем отличавшиеся от древних своих аналогов. Поэтому у экспериментаторов была уверенность в том, что относительно недавние описания металлургического процесса, которые имелись у авторов периода уже средневековья, давали им вполне адекватные данные и о более древних временах.
Впрочем, некоторые одиночные эксперименты касались все-таки более ранних этапов металлургии и были связаны с получением из руды меди и бронзы.
«В 1910 году историк металлургии Гоулэнд загрузил в плавильную печь пирог, состоящий из древесного угля, малахита, оловянной руды (касситерита) и известковых добавок. Получив таким образом бронзу, Гоулэнд счел, что его эксперимент достоверно воспроизводит процесс открытия бронзы в древности. Само же открытие он приписал случайной удаче» (С. Иванова, «Металл: рождение для цивилизации»).
Еще в начале ХХ века австрийский исследователь М.Мух проверил возможность получения меди в костре из медных сернистых руд – главным образом халькопирита. А в 1938 году английский ученый Коглен провел серию экспериментов по выплавке меди из малахита. Эксперименты этих двух исследователей дали весьма важные результаты, и мы чуть позже к ним вернемся…
Рис. 23. Эксперимент по древней металлургии Урала
Всплеск экспериментальных исследований по выплавке меди и бронзы – то есть по более ранним этапам древней металлургии – пришелся на конец ХХ века. Этому благоприятствовало сразу несколько обстоятельств. Прежде всего – существенно пополнился круг археологических находок по ранней металлургии. Во-вторых, расширялись геологические изыскания, что позволило использовать их результаты по рудной базе конкретных территорий для изучения древних очагов металлургии. И в-третьих, в это же время активно развивались и совершенствовались как непосредственно аналитические методы исследований, так и используемая в них аппаратура. Параллельно расширялся и сам ассортимент аналитических методов, которые исследователи применяли для изучения древних артефактов. Все это вместе существенно пополняло ту базу корректных «исходных данных», которые были необходимы экспериментаторам.
В нашей стране, по вполне понятным и естественным причинам, значительное развитие экспериментальная металлургия получила на Урале и в его окрестностях, ведь именно здесь было обнаружено большое число древних поселений с признаками металлургической деятельности их обитателей (см. далее).
Первоначально экспериментальные исследования выполняли лишь вспомогательную роль – они использовались для проверки тех теорий и гипотез, которые выдвигались историками и археологами по результатам аналитических исследований древних артефактов. И на этом пути экспериментальные исследования достигли весьма немалых успехов – был развенчан целый ряд мифов, которые ранее господствовали в представлениях историков и археологов, и на анализе которых мы остановимся чуть позднее.
Однако этим дело не ограничилось, и ныне можно констатировать, что экспериментальная металлургия стала особым (и в определенной степени самостоятельным) направлением в науке со своими специфическими особенностями, задачами и методами.
«…если на первых этапах наших работ в области эксперимента это занятие выглядело скорее игрой, то впоследствии мы сориентировались на целенаправленное получение информации. Причем для этого вовсе не обязательно получать в ходе эксперимента медь или изготавливать сосуды. Зачастую неудачные опыты дают в информационном плане значительно больше. Гораздо эффективнее отрабатывать отдельные узлы проблемы, иногда целенаправленно идя на бракованную плавку» (С.Григорьев, И.Русанов, «Экспериментальная реконструкция древнего металлургического производства»).
И в этом нет ничего удивительного, ведь в эксперименте отрицательный результат – тоже результат…
Рис. 24. Отрицательный результат – тоже результат
Следует лишь учитывать, что экспериментальная металлургия не дает точного и ясного ответа, какие именно технологии и приемы использовали древние мастера. Скорее наоборот – она способна определить, какие приемы и методы они не использовали или не могли использовать. Таким образом экспериментальная металлургия лишь сужает перечень вероятных, а не строго определенных технологий.
Историки и археологи не любят работать в условиях вероятностей, когда вместо однозначного ответа имеется целый ряд возможных решений, но для технарей это как раз наиболее привычное и даже естественное состояние…
Источник: lah.ru.
Рейтинг публикации:
|
