Брайан Фаган - Археология. В начале

Мы много знаем о древней металлургии, потому что доисторические артефакты в своей микроструктуре хранят следы термической и механической обработки. Эту структуру можно изучать с помощью оптического микроскопа. Каждая мельчайшая частица металла является кристаллом, который формируется по мере отвердевания металла. Их размер и форма могут дать информацию о том, использовались ли сплавы, об условиях охлаждения и типе использованных форм. Сначала древние металлурги использовали чистые металлы, которые можно было легко обрабатывать, но из них получались только мягкие орудия. Затем они научились сплавлять одни металлы с другими для получения более твердых и прочных изделий с более низкими точками плавления.

Основные данные для изучения доисторических сплавов дают фазовыедиаграммы, которые соотносят температуру и состав сплава, показывая сравнительную растворимость металлов при соединении с другими металлами. Фазовые диаграммы разрабатываются при контролируемых условиях в лабораториях и скорее отражают идеальные условия. При изучении предмета под оптическим микроскопом исследователи часто отмечают различия в химическом составе, такие как сердцевинная древоподобная структура, характерная для литых медно-оловянных сплавов. В металлах есть нерастворимые частицы, которые могут дать ключи к пониманию процедур плавления и информацию об используемых рудах. Энергодисперсионный рентгеновский спектрометр и сканирующий электронный микроскоп используются для идентификации таких частиц. Этот впечатляющий набор аналитических средств дал археологам возможность изучить, как в течение 6000 лет экспериментирования привели человечество от простых манипуляций с породами к производству стали приблизительно в 1000 году до н. э. Объективы микроскопов зафиксировали достижений этих тысячелетий и открыли нам триумфы и разочарования древних кузнецов.

Древнейшие металлические орудия изготавливались методом холодной ковки меди. Такие предметы были достаточно обычными в азиатских селениях еще до 6000 года до н. э. Постепенно люди начали плавить медь. Возможно, они смогли достичь достаточных температур с помощью существовавших методов обжига глины в печах. Медь обычно расплавляли и помещали в формы или чушки внутри самой печи. Медная металлургия широко распространилась около 4000 года до н. э. Европейские кузнецы работали с медью на Балканах еще в 3500 году до н. э. В отличие от высококачественного камня и железа медные руды встречались редко и концентрировались в определенных районах. Обычно, но не непременно, в медь добавлялось олово, которое встречалось еще реже. В Новом мире обработка меди была хорошо развита среди ацтеков и инков. Архаичные племена, обитавшие в районе озера Верхнее (США и Канада), разрабатывали залежи медной руды на южных берегах озера; от архаичного периода до Вудленда этим металлом оживленно торговали и ковали из него артефакты холодным способом (рис. 11.12).

Рис. 11.12. Барельеф головы человека, выполненный на медной пластине, возможно, портрет. Культура Миссисипи. Приблизительно 1100 год н. э.

Настоящий прорыв произошел в медной металлургии в середине 4-го тысячелетия до н. э., когда кузнецы Юго-Западной Азии обнаружили, что они могут улучшать свойства меди посредством добавления в нее другого металла — мышьяка, свинца или олова. Возможно, первые сплавы появились в то время, как они пытались получить иной цвет или текстуру меди при изготовлении украшений. Но вскоре осознали преимущества сплавов, позволившие получать более твердые и прочные артефакты, к тому же легче подвергавшиеся обработке. Есть основания считать, что в течение какого-то времени они экспериментировали с пропорцией олова, но первые бронзы содержали от 5 до 10 % олова (10 % — оптимальный вариант для твердости). Необычайное развитие металлургических технологий произошло в 3-м тысячелетии до н. э., возможно, частично благодаря развитию письменности и расширению торговли сырьевыми материалами. К 2500 году до н. э. были известны и регулярно использовались практически все типы металлургических явлений, за исключением закаливания стали. Возможно, что использование сплавления олова стимулировало торговлю, поскольку этот металл достаточно редок, особенно в Юго-Западной Азии. После 2000 года до н. э. выработка бронзы достигла своего пика в Северном Китае (Чанг — Chang, 1984).

Украшенные золотом захоронения завораживают многих людей, но на самом деле такие археологические находки очень редки. Однако золото действительно играло очень важную роль в демонстрации престижа и использовалось для украшений во многих доисторических сообществах. Так, Тутанхамона иногда называют «Золотым фараоном»: его усыпальница изобиловала эффектными золотыми находками (Ривз — Reeves, 1990). Захоронения правителей моче под саманной платформой в Сипане на северном побережье Перу, относящиеся к 400 году н. э., свидетельствуют о замечательных богатствах этой пустынной цивилизации. У обернутой в саван фигуры священника-воина из золота были глаза, нос, забрало, голова покоилась на золотом подголовнике (см. рис. 1.4). Сотни маленьких золотых и бирюзовых бусинок украшали правителя Сипана, на груди у него было шестнадцать золотых дисков размером с серебряный доллар. Там встречались золотые головные уборы с перьями и замысловатые украшения для ушей, у одного из воинов имелась подвижная дубинка (Элва и Доннан — Alva and Donnan, 1993). Более поздние племена сикан и чиму прибрежного Перу являлись замечательными золотых дел мастерами доколумбовой Латинской Америки (см. вставку «Памятники»). Ацтеки и инки также были талантливыми мастерами, их замечательные изделия отправляли в Европу и переплавляли для королевских сокровищниц в XVI веке (Хозьер — Hosier, 1995).

В своем натуральном виде золото редко образует соединения. Оно встречается в виде самородков или золотого песка. Точка плавления золота приблизительно такая же, что и у меди, поэтому для его обработки не требовалось особой технологии. Золото легко оббивается в тонкие листы без отжига — нагревания и охлаждения для устранения хрупкости. Доисторические мастера часто использовали такие листы для обертывания деревянных предметов, например статуэток. Они также отливали золото, использовали методы аппликации и делали сплавы с серебром и другими металлами. Золото обрабатывалось в Юго-Западной Азии столь же давно, как и медь, вскоре оно стало ассоциироваться с царскими почестями. Во многих частях Америк и Старого Света золотом торговали в виде песка, украшений и бус.

Мастерам бронзового века железо, безусловно, было известно. Любопытство, не более того, ведь явного применения ему не было. Они знали, где искать руды, как придавать форму предметам из железа ковкой и нагреванием. Но ключевой процесс в производстве железа — это науглероживание, при котором железо превращается в сталь. В результате получается более твердый объект, намного тверже бронзы. Железный объект науглероживается посредством нагревания в тесном контакте с углем в течение значительного периода времени. Растворимость углерода в железе очень низка при комнатной температуре, но резко увеличивается при температурах свыше 910 °C, которые можно было легко достичь при наличии угля и хороших кузнечных мехов, имевшихся во времена бронзового века. Именно эта технология привела к широкому распространению железных технологий в восточной части Средиземноморья, по крайней мере, к 1000 году до н. э. (Мюли и Уэртайм — Muhly and Wertime, 1980).

Железные орудия иногда находят на некоторых памятниках, относящихся еще к 3000 году до н. э., но похоже, что широкое распространение плавка получила не ранее 2-го тысячелетия до н. э. Сначала использование железа было случайным, предметы из металла были диковинкой. Орудия из железа не были обычными приблизительно до 1200 года до н. э., к этому времени относятся оружейные находки из железа в захоронениях в восточном Средиземноморье. Новый металл распространялся медленно, частично из-за трудностей, связанных с плавкой. Возможно, что его широкое распространение совпало с периодом крушения торговых путей в восточной части Средиземноморья в результате падения нескольких основных царств, среди них царство хеттов, после 1200 года до н. э. Лишившись олова, кузнецы обратились к его более доступному заменителю — железу. Вскоре его использовали для изготовления орудий, и крупномасштабное употребление было отмечено племенами гальштата в континентальной Европе в VII веке до н. э. (Коллис — Collis, 1997).

В 1990–1992 годах археолог Изуму Шимада с группой исследователей проводил раскопки пирамиды Хуако Лоро в долине Ламбайек на северном побережье Перу. Там они изучали малоизвестную культуру сикан, последовавшую за процветавшим в этом регионе государством Моче. В северной части пирамиды археологи раскопали склеп, который представлял из себя усыпальницу площадью 3 квадратных метра, находившуюся в основании вертикальной шахты, уходившей на глубину 10 метров в глиняную породу реки.