Прыжок в прожлое. Эксперимент раскрывает тайны древних эпох - Рената Малинова

Множество прекрасных сосудов, где перейден рубеж, отделяющий простое ремесло от искусства, и… целый ряд тайн, каким образом некоторые из них изготовлялись, оставили нам и гончары древнего мира. Удалось экспериментально повторить древнеегипетские сосуды с черной кромкой и красным корпусом. Сосуды из окисножелезистой глины, обожженные докрасна в открытом огне, экспериментаторы натирали красноватой охрой и полировали. После сушки размещали их в перевернутом виде в горне, кромками погружая в опилки. Проволочный каркас предохранял горшки от контакта с дровами, которые горели сорок пять минут. После охлаждения вынули хорошие копии египетских образцов. Столь же удовлетворительные результаты достигались и тогда, когда еще влажные горшки покрывали слоем красноватой охры, разглаживали их каменными голышами, высушивали и обжигали в горне. Пока сосуды были еще красными, их кромками погружали в слой опилок.

Иную загадку загадали нам древнегреческие и древнеримские гончары. Греческая керамика часто черного цвета, римская же отличается красным оттенком. Для обеих характерен безупречный блеск, который некоторые ученые принимали за стекловидный облив — глазурь. Римская керамика, которую называют terra sigillata, что означает «маркированная глина», пользовались популярностью от последних десятилетий до нашей эры вплоть до конца античности. Древние гончары выделывали ее в итальянских мастерских, позднее и в провинциальных мастерских. Оттуда она попала к нам, и вы можете увидеть е в наших музеях. Археологи ее любят за то, что марка, мастерской позволяет датировать изделие с точностью до одного десятилетия. Эксперименаторы обнаружили, что из содержащихся в керамической массе каолинита, монтмориллонита, иллита (это глинистые минералы) и мусковита (слюда) именно слой с минералом под названием «иллит» обеспечивает сильный блеск. После этого открытия археологов уже не удивляло то обстоятельство, что самые богатые находки terra sigillata концентрируются именно в областях, где глины содержат иллит. А загадка черного и красного цветов? Для внимательных читателей она, собственно говоря, уже не является загадкой. Греческую черную керамику древние гончары обжигали в восстановительной среде, красная terra sigillata — продукт тех горнов, в которых мог проникать воздух. Кстати, эту тайну — как обжечь красивые красные и абсолютно черные сосуды — знали уже шесть тысячелетий назад гончары, культуры моравской крашенной керамики.

16. Производство металлов. Когда плавится камень?

— Вот тебе и нынешнее воспитание, — назидательно произнес Янечек. — А если иной раз скажешь что-нибудь сыну, отвечает: «Вы, батя, этого не понимаете, теперь другие времена, другая эпоха… Ведь и костяное оружие, говорит, еще не последнее слово: когда-нибудь материал». Ну, знаешь ли, это уж слишком: разве видел кто материал крепче камня, дерева или кости! Ты хоть и глупая баба, а должна признать: что… что… ну, что это переходит все границы.

Карел Чапек. О падении нравов (из сб. «Апокрифы»)

Сейчас мы просто не в состоянии представить нашу жизнь без металлов. Мы привыкли к ним настолько, что по крайней мере подсознательно противимся — и в этом подобны процитированному выше герою доисторической эпохи — всяким попыткам заменить металлы чем-нибудь новым, более выгодным. Нам хорошо известно, с каким трудом в некоторых отраслях пробивают себе дорогу более легкие, более долговечные и более дешевые материалы. Привычка — это железный корсет, но и он, будь он из пластика, был бы все-таки более удобным. Впрочем, мы перескочили пару-другую тысячелетий. Первые потребители металла вообще не подозревали, что будущие поколения поставят их открытие в ряд с самыми выдающимися вехами на пути экономического и технического развития — с возникновением земледелия и с промышленной революцией XIX столетия.

Открытие, вероятно, состоялось — как это иногда случается — в результате какой-то неудачной операции. Ну, например, так: доисторическому земледельцу потребовалось пополнить запас каменных пластинок и топоров. Из кучи заготовок, лежавшим у его ног, он выбирал камень за камнем и умелым движениями отбивал одну пластину за другой. А потом в его руки попал какой-то блестящий угловатый камень, от которого, сколько он ни бил по нему, ни одна пластинка не отделялась. Более того, чем усерднее он дубасил по этому бесформенному куску сырья, тем больше тот начинал походить на лепешку, которую в конце концов можно было мять, крутить, вытягивать в длину и свивать в самые удивительные формы. Так люди впервые познакомились со свойствами цветных металлов — меди, золота, серебра, электрона. При изготовлении первых, очень простых украшений, оружия и инструментов им было достаточно самого распространенного технического приема каменного века — удара. Но эти предметы были мягкими, легко ломались и затуплялись. В таком виде они не могли угрожать господству камня. А кроме того, металлы в чистом виде, поддающиеся обработке камнем в холодном состоянии, в природе встречаются крайне редко. И все-таки новый камень им понравился, поэтому они экспериментировали с ним, комбинировали приемы обработки, ставили опыты, думали. Им пришлось, естественно, пережить много неудач, и прошло очень много времени, прежде чем им удалось открыть истину. При высокой температуре (ее последствия они хорошо знали по обжигу керамики) камень (который мы сегодня называем медью) превращался в текучее вещество, принимавшее вид любой формы. Инструменты могли обрести очень острую режущую кромку, которую к тому же можно было затачивать. Сломанный инструмент не надо было выбрасывать — достаточно было его расплавить и снова отлить в форме. Потом они пришли к открытию, что медь можно получать обжиганием различных руд, которые встречаются куда чаще и в большем объеме, нежели чистые металлы. Конечно, они не узнали с первого взгляда металл, скрытый в руде, но эти ископаемые, несомненно, привлекали их своей пестрой окраской. А когда к этому после длинного ряда случайных, а впоследствии сознательных количественных экспериментов прибавилось открытие бронзы — твердого золотистого сплава меди и олова, длившееся миллионы лет господство камня пошатнулось в само своем основании.

В Центральной Европе медные изделия впервые появились в единичных случаях на закате неолита, несколько чаще они встречались в энеолите. Однако уже раньше, в седьмом — пятом тысячелетиях до н. э., более развитый Ближний Восток начал получать медь плавкой пригодных для этой цели окисных (куприт), карбонатных (малахит), а позднее и сульфидный руд (медный колчедан). Самой простой была плавка окисных руд, полученных из выветрелых медных месторождений. Такие руды можно при температуре 700–800 град. восстановить в чистую медь:

Cu2 O + CO → 2Cu+CO2

Когда древние литейщики прибавили к этому продукту олово (вспомним о египетском рецепте), возник сплав, который по своим свойствам далеко превосходил медь. Уже полпроцента олова повышает твердость сплава в четыре раза, 10 процентов — в восемь раз. Одновременно снижается точка плавления бронзы, на пример при 13 процентах олова почти на 300 °C. Отрылись врата в новую эпоху! За ними мы уже не встретим то старое однородное общество, где каждый делал почти все. Изготовлению предмета из металла предшествовал долгий путь — поиски рудных месторождений, добыча руды, плавка в плавильных ямах либо печах, разливка в изложницы; все это требовало целого комплекса специальных знаний и навыков. Поэтому среди ремесленников начинается дифференциация по специальностям: горняки, металлурги, литейщики и, наконец, торговцы, род занятий которых необходим остальным и потому ими высоко ценится. Не каждый мог успешно заниматься всем комплексом столь сложной деятельности. Со многими неудачами и трудностями столкнулись и современные экспериментаторы, когда попытались повторить некоторые технологические приемы доисторических металлургов и литейщиков.

Сергей Семенов обнаружил трассологическим методом и экспериментально подтвердил тот факт, что на заре бронзовой эры люди использовали для добычи и дробления руд весьма грубые каменные орудия из гранита, диорита и диабаза в виде мотыг, дубинок, наковален и дробилок.

Плавку малахитовой руды экспериментаторы опробовали в небольшом углубленном горне без использования воздушного дутья. Горн они высушили и обложили каменными плитами таким образом, что возникла круглая амбразура с внутренним диаметром около одного метра. Из древесного угля, использовавшегося в качестве топлива, в горне сделали конусообразное сооружение, в середину которого положили руду. После нескольких часов горения, когда температура открытого пламени достигала 600–700 °C, малахит расплавился до состояния оксидической меди, то есть металлическая медь не образовалась. Аналогичный результат был достигнут и в следующей попытке, когда вместо малахита использовали куприт. Причина неуспеха заключалась, по всей вероятности, в избытке воздуха в горне. Новый тест с малахитом, накрытым перевернутым керамическим сосудом (весь процесс протекал так же, как и в предыдущих случаях), принес в итоге медь губчатого вида. Небольшое количество цельной меди экспериментаторы получили лишь тогда, когда малахитовую руду перед плавкой раздробили. Сходные опыты были проведены в Австрии, альпийские руды которой имели огромное значение для доисторической Европы. Однако в печь экспериментаторы нагнетали воздух, благодаря чему достигли температуры 1100 °C, которая восстанавливала окислы в металлическую медь.