Черноусов П.И., Мапельман В.М., Голубев О.В.

Металлургия железа в истории цивилизации

конспект

«Когда варвар, продвигаясь вперед, шаг за шагом, открыл самородные металлы и научился плавить их в тигле и отливать в формы; когда он …создал бронзу; и, наконец, когда еще большим напряжением мысли он изобрел горн и добыл из руды железо – девять десятых борьбы за цивилизацию было выиграно». - Генри Льюис Морган

Периодизацию истории человечества принято осуществлять на основе достижения цивилизацией определенного материального уровня развития, т.е. типа орудий труда и идущих на их изготовление материалов. Эта, общепринятая в настоящее время естественноисторическая периодизация, была предложена в 1816 г. Христианом Юргенсом Томсеном – удачливым датским коммерсантом и известным филантропом, получившим всемирную известность в качестве знатока древней истории человечества.

Особая заслуга Томсена состоит в последовательной систематизации археологических находок: распределяя их в хронологическом порядке, в зависимости от материала, из которого они были изготовлены, Томсен пришел к следующему делению антропогенной истории на три периода – «века»: каменный, бронзовый и железный. После того, как в конце XIX в. выдающимся французским химиком Пьером Бертло было установлено, что наиболее древние из известных металлических изделий были изготовлены не из бронзы, а из меди, к хронологической таблице был добавлен еще один век – «медно-каменный», и она приняла хорошо известную современную форму.

В западной исторической терминологии в последние годы получил распространение термин «рабочий металл», предложенный английским археологом-металловедом Энтони Снодграссом, т.е. металл, выполняющий на данном этапе развития цивилизации основные технологические функции. Таким образом, согласно общепринятой строгой естественноисторической классификации мы, т.е. человечество, живем в настоящее время в железном веке, поскольку именно железо и его сплавы являются основным рабочим материалом современной цивилизации.

Нетрудно заметить, что многие важнейшие революционные события в развитии цивилизации хронологически совпадают, а часто и определяются освоением новых металлургических технологий, новых металлов и сплавов. Так, например, нельзя не обратить внимание на то, что начало собственно металлургического производства, связанного с освоением выплавки меди в специально устраиваемом для этого агрегате «волчьей яме» хронологически соответствует появлению предписьменности, т.е. началу общения между людьми посредством абстрактных символов. Появление колесных повозок непосредственно следует за освоением производства первых мышьяковых бронз. По мнению большинства ученых-историков, переход к новой социальной организации человеческого общества – патриархату явился прямым следствием развития его производительных сил, что выразилось в освоении производства изделий из бронзы и перехода от медно-каменного века к бронзовому. Наконец, современная структура общественно-экономических отношений, основанная на денежном обращении, сложилась в привычном для нас виде в начале латенского периода железного века, когда железо собственно и стало основным металлом цивилизации. Таким образом, не будет большим преувеличением сказать, что история человеческой цивилизации в последние 10–12 тыс. лет по существу определяется развитием металлургии.

РРР: Обобщенный вывод правильный, но аргументы слабоваты. Письменность притянута за уши, и утверждение о ней весьма спорно. Равно как и о некоем «переходе к патриархату».

Одним из определяющих условий начала производства металла являются знания о минералах, данный металл содержащих. Эти минералы должны быть заметны, обращать на себя внимание, как своеобразным внешним видом, так и некими специфическими свойствами, которые древний человек мог использовать, в том числе и в архаичных термических процессах. Отметим, что все минералы железа, которые подробно рассматриваются ниже, подобными внешними данными и свойствами обладают в полной мере.

… в древности люди хорошо знали многие минералы и умели использовать их свойства. Доказательством тому служат обнаруженные археологами на многих стоянках древнего человека острейшие кремниевые и обсидиановые ножи и наконечники стрел, топоры и молотки из нефрита и яшмы, рисунки на стенах пещер, сделанные минеральными красками.

Древнейшие из дошедших до наших времен сведения о камнях и опыте их использования содержат и письменные источники: древнеегипетские папирусы, индийский эпос (XI–X вв. до н.э.), китайские хроники (XX в. до н.э.). В древнем китайском сочинении «Сан-Хэй-Дин» («Сказание о горах и морях»), написанном на костяных, деревянных инефритовых пластинах и датируемом ХХ в. до н.э. описаны цвет, твердость, плавкость, и поисковые признаки 17 минералов, в том числе всех основных рудных минералов железа…

Гетит (α-Fe³⁺О(ОН)) (гидрогетит, лимонит, бурый железняк)

Этот экстравагантный минерал получил свое название в честь И.В. Гете – гениального поэта, а, кроме того, выдающегося натуралиста и знатока минералов. По-видимому, именно он, во всем многообразии его проявлений и стал первой рудой, из которой люди научились извлекать железо.

На земной поверхности железо в двухвалентной форме медленно выщелачивается из горных пород почвенными и речными водами, содержащими растительные гумусовые кислоты. На лугах и других открытых местах, в насыщенной кислородом воде озер оно окисляется до трехвалентного и осаждается в виде нерастворимого гетита, образуя «озерные», «луговые» и «дерновые» руды. Отсюда происходит еще одно название гетита – лимонит – от греческого слова «леймон», что значит «мокрый луг» или «болото».

Строго говоря, лимонит это не минерал, а смесь различных минералов – гидроксидов железа, из которых главным и является гетит. По существу лимонит – «природная ржавчина», откуда (за характерный ржаво-бурый цвет) происходит другое его название «бурый железняк». Именно в болотах, озерах и на морском мелководье возникают необычные на вид лимонитовые руды. Лимонит таких руд напоминает бобы или мелкие птичьи яйца. Поэтому широкое распространение получили такие названия лимонита, как «бобовая руда» или «гороховый камень».

Однако и это еще не полный перечень проявлений гетита: и пачкающие руки рыхлые охры, и лаково черные гроздья и почки, и каскады сосулек, и нежно бархатные покровы и подушечки в трещинах и пещерах, и блестящие веера и алмазно-черные, либо рыжие иголочки и волоски в кристаллах аметиста – все это гидроксиды железа, то есть, все это гетит или гидрогетит. Кроме того, гетит распространен в виде «бурой стеклянной головы» – красивых сферолитовых корок с лаково-черной поверхностью.

О том, как добывали лимонитовую железную руду наши предки, повествует, например, известный карело-финский эпос «Калевала»:

…в болоте, под водою

Распростерлося железо…

Для себя защиты ищет

В зыбких топях и болотах

И в протоках быстротечных…

Из болот железо взяли,

Там на дне его отрыли,

Принесли его к горнилу.

Гематит (Fe₂O₃)

Гематит – минерал с великолепными внешними данными – красивой формой, сверкающими гранями, прекрасным, от стального до железно-черного цветом, с тем особенным красноватым оттенком который отчетливо выделяет гематит среди похожих на него минералов. Современное название этого минерала впервые встречается у Теофраста (древнегреческого естествоиспытателя и философа, жившего в 372–287 гг. до н.э. и написавшего трактат «О камнях»). Оно происходит от греческого слова «гэма» – кровь, что связано с вишневым или сургучно-красным цветом порошка минерала, как и синонимы гематита – «кровавик», «красный железняк». Еще один старинный синоним гематита – «железный блеск». Кристаллы гематита обладают высокими твердостью и плотностью, сильным полуметаллическим блеском, вишнево-красным цветом. Особые блестящие кристаллы таблитчатой формы раньше называли «спекуляритом», а тонкопластинчатые, иногда собранные в параллельные пакеты, – «железной слюдкой».

Весьма распространены сферолитовые коры гематита; в старину немецкие горняки называли их «Roter Glaskopf» – «красная стеклянная голова». Несравненно реже встречается другая форма расщепления кристаллов гематита – «железная роза», где пластинчатые кристаллы располагаются наподобие карт в развернутой колоде. Ценятся «железные розы» наравне с самыми дорогими минералами. Знаменитые образцы происходят из Швейцарских Альп (Сен-Готард), хрусталеносных пещер приполярного Урала и Памира. Всемирной славой пользуются кристаллы и друзы гематита с острова Эльба, воспетые еще римским поэтом Вергилием. Гематит встречается также в плотных массах, в своеобразных порошковых выделениях («железная сметана»), а больше всего – в виде зернистых вкраплений в различных породах. В значительных количествах он выделяется при вулканических процессах. Известен факт, когда в 1817 г. при извержении Везувия всего за 10 суток образовалась метровая толща гематита.

Плотный гематит – великолепный минерал для вырезания различных фигурок. Именно от гематита происходи слово «гемма», обозначающее резной камень. В Древнем Египте и Вавилоне резной гематит широко использовался в качестве украшений, в Древней Греции резные камни на свой лад выполняли функции замков и ключей. Все то, что мы привыкли запирать, греки запечатывали личной печатью. Для изготовления таких печаток с углубленным изображением использовались чаще всего гематит и халцедон.

Другой сферой применения гематита была медицина. Знаменитый медик античности Диоскур называл гематит в числе пяти главных камней для врачевания (наряду с янтарем, лазуритом, нефритом и малахитом). Гематиту приписывалась способность заживлять кровоточащие раны, врачевать болезни мочевого пузыря и венерические заболевания.

Тонкий порошок гематита «крокус» в древности использовался для полировки золотых и серебряных изделий. Надо отметить, что абразивные свойства минерала, в отличие от медицинских, не потеряли своего значения и по сей день.

Однако, по-видимому, первым предназначением гематита стало его применение в виде минеральной краски. Древнейшая находка гематитовых красок в человеческих погребениях датируется примерно 40 тыс. лет до н.э.

Вообще, практически все известные человечеству фрески каменного века, созданные 15–20 тыс. лет назад, написаны красными и коричневыми оксидами и гидроксидами железа. Таковы изображения бизонов Альтамирской пещеры (Испания), оленей пещеры Фон-де-Гом (Франция), мамонтов Капской пещеры (Сибирь), антилоп, быков и охотников в Тассили (Алжир).

Красная гематитовая краска – мумия – являлась обязательным компонентом мумифицирования у древних египтян (откуда и происходит ее название). Амулеты из гематита в строго определенном порядке укладывались между бинтами мумий фараонов.

Вплоть до Средневековья единственной желтой краской была охра. Она изготовлялась путем смешивания гематита с мелом. Лучшими охрами эпохи античности считались аттические, а также добываемые на островах Скирос и в Ахайе (Балканы). Позднее краску желтого цвета стали изготавливать из смеси оксида свинца с суриком.

…удивительные кристаллы кровавика («камня скорпиона») находили особое применение в Средневековой магии. Только при наличии на пальце перстня с кровавиком средневековый маг мог дерзать вызывать к общению духов умерших.

Сидерит (FeCO₃)

Еще одним претендентом на звание первого рудного минерала железа в истории человечества является сидерит. Его природные проявления являются, пожалуй, наименее эффектными среди других железных руд. Они представляют, как правило, почки, конкреции или оолитовые (шаровидные) текстуры многочисленных коричнево-желтых оттенков.

Название минерала происходит от греческого слова «сидерос» – железо (которое, в свою очередь обозначает также звезду, т.е. железо это звездный металл – металл, приходящий с неба).

Существует, однако, и другая версия происхождения слова сидерос, получившая распространение в последние десятилетия. Согласно этой версии греческое «сидерос» имеет кавказское происхождение от корня «сидо», что означает «красный». Важным обстоятельством, подтверждающим эту версию, является общепризнанный факт, говорящий о том, что родиной рудного железа является Малая Азия, откуда посредством легендарного народа кузнецов – халиберов, о железе узнали и древние греки. Отсюда же происходит еще одно название минерала – халибит. Другие распространенные названия: гирит, флинц, железный шпат, белая руда.

Пирит и марказит (FeS₂)

Название «пирит» происходит от греческого слова «пирос» – огонь, огнеподобный. Удар по нему рождает искры, поэтому в древности кусочки пирита служили идеальным кресалом. Свое второе имя «колчедан» минерал получил в XVI в. – оно было присвоено пириту выдающимся немецким ученым Агриколой (Георгом Бауэром) и также имеет греческие корни, поскольку происходит от названия греческого полуострова Халкидики, богатого различными рудами. Впоследствии название «колчеданы» распространилось и на весь класс сульфидов, подобных пириту, а собственно пирит стали называть железным или серным колчеданом.

Желтый цвет пирита иногда маскируется бурой или пестрой побежалостью, поскольку он часто содержит примеси мышьяка, кобальта, никеля, реже – меди, золота, серебра.

Самым характерным в облике минерала является форма его кристаллов – чаще всего это куб. Самый крупный из известных кристаллов пирита, размером 50 см по ребру был найден близ города Ксанти в Северо-Восточной Греции. В Древней Индии кристаллы пирита выполняли роль амулета, защищавшего от крокодилов.

В природе пирит широко распространен и очень заметен. Он буквально бросается в глаза золотистым цветом, ярким блеском почти всегда чистых граней, четкими кристаллическим формами. По этим причинам пирит известен с глубокой древности. Цветом и блеском он напоминает латунь, и даже золото, за что заслужил когда-то снисходительное прозвище «кошкино золото». Еще ярче блестит полированный пирит. Из полированного пирита делали зеркала древние инки. Древнейшими известными месторождениями пирита являются Рио-Тинто и Новохун (Испанские Пиренеи), Рио-Марина (остров Эльба), Уральские горы.

Удивительным свойством пирита является замещение его кристаллами в восстановительной обстановке органических останков. При этом образуются эффектные окаменелости: пиритизированные раковины, куски древесины и даже целые фрагменты стволов и других частей растений и пр. Процесс замещения может идти очень энергично: в известном случае «фалунского человека» тело рудокопа, погибшего в глубокой (свыше 130 м) выработке, было полностью замещено пиритом всего за 60 лет. При этом полностью сохранился внешний вид человека. Возможно, отсюда и происходит знаменитая легенда о «каменном госте», известная у многих народов мира.

Марказит имеет тот же химический состав, что и пирит, но иную кристаллическую структуру и встречается гораздо реже пирита. В античные времена пирит и марказит отождествляли. Немецкие горняки позднего Средневековья, называя оба этих минерала серными колчеданами, все же выделяли марказит в особую разновидность «копьевидный», «лучистый», «гребенчатый» колчедан.

Лишь в 1814 г. выдающийся минералог Гаюи убедился в том, что марказит – особый минерал, а в 1845 г. австрийский минералог В.К. Хайденгер составил его первое научное описание и закрепил название «марказит». Древнее арабское «марказит» первоначально обозначало также пирит, сурьму и висмут. Ювелиры до сих пор называют пирит «марказитом».

Магнетит ( Fe²⁺Fe³⁺₂O₄)

Магнетит очень тяжелый минерал, обладающий полуметаллическим «тусклым» блеском, железно-черного цвета, с синей или радужной побежалостью. Для магнетита характерны черно-серые кристаллы.

По одной из легенд, как сообщает римский ученый Плиний, магнетит был назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас свое стадо на одном из малоприметных плоскогорий в Фессалии и вдруг его посох с железным наконечником и его подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора сложенная сплошным серым камнем. Именно магнитность является редчайшим среди минералов отличительным свойством магнетита.

О магнетите писали многие ученые и поэты древнего мира и Средневековья: Аристотель посвятил ему специальное сочинение («О магните»), Лукреций и Клавдиан описывали в стихах («…у железа магнит заимствовал жизнь и сила железа пищею служит ему…»), в сказках «Тысяча и одна ночь» рассказывается о магнитной горе среди моря, сила притяжения которой была столь велика, что выдергивала гвозди из кораблей, которые тут же разрушались и тонули.

Изучая таинственную силу магнитного железняка, древнегреческий философ Фалес из Милета писал: «…магниту, как и янтарю, присуще некое подобие души…». Однако реальное применение магниту, по-видимому, впервые было найдено в Китае, где во II в. до н.э. был изобретен компас. Древнейшие из известных компасы в странах Востока имели вид маленькой тележки, на которой сидел железный человечек и указывал протянутой рукой на юг.

Таким образом, задолго до открытия металлов, минералы железа привлекали к себе внимание человека и широко им использовались. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что «случайное» открытие способа выплавки железа из руды было хорошо подготовлено всей предыдущей историей развития цивилизации.

РРР: Сугубая схоластика. Так можно сказать в отношении практически всех металлов, поскольку те или иные свойства какой-либо руды могли использоваться в любое время. Но отсюда не значит «подготовленность» человечества к открытию именно самого металла, входящего в состав этой руды.

По современным представлениям первыми металлами, с которыми мог познакомиться древний человек, являются, так называемые «самородные», к наиболее распространенным из которых относятся золото и медь. Серебряные самородки встречаются в природе значительно (в 20–30 раз) реже, чем золотые и медные, кроме того, они обладают менее привлекательным и ярким блеском, вследствие чего серебро вряд ли может претендовать на роль «первого» металла человеческой цивилизации.

Правда, по мнению некоторых исследователей, эту роль мог сыграть и металл неземного происхождения, а именно метеоритное железо, которое могло привлечь внимание наших предков не только внешним видом, но и характерными явлениями, сопровождающими падение метеорита.

Независимо от того, какой из упомянутых металлов был первым, привлекшим внимание человека, несомненно, что на протяжении эпохи «тесаного камня» у наших предков было достаточно времени для овладения примитивными методами металлообработки, т.е. прежде всего, приемами ковки (пластической деформации) металлов в холодном состоянии.

РРР: Продолжительность времени еще не означает наличия какого-то «аргумента» в пользу открытия металлургии человеком.

Отметим, что не только благородные металлы могут в земных условиях присутствовать в самородной форме. Известно, что в виде чистого металла в природе обнаруживается железо, а также и такие экзотические металлы как цинк или алюминий.

Самородное (теллурическое, от латинского слова «теллус» – земля) железо встречается в виде мелких листочков и чешуек, вкрапленных в горные породы, чаще всего в базальт. Оно может также образовывать небольшие сплошные кусочки неправильной формы. В ХХ в. самородное железо находили, например, на острове Диско вблизи побережья Гренландии, в Германии (у города Кассель), во Франции (в департаменте Овернь), в США (в штате Коннектикут).

Теллурическое железо всегда содержит значительные количества никеля, а также примеси кобальта, меди и платины (от 0,1 до 0,5 % (масс.) каждого элемента), оно, как правило, очень бедно углеродом.

Различают два вида теллурического железа: аварит (содержание никеля до 2,8 % (масс.)) и джозефинит (до 50 % (масс.) и более никеля). Самородное железо хорошо поддается ковке и, в принципе, могло бы использоваться древним человеком, если бы не его исключительная редкость.

Известны также находки самородного чугуна (сплава, содержащего от 3 до 5 % (масс.) углерода), например, на островах Русский (на Дальнем Востоке) и Борнео, а также в бухте Авария-Бэй (Новая Зеландия), где самородный чугун был представлен минералом когенитом – железоникелькобальтовым карбидом (Fe, Ni, Co)₃C. Теллурическое железо или чугун, по современным представлениям, могли образоваться при взаимодействии высокотемпературной расплавленной магмы с каменным углем или при подземных пожарах угольных пластов на поверхности их контакта с железной рудой.

Собственно металлургическое производство, т.е. процесс извлечения (экстракции) металлов из руд, берет свое начало в эпоху «неолитической революции» (10–6 тыс. лет до н.э.), когда человечеством была освоена технология термической обработки изделий. Первыми такими изделиями были керамические, а первым термическим агрегатом – костер без принудительного дутья, обеспечивающий температурный уровень 600–700 °С. С этого момента начинается постепенный рост температурного потенциала цивилизации, т.е. температурного уровня термообработки изделий и извлечения металлов из руд (рис. 1.3).

Нетрудно заметить ступенчатый характер кривой роста температуры, что можно объяснить следующим образом. Скачки в ходе кривой объясняются освоением и внедрением в производство новых более совершенных термических устройств, пологие участки монотонного медленного увеличения потенциала связаны с постепенным усовершенствованием конструкции уже известных агрегатов.

Температуры, необходимые для экстракции некоторых металлов из руд и термомеханической обработки основных материалов и металлов древности, иллюстрируются диаграммой, представленной на рис. 1.4. Ее данные говорят о том, что для производства того или иного материала человечеством должен быть достигнут определенный прогресс в развитии конструкций термических устройств и технологии термообработки. В табл. 1.2 представлены основные термические устройства (печи) и уровень температур, который они обеспечивали.

Однако достижение определенного температурного потенциала не является достаточным условием для производства нового материала (металла) и изделий из него. Необходимо выполнение еще нескольких условий:

• знания о минералах, содержащих извлекаемые металлы, или о минералах, использование которых совместно (в виде шихты, представляющей собой совокупность твердых сыпучих материалов, загружаемых в металлургический агрегат) позволяет получить металл (сплав) с необходимыми свойствами;
• конструкция агрегата должна предусматривать не только обеспечение необходимой температуры, но и условия для восстановления металла из его рудного минерала (как правило, оксида);
• наличие навыков и умений механической и термической обработки вновь получаемых металлов или материалов для придания им соответствующего товарного вида и потребительских свойств.

РРР: А еще нужно придумать и сделать соответствующие инструменты, конструкции, механизмы и прочее-прочее-прочее…

Исходя из вышесказанного, наиболее вероятным представляется постепенное «открытие» новых материалов и металлов для цивилизации первоначально в качестве побочных продуктов или отходов уже освоенных ранее производств. Так, например, первые капли – «корольки» – меди или железа могли быть получены в процессе обжига керамических изделий, для окрашивания которых применялись их легковосстановимые (легкоразлагаемые) минералы: медьсодержащие глины различных зеленых оттенков с вкраплениями минералов малахита, азурита, куприта или железосодержащие глины различных красно-коричневых оттенков, окраска которых обусловлена присутствием таких минералов как гематит или лимонит. Железистые или медистые шлаки с вкраплениями корольков металла могли также получаться в процессах производства глазури или обработки комплексных руд при выплавке из них серебра или свинца. Таким образом, процесс постепенного освоения цивилизацией новых металлов и материалов можно наглядно представить следующей схемой (рис. 1.5).

РРР: Именно стремление втиснуть все в рамки сугубо естественного процесса приводит к подобной – довольно сомнительной и даже абсурдно выглядящей – версии. При обжиге ведь краски не превращались в слитки какого-либо металла. В лучшем случае они меняли свой цвет, переходя в состояние глазури или эмали (что между прочим требовало соответствующих добавок в краску, которые в плавильном деле не используются !!!).

Ключевым моментом изложенной выше гипотезы является многократная повторяемость технологического процесса получения того или иного вида продукции и, соответственно, тех или иных отходов производства, которая не могла не обратить на себя внимание древнего мастера.

РРР: Краска с керамики в отходы не уходит. Она остается на керамике. Тут вообще отходов нет – за исключением лишь брака, на котором тоже слитков металла не образуется.

В пользу этой гипотезы говорят также еще два обстоятельства: во-первых, практически все основные материалы цивилизации длительное время не получали широкого распространения при производстве орудий труда, являясь материалом для изготовления мелких (как правило, ювелирных) изделий; во-вторых, большинство разрабатываемых в древности месторождений, являлись полиметаллическими и шлаки, находимые в районах этих месторождений (места добычи и обработки металлов в то время совпадали), соответствуют хронологической последовательности производства «медь → серебро и свинец → железо», а не наоборот.

РРР: Хронологию тут стоит поставить под большой вопрос. Вдобавок, логичнее было бы эту последовательность (если она все-таки имела место быть) поставить в зависимость от технологических возможностей уже непосредственно металлургии так таковой, а не привязывать ее к каким-то краскам.

Таким образом, близкое общение человека с металлами насчитывает не менее 12 тыс. лет, однако древнейшие археологические находки металлических предметов имеют существенно менее почтенный возраст.

Древнейшие изделия из золота и меди найдены в Египте и Малой Азии и датируются VII тыс. до н.э. Они представляют собой бусинки, колечки и подвески. В Малой Азии обнаружены также шлаки от плавки медной руды.

Древнейшими изделиями из свинца считаются найденные в Малой Азии при раскопках Чатал-Хююка бусы и подвески и обнаруженные в Ярым-Тепе (Северная Месопотамия) печати и фигурки. Эти находки датируются VI тыс. до н.э. К тому же времени относятся и первые железные раритеты, представляющие собой небольшие крицы, найденные в Чатал-Хююке.

Старейшие серебряные изделия обнаружены на территории Ирана и Анатолии. В Иране их нашли в местечке Тепе-Сиалк: это пуговицы, датируемые началом V тыс. до н.э. В Анатолии, в Бейджесултане, найдено серебряное кольцо, датируемое концом того же тысячелетия.

РРР: Авторы приводят данные, которые как раз указывают на ошибочность их версии. Разрыв между железом и медью минимален. Железо и свинец вообще одновременны, хотя температурные условия их выплавки принципиально отличаются. А серебро почему-то появляется вообще позже железа!.. Все это указывает лишь на то, что нельзя по одиночным находкам употреблять понятия «раньше-позже» к развитию технологий. И абсолютно не исключает вообще версию одновременного освоения разных технологий.

Разница в несколько тысячелетий между предполагаемым знакомством человека с металлами и известными их раритетами, по мнению специалистов, объясняется чрезвычайной редкостью и высокой ценностью металлических изделий в те далекие времена, что не позволяло помещать их в захоронения даже самых уважаемых членов общества.

РРР: Этим разница не объясняется, а нивелируется!..

Однако, с точки зрения проблемы использования ресурсов, вышеупомянутое обстоятельство можно оценить и по-другому. Понятно, что вопрос об отходах металлургического производства имеет такой же возраст, как и сама металлургия. Рано или поздно металлические изделия теряли свои потребительские качества, даже в те времена, когда они использовались только в виде украшений. Но в отличие от предметов из камня и керамики, разрушение которых было необратимым, металлические изделия могли быть восстановлены. Таким образом, с освоением технологий экстракции и металлообработки, человечество вступило в эпоху принципиально новых производственных отношений – в эпоху глобального рециклинга ресурсов.

Для овладения технологией широкого кустарного (в современном понимании этого слова, а для эпохи Древнего Мира – промышленного) производства бронзы человечеству понадобилось не менее двух тысяч лет, а для железа – от трех до пяти тысяч (в зависимости от того, какие археологические раритеты принимать во внимание). В результате началом железного века большинством ученых считается время около 1200 г. до н.э.

РРР: Дело скорее не в сложности технологий добычи (ведь артефакты практически одновременны), а в наличии соответствующих технологий для использования добываемых металлов. Нефть была известна с древнейших времен и даже использовалась в качестве примитивного топлива, но ее широкая добыча началась лишь с открытия процесса крекинга, то есть с появлением технологии, которая сделала этот природный объект выгодным для такого широкого использования.

Причина долгого освоения технологии изготовления из ковкого железа орудий труда с потребительскими свойствами, превышающими качественные характеристики бронзовых изделий, заключается в сложности процесса насыщения углеродом (т.н. «осталивания» или «цементации») их поверхности. Процесс изготовления изделий из осталенного ковкого железа был длительным и трудоемким. Многочисленные исследования последних лет экспериментально доказали, что для получения науглероженного слоя, толщиной в 5 мм, необходимо было выдерживать предмет в восстановительной среде (как правило, в закрытом сосуде, где изделие или железная полосовая заготовка перекладывалась рогами и копытами животных), в течение не менее 9 ч. и при температуре более 900 °С.

РРР: А можно объяснить и по другому – не было необходимости широко внедрять сложный процесс, когда в достатке была более легко получаемая бронза. Тут вполне можно провести параллели с изменениями технологий добычи той же нефти – от простых скважин, из которых нефть прет давлением сама, к искусственной накачке скважин водой для поднятия давления, а затем и к сланцевой нефти; равно как и со значительным смещением в сторону использования попутных газов…

Период с 1200 до 500 гг. до н.э. получил название «галльштатского» или раннего железного века. Его название происходит от небольшого городка Hallshtatt в Австрии, вблизи которого в середине ХХ в. профессорами Феттерсом (Австрия) и Шаабером (Германия) были проведены обширные археологические раскопки. В ходе раскопок были обнаружены поселения, могильники, рудники, большие количество предметов вооружения и орудий труда, датируемых IX–VII вв. до н.э. По современным представлениям именно эти находки в наибольшей степени отражают структуру развития металлургического производства, характерную для раннего железного века.

Галльштатский период, как правило, определяется как переходный от бронзового века к собственно железному, поскольку в это время общее количество изделий из бронзы существенно возрастает по сравнению с предыдущей эпохой, а железо лишь постепенно «осваивает» все новые виды орудий труда и только к концу галльштатского периода становится металлом цивилизации номер один.

РРР: Это только подтверждает мою предыдущую мысль…

Латенский период железного века берет свое название также от географического региона, а именно от названия залива Ла-Тен Невшательского озера в Швейцарии. Данный период характеризуется вытеснением железом всех остальных известных в то время металлов из военной и производственной сфер. Таким образом, на долю золота, серебра, меди, бронзы и т.п. остается сфера изготовления предметов роскоши, искусства, ювелирного дела, монет и т.п. Временные рамки латенского периода обычно устанавливаются с V по I в. до н.э.

В период с I в. до н.э. по V в. н.э. в металлургии возникает разделение труда при производстве железных и стальных изделий, что наиболее характерно для Римской империи – крупнейшего рабовладельческого государства эпохи Древнего Мира.

В настоящее время наиболее распространенной является следующая версия знакомства человека с металлами. Сначала наши пращуры обратили внимание на самородные золото и медь. Затем они познакомились с метеоритным железом и самородным серебром. Следующим шагом на пути прогресса стало освоение добычи рудного (жильного) золота и выплавки меди из легковосстановимых руд. В дальнейшем были изобретены способы производства меди, свинца, серебра и ртути из сульфидных руд. После этого были освоены технологии получения бронзы и рудного железа. Наконец, еще одним металлом, открытым человечеством, стало олово. Перечисленные металлы получили особое название: «семь металлов Древности». Еще в эпоху Древнего Мира они были сопоставлены с семью небесными объектами, которым древние люди приписывали особые магические свойства (табл. 1.3).

Необходимо иметь в виду, что в древности мастера-металлурги должны были быть специалистами во многих вопросах: добычи руд, производстве древесного угля, экстракции из руд металлов и собственно металлообработки.

Золото

Первыми золотоносными месторождениями, освоенными человеком, были россыпные. Золотые самородки находились в массе аллювиальных песков и гравия, представлявших собой продукты разрушения горных золотоносных пород, которые в течение длительного времени подвергались действию речных потоков. Поэтому древнейшие украшения из золота представляли собой именно золотые самородки, обработанные в форме бисеринок холодной ковкой. Эти отшлифованные бусинки выглядели как цветные камни, нанизывавшиеся вместе в различных сочетаниях. Об этом свидетельствуют археологические находки наиболее ранних украшений из золота, сделанные в долине Нила и в Малой Азии, датируемые VII тыс. до н.э.

Древнейший способ обработки золотоносной породы был очень прост. Песок и гравий отмывали в проточной воде, уносившей легкие материалы, а тяжелые частицы и, тем более, самородки золота оставались на промывочном лотке – первом горнометаллургическом инструменте цивилизации. Функцию лотка первоначально выполняла грубая ткань, что нашло отражение в древнеегипетской иероглифике: известный египтолог Лепсуис установил, что первым иероглифом, обозначавшим у египтян золото, был символически изображенный кусок ткани, с которого стекала вода. В дальнейшем иероглиф, обозначавший золото, изменился и стал изображаться тремя кольцами. По одной из версий такую форму золотым слиткам придавали для удобства транспортировки и учета. Можно также допустить, что к этому времени соотношение в добыче золота изменилось в пользу рудных месторождений. При этом в технологии добычи появились более сложные и трудоемкие процессы – отделение руды от горной породы и ее измельчение.

РРР: Ха!.. Самый ранний иероглиф – это перевернутая НЛО-шка (если я не ошибаюсь). А в нормальном состоянии НЛО-шка египтологами считается «местом жертвоприношений». Так что «лоток с тканью» – простое высасывание из пальца.

Рудное золото стали добывать из жил, пронизывающих кварцевые породы – отсюда происходит еще одно его название «жильное золото». С древнейших времен известны месторождения жильного золота в Аравийской пустыне, в горной стране Этаби. Золото здесь находилось в кварцевых жилах, пронизывающих гранитные породы и кристаллические сланцы, ему сопутствовали минералы свинца, цинка и железа.

Способ добычи жильного золота практически не менялся в течение нескольких десятков столетий. Он был подробно описан греческим автором Агатархидом, посещавшим египетские золотые рудники во II в. до н.э. Оригинал рукописи Агатархида не дошел до наших дней, однако, он почти полностью был процитирован в произведениях известного римского историка Диодора Сицилийского.

Для раздробления горной породы применялись огонь, вода и деревянные клинья. Около разрабатываемого участка породы разводили костер, породу накаливали, а затем быстро охлаждали, обильно поливая водой. В образовавшиеся трещины вбивали деревянные клинья, которые также поливались водой. Разбухая, они раскалывали горную породу. Обломки рудной породы снова нагревали в пламени костра, резко охлаждали и дробили молотами и кирками непосредственно в шахтах.

Раздробленную руду извлекали из шахт, глубина которых достигала 90 м, в плетеных корзинах или кожаных мешках. Затем ее толкли в больших каменных ступах до величины гороха, после чего мололи в ручных мельницах до мелкого порошка. Из такого материала золото можно было извлечь с помощью уже хорошо известной технологии отмывки, которую к этому времени стали осуществлять на специальных устройствах – промывочных столах.

Вот как описывается этот процесс Диодором Сицилийским: «Сперва на широкой и слегка наклонной каменной доске раскладывается этот растертый в порошок камень, а затем поливается водой и размешивается. Затем его часть, содержащая землю, размытая посредством влаги, течет по наклонной доске вниз, а золото вследствие тяжести остается на доске. Рабочие повторяют эту операцию несколько раз, причем слегка растирают вещество руками до тех пор, пока на доске не остаются только крупинки золота».

Отмытое золото сплавляли в небольшие слитки.

В середине XX в. на местах, где находились древние золотые рудники, археологами были обнаружены мельницы, дробилки и остатки каменных столов для обработки измельченной золотой породы. Наибольшую известность получили рудники в египетских районах Вади Аббаса и Икита, а также эфиопском – Бени-Шагул.

О том, что Эфиопия очень богата золотом, писал еще Геродот, сообщавший, что два эфиопских племени на севере страны «доставляют в дар царю каждые три года два хеника (литра) самородного золота».

В III тыс. до н.э. жильное золото добывалось на территории Европы и Азии практически из всех известных его месторождений. Многие из них были выработаны уже к началу латенского периода железного века. Значительные запасы золота находились на Балканском полуострове и островах Эгейского моря.

Геродот особо отмечает месторождение на острове Сифнос: «Сифнос процветал и был самым богатым из всех островов. На нем были золотые и серебряные рудники, такие богатые, что на десятину доходов с них сифнийцы воздвигли в Дельфах одну из самых пышных сокровищниц. Ежегодно граждане острова делили доходы между собой».

О месторождениях золота во Фракии в античных источниках имеется множество свидетельств, подтверждающих их особое значение. Существует версия о том, что добыча золота на горе Пангее была начата еще финикийцами, и с этим связано легендарное богатство их царя Кадма.

Самым знаменитым из фракийских рудников был Скаптегила (Скаптесула), он продолжал разрабатываться в эпоху Римской Империи, и был неоднократно упомянут в произведениях римского поэта Лукреция. В начале IV в. до н.э. Фракийскими месторождениями завладела Македония.

Как отмечал В.И. Вернадский: «Золотые рудники Пангеи явились основой ее (Македонии) могущества. Эти древние рудники были захвачены Филиппом II. Разработка их была проведена им очень энергично, дала сразу много золота и довольно быстро привела к их значительному истощению».

Кроме Балкан, крупные запасы золота в Европе находились на территории современных Испании, Франции, Венгрии, Румынии, Австрии, их разработка была начата древними иберами, кельтами, франками и даками. Главной золотоносной провинцией древней Европы была Иберия, которая стала затем называться карфагено-финикийским словом «Испания», перешедшим впоследствии и в латинский язык.

Первым из золоторудных регионов Иберии стал разрабатываться юго-восточный (там находятся Андалусские горы). Здесь впервые в Европе, и практически одновременно с Древним Египтом, Месопотамией и Индией, появились украшения из холоднокованого самородного золота.

Вторым, по времени освоения, золоторудным регионом Иберии стал юг полуострова. В конце II тыс. до н.э. здесь возникло, основанное этрусками, государство Тартесс. 700–500 г. до н.э. – эпоха расцвета Тартесса и южных золотых промыслов провинции Сьерра-Морена. Но около 500 г. до н.э. столичный город Тартесс был завоеван карфагенянами и, видимо, разрушен, так как местонахождение его до сих пор не установлено.

Третий рудный район Иберии – северо-запад полуострова. Его расцвет пришелся на период Римской Империи. Именно здесь римляне впервые создали свое самое грандиозное горнодобывающее предприятие – знаменитые римские арругии (техногенные золотые россыпи). Дело в том, что золото в этом районе находилось не в отдельных кварцевых жилах, а в толще нижнепалеозойских песчаников и сланцев. Огромные по площади и по мощности рудные участки, гористый рельеф, рыхлость пород – все это подсказало изобретение нового способа золотодобычи.

Сначала обрушивали всю рудовмещающую породу. Для этого в ней делали параллельные штольни длиной до 450 м с постепенно вынимаемыми перемычками и подпорками. В результате происходило обрушение и раздробление породы. Затем эта горная масса размывалась водами из водохранилищ, специально устраиваемых на уровне 50–100 м выше горных разработок. Из созданных таким образом россыпей извлекалось золото. Именно по такой технологии и добывалась большая его часть для Римской империи.

В древнеегипетских и шумерских текстах часто можно найти упоминания о разновидностях употреблявшегося в древности золота. Усматривалось различие в его происхождении: «речное», «горное», «скалистое», «золото в камне», а также по цвету.

Цвет нерафинированного золота зависит от его природных примесей: меди, серебра, мышьяка, олова, железа и пр. Древние металлурги принимали все эти сплавы золота за разновидности самого золота. Археологами найдены древние золотые изделия, охватывающие большую гамму цветов: от тускло-желтого и серого до различных оттенков красного цвета. Золото различных желтых оттенков по своему составу приближается к чистому золоту и содержит лишь небольшие примеси серебра или меди. В сером золоте высока доля серебра, которое на поверхности изделия со временем превращается в хлорид, разлагающийся на свету с выделением микрокристаллов серебра, придающих поверхности сероватую окраску. Розовые и пурпурные оттенки золота обусловлены присутствием в нем при месей меди. Золото красно-коричневых цветов содержит в значительных количествах и медь и железо.

Технология очистки (рафинирования) золота от примесей была изобретена шумерами в начале III тыс. до н.э. Ее описание содержится в рукописях библиотеки ассирийского царя Ашшурбанипала, а также приводится вышеупомянутым Агатархидом. Согласно этой технологии золото плавили вместе со свинцом, оловом, солью и ячменными отрубями в специальных горшках, изготовленных из глины, смешанной с костной золой. Образующийся шлак впитывался пористыми стенками горшка, а на его дне оставался очищенный сплав золота с серебром. Таким образом, из золота удалялись все примеси, кроме серебра. В одной из рукописей библиотеки Ашшурбанипала содержится гимн богу огня Гибилю: «О, Гибиль, ты расплавляешь медь и свинец, ты очищаешь золото и серебро…»

Именно на золоте человеком впервые были освоены металлургические приемы холодной ковки и литья металлов. Отдельные этапы работы золотых дел мастеров изображены в стенных росписях некоторых гробниц фараонов IV–VI династий. Известность получило изображение процесса изготовления золотой отливки, найденное в гробнице фараона Мереруба (рис. 1.6), на котором можно видеть чиновника, отвешивающего необходимую порцию золота, и писца, записывающего его количество. Далее следует изображение шести человек, раздувающих горн специальными дутьевыми трубками. Затем мы видим мастера, разливающего расплавленный металл из тигля в форму, стоящую на земле, и его помощника, задерживающего шлак. На завершающей стадии операции двое кузнецов отбивают слиток камнями, придавая ему товарный вид.

РРР: Фараон под таким именем в династическом списке отсутствует. На некоторых сайтах с этой цитатой Мереруб относится к IV династии, но тогда «гробниц» не строили (согласно египтологии), а лишь мастабы и пирамиды.В самой книге указана уже VI династия, в которой есть близкое имя – Меренра (два фараона). У Меренра (скорее у I) не гробница, а пирамида в Южной Сакаре.

На Ближнем Востоке и в Египте широко применялось листовое золото – фольга. Фольгой покрывали самые различные предметы: как металлические, так и деревянные. Например, с помощью ковки или органического клея золотая фольга прикреплялась к изделиям из бронзы, меди и серебра. При этом золотое покрытие спасало медь и бронзу от коррозии. Золотой фольгой часто покрывали деревянную мебель, прикрепляя ее при помощи маленьких золотых заклепок. Более тонкие золотые листы приклеивались к дереву, предварительно покрытому слоем специальной штукатурки.

Золото стало первым металлом, из которого стали выковывать проволоку, который научились паять и полировать.

На новую ступень добыча и металлургия золота поднялись в эпоху Римской империи, когда в горно-металлургических технологиях стала широко применяться ртуть. Метод извлечения золота из руды с помощью ртути был изобретен на Ближнем Востоке и стал основным в Риме в начале Новой эры. Согласно описанию Плиния Старшего (I в. до н.э.) руду, содержащую золото, дробили и смешивали с ртутью, затем породу отделяли от ртути фильтрацией через кожаный (замшевый) фильтр, а золото получали из амальгамы путем выпаривания ртути.

Технология золочения металлических изделий методом ртутного амальгамирования также получила распространение во времена римского владычества. В результате римляне сумели поднять организацию, технику и технологию разработки золотоносных районов на качественно новый уровень, что позволило достичь максимально возможных для того времени масштабов золотодобычи.

Следует отметить, что сами римляне не обнаружили ни одного нового месторождения золота, они лишь захватывали рудники, обустроенные другими народами, и обращали территории, на которых они находились, в свои провинции. Золото в Римской Империи превратилось в основу экономики и финансовой системы государства. Торговля Рима с провинциями была внутренней, и золото в ней принимало незначительное участие. Золотом римляне торговали со странами Востока: Индией и Китаем. Драгоценным металлом оплачивались восточные украшения и пряности. Так, например, при императоре Августе фунт шелка из Китая стоил фунт золота.

Славянское слово «золото», английское и немецкое «gold» родственны санскритскому корню «гол» или «зол», что означает «яркий, блестящий». К этому же корню восходят корни «жел» и «зел» в словах «желтый» и «зеленый», а также древнегерманский«геолу» (современный английский «yellow» – желтый). В языках романской группы слова, обозначающие золото восходят к латинскому «aurum», которое, в свою очередь, происходит от этрусского корня, означающего «металл».

Итак, золото сыграло выдающуюся роль в создании и развитии горнометаллургического производства цивилизации. При добыче жильного золота были созданы технологии, применявшиеся затем при разработке месторождений других древних металлов: серебра, меди, свинца, олова, ртути и железа. Золото стало первым металлом, который научились обрабатывать холодной ковкой, из которого стали получать проволоку и отливать изделия. Золото впервые подвергли рафинированию, к нему впервые были применены технологии гидрометаллургии и металлотермической обработки. Это перечисление можно продолжить – по существу все металлургические технологи, применявшиеся в эпоху Древнего мира к серебру, меди, свинцу, олову и ртути были первоначально отработаны на золоте. В ряду древних металлов есть только одно исключение из правил – железо, технологии извлечения которого из руды и термомеханической обработки стали новой ступенью в развитии металлургии.

Электрум (электрон)

В странах Древнего мира, особенно в Египте и Вавилоне, широко применялись изделия из природного сплава золота с серебром, который египтяне называли «зам» (азем), греки – «электрон», а римляне – «электрум». Полагают, что греческое название происходит от янтаря, который Гомер и Гесиод также называли электроном. Египетское название золота – «нуб» дало имя Нубии – «страна золота», а название «электрум» – Замбези – «река золота».

Грань между золотом и электроном весьма условна. Когда в сплаве высока доля золота, электрон выглядит как обычное золото, если же в сплаве много серебра, он имеет серебристо-белый цвет. В древнеегипетских изделиях из электрона, хранящихся в Каирском музее, содержание серебра составляет от 20 до 40 % (масс.).

Электрон тверже золота и гораздо лучше противостоит трению и износу, которым обычно подвергаются ювелирные изделия. Весьма вероятно, что электрон стал первым сплавом в истории цивилизации, который стали производить сознательно методом одновременного плавления двух металлов.

Метеоритное железо

Метеориты – это железные или каменные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства. Они представляют собой остатки метеорных тел, не разрушившихся полностью при движении в атмосфере.

Характерными признаками метеоритов являются: угловатая форма со сглаженными выступами, кора плавления, покрывающая в виде тонкой оболочки метеорит, и своеобразные ямки, называемые регмаглиптами. В изломе каменных метеоритов обычно видны многочисленные мелкие включения никелистого железа белого цвета и минерала троилита бронзово-желтого цвета; нередко бывают видны тонкие темно-серые жилки. Железокаменные метеориты содержат значительно более крупные включения никелистого железа.

После полировки поверхность железных метеоритов приобретает зеркальный металлический блеск. Иногда падают метеориты, имеющие более или менее правильную конусообразную, так называемую ориентированную, форму или многогранную – напоминающую форму кристалла. Такие формы возникают в результате атмосферной обработки (дробления и абляции) метеорного тела во время движения в атмосфере.

Метеориты имеют размеры от долей миллиметра до нескольких метров и весят, соответственно, от долей грамма до десятков тонн. Самый крупный из уцелевших от раскола – железный метеорит Гоба, найденный в Юго-западной Африке в 1920 г., весит около 60 т. Известно около 35 метеоритов, масса каждого из которых превосходит тонну.

Иногда, вследствие дробления метеорных тел одновременно падает группа метеоритов, в которой число отдельных метеоритов достигает десятков, сотен и даже тысяч. Такие групповые падения называются метеоритными дождями, причем каждый метеоритный дождь считается за один метеорит. В Приморском крае 12 февраля 1947 г. выпал Сихотэ-Алинский железный метеоритный дождь общей массой более 37 т.

Метеориты подразделяются на три главных класса: железные, железокаменные и каменные. Однако можно проследить непрерывный переход от одного класса к другому. В среднем из шестнадцати упавших метеоритов один железный. Каждый железный метеорит содержит по массе до 91% железа, до 8,5% никеля и другие элементы. Метеориты двух других классов содержат от 1% до 50% железа.

Наиболее распространенными химическими элементами в метеоритах являются: алюминий, железо, кальций, кислород, магний, кремний, никель, сера. Химический состав отдельных метеоритов может значительно отклоняться от среднего. Так, например, массовое содержание никеля в железных метеоритах колеблется от 5 до 30% и даже более.

Среднее содержание в метеоритах драгоценных металлов и редких элементов (в граммах на тонну вещества метеорита): рутений – 10, родий – 5, палладий – 10, серебро – 5, осмий – 3, иридий – 5, платина – 20, золото – 5. Установлено, что содержание некоторых химических элементов тесно связано с содержанием других элементов. Так оказалось, что чем выше содержание никеля в метеорите, тем больше в нем галлия.

Минеральный состав метеоритов своеобразен: в метеоритах обнаружен ряд неизвестных или очень редко встречающихся на Земле минералов. Таковы: шрейберзит (рабдит) ((Fe,Ni,Co)₃P), добреелит (FeCr₂S₄), ольдгамит (CaS), лавренсит (FeCl₂), меррилит (Na₂O·3CaO·P₂O₅) и другие, которые присутствуют в метеоритах в незначительных количествах. В метеоритах открыто несколько десятков новых, ранее неизвестных, минералов, многие из которых названы по имени метеоритологов, например: фаррингтонит, юриид, найинджерит, криновит и др. Наличие этих минералов указывает на своеобразие условий образования метеоритов, отличающихся от условий, при которых образовывались земные горные породы.

Наиболее распространенными в метеоритах минералами являются: соединения никеля и железа (камасит (93,1 % (масс.) Fe; 6,7 % Ni; 0,2 % Co) и тэнит (75,3% (масс.) Fe; 24,4 % Ni; 0,3 % Co)), оливин ((Mg,Fe)₂SiO₄), пироксены – безводные силикаты (энстатит (MgSiO₃), бронзит (Mg,Fe)SiO₃, гиперстен ((Fe,Mg)SiO₃ с 12–25 % (масс.) FeO), диопсид (Ca(Mg,Fe)Si₂O₆), авгит и плагиоклаз (mCaAl₂Si₂O₈·nNa₂Al₂Si₆O₁₆).

Некоторые специфические метеоритные минералы, например, лавренсит, очень нестойки в условиях Земли и быстро вступают во взаимодействие с кислородом воздуха. В результате на метеоритах появляются обильные продукты окисления в виде ржавых пятен, что приводит к разрушениям метеоритов. В некоторых редких типах метеоритов присутствует космическая кристаллическая вода, а в других, столь же редких метеоритах встречаются мелкие зерна алмаза. Последние представляют собой результат ударного метаморфизма, которому подвергся метеорит.

Отполированные и протравленные раствором азотной или какой-либо другой кислоты поверхности большинства железных метеоритов показывают сложный рисунок, называемый видманштеттеновыми (видманштеттовыми) фигурами (рис. 1.7). Эти фигуры впервые были обнаружены и изучены австрийским ученым Акоисом Видманштеттеном (Widmannstatten) в 1808 г.

Рисунок состоит из пересекающихся полосок – «балок», окаймленных узкими блестящими лентами. В отдельных промежуточных участках наблюдаются многоугольные площадки – поля. Видманштеттеновы фигуры появляются в результате неодинакового действия травящего раствора на поверхность метеорита. Дело в том, что «балки», состоящие из камасита с малым содержанием никеля, травятся сильнее, чем поля, заполненные тонкой механической смесью зерен камасита и тэнита с высоким содержанием никеля. Узкие ленты, окаймляющие балки и состоящие из тэнита, совсем не поддаются травлению.

Реже встречаются железные метеориты, состоящие целиком из камасита и показывающие при травлении тонкие параллельные линии, называемые неймановыми (рис. 1.8). Столь же редко встречаются железные метеориты (атакситы), которые не показывают никакого рисунка; они содержат наибольшее количество никеля.

Железокаменные метеориты (палласиты) представляют собой как бы железную губку, пустоты которой заполнены прозрачным минералом оливином. Другой тип железокаменных метеоритов, называемых мезосидеритами, в изломе показывает обильные включения никелистого железа в основной каменистой массе.

Трудно поверить, но в конце XVIII в. большинство ученых не допускало и мысли о том, что вселенная может «снабжать» землю железом. В 1751 г. вблизи немецкого города Ваграма упал метеорит. Спустя сорок лет венский профессор Штютце писал об этом событии: «Можно себе представить, что в 1751 г. даже самые просвещенные люди в Германии могли поверить в падение куска железа с неба – насколько слабы были тогда их познания в естественных науках. Но в наше время непростительно считать возможным подобные сказки».

Такой же точки зрения придерживался знаменитый французский химик Лавуазье, который соглашался с мнением ряда своих коллег о том, что «падение камней с неба физически невозможно». Ему вторил не менее известный ученый Бертолле: «Эти легенды, – говорил он, – нельзя объяснить не только физикой, но и ничем разумным вообще». После таких авторитетных резолюций в 1790 г. французская Академия наук даже приняла специальное решение: впредь вообще не рассматривать сообщений о падении камней на Землю. Во многих музеях метеориты изъяли из коллекций, чтобы «не сделать музей посмешищем».

Поэтому, неудивительно, что самым известным в мире метеоритом является тот, исследования над которым позволили впервые доказать космическое происхождение метеоритов. Этот метеорит был найден в России на берегу Енисея около Красноярска.

Метеорит Палласа, или «палласово железо», так его именуют сегодня, попал в Петербург в 1772 г. Созданная всего полстолетием ранее Петербургская Академия Наук к тому времени превратилась в научный центр европейского ранга, ее членами были многие известные ученые.

Высокая репутация Академии послужила причиной тому, что и физик Эрнст Флоренс Фридрих Хладни в 1756 г. отправился в Петербург. Неудивительно, что палласово железо, хранившееся в кунсткамере Петербургской Академии Наук, в 1794 г. Привлекло его внимание и послужило толчком в изучении метеоритов. Он издал в Риге сочинение «О происхождении куска железа, открытого Палласом, и о некоторых находящихся в связи с этим явлениях природы». Хладни впервые правильно объяснил происхождение этой глыбы и развил теорию космического происхождения метеоритов и их возгорания при попадании в земную атмосферу.

Почти десятилетие спустя природа подтвердила выводы Хладни о природе и происхождении метеоритов. 26 апреля 1803 г. во Франции вблизи небольшого городка выпал град метеоритов. Французская Академия Наук поручила расследовать это явление Жану Батисту Биό (получившему впоследствии широкую известность в качестве автора теплофизического критерия – критерия Биό). Факты были неопровержимы, и он вынужден был сделать те же выводы, что и Хладни.

Известны многочисленные свидетельства использования метеоритного железа. Полярная экспедиция Росса в 1818 г. обнаружила, что эскимосы Баффиновой Земли делали ножи и наконечники гарпунов из железа, отделяемого ими с большим трудом от крупного метеорита, лежащего на берегу бухты Мельвиль.

В конце XIX в., во время одной из экспедиций в Гренландию известный американский полярный исследователь Роберт Пири вблизи мыса Йорк – северной оконечности острова – обнаружил огромную глыбу, наполовину ушедшую в землю. Глыба оказалась железным метеоритом, который на протяжении столетий служил местным жителям природным складом железа. По мере необходимости эскимосы отбивали от глыбы куски и обрабатывали их молотками, придавая металлу нужную форму. Так они изготовляли ножи, орудия труда и другие изделия. К моменту встречи с Пири метеорит весил примерно 34 т. С колоссальными трудностями находка была доставлена в Нью-Йорк, где и хранится до сих пор в Музее естественной истории.

Однако известны случаи, когда масса космических странников, встретивших на своем пути Землю, была неизмеримо больше. Например, в конце XIX в. в Аризонской пустыне была обнаружена громадная воронка диаметром более 1200 м и глубиной 175 м. Ее образовал гигантский железный метеорит, упавший в доисторические времена.

Самым древним предметом из железа, известным археологам, считаются бусы из полых трубочек, найденные английским археологом Петри при раскопках египетских могил конца IV в. до н.э. Бусы сделаны из кованого железа, в котором обнаружено до 7,5% (масс.) никеля, что характерно для железа метеоритного происхождения. К концу того же тысячелетия относится и кинжал из метеоритного железа, найденный на юге Месопотамии, где когда-то находился шумерский город-государство Ур (на территории нынешнего Ирака).

Известно, что у древнеримского царя Нумы Помпилия (VII в. до н.э.) был железный щит, изготовленный из «камня, упавшего с неба». Для властелина одного индийского княжества Джехангара в 1621 г. были выкованы две сабли, кинжал и наконечник пики из метеоритного железа. Шпаги Александра I и Боливара, героя Южной Америки, были сделаны из космического железа. Наконец, согласно преданию, мечи Тимура (Тамерлана) и жившего почти на тысячелетие ранее предводителя гуннов Атиллы имеют «небесное» происхождение.

Серебро

Из благородных металлов серебро наиболее распространено в земной коре. Его содержание в недрах Земли в 20 раз превышает содержание золота. Но серебро редко встречается в самородном виде. Распространенность его самородков по отношению к золотым составляет не более 20 %, а к медным – менее 1 %. При этом самородки серебра залегают, как правило, в глубинных зонах рудных месторождений.

Возможно, впервые металлическое серебро получили из жил в породах, а не промывкой речных песков, поскольку, в отличие от золота, извлечение серебра из них затруднено. Именно этим можно объяснить тот факт, что в медном веке серебро, как правило, ценилось дороже золота. Например, в Египте серебро было дороже золота вплоть до III тыс. до н.э. Дешевле золота серебро стало лишь после того, как древние мастера освоили процесс его получения из свинцовых руд.

Известный египтолог Лукас считает, что впервые серебро попало в руки человека в виде самородных золотосеребряных сплавов с массовым содержанием золота менее 50 %. Он подтверждает это анализами древнеегипетских серебряных изделий, которые всегдасодержат золото, иногда до 40 %.

Древнейшие серебряные изделия обнаружены на территории Ирана и Анатолии. В Иране их нашли в местечке Тепе-Сиалк: это пуговицы, датируемые началом V тыс. до н.э. В Анатолии, в Бейджесултане, найдено серебряное кольцо, датируемое концом того же тысячелетия.

Металлургия серебра возникла в прямой связи с добычей свинца из соединений, где свинец и серебро встречались вместе: археологические находки из двух этих металлов, как правило, синхронны. Свинцовые руды, содержащие значительное количество серебра распространены во многих регионах мира. Известны их месторождения в Испании, Греции, Иране, на Кавказе. Процесс отделения серебра от свинца, называемый купеляцией, был известен уже в IV тыс. до н.э.

Блестящий цвет серебра издавна связывали с Луной, что отразилось в названии металла. В Древнем Египте серебро называлось словом «хат», что означало «белый». Современное латинское название «argentum» происходит от греческого слова «аргос» – белый, блестящий.

В быту серебро почти повсюду появилось позднее меди и золота. Из него изготавливали, главным образом, посуду, украшения и ювелирные изделия. Быстро научились делать серебряную фольгу и фурнитуру, которыми украшали одежду и мебель. Уже в III тыс. до н.э. Серебро использовали для пайки медных изделий.

Плиний Старший пишет о том, что египтяне «окрашивали» серебро, при этом он отмечает, что «как ни странно, но ценность серебра возрастает, если его великолепный блеск потускнел». Судя по рецептам с применением серы или яичного желтка, Плиний имеет в виду чернение серебра, которое широко применялось впоследствии во времена Средневековья.

Крупнейшими серебряными рудниками, разрабатывавшимися в эпоху Древнего мира, были Лаврионские в Греции и римские у Нового Карфагена. О последних из трудов римских авторов известно, что они занимали территорию свыше 400 стадий в окружности, и на них постоянно работало свыше 40 тысяч человек.

Свинец

Свинец от большинства других металлов отличают низкая температура плавления и присутствие в природе в виде довольно непрочных химических соединений. Наиболее распространенным минералом свинца является его сульфид (PbS) – галенит (от лат. «галена» – свинцовая руда), месторождения которого в древности не были редкостью. Известен случай, когда богатое свинцовое месторождение было обнаружено в Америке в результате лесного пожара: на месте сгоревшего леса под слоем золы были найдены небольшие слитки свинца. Возможно, именно таким путем свинец и попал впервые в руки древнего человека.

Древнейшими изделиями из свинца считаются найденные в Малой Азии при раскопках Чатал-Хююка бусы и подвески, и обнаруженные в Ярым-Тепе (Северная Месопотамия) печати и фигурки. Эти находки датируются VI тыс. до н.э.

Свинец обладает массой достоинств: это самый пластичный из металлов, он прокатывается до тончайшего листа, легко подвергается механической обработке, обладает прекрасными литейными свойствами. Из недостатков можно отметить лишь невозможность изготовления из него проволоки.

В древности свинцу, как и другим металлам, приписывались магические свойства. В известном греческом героическом мифе свинец послужил средством уничтожения чудовища Химеры. Герой мифа Беллерофонт кружил на спине крылатого коня Пегаса, которого он укротил с помощью богини Афины, над изрыгающим огонь страшилищем, и осыпал его стрелами. Наконец, он бросил в пасть чудовища слиток свинца. Свинец расплавился в огненном дыхании Химеры, протек через глотку и разрушил внутренности бестии. Возможно, этот миф стал причиной того, что свинец считался металлом, обладающим защитной силой. Поэтому у греков было принято носить на груди тонкие свинцовые пластинки, защищавшие от колдовства, особенно от недобрых любовных чар. Свинец вообще широкоиспользовался в магических ритуалах многих народов, часто свинцовые предметы размещались у входа в дома для защиты их обитателей от негативной энергии окружающего мира.

Выполнял свинец и простые утилитарные функции. В той же Древней Греции пластинки из свинца использовались в качестве почтовых принадлежностей. Известно несколько свинцовых писем, найденных на территории Причерноморья. С давних временизвестны и краски, сделанные на основе свинца. Свинцовые белила, например, умели изготавливать еще три тысячи лет назад. Крупнейшим поставщиком белил в те времена был остров Родос.

Способ, по которому здесь изготавливали краску, был далеко не совершенным, но достаточно надежным. В бочку наливали раствор уксуса, сверху укладывали ветки кустарника, а на них куски свинца. После этого бочку закупоривали. Когда спустя некоторое время бочку открывали, свинец оказывался покрытым белым налетом – это и был готовый продукт производства. Впоследствии из свинцовых белил научились получать ярко-красную краску, названную суриком. Для этого свинцовые белила пережигались в специальных глиняных сосудах.

Мягкость свинца не позволяла ему конкурировать с медью, бронзой или железом в качестве материала для производства орудий труда. Но он оказался прекрасным материалом для изготовления труб и деталей водопроводов. Построенные в Вавилоне и признанные одним из семи чудес света висячие сады Семирамиды орошались водой через сложную систему колодцев и труб, сделанных из свинца.

Наибольшее развитие в эпоху Древнего Мира трубное производство получило в Римской Империи. Римляне изготавливали трубы не только свинцовые, но также бронзовые и оловянные. В Риме, по свидетельству современников, существовала настоящая индустрия трубного производства с соответствующими товарными знаками, клеймами мастеров и штампами заказчиков.

Важнейшими районами добычи свинцовых руд в эпоху Древнего Мира были месторождения: Рио-Тинто в Испании, Лаврионское в Греции, а также острова Эгейского моря Кипр, Родос, Эвбея, Сифнос. В больших количествах добывали свинец кельты: в Альпах, Галлии, Британии.

Подробные сведения имеются об эксплуатации свинцово-серебрянных месторождений Древней Греции. Разработка знаменитых Лаврионских рудников, расположенных в южной части Аттики, была начата еще во II тыс. до н.э. Именно серебро Лаврионских рудников стало основой могущества Афинского государства. Общая протяженность горных выработок на них достигла почти 120 км. О том насколько большое значение имели для Афин Лаврионские рудники, можно судить по тому, что одна из сохранившихся речей знаменитого греческого оратора Демосфена полностью посвящена вопросу о необходимости поставки для них леса. Леса вокруг рудников были вырублены и израсходованы на плавку металла уже к началу I тыс. до н.э.

Неудивительно, что горная промышленность по представлениям древних греков находилась под особым покровительством богов. Главным специалистом по горному делу считался бог Монтиус, а главным металлургом и кузнецом – Гефест. Их помощниками были одноглазые циклопы, из которых наиболее почитались молотобойцы: Аргес, Бронтес и Стеренос. Специальные божества рангом пониже ведали такими явлениями, как самовозгорание руды под землей (Пироклион), подземным треском – обвалами (Полифем), болезнями рудокопов (Гернес).

Глубина шахт Лаврионских рудников достигала 120 м, а высота штолен составляла не более метра. Поэтому рудокопы работали чаще всего лежа на спине или на животе. Поднятую на поверхность руду, дробили в ступах из твердого камня – трахита, а затем измельчали в специальных мельницах. Дробленую руду промывали, а затем плавили с использованием древесного угля в круглых каменных печах диаметром около метра. Производительность такой печи достигала 4 т руды в сутки.

Первоначально технологический уровень процесса был весьма несовершенен и большое количество металла терялось со шлаком. Так, в отвалах шлака, относящихся к IV в. до н.э., содержание свинца достигает 10–15 % (масс.). Однако в I в. до н.э. шлаки содержали уже не более 2–3 % (масс.) свинца.

В результате этой плавки достигалось отделение от свинца серы, меди, железа, цинка и других примесей кроме серебра. То есть получался свинцово-серебряный сплав или «сырой» свинец. Для разделения свинца и серебра применяли купеляцию: окисление свинца, отделение оксида (глета) от серебра и последующее «повторное» восстановление свинца из оксида. По этой причине производство требовало больших затрат древесного угля.

Готовый свинец разливался в слитки массой около 15 кг, на которые ставилась марка владельца выработки или плавильной мастерской.

Ртуть

Природа не богата ртутью. Она очень редко встречается в самородном состоянии – в виде капелек на горных породах. Одним из самых известных месторождений самородной ртути является гора Терлиг-Хая в Туве. Ее название переводится как «потная скала» – действительно на ее каменных откосах время от времени выступают капельки ртути, создавая впечатление того, что скала «потеет».

Основным ртутным минералом и единственным, образующим рудные скопления, является киноварь. Это красивый камень, словно покрытый алыми пятнами крови. Отсюда и происходит его название: греческое «киннабарис» переводится как «кровь дракона». Оно связано с древней легендой о погибшем в горах драконе и пролитой им крови, превратившейся в замечательный минерал. Глыбы киновари из богатых месторождений действительно очень похожи на куски кровавого мяса.

Киноварь была одной из первых минеральных красок, использованных человеком. Ею пользовались в Древнем Мире практически повсеместно. В эллинистическую эпоху в Греции и Египте ртуть называли «хюдор скифакон» – «скифская вода», по аналогии с «купрумом» – «металлом из Кипра». Скифы, населявшие тогда причерноморские степи, добывали киноварь, по-видимому, из Никитовского месторождения, находящегося на территории Донбасса. Здесь на различной глубине (до 20 м) обнаружены древние горные выработки, в которых были найдены древние орудия труда, в том числе и из камня.

Еще более древний рудник «Хайдаркан» («Великий рудник») расположен в Ферганской долине. В нем также сохранились многочисленные следы древних работ: металлические и деревянные клинья, светильники, глиняные реторты для обжига киновари, отвалы образующихся при этом огарков. Археологические исследования показали, что ртуть в Ферганской долине добывали на протяжении многих столетий, вплоть до XII–XIV вв., когда вследствие завоеваний Чингисхана и его преемников эти края пришли в запустение.

В Средней Азии разрабатывались и другие месторождения ртути: например, для персидских царей династии Ахеменидов (VI–V вв. до н.э.) ртуть доставляли из Зеравшанских гор, расположенных на территории Таджикистана и Узбекистана.

Крупнейшим в истории Древнего Мира месторождением ртути было Альмаденское, расположенное на территории Испании. Плиний Старший упоминает в своих сочинениях, что Рим закупал ежегодно в Испании до 5 т ртути.

Римляне долгое время называли ртуть «argentum vivum» – «живое серебро», это название сохранилось в современных английском и немецком языках.

Технология извлечения ртути из киновари описывается многими древними авторами: Теофрастом, Диоскоридом, Плинием и др.

Живший в III в. до н.э. Теофраст, ученик Платона и последователь Аристотеля, сообщает, что ртуть можно получить, растирая киноварь с уксусом медным пестом в медной ступе. Этот же способ упоминает и Плиний, но он описывает еще одну технологию экстракции ртути. В его «Естественной истории» написано: «Киноварь помещают в железной чашке на глиняное блюдо, покрывают другой чашкой, которую замазывают глиной, раскаляют на огне, раздуваемом с помощью меха, и собирают осевший на глине пот, который имеет вид серебра и подвижность воды».

По-видимому, способ получения ртути с помощью нагрева киновари в закупоренном железном сосуде был в те времена общеупотребительным, поскольку его приводит в своих сочинениях также и современник Плиния врач Диоскорид. Кстати именно он и предложил общепринятое сегодня название ртути как химического элемента: «гидраргирум», что означает «серебряная вода».

В том, что именно врач имел в те времена дело с ртутью, нет ничего удивительного. Ее широко использовали при лечении самых разнообразных заболеваний, например, при болезнях суставов или кожи. Порой применение ртути в лечебных целях носило весьма оригинальный характер. Известны случаи, когда ее вливали больному при  предполагаемом завороте кишок. По мнению древних эскулапов, ртуть, благодаря своей тяжести и подвижности, должна была пропутешествовать по хитросплетениям кишок и расправить своей тяжестью их перекрутившиеся части.

В древности и ртуть, и киноварь чаще всего использовались в виде красителей, например, для личных печатей: оттиски получались благородного пурпурного цвета, не выцветали и сохранялись очень долго. При добавлении к киновари мышьякового минерала реальгара получали краску канареечного цвета. В Китае киноварную краску до сих пор добавляют в тесто. Сернистая ртуть применялась как ярко-красная краска («вермильон»).

От красного цвета происходит и русское название металла: «ртуть» одного корня со словами «руда» и «рдеть», обозначавшими у древних славян красный цвет. Следует также отметить, что в основе упомянутых слов лежит древнейший индоевропейский корень «рд» и однокоренными со словами «руда» и «рдеть» являются слова «радость» и «радуга», в которых корень «рад» имеет смысл «светлый», «яркий».

Широкое применение ртути в металлургии Древнего Мира началось после того, как была открыта ее способность, подобно свинцу, экстрагировать и концентрировать золото, то есть осуществлять с помощью ртути процесс купеляции.

В силу редкости киновари, а значит и ртути, амальгамирование золота сначала использовали только для повторного извлечения металла. Самое раннее описание этого процесса содержится в знаменитом труде Витрувия «Архитектура»: «Если золото вплетено в одежду, которая износилась…, эту одежду разрывают на куски, которые бросают в горшок и сжигают в нем на огне. Получившуюся золу бросают в воду, и туда же добавляют ртуть. Ртуть привлекает к себе все мельчайшие частицы золота и соединяется с ними. Затем воду выливают через холст, который выжимают руками. Ртуть просачивается сквозь неплотное переплетение нитей холста, а золото остается на внутренней стороне холста в совершенно чистом виде». Схема этого процесса приведена на рис. 1.13.

Таким образом, благодаря свинцу и ртути были заложены основы технологии рафинирования металлов. Кроме того, свинец оказался металлом – основателем промышленного трубного производства.

Медь

Задолго до знакомства с медью в виде металла, человек прекрасно научился распознавать многие ее минералы. Дело в том, что основные минералы меди часто располагаются непосредственно на поверхности земли и имеют яркую окраску. Это, например: малахит, бирюза, азурит, хризоколла и др. Изделия из этих минералов обнаруживаются в древнейших человеческих захоронениях, относящихся к эпохе неолита. Так, малахитовые бусы были найдены в древнем поселении Чайоню-Тепези в Анатолии (VIII тыс. до н.э.), а фигурки из азурита – на острове Крит (VI тыс. до н.э.). Следует отметить, что практически все минералы меди, из-за их своеобразной цветовой гаммы, наряду с минералом свинца галенитом, широко использовались в древности в косметических целях (например, для окраски глазниц). Дадим краткую характеристику наиболее распространенным в древности минералам меди.

Малахит (от греч. «малахе» – мальва) представляет собой водный карбонат меди (CuCO₃·Cu(OH)₂ или Cu₂(OH)₂CO₃). Малахит очень рано получил распространение в качестве поделочного камня, из которого изготовлялись амулеты, бусы, кольца и другие мелкие изделия. Он широко использовался в качестве краски для настенных росписей и в виде косметического средства. После изобретения керамики, он стал применяться для окрашивания глазури и цветного стекла.

Азурит (от перс. «ладжвард» – лазурный, голубой) также является водным карбонатом меди (2СuСО₃·Сu(ОН)₂ или Cu₃(CO₃)₂(OH)₂). Это очень красивый и яркий минерал,цвет которого изменяется от лазурного до ультрамаринового. Азурит часто сочетается с малахитом и всегда находится на поверхности или близко от нее.

Хризоколла (от греч. «хризос» – золото и «колла» – клей) это синий или сине-зеленый водосодержащий силикат меди (Cu₈[Si₄O₁₀]₂(OH)₁₂·nH₂O, где n = 8, реже 0 и 4). В древности использовался как поделочный камень для изготовления мелких ритуальных предметов и амулетов, а также в качестве косметического средства. Свое название получил в связи с тем, что материал, изготовленный на основе хризоколлы, в древности использовался при пайке золотых изделий.

Бирюза (от перс. «пируза» – победитель) – в древности достаточно распространенный минерал, гидрофосфат меди (CuAl₆[PO₄]₄·[OH]₈·5H₂O). Бирюза может быть различных цветов от ярко небесно-голубого до блекло-зеленого. В древности, также как многие другие минералы меди, использовалась в качестве поделочного камня и минеральной краски.

Несколько позднее человек познакомился с сульфидом меди (CuFeS₂) – халькопиритом (от греч. «халькос» – медь и «пирос» – огонь), который и стал основной медной рудой в эпоху Древнего Мира.

Как уже отмечалось выше, первоначально человеку стала известна самородная медь. Некоторые ученые полагают, что она даже могла быть первым металлом цивилизации, поскольку медные самородки встречаются в природе чаще золотых. Самородную медь и теперь находят во многих регионах Земли. Богаты ею Малая Азия, Индокитай, Алтай, но особенно – страны Нового Света: США, Мексика, Боливия и др. И в настоящее время не являются редкостью медные самородки массой несколько килограммов. В 1977 г. в карьере Береговом у Онежского озера был найден самородок массой 200 кг, хранящийся в Карельском музее археологии. Крупнейшим проявлением самородной меди считается сплошная медная жила, обнаруженная на полуострове Кьюсиноу (озеро Верхнее, США), масса которой оценивается примерно в 500 т. Можно предполагать, что в древности находок самородной меди было значительно больше, чем сейчас.

Необходимо отметить, что самородная медь концентрируется именно в верхних горизонтах месторождений и ей сопутствуют малахит и азурит, то есть окисленные формы меди. Для полиметаллических месторождений меди в Азии и Европе характерно также присутствие в верхних горизонтах минералов никеля и мышьяка. В глубинных участках месторождений, как правило, располагаются минералы олова, свинца, цинка и сульфидные медные минералы.

По этой причине древние предметы из рудной меди содержат значительные количества никеля (иногда до 5 % (масс.)) и мышьяка (до 2 % (масс.)). Присутствие этих примесей показали химические анализы более двух третей раритетов из Месопотамии, Египта, Малой Азии, Индии, датируемых временем не позднее III тыс. до н.э.

РРР: Интересно было бы сравнить процентное содержание этих элементов в изделиях с тем соотношением, которое имеется в руде. Вдруг вылезет несоответствие как в Южной Америке…

Древнейшими же изделиями из рудной меди в настоящее время считаются, найденные в 1962 г. в Чатал-Хююке (плоскогорье Конья, Турция) бусинки, колечки и подвески. В одном из жилищ этого поселения был обнаружен и шлак от плавки медной руды. Эти находки относятся к VII тыс. до н.э. Такой же возраст имеет и найденное в Чайоню-Тепези медное шило, характерное высоким массовым содержанием мышьяка – 0,8 %.

Добыча медной руды осуществлялась по той же технологии, что и добыча рудного золота. Старейшие медные рудники обнаружены на территории Месопотамии, Испании и Балканского полуострова. В эпоху античности одним из крупнейших месторождений меди стал остров Кипр, от его позднелатинского названия «купрум» и произошло современное название меди как химического элемента.

Русское название металла происходит отдревнеславянского слова «смида», обозначавшего металл вообще. Отметим, что термин «смида» восходит к тем древнейшим временам, когда праславяне и прагерманцы были еще единым народом. Впоследствии в германских языках термин «смида» стал употребляться для обозначения человека, работающего с металлом, и закрепился в форме «смит» (англ.) или «шмидт» (нем.) – «кузнец». Данное обстоятельство еще раз подтверждает тот факт, что наши пращуры были знакомы с металлами еще до распада славяно-германской ветви индоевропейцев.

РРР: Любопытный момент…

Добытую руду дробили, а затем перебирали вручную. Наиболее древним способом плавки медной руды является тигельный: руду смешивали с древесным углем и помещали в тигли, изготовленные из глины перемешанной с костной золой. Размеры тиглей были небольшими, так высота тигля, обнаруженного в Египте археологом Брантоном составляет всего лишь 12 см. В тиглях предусматривались отверстия для выхода газов: в крышке, и для подачи дутья: сбоку, примерно на середине высоты. После этого тигли помещались в печь, и начиналась плавка.

Температура, необходимая для получения меди, содержащей около 1–2 % (масс.) примесей (мышьяка, никеля, сурьмы и др.), составляет около 900–950^oС. Она достигалась уже в примитивных гончарных очагах времен неолита.

Количество меди, производимое в тиглях, было очень небольшим и составляло, как правило, несколько сот грамм. Поэтому довольно быстро перешли к производству меди в ямах. Для этого медную руду, перемешанную с древесным углем, помещали в неглубокие ямы (глубиной до 30 см), дно которых было выложено камнями. Над слоем шихты насыпали еще некоторое количество древесного угля, а сверху укладывали ветви деревьев и небольшое количество земли таким образом, чтобы не препятствовать притоку воздуха внутрь кучи. Место плавки старались располагать на склонах холмов, чтобы использовать естественное движение воздуха. То, что оно способствовало раздуванию огня, было замечено в глубокой древности. Таким был первый промышленный металлургический агрегат.

По завершению плавки несгоревшее топливо убирали, а полученный металл дробили на удобные для использования куски. Это делалось немедленно после затвердевания металла, так как на этой стадии медь особенно хрупка и легко разбивается на куски молотком. Для придания сырцовой меди товарного вида ее подвергали холодной ковке.

Очень рано было обнаружено, что медь представляет собой мягкий и ковкий металл, легко уплотняющийся и освобождающийся от грубых включений при простейшей механической обработке.

Холодная ковка меди позволяла получать очень сложные изделия. Например, по такой технологии был сделан котел диаметром 0,5 м, найденный в гробнице фараона Перибсена (XXVII в. до н.э.). После освоения технологии медного литья в IV тыс. до н.э., техника изготовления медных изделий поднялась на новый уровень. Прекрасными образцами ранних изделий из меди являются таз и кувшин, найденные в гробнице египетской царицы IV династии Хетепхерес. Таз и корпус кувшина выкованы, носик же кувшина отлит, вставлен в специально подготовленное отверстие и прикреплен к корпусу холодной ковкой.

Народами, достигшими наиболее значительных успехов в освоении технологий металлургии меди уже в хальколите, в настоящее время считаются шумеры в Месопотамии, иберы на Пиренейском полуострове и народы населявшие в то время Малую Азию. Интересные археологические находки, также датируемые IV тыс. до н.э., были сделаны в 1972 г. в Болгарии недалеко от города Варна. Там был обнаружен древний некрополь с большим количеством золотых и медных изделий. Всего было исследовано более 60 захоронений и найдено свыше 2000 металлических предметов. Некоторые исследователи считают, что сокровища из Варны представляют собой свидетельство более высокой культуры, чем культура современных им цивилизаций.

При всех своих достоинствах медь имела и очень существенный недостаток: медные инструменты быстро затуплялись. Даже в холодноупрочненном состоянии износостойкость и другие свойства меди были не настолько высоки, чтобы медные инструменты и орудия могли полностью заменить каменные. Поэтому на протяжении медно-каменного века («хальколита») камень успешно конкурировал с медью, что и нашло отражение в названии эпохи. Решающий шаг в переходе от камня к металлу был сделан после изобретения бронзы.

Бронза и латунь

Бронзой называются сплавы меди с другими металлами. Известно большое количество бронз: свинцовая, сурьмяная, мышьяковая, висмутная, бериллиевая и проч. Наибольшую известность имеет оловянная бронза, и долгое время считалось, что именно она была первым медным сплавом, который научился производить человек. Однако в настоящее время достоверно установлено, что первые бронзы были мышьяковыми.

Выше мы уже отмечали, что минералы мышьяка (как правило, это легкоразлагаемые сульфиды) часто присутствуют в медных месторождениях. Отметим, что эти минералы обладают ярким цветом и были известны человеку еще в каменном веке. Реальгар (от араб. «рахьял-чхар» – рудный порох) из-за ярко-красного цвета считался магическим камнем, а аурипигмент (от лат. «аурум» – золото и «пигмент» – цвет) ассоциировался с солнцем. Таким образом, сплав с некоторым содержанием мышьяка получался естественным путем уже при производстве меди.

Возможно, положительное влияние на качество металла присутствия в шихте минералов мышьяка было рано замечено древними металлургами, возможно, их добавление в шихту носило ритуальный характер, но в отдельных регионах производство мышьяковых бронз началось еще в V тыс. до н.э.

Одновременно с широким производством медных и бронзовых изделий сформировалась первая индустрия металлолома, поскольку литейная технология позволяла поставить переработку изношенных и утративших потребительские свойства изделий «на поток» (рис. 1.14).

Одним из регионов, где металлургия бронзы имеет древнейшую историю, является Кавказ. На территории Грузии, Армении и Азербайджана найдены бронзовые предметы: шильца, долота, наконечники стрел и мелкие украшения, массовое содержание мышьяка в которых составляет от 5 до 20 %. Такое высокое содержание мышьяка в сплаве может быть объяснено только его целенаправленным введением в шихту, а между тем количество найденных предметов явно указывает на массовый характер древнего производства.

Аналогичные находки сделаны в Месопотамии: здесь, в местечке Норсун-Тепе, обнаружены остатки древней печи, частицы медной руды и небольшие кусочки сплава, содержащего до 6 % (масс.) мышьяка. Эти находки датируются IV тыс. до н.э.

Присутствие мышьяка в бронзе в количестве до 6 % (масс.) существенно (более чем в два раза) повышает ее прочностные свойства. При большем содержании мышьяка металл становится хрупким, но резко улучшаются его литейные характеристики.

Немаловажное значение имел в древности цвет сплава: при добавлении к меди 1–3 % (масс.) мышьяка получается металл красного цвета, 4–12 % – золотистого, свыше 12 % – серебристо-белых тонов. Таким образом, можно было из мышьяковой бронзы получать изделия похожие на золотые и серебряные, особенно часто этим приемом пользовались при производстве украшений: археологами найдены литые бусы, подвески, кольца, содержащие до 30 % (масс.) мышьяка. Наоборот, древнее оружие из бронзы никогда не содержит более 6 % (масс.) мышьяка.

Можно с уверенностью утверждать, что ранний бронзовый век представляет собой эпоху безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во II тыс. до н.э. Отметим, что качество изделий из оловянной и мышьяковой бронз примерно одинаково, при этом технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах). Редко на поверхности земли встречаются минералы олова.

РРР: Тут-то не все сваливают на более сложную технологию. Все-таки сравнивают и качество изделий – то есть потребительские качества. Между тем и у железных изделий на ранних этапах качество было не ахти. Так за ради чего было с ним заморачиваться?..

Почему же оловянная бронза повсеместно вытеснила мышьяковую?

Главная причина заключалась в следующем. Как мы уже знаем, в древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно, в виду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт, или на переплавку. Но отличительной особенностью мышьяка является возгонка уже при температурах около 600 ^oС. Именно в таких условиях и проводился смягчающий отжиг бронзовых изделий при их перековке. Таким образом, теряя часть мышьяка, металл изменял свои механические свойства в худшую сторону. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до I тыс. до н.э., изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из «первородного» металла.

РРР: Странно, что они при этом «почему-то не подметили» того, что можно было (при переплавке) точно также добавлять минералы мышьяка, как и при первичной выплавке. По всей логике, если все достигалось именно опытным путем, мастера просто не могли не попробовать это делать!.. Но ведь не дошли до простейшего приема, который так и напрашивается. Это – сильный гвоздь против устоявшейся точки зрения !!!

Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Пары мышьяка ядовиты: их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей. Побочным явлением присутствия мышьяка в организме является быстрый рост волос и ногтей. Неудивительно, что древние металлурги не производили впечатление крепких и здоровых людей. Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров работавших с мышьяковой бронзой.

Данное обстоятельство находит отражение в мифах и преданиях многих народов: в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда – карликами, со скверным, раздражительным характером, косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог-металлург Гефест был хромым.

В заключении разговора о медных сплавах отметим еще один – с цинком, называемый в русском языке «латунь». Исследования последних десятилетий показали, что это сплав был достаточно широко распространен в бронзовом веке, например, его применял народ моссинэков, населявший юго-восточное побережье Черного моря.

Наиболее известным, и едва ли не единственным, упоминанием латуни в литературе является текст произведений Платона «Тимей» и «Критий», где латунь называется «орихалком». В упомянутых произведениях Платон рассказывает о легендарной стране Атлантиде и ее богатствах. Перечисляя металлы, он называет орихалк, золото, серебро и железо. Причем орихалк ставит на первое место, нигде не упоминая ни о меди, ни о бронзе. Можно сколько угодно сомневаться в истинности рассказов Платона о государственном устройстве Атлантиды, однако, с точки зрения металлурга, Платону не было никакого смысла выдумывать какой-то никому в его время не известный металл и при этом ставить его на первое место в ряду других, хорошо известных. Обозначая другие металлы, он везде использует обозначения, существовавшие в его время, поэтому можно предположить, что и орихалк во времена Платона был хорошо известен, а его название понятным не только специалистам. Другое дело, что в античном мире этот металл, по-видимому, был весьма редок, что объясняет отсутствие упоминаний о нем у других античных авторов.

Нельзя не отметить, что название «орихалк» созвучно названию медно-цинкового минерала «аурихальцит». Таким образом, если предположить, что Атлантида действительно существовала, но не имела месторождений самородной меди и оловянных руд, то ее благополучие могло опираться на залежи аурихальцита или орихалка, то есть самородной латуни. Самородная латунь в природе крайне редка. Некоторое время считалось, что существование ее в самородном виде невозможно. Однако, во второй половине XX в. в одном из медных месторождений Урала были обнаружены значительные количества самородной латуни.

Отметим также, что Платон перечисляет только самородные металлы. И, если Атлантида – не миф, то можно предположить, что в основе раннего и быстрого развития атлантов лежала именно самородная латунь, которая и была первым «рабочим металлом человечества».

Олово и оловянная бронза

Олово стало последним из семи великих металлов древности, ставшим известным человеку. Оно не присутствует в природе в самородном виде, а его единственный минерал, имеющий практическое значение, касситерит (от греч. «касситерос» – олово) является трудновосстановимым и малораспространенным. Тем не менее, и этот минерал был известен человеку уже в глубокой древности. Дело в том, что касситерит является спутником (хотя и редким) золота в его россыпных месторождениях. Благодаря высокой удельной массе золото и касситерит в результате промывки золотоносной породы оставались на промывочных лотках древних старателей. И хотя факты использования касситерита древними ремесленниками неизвестны, сам минерал был знаком человеку уже во времена неолита.

По-видимому, впервые оловянная бронза была произведена из полиметаллической руды добытой из глубинных участков медных месторождений, в состав которой наряду с сульфидами меди входил и касситерит. Древние металлурги, уже располагавшие знаниями о положительном влиянии на свойства металла реальгара и аурипигмента, достаточно быстро обратили внимание на новый компонент шихты – «оловянный камень». Поэтому

появление оловянной бронзы произошло, скорее всего, сразу в нескольких промышленных регионах Древнего Мира.

РРР: Судя по всему, имеются реальные археологические данные о фактически одновременном появлении оловянной бронзы сразу во многих регионах, раз авторам приходится делать подобный реверанс.

Известно, что новый сплав в значительных количествах выплавляли в начале II тыс. до н.э. в Индии и Индокитае, в Малой Азии, на Пиренейском полуострове (иберы), на островах Эгейского моря. Также оловянная бронза применялась в Древнем Египте.

В гробнице высокопоставленного египетского чиновника XVIII династии (Новое царство, около 1450 г. до н.э.) найдено изображение технологического процесса получения бронзовых отливок (рис. 1.15). Трое рабочих под наблюдением надсмотрщика подносят металл. Двое рабочих с мехами раздувают огонь в горне. Рядом находятся изображения плавильные тигли и кучи древесного угля. В центре показана операция разливки. Иероглифический текст поясняет, что эти картины иллюстрируют отливку больших бронзовых дверей для храма, и что металл по приказу фараона доставлен из Сирии. Факт отливки столь крупного изделия позволяет считать, что к тому времени египетскими мастерами был накоплен серьезный опыт в области литья бронзы.

Древнейшим предметом из олова считаются браслеты, найденные на острове Лесбос. Они датируются III тыс. до н.э. Тем не менее, из этой единичной находки трудно делать выводы о степени распространенности металла в эпоху бронзового века. Даже в I тыс. до н.э. металлическое олово имело крайне ограниченное распространение: оно применялась, главным образом, для изготовления мелкой косметической посуды и некоторых деталей защитного вооружения, требовавших высокой пластичности (например, из олова делали «книмиды» – доспехи защищавшие голени ног, которые держались на них без шнуров и застежек, а лишь благодаря упругости и эластичности). Практически все добываемое в то время олово расходовалось на производство бронзы.

Главными месторождениями олова в эпоху Древнего мира были: Испания, Индокитай, Британские острова, которые греки называли «оловянными» – касситеридами, кроме того, оловянная руда добывалась на Апеннинском полуострове (этрусками), в Греции (в Хризейской долине около города Дельфы), в Сирии.

Олово было одним из наиболее дефицитных и дорогих металлов Древнего Мира, даже в Римской империи, распоряжавшейся ресурсами всего Средиземноморья, олово стоило в 7–10 раз дороже свинца.

Преимущества оловянной бронзы перед медью, мышьяковой бронзой и латунью заключались в высокой твердости, коррозионной стойкости и прекрасной полируемости. От способности олова повышать твердость бронзы и происходит его современное международное название. Отметим, что корень «ст», звучащий в слове «стан» и во многих производных от него словах современных языков, является одним из древнейших общеиндоевропейских корней и обозначает признак прочности или устойчивости.

Целый ряд предметов быта и вооружения стало возможно производить только после освоения технологии производства и обработки оловянной бронзы. Это относится, например, к изготовлению длинных мечей, бритвенных ножей, но, особенно, к полированным зеркалам. Можно сказать, что появление оловянной бронзы ознаменовало собой переворот в древней магии.

В зеркалах, как ни в одном другом виде бронзовых изделий, можно проследить этапы освоения древними мастерами технологии термической и механической обработки медно-оловянных сплавов. Например, древние греческие, египетские, скифские зеркала начала I тыс. до н.э. и содержащие до 12 % (масс.) олова, подвергались только холодной ковке, что не давало возможности достигать высоких параметров твердости и полируемости. Этруски делали зеркала из сплава с 14–15 % (масс.) олова. Перед холодной ковкой такой сплав необходимо было подвергнуть «гомогенизации» – выдержке при определенной температуре для растворения хрупкой эвтектики. Этрусские металлурги проводили гомогенизацию сплава в течение 4–5 ч. при температуре около 650^oС. Поэтому этрусские зеркала обладали прекрасной полируемостью и высокой коррозионной стойкостью.

Еще больше олова, до 23 % (масс.), содержат золотисто-желтые зеркала сарматов изготовленные в V–III в. до н.э. Изделия из такого сплава можно было получить только путем горячей ковки бронзы при температуре «красного каления» (600–700^oС) и последующей закалки в воде. Подобную технологию использовали также в Индии, Китае и Таиланде.

Наконец, на пороге новой эры практически повсеместное распространение получил тройной сплав меди, олова и свинца. Такие бронзы, содержащие до 30 % (масс.) олова и до 7 % (масс.) свинца, являются самыми твердыми и сложными для обработки. Но они позволяют производить металл с высокой отражательной способностью и коррозионной стойкостью, а также с прекрасными литейными свойствами и полируемостью. Изделия из такого сплава получили особенно большое распространение в Китае, Средней Азии и Римской империи, хотя Плиний отмечает, что они имели чрезмерно высокую стоимость и были доступны только очень состоятельным людям.

По мнению большинства историков, своим названием бронза обязана крупному римскому порту Брундизию (совр. Бриндизи), через который осуществлялась торговля империи с восточными странами. Однако существует и другая версия, упоминаемая римским историком Плинием, который считал, что название металла происходит от персидского слова, обозначающего «блеск меча».

Итак, освоение технологии производства бронзовых изделий существенно обогатило знания древних металлургов. При выплавке бронзы впервые была освоена технология составления шихты из нескольких компонентов, а при обработке сплава стали применяться горячая ковка и закалка изделия.

С превращением оловянной (а затем и свинцовой) бронзы в основной рабочий металл цивилизации, технология рециклинга металлолома усложнилась (рис. 1.16). На литейной стадии производства в металл стали добавлять металлические олово и свинец, а кузнечная обработка литых заготовок стала включать операции горячей ковки и закалки. Развитие получила торговля бронзовым и медным ломом.

«Введение железа в каком-либо народе означает конец его дикого существования и начало образованности» (Юлий Цезарь, «Записки о галльской войне»).

Вообще историю развития человеческой цивилизации в известной степени можно представить в виде постепенно сменяющих друг друга технократических и авторитарных структур. Первые обеспечивали быстрое развитие производственной базы общества «в ширину», вторые, успешно выделяя наиболее прогрессивные технические и технологические решения, за счет лучшей организации всей производственной структуры добивались выдающихся успехов, идя «в глубину» и превосходя, в итоге, своих более изобретательных, но менее целеустремленных учителей. История знает немало подобных примеров.

Хорошо известно, что технология добычи и обработки золота была заимствована жителями Древнего Египта у соседних народов из страны, которую египтяне так и называли «Золотая» – Нубия (от древнеегипетского слова «нуб», что значит «золото» или «золотая земля»). Небывалое могущество ассирийского царства в 900–600 гг. до н.э. опиралось на технологии извлечения (экстракции) металлов из руд и металлообработки, перенятые им у соседней державы хеттов, распавшейся в результате переселения на территорию Греции и Малой Азии дорийских племен на рубеже I тыс. до н.э. Возвышение Римской империи не было бы возможным, не окажись римляне примерными учениками, перенявшим и внедрившими лучшие металлургические технологии заимствованные ими у этрусков и кельтов. Это перечисление можно продолжить, причем примерами не только из древней, но и из последующей истории цивилизации.

Рассуждая о технократических цивилизациях Древнего Мира нельзя не затронуть вопрос о древних металлургических центрах, послуживших основным источником знаний о технологиях экстракции и обработки металлов. По современным представлениям, которые хорошо корреспондируются с изложенной ранее гипотезой о постепенном закономерном открытии человечеством новых материалов и металлов из отходов (или в качестве отходов) ранее освоенных производств, появление металлургии железа изначально происходило не в одном, а в нескольких регионах. Чаще всего называются два таких региона: Малая Азия (конкретно Анатолийское плоскогорье), где металлургию железа осваивали и развивали последовательно: хатти и хетты, и предгорья Гималаев в истоках Инда, т.е. район так называемого Пятиречья (современный Пенджаб). На наш взгляд недооцененной в этом отношении остается роль Уральского региона и Индокитайского полуострова.

Азиатская часть современной Турции (называемая также Малой Азией) – полуостров Анатолия – с древнейших времен была связующим звеном, соединявшим Азию с Европой. Однако не только благоприятным географическим положением, хорошим климатом и плодородием почв отличалась Малая Азия в древности. Решающую роль в экономическом и культурном развитии Анатолии играли ее природные богатства. В недрах полуострова находились богатейшие и относительно легкодоступные месторождения металлов, что сыграло огромную роль в экономической и политической истории обществ, формировавшихся с начала бронзового века в различных районах

Малой Азии.

В периоды энеолита и раннего бронзового века значительных успехов в экономическом и культурном развитии добилась Центральная Малая Азия, на что указывают датируемые VI–V тыс. до н.э. археологические материалы, обнаруженные на городищах Аладжа-Хююка, Алишар-Хююка, Хороз-тепе, Кюль-тепе.

Именно при раскопках Аладжа-Хююка были обнаружены считающаяся в настоящее древнейшими (датируемые некоторыми специалистами VI тыс. до н.э.) предметы из железа рудного происхождения – небольшие крицы, произведенные, по-видимому, тигельным способом.

Следует отметить, что в эпоху бронзового века из Малой Азии в рамках активных торговых операций в больших количествах вывозилось золото, серебро и медь, в то время как вывоз железа и железной руды местными властями, по-видимому, был запрещен, в виду чего иноземные купцы пытались заниматься их контрабандой.

…нельзя не отметить родственность хеттского названия меди «кувана» со славянским корнем «ков» и многочисленными производными от него словами. Общность хеттского и славянского терминов, связанных с одним из первых металлов человечества, говорит о глубокой древности знакомства наших общих предков с металлургией. При этом общность хеттского термина именно со славянским, а не с германским, греческим, италийским или другим, указывает на наибольшую близость хеттов именно к праславянам, хотя нельзя не отметить, что в те далекие времена все индоевропейские языки были еще очень близки друг к другу.

Технократический характер хеттского государства хорошо отражен в письменных источниках, где подробно описана деятельность плотников, каменщиков, ювелиров, гончаров, пекарей, сапожников, прядильщиков, портных, ткачей, рыбаков, поваров, медников.

Добыча и обработка металлов (меди, бронзы, золота, серебра, свинца и железа) и поделочных камней (ляпис-лазури, мрамора, яшмы, диорита), как уже отмечалось выше, издавна занимали особое место в хозяйственной жизни Малой Азии. Наиболее распространенными металлами у хеттов были бронза и медь, из которых производили основные виды орудий производства, оружия, различной утвари, культового инвентаря, украшений и т.п. Золото и серебро имели меньшее практическое применение, если не считать их важное значение (в особенности серебра) в качестве мерила стоимости. Из них изготовлялись посуда, различные украшения, предметы культово-ритуального значения и т.д.

Производство и применение железа являются исключительной особенностью производственной культуры хеттского общества, что подтверждается данными хеттских клинописных текстов, датируемых XV–XIII вв. до н.э. Существовали разные виды метеоритного и земного, рудничного железа («железо» и «небесное железо», «черное железо», «хорошее железо», «железо очага»). По обработке «хорошего железа» (видимо, стали) Центральная Малая Азия занимала лидирующее положение среди современных хеттам стран Ближнего Востока.

В хеттских текстах сохранились сведения о массе (от 1 сикля, т.е. около 8,4 г до 90 мин, т.е. около 45 кг) и размерах железных изделий. В большом количестве изготовлялись из железа ларцы, кинжалы, ножи и их лезвия (клинки), постаменты для статуэток божеств, сами статуэтки, предметы культово-ритуального назначения и т.д. В хеттских текстах упоминаются железные статуи богов и животных, но все эти предметы носили особый характер: они посвящались храмам либо предназначались в подарок царям. По-видимому, самое раннее упоминание о таких крупных предметах содержится в надписи царя Анниты (около 1750 г. до н.э.), где он отмечает, что им получены в качестве дани от города Пурусханды железные скипетр и трон.

В хеттских текстах упоминаются кузнецы по железу («железоделатели»), сопоставляемые с кузнецами по золоту, серебру и меди. По-видимому, железоделательная техника была освоена в хеттский период лишь несколькими искусными мастерами, которые могли назначать высокую цену за свои изделия. Однако, железо производили в самых разных местах Хеттского государства, в особенности в северных и северо-восточных районах.

Превосходство народов Малой Азии в умении как обрабатывать, так и выплавлять железо подтверждается знаменитым фрагментом из письма хеттского царя Хаттусили III к одному из современников, вероятно, фараону Рамзесу II: «Что до хорошего железа, о котором ты мне писал, хорошего железа в Киццуватне нет. Сейчас плохая пора для производства железа. Они сделают хорошее железо, но пока еще не закончили работу. Когда они закончат, я пошлю его тебе. Теперь я посылаю железное лезвие для кинжала».

Опрометчиво было бы вычитывать слишком многое из этого отрывка. Он не доказывает, например, что хеттский царь накладывал эмбарго на вывоз железа для военных целей. Ссылку на «плохую пору для производства железа» можно объяснить, предположив, что, как и в других современных ему обществах, у хеттов выплавкой железа занимались крестьяне в домашних условиях зимой, когда на полях не было работы. Таким образом, вполне вероятно, что поздним летом или осенью запасы железа сильно оскудевали.

Как бы ни были искусны хетты в производстве железных изделий, общий уровень технологии оставался недостаточным для превосходства железных орудий труда и оружия над бронзовыми. Поэтому и хеттская армия, уже имевшая на вооружении некоторое количество железного оружия, не имела безусловного преимущества над войском противника, вооруженного бронзовым оружием.

РРР: Не одно только оружие решает исход войны…

После падения хеттского государства распространение знаний о металлургии железа не только не ослабевает, но, наоборот, приобретает новый импульс. Данное обстоятельство может быть объяснено, с одной стороны, переселением ряда народов, входивших в состав хеттской державы, на новые территории, а, с другой стороны, аннексией некоторых хеттских земель могущественными соседями, прежде всего, Ассирийским царством. По-видимому, от хеттского племени халиберов получили знания о металлургии железа древние греки. Народом же, который явился прямым наследником хеттских металлургических традиций многими историками признаются расены, как они называли себя сами, или этруски, как их называли римляне. Справедливости ради, необходимо отметить, что существует и другая версия происхождения расенов, базирующаяся на теории переселения их на Аппенинский полуостров из Уральского или Алтайского центров – постепенно: через регионы Дона и Дуная.

Подобно другим технократическим цивилизациям Древнего Мира этруски остаются для современной исторической науки загадкой. По вопросу их происхождения не существовало единого мнения еще в древности. В V в. до н.э. греческий историк Геродот предположил, что тирренцы (как называли расенов греки) пришли в Италию из Малой Азии, а точнее из Анатолии, в период между 1200 и 900 гг. до н.э. (т.е. в результате дорийского переселения, приведшего к падению хеттской империи). Причем, по мнению Геродота, тирренцы воспользовались водным путем, колонизовав вначале острова между Сицилией, Сардинией, Корсикой и побережьем Аппенинского полуострова. Упомянутое водное пространство и теперь носит название Тирренского моря. В согласии с Геродотом вопрос о происхождении этрусков – тирренцев решали римские историки Страбон, Плиний Старший и Тацит. По мнению другого греческого историка, Гелланика из Митилены, этруски – это потомки протогреческого племени пеласгов, принимавшего участие в дорийскоим переселении, а затем достигшего водным путем устья реки По. Дионисий Галикарнасский считал этрусков исконными жителями Италии. Наконец, по наиболее поздней версии немецкого ученого Нибура этруски попали в Италию по суше с севера, через Восточные Альпы. В пользу последней версии говорит то обстоятельство, что археологические памятники, аналогичные раннеэтрусской культуре (так называемой культуре Виллановы), открыты в некоторых районах Юго-Восточной Европы, главным образом на территории нижнего течения Дуная.

Язык этрусков, который с покорением Италии Римом был вытеснен латинским языком, оставив в нем значительные следы своего влияния, известен из многочисленных (свыше 9 тыс.) надписей. Этрусский алфавит, по-видимому, был создан по греческому (халкидскому) образцу. Фонетика и морфология этрусского языка до сих пор изучены недостаточно, а синтаксис и семантика практически совсем не исследованы.

Не решен и вопрос о принадлежности этого языка к какой-либо лингвистической группе: различные ученые доказывают его связь и с урало-алтайскими, и с финно-угорскими, и с кавказскими, и с протохеттскими языковыми группами. По одной из современных версий этрусский язык имеет индоевропейское происхождение и родственен славянским языкам.

Первоначальной территорией расселения этрусков было западное побережье Аппенинского полуострова – район современных Тосканы (Этрусканы) и Лация. Политически Этрурия представляла собой федерацию двенадцати самостоятельных городов-государств. В случае выбытия одного из членов федерации, например, вследствие военного разгрома или стихийного бедствия, в состав объединения принималось другое государство. Наиболее известными этрусскими городами были: Вейи, Тарквинии, Цере, Вольсинии, Русселы, Ветулония, Арреций, Перузия, Волатерры, Вольцы, Кортона, Клузий, Фезулы. В каждом из независимых этрусских государств кроме главного города имелись города, подчиненные метрополии. В своей внутренней жизни многие из этих подчиненных городов пользовались автономией.

Основой процветания этрусского общества были металлургия и земледелие…

Этрусская металлургия базировалась на трех крупнейших для того времени полиметаллических месторождениях: на севере металлоносные рудники располагались в районе Сиены, на юге – в горах Толфа у Чивитавекья. Главным же районом добычи руд, прежде всего железных, был остров Ильва (современная Эльба). Греки называли этот остров Эталия – «Дымный» – из-за сильного дыма от множества плавильных печей. Историк Диодор Сикул сообщает, что издали вместо острова виднелась лишь «густая пелена дыма».

Этрурия контролировала самые значительные запасы меди, драгоценных металлов и, возможно, олова в центральном районе Средиземноморья.

Археологи обнаружили на земле этрусков шахты, тоннели, конусообразные плавильни и гигантские кучи шлака. Шахты оказались настолько богатыми, что их стали снова эксплуатировать во время II Мировой войны для нужд итальянской военной промышленности. Итальянские исследователи подсчитали, что за период своего двухсотлетнего расцвета (VI–V вв. до н.э.) этруски выработали, по крайней мере, полмиллиона тонн железа.

Необходимо отметить, что добываемая на Ильве руда представляла собой минерал сидерит. При его термообработке выделялось большое количество углекислого газа, что затрудняло ход плавки. Поэтому процесс проводили в две стадии: сначала руду обжигали в открытых печах простой конструкции, а потом собственно плавили в сыродутных горнах для получения кричного железа. Такая обработка руды требовала больших затрат древесного угля и леса на острове были быстро вырублены. После этого производство железа было перенесено на материк – в основном в район Популонии, Ветулонии и Волатерр. Кроме того, мастерские по производству изделий из железа обнаружены археологами в Путеоле, Капуе, Ноле, Суессе, Марцаботто.

В октябре 1999 г. в Пьомбино и на Эльбе состоялась конференция, посвященная вопросам железа этрусков. По этому поводу тосканским кузнецом Джино Брамбилья были проведены успешные опытные плавки. Наблюдение и контроль с применением современных приборов обеспечили студенты-металлурги из Миланского университета под руководством профессора Никодеми, председателя Итальянской ассоциации металлургии (AIM), который и организовал конференцию. Председатель конференции, профессор Герхард Шперль из Леобена, был научным консультантом эксперимента, подтвердившего эффективность методов практической археологии в истории металлургии.

Основу кельтской экономики составили скотоводство, горное дело и металлургия…

Горное производство располагалось главным образом в щедрых на ископаемые ресурсы Альпах. Здесь кельты добывали медь, олово, свинец, ртуть, в том числе и из глубокозалегающих (свыше 100 м глубиной) месторождений. В Альпах были построены первые в Европе соляные шахты, а на горных реках освоена отмывка золота, добыча которого измерялась тоннами.

Однако все вышеперечисленные достижения кельтов не были бы возможны без развития металлургического производства, дававшего орудия труда для всех остальных отраслей хозяйства. Особенно интенсивно кельтские соляные копи, медные и железные рудники, железоплавильные мастерские и кузницы исследовались в последние 50–60 лет. Благодаря консервирующим свойствам соли в шахтах найдено большое количество хорошо сохранившихся орудий труда: железные и бронзовые кирки, топоры, долота, а также остатки одежд из кожи животных. Раскопки в местах рудных месторождений показали, что извлеченную из шахт руду измельчали на специальных каменных плитах при помощи больших каменных молотов. Дальнейшая переработка руды велась в обжигательных и плавильных печах.

Одним из центров железного производства был город, располагавшийся на местесовременного Магдаленсберга в Каринтских Альпах. Здесь и теперь можно найти отвалы шлака двухсотметровой длины и трехметровой ширины – это остатки переработки железной руды. Рядом стояли печи – сыродутные горны, в которых руда превращалась в металл. Неподалеку находились кузни, где продукты плавки – железные «крицы», представлявшие собой смесь металла и тестообразного шлака – после кропотливой искусной обработки становились стальными мечами, наконечниками копий, шлемами или инструментами.

Экспериментальное воспроизведение кельтской металлургии, сделанное австрийским ученым Гарольдом Штраубе, показало, что в их сыродутных горнах можно было довести температуру до 1400^oС.

На умение кельтов достигать высоких температур указывает также то обстоятельство, что они были единственным европейским народом Древнего Мира, умевшим делать из расплавленного стекла браслеты, не имеющие швов.

Обнаруженные археологом Г. Рикочини надписи говорят об оживленной торговле железом и сталью с Римом, который оптом закупал их в виде слитков, напоминающих кирпичи или полосы.

Высочайших результатов достигли кельты в изготовлении так называемых «наварных» изделий, у которых на мягкую железную подоснову наваривалось (методом печной или кузнечной сварки) стальное лезвие. Длинные (до 80 см) мечи, изготовленные таким способом, были самым мощным оружием того времени. Сталь для «осталивания» оружия и инструментов кельты получали, главным образом, науглероживанием железа в огне древесного угля. Однако существовал и гораздо более эффективный способ, о котором сообщает древнегреческий историк Диодор Сицилийский из Агириона:

«…Они (кельты) закапывали прокованные железные пластины в землю и держали их там до тех пор, пока ржавчина не съедала все слабые части. Из оставшихся более прочных частей они ковали свои превосходные мечи и другое оружие. Изготовленное таким образом оружие разрезает все, что попадает на его пути, ибо ни щит, ни шлем и ни тем более тело не могут противостоять удару этого оружия, настолько велики преимущества такого железа…».

Дело в том, что полученная в горне железная крица была очень неоднородна по химическому составу. Она представляла собой смесь железа и стали и даже после тщательной проковки участки с низким содержание углерода перемежались с участками с высоким содержанием углерода. Такая неоднородность была причиной неравномерной коррозии, так как во влажной земле участки с низким содержанием углерода окисляются намного быстрее. После длительного пребывания в земле мягкие участки крицы разрушались и оставалась сталь. Этот дорогой и длительный процесс получения стали кельтские кузнецы использовали в особых случаях, когда надо было изготовить оружие особо высокого качества, поэтому с большой долей вероятности можно предположить, что упоминание в легендах и сказаниях многих народов чудо-оружия (у славян – знаменитого меча-кладенца) имеет вполне реальный прототип – мечи из стали, полученной таким трудоемким способом.

Однако кельтами применялся и еще один, наиболее замечательный способ осталивания кричного железа, дававший удивительные результаты. В соответствии с этой технологией приготовления стали, предварительно прокованное железо измельчалось до состояния мелкой стружки и подмешивалось в корм домашней птицы, чаще всего – гусей. Проходя через чрезвычайно агрессивный кислотный пищевой тракт птиц, мягкое железо быстро коррозировало, и в итоге оставалась только высококачественная твердая сталь, использовавшаяся для изготовления лезвий мечей и кинжалов.

Большое значение кельты придавали художественной обработке металлических изделий – особенно рукоятей мечей и ножен, которые обычно изготавливались из бронзы. Чаще всего для инкрустации использовались золото, кораллы и эмаль, но применялись также стекло и самоцветы. Гравированные и чеканные кельтские узоры, как правило, имеют растительные и звериные мотивы.

В технике литья кельтам во всех подробностях были известны различные виды сплавов – ими широко применялось литье в «обратную форму», особенно после того, когда в V в. до н.э. в моду вошли «маскообразные фибулы» и другие предметы с рельефами. Сначала из воска искусно изготовлялась сложная модель будущего изделия, которая покрывалась глиняной оболочкой. Когда глиняная оболочка засыхала, ее обжигали, затем из готовой формы выливался растопленный воск, после чего форму заполняли расплавленной бронзой. Готовое изделие извлекали, разбивая глиняную форму, так что каждое изделие, по существу, было уникальным. Эта кельтская техника в латенское время неустанно совершенствовалась и достигла кульминации во II в. до н.э.

На высокий уровень мастерства кельтских металлургов указывают и археологические раритеты, найденные в могиле некоего князя по имени Фикс. В этой могиле были обнаружены два бронзовых изделия большого размера: котел для вина емкостью 1100 л и сосуд для меда, вмещающий 400 л…

По заказу музея завод «Шкода» взялся сделать копию бронзового сосуда, в который был налит мед. Толщина его стенок – 2,5 мм. Однако раскрыть секрет древних металлургов так и не удалось: у современных мастеров при изготовлении сосуда бронза все время разрывалась.

Кроме сосудов в могиле находилось множество металлических предметов из золота, серебра, бронзы и, конечно, железа. Тут же стояла и повозка князя, собранная из 1450 деталей, в том числе, железных и бронзовых.

Неудивительно, что в наиболее распространенные технические языки современной Европы – английский и немецкий – название главного металла цивилизации – железа – пришло именно из кельтского языка. По-кельтски «железо» произносилось (по мнению большинства специалистов) как «изарнон» или «изара», по-английски оно теперь звучит как «айрон», а по-немецки – «айзен».

Принято считать, что древние египтяне внесли значительный вклад в развитие металлургии золота, меди и бронзы, однако исторические факты говорят о том, что данное утверждение несколько преувеличено. Действительно, золото появилось в Египте еще в додинастическую эпоху, и древнейшие известные золотые раритеты найдены археологами именно в Египте. Однако последние исследования показали, что большая часть египетского золота имеет нубийское происхождение.

Добывать золото сами египтяне стали намного позже, после повторного завоевания Нубии, которое продолжалось более 400 лет. Начало ему положил фараон Секусерт (1887–1849 гг. до н.э.), а завершил фараон Тутмос III (1525–1473 гг. до н.э.). Лишь после этого в сознании современников Египет стал ассоциироваться со страной золота: так, например, царь Митании Тушрат писал фараону Аменхотепу II (1455–1419 гг. до н.э.), требуя от него золото в обмен на руку своей дочери: «…Пришли мне золота столько, сколько нельзя измерить, …ибо в стране моего брата (в Египте) золото рассеяно как пыль…».

РРР: Опять несогласованность с династическим списком. Фараон Сенусрет (а не Секусерт) относится к 12-й династии. Вдобавок их было три, и непонятно, о каком из них идет речь. Сенусрет I правил в период 1971-1926, Сенусрет II – в период 1897-1878, а Сенусрет III – в период 1878-1841 гг. до н.э. Да и для Тутмоса III указаны другие сроки – 1479-1425 гг. до н.э. В общем, все даты фараонов надо контролировать.

РРР: По данным египтологов, войска в Нубию отправлял несколько раз Сенусрет I. Но и он продолжил лишь дело своего предшественника Аменемхета I.

Примечание по сноске:

Первое завоевание Египтом Нубии произошло в III тыс. до н.э., но оно было непродолжительным и не оказало существенного влияния на развитие производственной базы египетского общества

Откуда возникли богатства Египта, поражавшие воображение жителей соседних государств?

Дело в том, что в Египте добыча рудного золота была поставлена на государственную основу – ведь все оно принадлежало фараону – и жесточайшим образом контролировалась. Максимальный уровень ежегодной добычи был достигнут в XV в. до н.э. и составлял около 50 т. При этом египтяне не останавливались на достигнутом и продолжали захват золотоносных провинций Северной Африки, дойдя к середине XIII в. до н.э. до пятого порога Нила (на территории современной Эфиопии). В это время была создана первая из известных в мире «Карта золотых рудников» Египта.

РРР: Вот и Эфиопия высветилась!.. А ее-то на предмет древних рудников не исследовали!..

РРР: Можно вспомнить и про богатства царицы Савской… То есть рудники-то были!..

Однако технический и технологический уровень древней египетской золотопромышленности оставался низким, вплоть до завоевания Египта римлянами: железные инструменты в египетских шахтах появились лишь в III в. до н.э. (у кельтов значительно раньше – уже в VII–VI вв. до н.э.), а технология извлечения золота из руды купелированием с помощью ртути – вообще только в римский период.

Результаты химического анализа показывают, что вплоть до XIII в. до н.э. египетское золото не подвергалось рафинированию, т.е. специальной очистке. Между тем, шумеры изобрели технологию рафинирования золота еще на рубеже IV и III тыс. до н.э. В древних египетских текстах упоминание об очистке золота и делении его на сорта по степени чистоты (на «серебристое», «хорошее» и «изящное») появляется только после 1200 г. до н.э.

Изготовление сплавов золота с серебром и медью в Египте также начали практиковать лишь во времена Нового Царства, т.е. после 1500 г до н.э.. Однако эта технология у египтян так и не достигла высокого уровня: на поверхности таких золотых предметов, обнаруженных в гробницах IX–VIII в. до н.э. часто можно наблюдать включения серебра в виде произвольно разбросанных светлых пятен.

Большие проблемы имелись у египтян и в производстве медных и бронзовых изделий. В основном они были связаны с нехваткой энергетических ресурсов, а именно – качественной древесины, использовавшейся при производстве древесного угля. Известность получил энергетический кризис, поразивший Египет в XII в. до н.э., когда были вырублены почти все агатовые пальмы и акации и металлургическое производство в стране было резко сокращено. Пришлось выходить из положения, вводя жесткий контроль за расходованием металла: по всей стране были созданы конторы, осуществлявшие учет металлических инструментов (в основном медных): они ежегодно взвешивались, устанавливалась степень износа, после чего владельцу инструмента выдавалась порция металла, необходимая для восстановления первоначального вида изделия. Ремонт производили в специальных государственных мастерских. Бронза использовалась, главным образом, для изготовления оружия и ритуальных предметов.

С развитием металлургии железа ситуация еще более обострилась, поскольку экстракция железа из руды и его термомеханическая обработка требовали значительно более высоких затрат древесного угля, чем металлургия меди. Поэтому, пока это было возможно, египтяне пытались приобретать металл, облагая данью (железом, медью, оловом) народы Малой Азии, куда они постоянно совершали военные походы.

Таким образом, всю историю существования Египта как самостоятельного государства можно представить как историю войн за ресурсы (в первую очередь, за ресурсы металлов). Внутри самого государства развивалась в основном индустрия металлообработки, при этом наибольшее значение придавалось, говоря современным языком, глобальному «рециклингу» металлов.

Ассирия – государство с богатейшей и древней историей – располагалась в северо-западной части Месопотамии. Оно сформировалось на территориях, первоначально освоенных шумерами, в конце III тыс. до н.э. и просуществовало почти до конца VII в. до н.э. Период наивысшего рассвета Ассирии приходится на IX–VIII в. до н.э. и в значительной степени связан с развитием металлургии железа.

После распада Хеттской империи в результате экспансии дорийских племен, Ассирия смогла захватить ряд территорий, входивших в ее состав, а некоторые народы южного побережья Черного моря заставила платить дань железом. Таким образом, ассирийская армия получила доступ к новому эффективному вооружению – железному.

Ассирия относилась к железу именно как к «стратегическому», «военному» металлу! Это стало ясно после археологических исследований города Дурр-Шаррукин – резиденции одного из самых могущественных царей Ассирии Саргона II, правившего государством с 722 по 705 гг. до н.э.

В Дур-Шаррукине были размещены стратегические запасы государства: казна, оружейные арсеналы и склады железа. Железа было найдено свыше 200 т: в виде криц, оружия, пил и кузнечного инвентаря, что позволяет судить о том, что в городе были сосредоточены и интеллектуальные ресурсы государства – мастера-металлурги. Для времени, о котором идет речь, 200 т железа – это огромное количество, поскольку из него тогда делали только наступательное вооружение: наконечники копий и стрел, кинжалы и короткие мечи.

РРР: Так это еще только лишь то, что было найдено при раскопках!..

По-видимому, именно применение железного оружия стало решающим фактором успешных военных походов ассирийцев, предпринятых при царях Тиглатпаласаре, Саргоне, Асархаддоне и Ашшурбанипале. В результате размеры государства необычайно увеличились: от гор Армении и Ирана до дельты Нила. Ассирию VIII в. до н.э. не случайно принято называть первой в истории «мировой империей».

Древнейшим металлургическим регионом Китая в настоящее время признается юго-восточный. Именно здесь находились легкодоступные месторождения меди и олова, а неподалеку располагался один из центров появления металлургических знаний цивилизации – Индокитайский полуостров. По-видимому, отсюда и произошло проникновение первых металлургических технологий в южную часть страны, где и сформировался ее древний технократический центр.

РРР: С Индокитаем версия сомнительная. Хотя Индокитай весьма показателен – он ведь «у черта на куличиках» от известных центров древних цивилизаций, откуда (по устоявшейся теории) и могло прийти искусство металлургии.

Самые древние бронзовые изделия, обнаруженные археологами на территории Северного Китая, принадлежат культуре Эрлитоу (XXI–XVII вв. до н.э.), которая располагалась главным образом в Хэнани, а также в прилегающих областях Хэбэя и Шанси. В районе г. Лоян были найдены многочисленные керамические формы для отливки бронзы и тигли, свидетельствующие о развитом бронзолитейном производстве. Не менее древние бронзолитейные центры были обнаружены в Южном Китае, в бассейне реки Янцзы.

РРР: Любопытно, что найдено в районе Сианя – древнем очаге земледелия…

Отличительной особенностью древней китайской металлургии является высочайшая техника бронзового литья. Известно, что уже во II тыс. до н.э. в Китае существовала самобытная оригинальная технология литейного производства. В то время, когда металлурги Запада и Ближнего Востока получали сосуды ковкой, литьем в песчаные формы или «по выплавляемым моделям», китайцы освоили гораздо более трудоемкий, но и существенно более прогрессивный, метод кусковой формовки (piecemolding). Этот метод сочетает в себе технику керамики и металлургии, что указывает на общий высокий уровень древней китайской промышленности.

РРР: Если следовать принятой теории, это будет означать, что уже к этому времени были накоплены богатые традиции в металлургии.

Технология заключалась в следующем. Сначала делали модель из глины, на которой вырезали нужный рельеф. Затем получали обратное изображение, напрессовывая пластины глины, кусок за куском, на ранее изготовленную модель. На каждом куске формы производили тонкую доводку рельефа. После этого куски глины обжигали, что само по себе требовало виртуозного мастерства, так как не должен был нарушаться рисунок.

Первоначальную глиняную модель зачищали на толщину стенок будущей отливки, получая стержень для формирования ее внутренней полости. Куски формы собирали вокруг стержня, создавая, таким образом, цельную форму. При этом швы и стыки между кусками формы специально не заделывались наглухо, чтобы в них мог затекать металл. Это делалось для того, чтобы застывшему в швах металлу можно было придавать вид изящной кромки, вносившей в изделие особый декоративный оттенок. Традиция использования вертикальных литейных швов для украшения изделий стала отличительной чертой китайского металлургического искусства.

Еще одним примером оригинальных китайских литейных технологий является изготовление бронзовых тазиков с «кипящей» водой. На днище таких тазиков мастерами размещались литые рисунки определенного вида и направления. Они изменяли акустические свойства предмета, наполненного водой, таким образом, что стоило потереть его ручки, как с поверхности воды начинали подниматься фонтанчики, образуя своеобразную «дождевую завесу», как будто вода, оставаясь холодной, действительно «закипела». Современные исследования позволили установить причину такого необыкновенного эффекта. Он достигается за счет того, что от трения возникают звуковые волны, которые резонируют и вызывают быстрые колебания в литых выступах в днище тазика, в результате этого вверх выталкиваются струйки воды.

Возможно, ни одна культура бронзового века не соответствует своему названию лучше, чем культура древнего Китая в период династии Шан-Инь. В это время в городах были целые кварталы ремесленников, занятых обработкой металлов, а при царском дворце находилась особая мастерская, в которой изготавливали оружие и специальные ритуальные изделия из бронзы. Кроме нескольких мраморных скульптур этой эпохи, все сохранившиеся произведения искусства сделаны именно из бронзы.

Археологами было обнаружено, что железо стало производиться китайцами уже на рубеже эпох Шан-Инь и Чжоу (XI–X вв. до н.э.). Широкое использование железа в Китае, также как и в других регионах цивилизованного древнего Мира, началось в середине I тыс. до н.э. Датируемое VII–VI вв. до н.э., древнекитайское сочинение «Шан-шу» в разделе «Юйгун» описывает технологии разработки железных руд и производства из них металла применявшиеся в провинции Сычуань. Другими известными регионами металлургии железа являются провинции Шанси, Гайшань и Чилили.

С освоением железа металлургическое производство в Китае получило новый литейный металл – чугун. Возможно, именно в Китае впервые научились производить этот железный сплав с помощью тигельной технологии. Для получения чугуна в тигли помещали шихту, состоящую из кричного железа и древесного угля, и производили длительную выдержку тиглей в горнах при температуре свыше 1200°С. Постепенное растворение углерода угля в железе позволяло получить из твердого кричного железонасыщенный углеродом жидкий металл. Из европейских авторов, первым о производстве в Китае чугуна тигельным способом упоминает Аристотель.

Несколько позднее была изобретена специальная печь для выплавки чугуна из кричного железа – так называемая «китайская вагранка». В отличие от современной ваграночной печи, представляющей собой агрегат шахтного типа со значительным перепадом температуры между горном и колошником печи, китайская вагранка являлась по существу сыродутным горном высотой не более метра, переоборудованным для переплава кричного железа в контакте с древесным углем в чугун. Вагранка снабжалась специальным дутьевым ящиком, работа которого обеспечивала интенсивный приток воздуха в агрегат. Уже в эпоху Борющихся Царств (IV–III вв. до н.э.) китайцы научились получать сложные чугунные отливки и положили начало художественному чугунному литью. В Европе ваграночная печь появилась не раньше XIV столетия.

Чугун в Древнем Китае получил очень широкое распространение. Он использовался для изготовления широкого спектра сельскохозяйственных орудий, а также инструмента. В гробницах периода династии Хань (II в. до н.э. – II в. н.э.) археологи обнаружили чугунные фигурки животных. Были также найдены чугунные формы для отливки разных предметов.

Таким образом, технология чугунного литья была освоена китайцами значительно раньше, чем любым другим народом мира. В дальнейшем чугун в Китае использовался в архитектуре. Уже в I тыс. в Китае изготавливались необычайно крупные отливки из чугуна. Наиболее известные памятники того времени – чугунные пагоды и «Лев-Царь» – «Шинцзы-Ван».

Один из самых известных памятников архитектуры Китая – знаменитая «Железная пагода» в Даньяне (провинция Хубэй). Она построена в 1061 г., и ее высота составляет 13 м.

Но, пожалуй, самым величественным сооружением из чугуна является восьмигранная колонна под названием «Небесная ось, знаменующая добродетель Великой династии Чжоу с ее сонмом земель». Она была воздвигнута по приказу императрицы У Цзэтянь в 695 г. на чугунном фундаменте, окружность которого составляет 51 м, а высота – 6 м. Сама колонна имееет 3,6 м в диаметре и 32 м в высоту. На ее вершине устроен «облачный свод» (высота – 3 м, окружность – 9 м), который, в свою очередь, венчали четыре бронзовых дракона, каждый высотой 3,6 м, поддерживающих позолоченную жемчужину. На сооружение этой конструкции было израсходовано 1325 т металла.

Шицзы-Ван, также известный под названием «Великий лев Цзанчжоу» – самое крупное в мире цельнолитое сооружение из чугуна (вышеупомянутые пагоды не были цельнолитыми). Его воздвигли по приказу императора Шицзуна (династия Чжоу) вчесть его похода на монголов в 954 г. Согласно древним летописям, он был изготовлен неким опальным мастером после неожиданного помилования. Высота этого необычного изваяния – 5,4 м, длина – 5,3 м, ширина – 3 м, толщина стенок (статуя пустотелая) – от 4 до 20 см, масса – более 50 т.

В 1984 г. возле чугунного льва были проведены археологические работы, что позволило обнаружить куски литейной формы и шлака и восстановить детали древней технологии. Китайские ученые установили, что литейная форма была изготовлена по глиняной рубашке, для отделения которой от стержня и кожуха была применена прослойка из грубой ткани (ее следы были обнаружены при раскопках).

Исследователи полагают, что первоначально «Великий лев» стоял в буддистском храме и служил пьедесталом для бронзовой статуи Будды, сидевшего на цветке лотоса. Эта статуя, скорее всего, была уничтожена уже при преемнике императора Шицзуна (ум. в 958 г.), когда в стране началась кампания борьбы против буддизма. В 1803 г. изваяние серьезно пострадало во время сильной бури. В 1984 г. лев был отреставрирован и водружен на двухметровый железобетонный пьедестал.

«Царь-лев» является уникальным объектом по способу получения большой массы расплава и способу заливки большой формы, представлявшей сложнейшую инженерную проблему. Для производства металла использовали ваграночную плавку чугуна, которая производилась одновременно во множестве специально построенных агрегатов. Из них расплав стекал в единую литниковую систему, следы которой сохранились на спине статуи. Фрагмент устройства каналов для транспортировки жидкого чугуна от вагранок к литейной форме приведен в одной из старинных китайских книг (рис. 2.16).

Высокие литейные свойства китайских чугунов, позволявшие получать подобные изделия, объясняются как удачной конструкцией печей для их получения, так и использованием железной руды, богатой фосфором. Помимо природных руд, китайские мастера также использовали содержащие фосфор вещества («черную землю»), что значительно снижало температуру плавления чугуна и улучшало его литейные свойства. Такая техника применялась до VI в. н.э.

Очень интересен вопрос о распространении технологии выплавки чугуна. Возможно, ее освоение на территориях Западной Сибири, Средней Азии и Восточной Европы происходило под влиянием металлургических традиций Китая. Например, при раскопках золотоордынского города Болгара были обнаружены три горна, имеющих большое количество воздуходувных отверстий. Судя по сохранившейся части горнов, их высота достигала 2–2,5 м. Воздуходувные отверстия располагались по окружности горнов на разных уровнях. В одном из горнов обнаружено 26 отверстий диаметром 2–3 см. Возможно, такая конструкция позволяла получать высокие температуры, достаточные для плавления железа и его интенсивного науглероживания. Найденные золотоордынские монеты позволяют датировать горны в пределах 1336–1361 гг. новой эры.

Чугунолитейное производство было известно на территории Монголии, Забайкалья, Тувы уже в середине I тыс. н.э. Втульчатые чугунные топоры-кельты из поселения на полуострове Песчаный на Дальнем Востоке возле города Владивосток датируются X–IX вв. до н.э.

Технология получения стали из чугуна была разработана в Китае во II в. до н.э. Этот трудоемкий метод получил название «сотня очисток» и заключался в многократном интенсивном обдувании расплава воздухом, благодаря чему происходило окисление углерода. О нем упоминается в трактате «Хуайнань-цзы» (180–122 гг. до н.э.).

Другой, более древний способ получения высококачественной стали, заключался в науглероживании кричного железа. В печи при контакте с углем поверхностный слой железа науглероживался. Затем железо обрабатывали молотом и вновь помещали в печь. В ходе многократной обработки терялось до 90% от массы исходной крицы.

В III в. китайцы освоили технику производства оружия путем сваривания полос железа с различным содержанием углерода, а в V в. научились получать «чугунно-стальной» композит путем сплавления чугуна с низкоуглеродистым кричным железом…

Высокая технология тигельной плавки позволила древним китайцам производить металлы, которые в других регионах мира стали известны спустя сотни лет. Установлено, что в эпоху Хань (206 г. до н.э. – 221 г. н.э.) в Китае выплавляли цинк. Пластины из этого металла использовались для письма и своеобразной художественной техники изобразительного искусства.

В тоже время было освоено производство тройного сплава никеля, меди и цинка, получившего название «пактонг» («пакфонг»). Этот сплав, обладавший высокой износостойкостью, являлся одной из доходных статей китайского экспорта. Он пользовался спросом во многих богатых странах Средней Азии. Например, в Бактрии из пактонга изготавливали монеты.

Интересно, что состав древнего сплава очень близок к современному нейзильберу, называемому также «новым серебром». Начиная с 1850 г. нейзильбер широко используется для чеканки монет практически во всех странах (впервые монеты из нейзильбера были выпушены в Швейцарии).

Тем не менее, необходимо отметить, что большинство современных исследователей считает металлургические знания древних китайцев заимствованными из Древней Индии. Это касается, прежде всего, технологии тигельной плавки бронзы и железа и способов производства экзотических металлов Древнего Мира и Средневековья – цинка, висмута и сурьмы.

Древним центром индийской цивилизации считается территория в верховьях реки Инд. В III тыс. до н.э. здесь жил народ, обладавший письменностью, строивший большие города, умевший обрабатывать металлы и достигший выдающихся успехов в животноводстве. Древние индийцы сумели одомашнить не только лошадей, овец, коз и свиней, но еще и буйволов и слонов. Цивилизация, построенная в Пенджабе (ее называют также цивилизацией Мохенджо-Даро или Хараппской), поддерживала взаимовыгодные торговые связи с жителями древнего Шумера. По мнению некоторых специалистов здесь находился один из первых металлургических центров человечества.

Искусство индийских мастеров металлургов было широко известно народам Древнего Мира. У соседей индийцев – персов – существовала поговорка «в Индию сталь возить», близкая по смыслу нашей пословице «ехать в Тулу со своим самоваром».

С высочайшим качеством индийского металла смогли познакомиться воины одной из лучших армий латенской эпохи железного века – македонской. Известность получил случай, произошедший в сражении армии Александра Великого с войсками индийского царя Пора на реке Идасп. Царь Пор, все время находившийся в гуще сражения, в итоге был захвачен в плен, однако на его доспехах победители не смогли обнаружить существенных вмятин или царапин – настолько прочной оказалась сталь, из которой они были сделаны.

К началу новой эры индийская сталь была важнейшей статьей импорта и к западу от Индии – в Римской империи, и к востоку – в империи Поднебесной. Однако стоимость ее была чрезвычайно высока: известны случаи, когда за один клинок отдавали нескольких слонов. Неудивительно, что металлургическое ремесло было окружено в Индии ореолом таинственности, а в рассказах об искусстве металлургов правда перемежалась с домыслами.

Вот как описывает технологию изготовления меча из «чистого» (высококачественного) железа древнеиндийская поэма: «…Когда огонь молнии пронзает землю и проникает в глубь ее, копают по следу молнии и извлекают из земли кусок железа. Железо разрубают на куски и нагревают до цвета пылающего угля. Затем его скармливают голодным домашним птицам, которые выделяют его с пометом готовым для изготовления мечей».

РРР: Описание однако не лишено смысла. Молния вполне может выбирать места с большим содержанием железа – это ж электричество. В месте попадания молнии порода очень сильно нагревается – происходит частичное выплавление железа (кислорода ведь мало). Ну а с использованием домашних птиц и кельты были знакомы…

Качество стали, получаемой тигельной плавкой, определяющим образом зависело от состава исходной руды – только природнолегированный металл мог в результате сложной и кропотливой обработки превратиться в прекрасную сталь. Это обстоятельство отмечали и сами индийцы. Знаменитый ученый-энциклопедист Бируни, живший в X–XI вв., в своем трактате «Минералогия, или собрание сведений для познания драгоценностей» посвятил главу металлургии железа (она так и называется «О железе»). Бируни подразделял железо по его способности принимать или не принимать закалку на «мужское» и «женское». Первое – твердое уже по своей природе, а второе – мягкое, и обрабатывать его с целью изготовления оружия бесполезно просто из-за его «женского» происхождения.

Помимо изготовления высококачественных лезвий, индийцы прославились умением создавать крупные поковки. Ими впервые была освоена технология изготовления методами горячей кузнечной сварки железных колонн и балок из криц массой не более 40 кг. Таким образом, именно в Индии железо и сталь превратились в конструкционные материалы. Во многих индийских храмах, построенных во второй половине I тыс., роль основных несущих конструкций выполняют железные балки длиной до 6 м.

Наиболее известными фундаментальными сооружениями из железа в средневековой Индии являются колонны в Дели и Дхаре.

Железная колонна в Дели – не только место паломничества индийцев, но и одна из главных достопримечательностей, привлекающая внимание туристов из всех стран Мира. По наиболее распространенной версии считается, что металл для колонны был выплавлен в середине IV в. Это были крицы массой около 30 кг.

Первоначально колонна была установлена в 415 г. в одном из храмов на востоке Индии в память о легендарном царе Чандрагупте II. На ее вершине располагалась статуя священной птицы Гаруды. В Дели колонна была перевезена около 1050 г. по приказу царя Ананг Полы. В настоящее время она размещается во дворе мечети Кувват-уль-Ислам в городе-крепости Лал-Кот в 20 км южнее старого Дели (отсюда происходит другое название колонны – «кутубская»).

Высота колонны составляет 7,8 м, из которых над поверхностью земли находятся 6,3 м. Диаметр у основания составляет 458 мм, по направлению вверх колонна конически сужается до диаметра 290 мм и заканчивается художественной капителью высотой около 1 м. Масса колонны достигает почти 6 т.

Удивительно, что после почти 1600 лет существования колонна практически не имеет характерных проявлений ржавчины, и это несмотря на то, что ее ежедневно пытаются «заключить в объятия» тысячи посетителей. Согласно народному поверью: кто прислониться к колонне спиной и сведет за ней руки – у того исполнится заветное желание. По этой причине на высоте от 1,1 до 1,4 м над уровнем земли колонна отполирована до блеска и на ней хорошо видны отдельные неметаллические включения и трещины.

Нержавеющая колонна в Дхаре располагается в стороне от туристских маршрутов и поэтому имеет гораздо меньшую известность. Дхар был крупным городом в средневековом королевстве Мальва на севере Индии. Предполагается, что дхарская колонна была изготовлена примерно в тоже время, что и делийская. В период вторжения монголов она была сброшена с каменного постамента и разломилась на две части, повторное падение колонны произошло в XVI в. и теперь существуют три ее обломка общей длиной 13,22 м. Масса колонны оценивается в 7,3 т.

Химический анализ металла, из которого изготовлены колонны, показал, что это именно железо с очень низким содержанием углерода – менее 0,02 % (масс.) и высоким содержанием фосфора – около 0,3 % (масс.). Однако эти цифры не объясняют удивительной стойкости металла к коррозии.

РРР: Широкое распространение повторного использования (переплавки) ставит все датировки под очень большое сомнение.

Способы производства железа (стали) из руд в тиглях, помещенных в специальные горны (подобные древнейшим горнам, применявшимся для изготовления керамических изделий), и в ямах, получивших в Западной Европе название «волчьих», стали первыми в истории человеческой цивилизации. Оба способа являются металлургическими приемами, унаследованными от освоенного ранее производства меди и бронзы с существенными усовершенствованиями, связанными с природными отличиями руд металлов и их поведением в ходе плавки.

На то, что древнейшим способом производства всех видов металлов являлся тигельный, указывают многочисленные археологические находки последних десятилетий во многих регионах мира: в Малой Азии, Европе, на Дальнем Востоке. В нашей стране, на Урале, в районе «чудских» разработок, датируемых II тыс. до н.э., найдены медные и железные руды в глиняных горшках, а рядом с ними – металлургические шлаки вместе с каменными и медными орудиями труда.

РРР: И здесь прослеживается слишком уж сильное единообразие в технологиях, методах и приемах.

По мнению специалистов исторической науки, тигельная плавка металлов в домашнем очаге представляла собой общедоступный кустарный способ производства, с освоением же технологии получения металлов в «волчьих ямах» металлургия превратилась в особое ремесло – первую настоящую самостоятельную индустрию в истории цивилизации. Однако необходимо отметить, что архаичная «волчья яма» уже к началу новой эры была практически повсеместно вытеснена гораздо более прогрессивным металлургическим агрегатом – сыродутным горном, тигельный же процесс выплавки железа из руд получил дальнейшее развитие (прежде всего в странах Азии), поскольку позволял, хотя и в небольших количествах, получать сталь высочайшего, даже по современным стандартам, качества.

В чем заключаются отличия металлургических агрегатов, в которых обрабатывалась железная руда, от их предшественников? Во-первых, для восстановления железа из оксидов требовалось значительно большее количество древесного угля, чем при плавке медной руды, где он играл роль только источника тепла. Во-вторых, конструкция горна и технология плавки должны были обеспечивать существенно более высокий температурный уровень процесса, поскольку разделение железа и пустой породы возможно только после перевода одного из материалов в расплавленное состояние, в данном конкретном случае – после образования шлака.

Минимальная температура формирования шлакового расплава, основной составляющей которого является минерал фаялит (Fe₂SiO₄) составляет около 1200^oС. Между тем при производстве меди и бронзы температура в печи составляла не более 1000^oС. Поэтому для повышения температурного уровня процесса необходимо было применение более мощных воздуходувных средств или создание условий для интенсивного естественного притока воздуха.

Необходимо отметить, что в древности пытались снизить температуру плавления шлака путем добавления в шихту специальных флюсующих добавок. Известно, что в Месопотамии и Малой Азии для этих целей еще во II тыс. до н.э. использовалась смесь костной золы и доломита. Однако этот способ мог давать ощутимый эффект лишь в отдельных случаях и только при тигельной плавке.

РРР: Не слабо!.. Откуда бы им мог быть известен подобный способ воздействии на процесс?!. Тоже якобы «случайным образом»?..

Тигельный способ производства ковкого железа, а впоследствии стали, был повсеместно распространен уже в Древнем Мире. Тяготение европейской металлургии к сыродутной плавке железа наметилось лишь в последние столетия этой эпохи. В Азии тигельная плавка просуществовала в качестве основной металлургической технологии до конца XIX в., а в кустарном производстве применяется до сих пор. Расцвет тигельной металлургии высококачественной стали, так называемых, вутца (вуца), дамаска или булата, приходится на V–XIII вв.

Именно в тиглях впервые был выплавлен новый высокоуглеродистый железный сплав – чугун. Произошло это, по-видимому, в Китае в середине I тыс. до н.э. Для получения чугуна в тигли помещали шихту, состоящую из кричного железа и древесного угля, и производили длительную выдержку тиглей в горнах при температуре свыше 1200°С. Постепенное растворение углерода угля в железе позволяло получить из твердого кричного железа насыщенный углеродом жидкий металл – «синтетический» чугун.

Известны многочисленные археологические находки остатков печей, фрагментов тиглей со шлаками и невосстановленными спеками, складов руд, древесного угля и флюсов этого периода. Исследования этих материалов, в том числе методами металлографии и «практической археологии», позволили достаточно точно воспроизвести технологию процесса.

Опишем ее в том виде, в котором она применялась в Средней Азии в IX–XII вв.

Для плавки применялись тигли цилиндрической формы, высотой до 1,2 м и внутренним диаметром до 12 см (рис. 3.1). Толщина стенок составляла от 2 до 4 см. Материалом для изготовления тиглей служила специальная смесь из песка и жаростойкой глины. Тигли изготавливались по «шаблону» – матерчатому чулку. Они могли выдерживать температуру до 1650^oС. Сверху тигли закрывались полусферическими крышками с отверстиями в центральной части для выхода газов во время плавки.

В состав шихты входили: железная руда, древесный уголь и флюсы, из которых наиболее часто использовался доломит. Все шихтовые материалы предварительно дробились до крупности лесного ореха и тщательно перемешивались. Шихту загружали в предварительно обожженные тигли, которые помещались в горн и частично засыпались гравием для устойчивости и равномерного прогрева (рис. 3.2).

Выступавшие над гравием части тиглей обкладывались древесным углем, камышом и кустарниковыми растениями, дававшими при горении высокую температуру. По мере повышения температуры в тигле начинался процесс восстановления оксидов железа углеродом древесного угля, затем плавился шлак и, наконец, железо.

Окончательный состав стали формировался в нижней части тигля в результате просачивания капель металла через слой ранее образовавшегося и более легкого шлака.

Тигель оставался в горне после окончания процесса до полного остывания. Остывший слиток металла извлекали, разбивая тигель. Его масса редко превышала 2–3 кг, но этого количества было вполне достаточно для изготовления клинка или деталей доспехов.

Секрет высокого качества тигельной стали заключался в длительном контакте сначала крицы, а позднее – расплавленного металла, с железистым шлаком. При этом из металла в шлак переходили наиболее вредные, с точки зрения качества металла, примеси: фосфор и сера.

Сыродутный горн стал первым металлургическим агрегатом, специально предназначенным для производства железа из руд. Его конструкция явилась следствием желания древних металлургов повысить интенсивность поступления в агрегат воздуха, что было необходимым условием повышения температуры процесса.

Сначала для экстракции железа из руды использовали «волчьи ямы», их иногда применяли еще и в начале новой эры. Например, в ямах диаметром до 1,5 м и глубиной до 0,6 м обрабатывали железную руду германские племена. Ямы обязательно устраивались в местах интенсивного естественного движения воздуха: на холмах, в предгорьях, в лесных просеках. Однако очень быстро пришли к тому, что наиболее эффективным способом усиления дутья является сооружение над ямой надстройки – своеобразной аэродинамической трубы.

В основании древнейших из известных сыродутных горнов располагались все те же круглые ямы, стенки которых были обмазаны толстым слоем глины. Именно к ямам подводились каналы для нагнетания в агрегат воздуха. Над ямами из прутьев сплеталась коническая конструкция, которая затем обмазывалась огнеупорной глиной. Впоследствии сыродутные горны перестали сильно углублять в землю, что значительно облегчило их обслуживание.

По данным последних археологических исследований, первые сыродутные горны появились в начале II тыс. до н.э. Широкое, практически повсеместное распространение, они получили в латенском периоде железного века, то есть в V–I вв. до н.э.

Название горна «сыродутный» (сырое дутье) появилось в середине XIX в., когда для подачи воздуха в доменные печи стали использовать мощные паровые машины, а сам воздух – подогревать. После этого архаичные печи, в которые дутье подавалось с помощью привода от водяных колес, а тем более за счет мускульной работы человека, быстро стали неконкурентоспособными. Именно к таким печам и стали применять термин «сыродутные».

В настоящее время, с точки зрения истории металлургической техники, принято деление агрегатов для экстракции железа из руд по виду основного продукта процесса:

• «сыродутный горн» – агрегат, в котором при любых параметрах процесса может быть получено только кричное железо;
• «домница» – печь, в которой в зависимости от условий плавки можно было производить либо кричное железо, либо чугун, либо оба продукта одновременно;
• «доменная печь» – агрегат, в котором при любых параметрах плавки может быть выплавлен только чугун.

Другое название сыродутного горна, используемое в специальной литературе – «низкий горн» – указывает на то, что его высота не превышала человеческий рост, то есть составляла не более 1,5 м, и он легко обслуживался мастерами-металлургами вручную.

Температура нагрева материалов в сыродутных горнах не превышала 1300^oС, что является недостаточным для плавления получавшегося в результате процесса, низкоуглеродистого железа. Поэтому продуктом «плавки» была «крица», представлявшая собой пористый (похожий на губку) материал – спек неравномерного по химическому составу железа со шлаком. Шлак постоянно вытекал из печи через специальный канал в ее нижней части. Отсюда происходит еще одно название сыродутного горна, особенно часто применяемое в немецкой литературе – «печь с бегущим шлаком».

Главной составляющей шлака, как и в случае тигельной плавки, был фаялит, поэтому потери железа со шлаком были чрезвычайно высоки и достигали на начальном этапе освоения технологии 80% от массы загруженного в агрегат железа. Тем не менее, сыродутный горн во многих регионах Азии и Африки просуществовал до конца XIX в., а у народов некоторых отдаленных регионов (например, на островах Индийского и Тихого океанов) встречается до сих пор.

Сыродутные горны отличались большим разнообразием конструкций. Чаще всего они строились из высокоогнеупорной глины на каркасе из плетеных прутьев, а для укрепления стенок печи применялись деревянные обручи. Иногда горн полностью помещался в деревянный сруб или обкладывался камнями. У славянских народов и в Скандинавии распространение получила конструкция, в которой нижняя часть печи располагалась в землянке, а верхняя незначительно выступала над поверхностью земли.

Внутреннее пространство печи представляло собой два усеченных конуса с общим большим основанием (хотя нередко использовались и другие конфигурации: усеченные пирамиды, цилиндры и т. п.). Горн снабжался одним или несколькими глиняными фурмами (соплами – от старорусского «сопеть», то есть «дуть») с диаметром, постепенно уменьшающимся в направлении внутреннего пространства печи, и составлявшим, как правило, от 60 до 25 мм. В фурмы вставлялись дутьевые мехи, причем если использовалась одна фурма, то в нее вставлялись два меха, попеременная работа которых обеспечивала относительно постоянный приток воздуха в печь. Для выхода шлака внизу печи оставляли канал, перед которым вырывали углубление для скапливающегося расплава.

В древности добывали главным образом руды, представлявшие собой карбонаты или гидроксиды железа. При нагреве они выделяли большое количество газов, препятствующее нормальному ходу процесса. Поэтому перед загрузкой в горн руду, как правило, укладывали в кучи с дровами, разводили костры и в течение суток прокаливали.Затем ее измельчали до крупности лесного ореха и перемешивали с древесным углем, составляя шихту.

Сыродутный горн просушивали и прогревали, разводя внутри него на продолжительное время костер. Затем горн примерно на две трети высоты наполняли древесным углем, и лишь после этого укладывали шихту. Над верхней частью горна снова укладывали древесный уголь так, чтобы образовалось небольшое коническое возвышение.

Воспламенение древесного угля осуществляли через канал для выпуска шлака, который наполняли мелкими дровами и хворостом. Подача в горн дутья приводила к разжиганию угля, углерод которого в условиях недостатка кислорода горел до оксида углерода (СО). Таким образом, в печи создавалась восстановительная среда, способствовавшая восстановлению железа из оксидов.

По мере выгорания угля и образования жидкого шлака, небольшие чешуйки восстановленного железа опускались вниз печи, свариваясь друг с другом. Таким образом, в результате процесса продолжавшегося около суток, формировалась одна или несколько криц. На первых порах освоения технологии масса крицы редко превышала 1–2 кг. Однако впоследствии научились производить крицы массой 25–40 кг, а в наиболее производительных каталонских горнах – даже до 120–150 кг.

Для извлечения крицы из горна приходилось разрушать часть его стенок. Поэтому каждой новой плавке предшествовали работы по восстановлению конструкции печи, обмазка внутреннего пространства агрегата глиной, а также установка новых сопел, прочность которых, вплоть до изобретения металлических фурм, была очень низкой.

РРР: Как все подходит для чульп в Силустани!..

Извлеченная из горна с помощью ломов или специальных клещей крица содержала большое количество включений шлака и несгоревшего угля. Поэтому ее подвергали механической обработке деревянными молотами для удаления вышеупомянутых примесей. Только после этого приступали к термомеханической обработке металла.

После предварительной обработки раскованное кричное железо-сырец поступало в кузницу. Главным технологическим приемом здесь служила горячая ковка. Кузнечную ковку можно производить только с металлом, находящимся в пластичном состоянии, поэтому железо подвергали нагреву в кузнечном горне. Важнейшим, ключевым моментом технологии был выбор температуры ковки: повышение или понижение температуры механической обработки металла от оптимального уровня отрицательно влияет на его строение и, следовательно, ухудшает качество. Контролем температурного режима служили цвета каления железа и стали. Поэтому в железных кузницах, в отличие от других металлургических цехов, специально создавали условия максимально возможного затемнения, чтобы лучше определять все оттенки цветовой гаммы горячего металла.

Следует различать цвета каления металла (табл. 3.1) и цвета побежалости (табл. 3.2). Последние появляются при образовании тонких пленок в результате изменения поверхностного слоя металла. Например, при отпуске стали в окислительной среде на поверхности образуются пленки оксидов, толщина которых увеличивается с повышением температуры нагрева и продолжительности выдержки. Появление цветов побежалости связано с интерференцией белого цвета в этих пленках, вследствие чего погашаются лучи той или иной длины волны.

Кузнечная сварка применялась в случаях необходимости сочетания в одном изделии металла с различными свойствами: чаще всего – при изготовлении режущих поверхностей. При этом, как правило, применяли технологию наварки стального лезвия на железную основу. Между тем, сварить сталь с массовым содержанием углерода 0,8–1,0% с низкоуглеродистым железом (менее 0,1 % (масс.) углерода) особенно трудно, потому что при нагреве металл окисляется, покрываясь окалиной, препятствующей сварке.

Окалину удаляли, применяя специальные флюсы, которыми посыпали места сварки. При соединении флюса с окалиной образуется слой жидкого шлака, который защищает свариваемую поверхность от дальнейшего окисления. В момент сварки шлак удаляли с поверхности изделия, встряхивая его или «выжимая» из шва ударами молота.

Цементация заключается в образовании на поверхности изделия слоя с повышенным содержанием карбида железа – цементита, существенно повышающего прочность сплава. Цементации подвергались режущие предметы, ее непременным условием являлся нагрев изделия до температуры около 1000^oС.

Известны два древних способа цементации: первый заключался в длительной выдержке изделия в контакте с древесным углем. Второй способ основывался на контакте обрабатываемого изделия с органическим веществом. Например, по одному из древних рецептов мечи, ножи, наконечники копий или другие подобные им предметы смазывали свиным салом (иногда применяли смесь сала с роговыми стружками), обматывали ремешками, нарезанными из козлиной кожи, и обвязывали льняными нитками. Затем их покрывали слоем специальной глины, оставляя открытым только черенок. После этого изделия помещались в кузнечный горн, который раздувался до тех пор, пока кожа не сгорала. Извлеченные из горна предметы освобождали от глины, охлаждали в воде и высушивали над огнем.

Закалка и отпуск использовались для формирования такой структуры изделия, при которой лезвие его получалось твердым, основа – мягкой, а между ними существовала плавная переходная зона.

Изделие нагревали до температуры 800–1000^oС. Для быстрой закалки применяли воду, медленное охлаждение (мягкую закалку) проводили в растительном масле или животном жире. Температура отпуска (повторного нагрева изделия после закалки) могла составлять от 300 (низкий отпуск) до 600^oС (высокий).

Высокий отпуск применялся к изделиям, подвергающимся ударным нагрузкам: топорам, наконечникам копий и стрел. Технологией со средним отпуском обрабатывались серпы, косы, ножницы. Низкий отпуск применялся при изготовлении ножей.

Пайка была одной из наиболее сложных операций при работе с железными изделиями. Для пайки использовались оловянные или медные припои. Во втором случае температура пайки была более высокой, что придавало соединению большую прочность и твердость.

Предназначенные для пайки детали очищались в месте будущего соединения от грязи, жира и окалины. Между ними прокладывали медную проволоку или место пайки посыпали медными стружками. Вместе с припоем помещался флюс, соединявшийся с образовывавшейся в процессе нагрева окалиной в шлак. Детали скреплялись проволокой или вставлялись в специальные глиняные формы, после чего помещались в кузнечный горн для нагрева. При определенной температуре припой плавился, олово или медь диффундировали в нагретое железо. Чем меньше был зазор в собранных деталях, тем прочнее получался шов.

Обточка металла служила для придания ему светлой и гладкой поверхности, она заключалась в снятии с поверхности изделия мелкой стружки и производилась точильными брусками и кругами. Вначале материалом для них служил естественный камень: песчаник, наждак или корунд. Однако, по мере развития точильного дела, для тонкого и мягкого шлифования стали изготавливать специальные точила из керамических материалов.

Полирование применялось для придания изделию блестящей поверхности. Чаще всего для этой операции применялись деревянные лощила, которые смазывались особыми составами, например, смесью сала с речным песком. При обработке дорогих изделий, главным образом оружия, поверхность металла доводилась до зеркального состояния.

Производство ювелирных изделий и шитых золотом одежд получило широкий размах уже в эпоху Древнего Мира. Ювелирные ремесла потребляли огромное количество благородных металлов и их сплавов, прежде всего в виде проволоки. Золотая и серебряная проволока использовалась также в качестве эквивалента стоимости в торговле.

Наиболее древние образцы проволоки изготовлены либо ковкой, либо разрезкой кованого листового металла. В Абидосе (Египет) найден проволочный браслет датируемый 3400 г. до н.э., состоящий из двух групп бусинок, соединенных прядью из свитых вместе золотых проволочек и толстого волоса. Искусно отделанной проволоке придан такой же диаметр (0,33 мм), какой был у волоса.

Существовало два основных способа получения кованой проволоки. При первом способе слиток или кусок металла расковывался молотком в пруток заданной толщины и профиля. При втором способе из слитка или куска металла ковкой получали лист, а затем разрезали его на полоски, края которых округляли ударами молотка. При циркулярной резке получались длинные куски проволоки – в этом заключалось ее преимущество. Примером практического применения циркулярной резки металла, могут служить полоски из золота длиной более 1,5 м, найденные в одной из гробниц Ура.

В Уре найдены также сканные (филигранные) изделия, датированные III тыс. до н.э. Сущность сканного производства состоит в том, что из тонкой золотой, серебряной или медной проволоки круглого или четырехугольного сечения выполняются ажурные или напаянные на металлическую основу узоры. Для большей красоты проволока предварительно скручивается в две или три нити и сплющивается.

Значительное распространение получили у древних народов тканые и шитые золотом одежды. Особенность этого вида искусства заключается в умении изготовлять тончайшие нити проволоки, которые с основой материала образуют эластичную и красивую ткань.

По имеющимся данным, в Египте уже в начале III тыс. до н.э. (2755–2733 гг.) выковывали золотые нити для тканей, а во II тыс. до н.э. (1587–1518 гг.) изготовляли серебряные нити.

Попытки производить более изящную и тонкую проволоку привели к тому, что постепенно был выработан новый способ обработки проволоки. Для сглаживания неровностей, калибрования и уплотнения проволоки, ее стали проталкивать через отверстия в твердых материалах. Образцы такой проволоки из золота, датируемые IV тыс. до н.э., найдены в Египте. Впоследствии эта операция выравнивания поверхности проволоки развивалась в волочение.

Считают, что в самом примитивном виде способ волочения начали применять в древнейший период (еще до появления металлических орудий) для отделки стержней дротиков и гарпунов. Стержни изготовляли из сырого дерева и затем калибровали протаскиванием (волочением) через костяные выпрямители. Еще и в настоящее время североамериканские эскимосы и индейские племена пользуются подобными выпрямителями для протяжки сырого деревянного стержня стрелы, чтобы придать ему при высыхании максимальную прямизну.

Раскопки погребений в Египте периода Среднего царства (2800–2500 гг. до н.э.) подтверждают, что техника выпрямления деревянных прутков была широко распространена в древности. Обнаружена роспись, изображающая двух ремесленников, занятых выпрямлением прутков из дерева.

Можно предположить, что в дальнейшем аналогичное калибрование стали применять и к кованым пруткам из цветных металлов, используя деревянные калибры. В результате такой протяжки можно было сделать поверхность прутка гладкой и полированной.

Первые калибры изготовляли, по-видимому, из твердых деревянных досок путем выжигания в них конических отверстий. Если дерево было твердым и отверстие калибра несколько меньшим, чем диаметр прутка, то пруток, неоднократно протянутый через отверстие, делался тоньше, удлиняясь.

Дерево, обладающее низкой стойкостью на истирание, впоследствии было заменено другими, более прочными материалами, например кремнем. Во многих странах мира найдены камни с просверленными коническими отверстиями. Очевидно, кремневые калибры употреблялись с древнейших времен, так как искусство сверления отверстий в камнях при помощи песка и воды – изобретение неолитического периода (а возможно, и более раннего времени).

Древние мастера умели высверливать в камнях отверстия не только больших, но и малых диаметров. Сверление производилось смычковой дрелью, хорошо известной египетским ремесленникам. Способ сверления с помощью смычковой дрели изображен в ряде гробниц, относящихся к 1580–1350 гг. до н.э.

Абразивным материалом при сверлении служили кварцевый песок, толченый кремень и другие порошкообразные материалы. Конические отверстия, похожие на «глазок» волоки, могли просверливать либо медным, либо каменным острием при помощи абразивного материала. Вероятно, таким методом просверлены отверстия в каменной волоке II тыс. до н.э., найденной в Наохваму (Грузия). Волочильный камень из Наохваму – одна из известных нам находок волочильного инструмента древнего периода. Волока представляет собой плоский камень из яшмы с несколькими отверстиями. Внутренняя форма отверстия напоминает два перевернутых усеченных конуса.

Наиболее простое приспособление для протяжки проволоки состояло из волоки, которую прикрепляли к опоре, и инструмента (клещей) для захватывания заостренного конца проволоки. Подобный способ ручного волочения сохранился до последнего времени у одного из негритянских племен Танганьики. Приспособление состоит из врытого в землю столбика высотой 600 мм и диаметром 70 мм. В верхней части столбика сделаны вертикальный вырез и глубокая выемка для волоки. Можно предположить, что подобные приспособления для волочения проволоки применялись у народов Африки и в древности.

Уже в первой половине III тыс. до н.э. металлообработка, особенно ювелирное дело, достигли высокого уровня в Месопотамии. Широкое развитие здесь получила обработка золота, серебра и электрона.

Особый интерес представляет известное погребение царицы Шубад (XXVI–XXV вв. до н.э.). Ее одежда была покрыта богатыми украшениями из золота, ляпис-лазури, сердолика. Массивный головной убор состоял из диадемы, венка из золотых листьев, золотых колец и трех золотых цветков. В диадеме использована тонкая золотая проволока диаметром 0,25–0,30 мм, свитая в спираль диаметром около 2,38 мм. Считают, что проволока изготовлена волочением.

Богатейшие погребения середины II тыс. до н.э. открыты в Закавказье. В Грузии (Триалети) среди ювелирных изделий встречаются предметы сканной работы, например золотой кубок, отделанный сердоликом и бирюзой и покрытый узорами из зерни и скани.

Огромным шагом вперед в развитии техники волочения было использование более эффективного железного (стального) волочильного инструмента. Наиболее древними экспонатами могут служить две металлические волочильные доски, найденные в одном из финикийских поселений середины I тыс. до н.э.

По сравнению с каменной, железная волока имеет значительные преимущества: можно повысить ее твердость и прочность на истирание, подвергнув металл механическому упрочнению наклепом. Трудоемкую операцию сверления отверстия можно заменить двухоперационной обработкой: пробивкой отверстия в горячем состоянии с последующим выравниванием отверстия рассверливанием и полировкой (шлифовкой).

Кроме того, разработавшееся волочильное отверстие железной волоки легко подправить до первоначального диаметра неоднократной холодной наклепкой вокруг контура глазка.

Волоченая проволока применялась не только для украшений и предметов роскоши. Представляют интерес находки совершенно новой для того времени проволочной продукции – тросов. Два из известных нам ранних образцов бронзовых тросов относятся к VIII и V вв. до н.э. Первый найден в Ниневии (Ассирия), второй в Помпее, разрушенной при извержении Везувия в 79 г. Трос из Помпеи, диаметром около 25 мм, состоит из трех стренг, каждая из которых скручена из 15 проволок. Длина троса около 4,6 м . Установлено, что в IV в. до н.э. с проволочными тросами были знакомы китайские ремесленники. Появление проволочных тросов свидетельствует о расширении сферы потребления проволоки, т.е. об использовании ее и в технике. По всей вероятности, тросы применялись в строительных работах для поднятия или перемещения тяжестей.

Изготовление волочильных досок было сложной технологической операцией и требовало больших навыков в металлообработке. Заготовку для волочильной доски нужных размеров и с определенными качествами металла мог изготовить лишь кузнец, обладающий необходимыми знаниями в выплавке и обработке железа.

До сих пор нет точных сведений о составе металла волочильного инструмента. В сообщениях археологов волочильные доски обычно называются железными, хотя сразу же делаются предположения о возможности цементации железа или применении для их изготовления стали.

Вопрос о территории, где впервые начали производить монеты, до сих пор остается спорным. Принято считать, что первые монеты появились в Китае в XII в. до н.э., при их изготовлении был применен метод литья в формах.

Затем – в начале VII в. до н.э. – в государстве Лидия в период правления царя Гигеса появилась первая чеканная монета. Она была изготовлена из природного сплава золота и серебра (электрона или электра) и имела массу 14 г. На монете, называвшейся «статером», был изображен лев – геральдическое животное столицы Лидии. Изображения животных на статерах характерны для всех лидийских монет VII–VI вв. до н.э. Но известен также статер с именем лидийского царя Алиата (правнука Гигеса).

По мнению Геродота, «первыми из людей они (лидийцы) стали чеканить и ввели в употребление серебряную монету и впервые занялись мелочной торговлей». Первые лидийские монеты имели бобовидную форму: слиточек металла в виде бобового семени при помощи пучка тонких стерженьков придавливали к наковаленке. Поэтому самые первые монеты имели на одной стороне отпечатки квадратных в сечении стержней – штемпелей и каких–то случайных линий от наковальни – на другой. Впоследствии на наковаленке стали вырезать изображение и получать на слитке его оттиск.

Примерно в тоже время появились монеты на греческом острове Эгина. Эгинские монеты имели совсем другой вид, чем лидийские, и чеканились из серебра. Шарик металла вдавливался квадратным в сечении штемпелем в глубоко врезанное на наковаленке изображение черепахи. Штемпель снабжали маленькими шипами, чтобы он не соскальзывал с монеты в момент удара чеканом, поэтому шипы четко отпечатывались на металле. Черепаха была священным животным Аполлона, который особо почитался на острове. К тому же этот бог считался покровителем торговли и мореплавания в Древней Греции. Эгинские монеты прозвали «черепашками».

Чеканка уже в V веке до н.э. стала самым распространенным способом изготовления монет, а со времен Римской империи – единственным. Однако для изготовления монетных пластин, из которых затем чеканились монеты, в период античности по-видимому преимущественно применялся метод литья.

В период V в. до н.э. – V в. н.э. монетное дело занимало исключительное положение в системе металлургического и металлообрабатывающего производства. Его постоянным развитием, опирающимся на мощную государственную поддержку, обусловлено совершенствование технологий ковки, волочения, термообработки благородных металлов.

Чеканка металлов предъявляла очень высокое эксплуатационные требования к чеканочным штемпелям, – инструментам, для производства которых использовались высококачественные стали, разрабатывались и применялись специальные методы упрочения и термомеханической обработки. Исключительно четкие с глубоким рельефом и сложным рисунком изображения на античных монетах свидетельствуют о высоком мастерстве резчиков штемпелей.

Опыт, накопленный античными чеканщиками, активно использовался в других областях металлургического производства. Использование чеканщиками монет разнообразных металлургических процессов и технических средств для литья, кузнечной обработки и волочения металлов не только способствовало дальнейшему развитию уже известных металлургических технологий и техники, но и стимулировало изобретение принципиально новых способов металлообработки.

Например, изучая восточные древние золотые монеты, ученые обратили внимание на тот факт, что некоторые из них отличаются очень точной массой. Их осмотр показал отсутствие каких-либо следов опиловки ребра с целью их подгонки под определенную массу. Было выдвинуто предположение, что древние чеканщики для изготовления монетных заготовок пользовались методом порошковой металлургии. При этом, для каждого экземпляра монеты отвешивалось строго определенное количество золотого порошка. Затем его аккуратно помещали на нижний штемпель. Ударом по верхнему штемпелю достигалось получение изображения на обеих сторонах монеты.

Применительно к металлургии железа сделан вывод о том, что древнейшим языком, из которого началось «движение» термина обозначавшего железо в другие языки, был язык хатти. Хатти, а следом за ними и хетты, называли железо «хапалки» (или, более поздняя форма – «хавалки»). По современным представлениям это слово, трансформируясь и видоизменяясь, проникло затем в большинство языков Азии и Европы.

Например, в древнегреческий язык оно попало в двух формах. Более ранняя из них «халькос», обозначавшая первоначально собственно металл (сталь или медь), стала затем использоваться для обозначения меди и ее минералов, а также послужила основой для слова кузнец – «халкеус». Древние греки, относившиеся к металлургам с большим уважением, ежегодно устраивали специальный праздник в честь бога-кузнеца Гефеста. Этот праздник получил название «халкин».

Поздняя форма «халипс» стала обозначать сталь: так называет этот сплав железа в своих произведениях Эсхил, отсюда же происходит часто упоминаемое в греческих мифах название легендарного народа «железоделателей» – халиберов, которые по преданию обитали на черноморском побережье Малой Азии и передали древним грекам секреты металлургического мастерства. Кроме того, в древнегреческом языке существовало слово «сидерос» (звездный металл), обозначавшее железо космического происхождения.

В том, что термин, использовавшийся для обозначения железа, перейдя в другой язык, стал обозначать медь, нет ничего удивительного. Дело в том, что в древних языках не существовал термин «металл» в современном его понимании: слова, которые теперь переводятся как «железо» или «медь», в древности означали «камень» (минерал), «руда», «продукт плавки». Осознание металла как вещественной формы, которой присущи определенные металлические свойства, произошло лишь в середине I тыс. до н.э. (то есть с наступлением латенского периода железного века). Этому достижению научной мысли человечество обязано греческой философии, благодаря которой в современные языки вошли термины «металл», «металлургия» и их производные.

Необходимо отметить, что в древнегреческом языке существовал еще один термин, непосредственно связанный с металлургическим производством. Древние греки обозначали искусство работы с расплавленным металлом словом «хима» («хюма») – литье, поток, река. Возможно именно это слово, распространенное в эпоху эллинизма на всем Ближнем Востоке, послужило прообразом термина «химия» («алхимия» у арабов в эпоху раннего Средневековья), который стал использоваться для обозначения всей совокупности естественнонаучных знаний в начале Новой эры.

Согласно другой версии, слово «химия» могло произойти от египетского «хеми», что означало «черная земля». В этом случае термин «химия» можно понимать как «египетская наука». Существуют и другие версии происхождения термина «химия».

Тем не менее «недоразумения» с названиями металлов продолжали существовать не только в эпоху Древнего Мира, но и в Средневековье. Например, большинство древних народов считали свинец, олово и сурьму одним и тем же металлом разной степени чистоты. Римляне называли свинец «плюмбум нигрум», а олово – «плюмбум альбум»,

то есть один и тот же металл, только черного или белого цвета.

Проблема идентификации свинца обнаруживает себя и в славянских языках. В старину на Руси свинец называли оловом, что нашло отражение в поговорке «слово – олово», лишь позднее за свинцом закрепилось название, произошедшее от технологии его разливки: «свинкой» называли товарные слитки металла.

В украинском языке до сих пор существует слово «оливец» – карандаш, но раньше писали не оловянными, а свинцовыми стержнями. Свинцовые штифты (нем. – «блайштифт») широко использовались для письма еще в античности, древние греки поэтому дали свинцу название «молюбдос», что значит «пригодный для письма». Свинцовую руду греки называли молибденой, но часто путали сульфиды свинца (галенит) и молибдена. В 1778 г. выдающийся шведский химик Карл Вильгельм Шееле выделил из минерала молибденита новый химический элемент. В последствии он получил древнегреческое название свинца – молибден.

Но вернемся к железу, в слове «хапалки» корнем является «пал», а перед ним располагается характерная для хаттского языка приставка. Ассирийцы, захватившие после распада хеттского государства не только значительную часть его территории, но и технологию производства железа и стали, перенесли в свой язык и металлургический термин. По ассирийски железо стало звучать как «парциллу». Практически в такой же форме это слово перешло и в финикийский язык – «парциллум».

Финикийцы были прекрасными мореплавателями, вели обширную торговлю по всему Средиземноморью, они основали множество колоний, в которых, в частности, развивалось и металлургическое производство. По существующей в настоящее время теории, от финикийцев термин «парциллум» перешел к этрускам в форме «ферсом», а затем вошел и в латинский язык в виде «феррум». Именно так теперь и называется железо, когда о нем говорят как о химическом элементе. Ставшее международным латинское название «ferrum» принято сегодня у всех романских народов.

В современном английском и немецком языках для обозначения железа применяются слова восходящие к кельтскому термину «изарн» (изарнон). В кельтском языке много слов с корнем «изар»: часто он встречается в названиях рек, например, Изарно, Изаркос, Изарак. На берегах реки Изар располагается столица Баварии – город Мюнхен. Слово «изара» означало «крепкий», «сильный». Предполагается, что в немецкий язык кельтское «isarn» попало в результате постепенной трансформации через древнегерманское «eisarn» в современное «eisen».

О происхождении славянских слов обозначающих железо существует несколько версий. Наибольшее распространение получили две из них. Известна точка зрения, отстаиваемая, в частности, многими немецкими филологами, согласно которой русское слово «железо» происходит от санскритского «жальжа», имеющего в основе уже упомянутый выше хаттский корень «пал». Согласно другой теории, слова обозначающие железо во всех языках славяно-балтийской группы, происходят от корня «лез» (или «рез») и связаны с функциональным назначением металла, употреблявшегося для изготовления лезвий и режущих предметов. Таковы, например, польское «zelazo», чешское «zelezo», литовское «gelesis», южнославянское «зализо».

Сторонники функционального признака в словообразовании славянских и балтийских терминов указывают на то, что подобная практика обозначения металла имела место и в древнейшей истории. Например, в латинском языке, наряду с вышеупомянутым названием железа «феррум», использовался термин «acies», буквально обозначавший лезвие или острие, но использовавшийся также и как название стали.

Интересно происхождение других славянских металлургических терминов. Например, термин «кузнец» в древности не имел отношения к процессу ковки металла. Он происходит от слова «кузнь», которым обозначалось металлическое изделие вообще, и, прежде всего, ювелирное, драгоценное изделие. В средневековых русских летописях слово «кузнь» всегда употребляется с эпитетами «драгоценная», «многоценная».

Однокоренным со словом «кузнь» является слово «козни», «строить козни» означало изготавливать из металла сложные замысловатые изделия. По видимому в современном понимании слова «кузнец» и «кузница» стали использоваться в русском языке не раньше XV в.

Слова «ковка», «ковать», «коваль» – также связанные с процессом термомеханической обработки, металла имеют достаточно позднее происхождение. В их основе лежит корень «ков», от которого происходит слово «коварство», ранее означавшее мудрость, умение, замысловатость и не имевшее негативных оттенков. Поэтому встречающееся в летописях словосочетание «коварные златокузнецы» нужно понимать как «умелые ювелиры», а глагол «ковать» ранее имел смысл «изготовления чего-либо из металла с помощью умения, навыков и т. п.». Именно от этого глагола произошло множество слов, обозначавших и мастера, и его инструменты, и продукцию: ковач, наковальня, ковадло (кувалда, молот), подкова, ковчег (металлический ящик) и др.

Как же называли мастера – металлурга работавшего с железом древние славяне?

По наиболее распространенной в настоящее время версии это слово звучало как «крыч» или «хрыч». Однокоренными являются слова «крица» – кусок свежевосстановленного железа, требующий термомеханической обработки, «корчиница» – кузница, «мех корчин» – кузнечный мех. От этого старославянского слова происходит название нескольких русских городов: Корчев – «город металлургов» – так назывались древние города на Днепре, Оке, Волге. В настоящее время наиболее известным является город Керчь (также бывший Корчев), который расположен рядом с крупным месторождением железной руды. Таким образом, для древнего русского металлурга в выражении «старый хрыч» не было ничего обидного, он понял бы его как «мудрый (опытный) кузнец».

Исходный материал для металлургического производства в древности назывался также как и в настоящее время «рудой». В древнерусском языке это слово обозначало одновременно кровь и рудные минералы, то есть «кровь земли». Прилагательное «рудый» было синонимом красного или рыжего цветов, из чего можно сделать вывод, что под «кровью земли» подразумевались, прежде всего, минералы железа. Именно они – болотные железные руды красно-коричневых оттенков – были наиболее распространены в лесной полосе среднерусской равнины, где обитали наши предки. Божеством, покровительствовавшим рудам и помогавшим древним рудознатцам, был «семаргл», представлявший собой крылатого пса.

Продуктами плавки железной руды в древних славянских сыродутных горнах были сплавы железа разного качества. В летописях чаще всего упоминаются два: «оцел» и «харалуг». Под оцелом понималась сталь высокого качества, прошедшая длительную термическую обработку. Это слово обычно употребляется с прилагательными «трьпенный» (стойкий, терпеливый) и «каленый», известна старорусская поговорка: «пещь искушает оцел во каление» (печь испытывает сталь огнем).

Харалуг был сталью самого высокого качества. Из него изготавливались, прежде всего, предметы наступательного вооружения: мечи, наконечники копий и стрел. Некоторые специалисты считают термин «харалуг» заимствованием из тюрского языка, в котором существует выражение «кара-лыг», что значит «черный цветок».

Прилагательное «харалужный» пять раз используется в поэме «Слово о полку Игореве» для характеристики качества русских мечей и копий. Из текста произведения следует, что кроме основного смыслового значения слова «стальной», прилагательное обозначало также цвет изделия «яркий», «сверкающий», «пламенный». При изготовлении харалуга применялись специальные способы закалки металла: летопись говорит о том, что такая сталь была «в буести закалена». Это значит, что закалку проводили на ветру.

Вообще ветер, воздух и его движение играли ключевую роль в технологии металлургического производства древних народов, и наши предки, конечно, не были исключением. Именно подача в горн дутья была наиболее трудоемкой операцией при экстракции железа из руды.

«Дутье» по древнерусски произносилось как «дмение», отсюда происходит прилагательное «надменный», то есть «надутый». От этого же корня происходят глагол «дмать» (дуть) и название самого металлургического агрегата «домна» или «домница» (дутьевая печь).

Даниил Заточник – автор самого старого из известных русских описаний технологии производства железа, так оценивал роль воздушного дутья: «не огнь творит разжение железу, но надмение мешное». Он же, характеризуя трудоемкость процесса плавки, писал: «лучше бы ми железо варити, ни (нежели) со злою женою быти».

Неудивительно, что главным покровителем русских кузнецов считался бог Сварог, один из пяти верховных божеств Киевской Руси. Сварог (его помощником и подчиненным являлся семаргл) был богом неба, огня и воздушной стихии, от него зависело движение «соков» и «крови» в земле, то есть появление побегов растений и проявление жил и руд металлов. Поэтому считалось, что металлург-кузнец мог не только выковать меч или плуг, но и врачевать болезни, отгонять нечистую силу, ворожить и даже устраивать свадьбы.

У многих славянских племен существовала легенда о том, что бог Сварог послал людям на землю кузнечные клещи, «и нача ковати оружие, преже бо того палицами и камением бивахуся» (Шахматов А. А. «Повесть временных лет»). Именно с помощью кузнечных клещей в известном эпическом произведении легендарный кузнец Михайло Поток (по другой версии – Козьмодемьян) побеждает дракона Змея-Горыныча.

Таким образом, у древних славян было много причин, чтобы металлургов уважительно называть «Сварожичами», то есть верными помощниками небесного божества.

Имя «Сварг» часто присваивалось наиболее умелым и талантливым кузнецам. Отсюда берет свое происхождение глагол «сварганить», что значит мастерски изготовить металлическое изделие, или вообще хорошо сделать какое-либо сложное дело.

Интересно отметить, что венгры, заняв в начале Средневековья славянскую Паннунию, среди многих славянских слов усвоили и два металлургических термина: «варга» – обычный кузнец (от вышеупомянутого «варганить») и «ковач» – кузнец, подковывавший лошадей.

Отметим, что славянская средневековая традиция отношения к металлургам существенно отличается от западноевропейской, для которой характерно отождествление металлургических знаний с темными силами природы. В средневековых Германии и Италии, лидерах в производстве железа, вплоть до середины XVI в., крицу называли «люппе» (лат. Lupus, итал. Lupo, нем. Luppe, франц. loup) – «волчья голова». Считалось, что кузнецы умеют превращаться в волков, поэтому при приеме молодых подмастерьев в металлургические цеха с них брали клятву о том, что они не будут становиться оборотнями.

РРР: Негативность – явно более поздняя инверсия. Волк в древности вовсе не считался злой силой. Основатели Рима были вскормлены волчицей, например. Да и разница между волком и собакой – мизерная.

Иллюстрации