כמה ואיזה מונומנטים לחומרים כימיים ידועים. הרכב וטכנולוגיה של חומרים עתיקים. המגנט החזק ביותר

III. תקופת הכימיה הטכנית והאיטרוכימיה (כימיה בעידן הרנסנס) עידן הרנסנס באירופה מערב אירופהבמאות ה-12 וה-13. הוביל לשינויים משמעותיים בכל אורח החיים

כימיקלים נמצאים בשימוש נרחב לא רק עבור ניסויים כימיים, אלא גם לייצור של מלאכות שונות, כמו גם חומרי בניין.

כימיקלים כחומרי בניין

קחו בחשבון מספר יסודות כימיים המשמשים בבנייה ולא רק. לדוגמה, חימר הוא סלע משקע עדין. הוא מורכב ממינרלים מקבוצת קאוליניט, מונטמורילוניט או אלומינוסיליקטים אחרים בשכבות. הוא מכיל חלקיקי חול וקרבונט. חימר הוא חומר איטום טוב. חומר זה משמש לייצור לבנים וכחומר גלם לקדרות.

השיש הוא גם חומר כימי המורכב מקלציט או דולומיט שהתגבשו מחדש. צבע השיש תלוי בזיהומים הכלולים בו ויכול להיות בעל גוון פסים או מגוון. הודות לתחמוצת ברזל, השיש הופך לאדום. בעזרת גופרית ברזל, הוא מקבל גוון כחול-שחור. צבעים אחרים נובעים גם מזיהומי ביטומן וגרפיט. בבנייה, השיש מובן כשיש עצמו, אבן גיר משישת, דולומיט צפוף, ברקיות קרבונט וקונגלומרטים קרבונטים. הוא נמצא בשימוש נרחב כחומר גמר בבנייה, ליצירת מונומנטים ופסלים.

הגיר הוא גם סלע משקע לבן שאינו מתמוסס במים ומקורו אורגני. בעיקרון, הוא מורכב מסידן פחמתי ומגנזיום פחמתי ותחמוצות מתכות. גיר משמש ב:

• רפואה;
• תעשיית סוכר, לטיהור מיץ זגוגית;
• ייצור גפרורים;
• ייצור נייר מצופה;
• עבור גיפור גומי;
• לייצור מזון מורכב;
• לטייח.

היקף החומר הכימי הזה מגוון מאוד.

ניתן להשתמש בחומרים אלו ועוד רבים אחרים למטרות בנייה.

תכונות כימיות של חומרי בניין

מכיוון שגם חומרי בניין הם חומרים, יש להם תכונות כימיות משלהם.

העיקריים שבהם כוללים:

1. עמידות כימית - תכונה זו מראה עד כמה החומר עמיד לחומרים אחרים: חומצות, אלקליות, מלחים וגזים. לדוגמה, שיש ומלט יכולים להיהרס על ידי חומצה, אך הם עמידים בפני אלקלי. חומרי בניין סיליקט, להיפך, עמידים לחומצות, אך לא בפני אלקליות.
2. עמידות בפני קורוזיה היא תכונתו של חומר לעמוד בפני השפעות סביבתיות. לרוב זה מתייחס ליכולת לשמור על לחות בחוץ. אבל יש גם גזים שיכולים לגרום לקורוזיה: חנקן וכלור. גורמים ביולוגיים יכולים להיות גם הגורם לקורוזיה: חשיפה לפטריות, צמחים או חרקים.
3. מסיסות היא התכונה שבה לחומר יש יכולת להתמוסס בנוזלים שונים. המאפיין הזהיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת חומרי בניין והאינטראקציה ביניהם.
4. הידבקות היא תכונה המאפיינת את היכולת להיקשר עם חומרים ומשטחים אחרים.
5. התגבשות - מאפיין בו חומר יכול ליצור גבישים במצב של אדים, תמיסה או נמס.

יש לקחת בחשבון את התכונות הכימיות של חומרים בעת הביצוע עבודות בנייןכדי למנוע חוסר התאמה או התאמה בלתי רצויה של חומרי בניין מסוימים.

חומרים מרוכבים לריפוי כימי

מהם חומרים מרוכבים שנרפאו כימית ולמה הם משמשים?

מדובר בחומרים שהם מערכת של שני מרכיבים, למשל "פודר-הדבק" או "הדבק-הדבק". במערכת זו, אחד הרכיבים מכיל זרז כימי, בדרך כלל בנזן פרוקסיד או מפעיל פילמור כימי אחר. כאשר הרכיבים מעורבבים, תגובת הפילמור מתחילה. חומרים מרוכבים אלה משמשים לעתים קרובות יותר ברפואת שיניים לייצור סתימות.

חומרים מפוזרים בננו בטכנולוגיה כימית

חומרים מפוזרים בננו משמשים בייצור תעשייתי. הם משמשים כשלב ביניים בייצור חומרים בעלי דרגת פעילות גבוהה. כלומר, בייצור מלט, יצירת גומי מגומי, כמו גם לייצור פלסטיק, צבעים ואמייל.

בעת יצירת גומי מגומי, מתווסף לו פחמן שחור עדין, מה שמגביר את חוזק המוצר. במקרה זה, חלקיקי המילוי חייבים להיות קטנים מספיק כדי להבטיח את אחידות החומר ובעלי אנרגיית שטח גדולה.

טכנולוגיה כימית של חומרי טקסטיל

הטכנולוגיה הכימית של חומרי טקסטיל מתארת ​​תהליכי הכנה ועיבוד של טקסטיל בעזרת כימיקלים. ידע בטכנולוגיה זו הכרחי עבור תעשיות טקסטיל. טכנולוגיה זו מבוססת על כימיה אנאורגנית, אורגנית, אנליטית וקולואידלית. המהות שלה טמונה בהדגשת המאפיינים הטכנולוגיים של תהליכי ההכנה, הצביעה והגימור הסופי של חומרי טקסטיל בהרכב סיבי שונים.

תוכלו ללמוד על טכנולוגיות כימיות אלו ואחרות, כמו הארגון הכימי של החומר הגנטי, בתערוכת כימיה. הוא יתקיים במוסקבה, בשטח אקספוזנטר.

B. G. Andreev

כשאדם שאינו בקיא בקצרה מתבונן בפגישה בידו של סטנוגרף מחליקה במהירות על נייר, נראה לו ברמה הגבוהה ביותר ההזדמנות לשחזר ממש את דיבורו של הדובר בעזרת ווים ותפתולים "מסתוריים". מופיעים על הנייר. והוא נדהם בעל כורחו מאילו נוחות, אילו אפשרויות ואיזה חיסכון עצום בזמן מספקת המערכת הקונבנציונלית הזו של סימנים קצרים.

אורז. 1. סמלים כימיים המשמשים בספרי אלכסנדריה על כימיה.

אורז. 2. סמלים אלכימיים 1609

סמלי דלתון.

אורז. 3. תמונת מצב מטבלת דלתון המתארת ​​אטומים ומולקולות. להלן המבנה של כמה "אטומים מורכבים" לפי הנתונים העכשוויים של דלטון.

בהרצאה של אלכימאי אנגלי.

ג'ון דלטון (1766-1844).

יעקב ברזליוס, יוצר השפה הכימית המודרנית (1779-1848).

אנטואן לורן לבואזיה (1743-1794).

סמליות כימית נראית מסתורית לא פחות לאדם שאינו בקיא בכימיה - אותיות לטיניות בגדלים שונים, מספרים, חצים, סימנים, נקודות, פסיקים, דמויות מורכבות וצירופי אותיות ומקפים... ומי שיודע כימיה יודע היטב אילו הזדמנויות, מהן נוחות ואיזה זמן נחסך על ידי שימוש מיומן בשפה כימית מודרנית, המובנת באותה מידה לכימאי מכל לאום.

עם זאת, אין לחשוב ששפה נוחה מאוד זו הופיעה מיד בצורתה המושלמת המודרנית. לא, לו, כמו לכל דבר אחר בעולם, יש היסטוריה משלו, והיסטוריה ארוכה שנמתחת כבר יותר מאלפיים שנה.

הבה נעבור נפשית לחופי הים התיכון שטופי השמש - לנמל אלכסנדריה המצרי. זוהי אחת הערים העתיקות בעולם, היא נוסדה על ידי אלכסנדר הגדול יותר משלוש מאות שנה לפני תקופתנו. זמן קצר לאחר הקמתה הפכה עיר זו למרכז התרבותי החשוב ביותר של הים התיכון. די לומר כי המפורסם ספריית אלכסנדריה, נשרף על ידי קנאים נוצרים דתיים בשנת 47 לספירה. הכיל 700 אלף כרכים של חיבורים על ענפי ידע שונים, כולל כימיה.

מטלורגיה, ייצור זכוכית, צביעת טקסטיל ותעשיות כימיות אחרות שפותחו במצרים העתיקה סיפקו הרבה חומר אמפירי שמדענים יוונים וערבים ניסו להכליל ולעשות שיטתיות, שנמשכו לאלכסנדריה על ידי ערכיה התרבותיים. למרבה המזל, כמה מונומנטים של תרבות זו שרדו את ההרס הברברי על ידי נוצרים, כולל כמה עבודות על כימיה. הם שרדו, למרות העובדה שבשנת 296 לספירה, ה. הקיסר הרומי דיוקלטיאנוס, בצו מיוחד, שבו, אגב, מוזכרת רשמית לראשונה המילה "כימיה", הורה לשרוף את כל ספרי הכימיה באלכסנדריה.

וכך, בכתביהם של מחברי אלכסנדריה, אנו כבר פוגשים סמליות כימית. מסתכל על התאנה. 1, הקורא יראה כמה קל יותר לזכור את הסימנים הכימיים המודרניים שלנו מאשר הסמליות הזו. עם זאת, לפעמים אותו טריק שבו אנו משתמשים כבר משמש כאן: הסמלים לחומץ, מלח, ארסן התקבלו על ידי צמצום המילים היווניות המתאימות.

המצב מסובך יותר עם מתכות. המתכות המוכרות אז הוקדשו לגופים השמימיים: זהב לשמש, כסף לירח, נחושת לנוגה, כספית למרקורי, ברזל למאדים, בדיל לצדק, והובלה לשבתאי. מכאן שהמתכות מסומנות כאן בסימנים של כוכבי הלכת המתאימים. מהקשר הזה של מתכות עם כוכבי לכת, נבע, בין היתר, שלפני ביצוע פעולות כימיות כלשהן עם מתכת נתונה, היה צורך לברר על מיקומו בשמיים של "כוכב הלכת הפטרוני" המקביל.

את הכימאים של העולם העתיק ירששו האלכימאים, שגם אימצו את ההשוואה בין מתכות לכוכבי לכת. מעניין לציין שעקבות לכך נשארו אפילו בחלק מהשמות הכימיים המודרניים: למשל, כספית באנגלית, צרפתית וספרדית נקראת כספית (mercurg, mercure, mercurio). עם זאת, הצטברות של עובדות כימיות וגילוי של חומרים חדשים רבים גרמו להתפתחות של סמליות אלכימית מיוחדת (איור 2). סמליות זו, שנמשכה מאות שנים רבות, לא הייתה קלה יותר לזכור מהאלכסנדרוני; חוץ מזה, זה לא היה מובחן על ידי עקביות או אחידות.

ניסיון ליצור סימבוליזם כימי רציונלי נעשה רק בסוף המאה ה-18 על ידי ג'ון דלטון המפורסם, מייסד האטומיזם הכימי. הוא הציג דמויות מיוחדות לכל אדם ידוע באותה תקופה. יסוד כימי(איור 3). במקביל, הוא עשה הבהרה חשובה מאוד, שהיווה את הבסיס לסמליות הכימית המודרנית: בסימן מסוים, דלטון לא סימן יסוד נתון באופן כללי, אלא אטום אחד של יסוד זה. דלטון ייעד תרכובות כימיות (כפי שזה נעשה כעת) על ידי שילוב של סמלים הכלולים בתרכובת נתונה של יסודות; יתרה מכך, מספר הסימנים התאים למספר האטומים של יסוד זה או אחר ב"אטום המורכב", כלומר, בערך על המולקולה של התרכובת.

הדמויות שניתנו מראים, עם זאת, שהסימנים של דלתון לא היו נוחים במיוחד לשינון, שלא לדבר על העובדה שהנוסחאות של תרכובות מורכבות יותר נעשות מסורבלות מאוד עם מערכת זו. אבל, כשבוחנים את האייקונים של דלטון, אפשר להבחין בפרט מעניין אחד: דלטון ייעד כמה אלמנטים על ידי האותיות הראשוניות שלהם הממוקמות במעגלים. כותרות באנגלית- ברזל (ברזל), נחושת (נחושת) וכו'. לפרט זה הפנה את תשומת הלב יוצר השפה הכימית המודרנית יעקב ברזליוס, אותו ברזליוס, שרשויות הגימנסיה כתבו לו בתעודת הגמר שהוא "הצדיק רק תקוות מפוקפקות", ומי שלימים הפך לכימאי המפורסם ביותר בתקופתו.

ברזליוס הציע לייעד יסודות כימיים באות הלטינית הראשונה בשמותיהם, שנלקחה בדרך כלל מלטינית או יוונית. אם השמות של מספר יסודות מתחילים באותה אות, אז אחד מהם מסומן באות אחת (לדוגמה, פחמן C), והשאר בשתי (סידן Ca, קדמיום Cd, cerium Ce, cesium Cs, cobalt Co, וכו.). יחד עם זאת, כמו בדלתון, לסמל של יסוד יש משמעות כמותית למהדרין: הוא מציין אטום אחד של יסוד נתון ובמקביל כמה יחידות משקל של יסוד זה כמו שהמשקל האטומי שלו מכיל יחידות. לדוגמה, הסימן O מציין אטום חמצן אחד ו-16 wt. יחידות חמצן, סימן N - אטום חנקן אחד ו-14.008 wt. יחידות חנקן וכו'.

אין דבר קל יותר מלכתוב את הנוסחה של תרכובת כימית באמצעות מערכת Berzelius. לשם כך, אין צורך להעלות מספר רב של עיגולים אחד ליד השני, כמו זה של דלתון, אלא רק צריך לכתוב ליד הסמלים של היסודות המרכיבים את התרכובת הנתונה, בצד ימין למטה. , ליד כל סמל, סמן את מספר האטומים של יסוד זה במולקולה במספר קטן (אחד מושמט): מים - H 2 O, חומצה גופרתית - H 2 SO 4, מלח ברטול - KCIO 3 וכו'. הנוסחה מראה מיד מאילו יסודות מורכבת המולקולה של תרכובת זו, כמה אטומים של כל יסוד כלולים בהרכבו ומהם יחסי המשקל היסודות במולקולה.

בעזרת נוסחאות כאלה, תגובות כימיות מתוארות בצורה פשוטה וברורה על ידי משוואות מיוחדות. העיקרון של הרכבת משוואות כאלה נקבע על ידי Lavoisier המפורסם, שכתב:

"אם אני מזקק מלח לא ידוע עם חומצה גופרתית ומוצא חומצה חנקתית במקלט וביתר, אני מסיק שהמלח המקורי היה מלח. אני מגיע למסקנה זו על ידי כתיבה נפשית של המשוואה הבאה, בהתבסס על ההנחה שהמשקל הכולל של הכל נשאר זהה לפני ואחרי הניתוח.

אם x היא חומצה של מלח לא ידוע ו-y היא בסיס לא ידוע, אני כותב: x [+] y [+] חומצה גופרתית = חומצה חנקתית [+] ויטריול = חומצה חנקתית [+] חומצה גופרתית [+] אשלג קאוסטית.

מכאן אני מסיק: x = חומצה חנקתית, y = אשלג קאוסטית, והמלח המקורי היה מלח.

כעת נכתוב את התגובה הכימית הזו במערכת ברזליוס בפשטות:

2KNO 3 + H 2 SO 4 \u003d 2HNO 3 + K 2 SO 4.

וכמה השורה הקטנה הזו של סימנים ומספרים אומרת לכימאי מכל לאום. הוא רואה מיד אילו חומרים הם חומרי המוצא בתגובה, אילו חומרים הם תוצריה, מהו ההרכב האיכותי והכמותי של החומרים הללו; באמצעות טבלת משקלים אטומיים וחישובים פשוטים הוא יקבע במהירות כמה חומרים התחלתיים יש לקחת על מנת לקבל כמות מסוימת של החומר שהוא צריך וכו'.

מערכת הסמליות הכימית שפיתח ברזליוס הוכיחה את עצמה כמועילה עד כדי כך שהיא נשמרה עד היום. עם זאת, הכימיה אינה עומדת במקום, היא מתפתחת במהירות, כל הזמן מופיעות בה עובדות ומושגים חדשים, אשר, כמובן, משתקפים בסמליות כימית.

פריחת הכימיה האורגנית גרמה להופעת נוסחאות מבניות תרכובות כימיות, נוסחאות, לרוב מורכבות במראה, אך יחד עם זאת הרמוניות וויזואלית באופן מפתיע, מספרות לאדם שיודע להבין אותן הרבה יותר משורות רבות ואפילו דפי טקסט. לדוגמה, סמל הבנזן, שבמבט ראשון נראה מלאכותי ונראה כמו דרקון אלכימי הזולל את זנבו, התברר כמשקף את התכונות הבסיסיות של התרכובת הזו ונגזרותיה בצורה כה מדויקת עד שהמחקרים הקריסטלוגרפיים האחרונים אישרו בצורה מבריקה את קיומה האמיתי. של שילוב האטומים המיוצג על ידי סמל זה.

גם בימי ברזליוס הופיעו בכימיה סימנים כמו Ca, Fe " וכו', אך עד מהרה הם נעלמו וקמו שוב רק לאחר שאושרה בכימיה תורת ה-Arrhenius של הדיסוציאציה האלקטרוליטית. ברזליוס סימן במקור בנקודות את מספר החמצן אטומים הקשורים ליסוד נתון, ופסיקים - מספר אטומי הגופרית; לפיכך, הסמל Ca מציין תחמוצת סידן (CaO), והסמל Fe "- דיסולפיד ברזל (FeS 2). במשך הזמן הארוך ביותר נשמרו הסימנים הללו במינרלוגיה, אך בסופו של דבר הוחלפו שם גם נקודות ופסיקים. סמלים מודרנייםחמצן וגופרית. כעת לנקודות ולפסיקים ליד סמל האטומים (או קבוצות אטומים) יש משמעות שונה לחלוטין: הם מציינים יונים בעלי מטען חיובי או שלילי, כלומר אטומים (או קבוצות של אטומים) שאיבדו את דרכם וחיברו אחד או יותר אלקטרונים. משוואות יוניות מפשטות עוד יותר את התיאור של מהות הסדרה תגובה כימית; לדוגמה, כל תגובה של היווצרות משקע של כסף כלוריד מתמיסות של מלחים שונים יכולה להיות מיוצגת על ידי משוואה יונית פשוטה וברורה:

Ag ˙ + Cl' ˙ = AgCl

לנגד עינינו, הופיע סוג חדש של סמליות כימית וזכתה בזכויות האזרחות, המשקף את ההישגים המדהימים של השנים האחרונות בתחום חשיפת סודות מבנה האטומים והפיכת היסודות. עד לא מזמן, כל כימאי היה מבולבל לחלוטין מנוסחאות כמו הבאות:

כעת אנו יודעים שכאן המספרים הקטנים בתחתית סמל היסוד עדיין מציינים את מספר האטומים של יסוד זה במולקולה, והמספרים הקטנים בחלק העליון - המשקל האטומי של האיזוטופ המקביל (איזוטופים הם יסודות שהם אותו דבר ב תכונות כימיות, כלומר, לפי מטען הגרעין, אך בעל משקלים אטומיים שונים). והמשוואה

אומר לנו שכאשר חנקן מופגז בחלקיקי אלפא (גרעיני אטומי הליום), חלק מהאטומים שלו מומרים לאיזוטופ של חמצן במשקל אטומי של 17; המספרים למטה כאן כבר מציינים מספרים סידוריים או, במילים אחרות, את הערך של המטען החיובי של גרעין האטום של היסוד המתאים.

חלק מהמשוואות הללו מכילות סמלים שלא היו בשום ספר כימיה רק ​​לפני כמה שנים:

הראשון שבהם מציין פרוטון [+] (הגרעין הטעון חיובי של אטום פרוטיום, כלומר מימן במשקל אטומי של 1), השני הוא נויטרון (חלקיק נייטרלי בעל מסה של פרוטון), השלישי הוא פוזיטרון (חלקיק הדומה במסה לאלקטרון, אך בעל מטען חיובי).

הסמלים והמספרים שניתנו בדוגמאות האחרונות מסמלים את ההישגים המדהימים ביותר של המדע המודרני, שהיוצר המוכשר של היסודות של השפה הכימית הבינלאומית המקובלת בקושי יכול היה אפילו לחלום עליהם.

מוסקבה
י"ד/ט' תרצ"ו

מגוון שיטות לחקר ההרכב והטכנולוגיה של חומרים עתיקים הופכת קשה לראות. הבה נבחן בקצרה את השיטות המוכרות והנבדקות ביותר.

הבחירה בשיטה כזו או אחרת ללימוד הרכב חפצים עתיקים מוכתבת ע"י בעיות היסטוריות וארכיאולוגיות. באופן כללי, אין הרבה בעיות כאלה, אך ניתן לפתור אותן באמצעים שונים.

מתכת בצורה של סגסוגות, קרמיקה ובדים הם החומרים המלאכותיים הראשונים שנוצרו במודע על ידי האדם. חומרים כאלה אינם קיימים בטבע. יצירת סגסוגות מתכת, קרמיקה ובדים סימנה שלב חדש מבחינה איכותית בטכנולוגיה: המעבר מהניכוס והסתגלותם של חומרים טבעיים לייצור חומרים מלאכותיים בעלי תכונות קבועות מראש.

כאשר לומדים את הרכב החומרים העתיקים, ככלל, הכוונה לשאלות הבאות. האם פריט זה יוצר באופן מקומי או רחוק ממקום הגילוי? אם רחוק, האם ניתן לציין את המקום בו נעשה? האם הרכב החומר, כגון סגסוגת של מתכות מסוימות, הוא מכוון או מקרי? מה הייתה הטכנולוגיה של תהליך ייצור זה או אחר? מה הייתה רמת פריון העבודה בעת שימוש בטכניקה זו או אחרת לעיבוד אבן, עצם, עץ, מתכת, קרמיקה, זכוכית וכו'? לאיזו מטרה השתמשו בכלים אלו? על שאלות אלו ואחרות דומות ניתן לענות בעיקר על סמך שני סוגי מחקר: ניתוח החומר והמודל הפיזי של תהליכים טכנולוגיים עתיקים.

ניתוח חומרים

המדויק ביותר מבין השיטות המסורתיות של ניתוח חומרים הוא ניתוח כימי. חומר הבדיקה מעובד בתמיסות שונות, שבהן משקעים יסודות מרכיבים מסוימים. לאחר מכן מברילים את המשקע ונשקלים. לצורך ניתוח כזה יש צורך בדגימה של לפחות 2 גרם. ברור שאי אפשר להפריד דגימה כזו מכל חפץ מבלי להרוס אותו. ניתוח כימי גוזל זמן רב, וארכיאולוג צריך לדעת את הרכבם של מאות ואלפי חפצים. בנוסף, מספר אלמנטים הקיימים בנושא זה ב
כמויות עקבות, זה כמעט לא נקבע באמצעים כימיים.

ניתוח ספקטרלי אופטי. אם כמות קטנה של חומר של 15-20 מ"ג נשרפת בלהבת קשת וולטאית, ובאמצעות מעביר את האור של קשת זו דרך פריזמה, ואז מקרין אותו על לוח צילום, אזי הספקטרום יירשם על המפותח. צַלַחַת. בספקטרום זה, לכל יסוד כימי יש את מקומו המוגדר בקפדנות. ככל שהריכוז שלו בנושא נתון גדול יותר, הקו הספקטרלי של יסוד זה יהיה עז יותר. עוצמת הקו קובעת את ריכוז היסוד בדגימה השרופה. ניתוח ספקטרלי מאפשר לך ללכוד זיהומים קטנים מאוד, בסדר גודל של 0.01%, וזה חשוב מאוד עבור כמה שאלות שעומדות בפני הארכיאולוג. כמובן, רק העיקרון הכללי ביותר של ניתוח ספקטרלי מובא כאן. היישום המעשי שלו מתבצע בעזרת ציוד מיוחד ודורש מיומנויות מסוימות. מכשירים לניתוח ספקטרלי זמינים מסחרית. טכניקת הניתוח אינה כל כך מסובכת, ואם רוצים, הארכיאולוג שולט בה תוך זמן קצר למדי. יחד עם זאת, חוליית ביניים מאוד לא פרודוקטיבית נשללת, כאשר ארכיאולוג שאינו בקיא בטכניקת הניתוח חייב להסביר את משימותיו לגיאולוג שאינו בקיא בסוגיות ארכיאולוגיות. לכן, נראה שהמצב האידיאלי הוא כאשר צופה מקצועי העובד בצוות מדעי של ארכיאולוגים מתמצא בבעיות ארכיאולוגיות עד כדי כך שהוא עצמו יכול לגבש משימות לחקר הרכבם של חומרים עתיקים.

ניתוח ספקטרלי של ממצאים ארכיאולוגיים הניב תוצאות מעניינות רבות.

ברונזה עתיקה. המחקרים החשובים ביותר בעזרת ניתוח ספקטרלי מתייחסים למקור והתפוצה של המטלורגיה העתיקה של נחושת וברונזה. הם אפשרו לעבור מהערכות חזותיות גסות (נחושת, ברונזה) למאפיינים כמותיים מדויקים של רכיבי הסגסוגת ולזיהוי סוגים שונים של סגסוגות מבוססות נחושת.

עד לאחרונה יחסית, האמינו כי המתכות של נחושת וברונזה מקורה במסופוטמיה, מצרים ודרום איראן, שם היא מוכרת מאז האלף הרביעי לפני הספירה. ה. הייצור ההמוני של ניתוחים של חפצי ברונזה איפשר להעלות את השאלה לא של אזורים, אלא של עבודת מכרה עתיקה ספציפית, שאליהם ניתן "לחבר" סוגים מסוימים של סגסוגות בהסתברות מסוימת. לעפרה מכל פיקדון יש קבוצה ספציפית של מיקרו-זיהומים הטבועים רק בפיקדון זה. כאשר עפרה מותכת, ההרכב והכמות של זיהומים אלה עשויים להשתנות במקצת, אך ניתן להסבירם. לפיכך, ניתן לקבל "סימנים" מסוימים המאפיינים את תכונות המתכות של פיקדון מסוים או קבוצת פיקדונות, מרכזי כרייה. המאפיינים של מרכזי כרייה כגון הבלקן-הקרפטים, הקווקז, אוראל, קזחסטן, מרכז אסיה ידועים היטב.

נכון לעכשיו, העקבות העתיקים ביותר של התכה ועיבוד של מוצרי נחושת ועופרת נמצאו באסיה הקטנה (Chatal-Khuyuk, Hadjilar, Cheyyunyu-Tepesi וכו'). הם מתוארכים לפחות אלף שנים אחורה לממצאים דומים ממסופוטמיה וממצרים.

ניתוח של חומרים שהתקבלו במהלך חפירות במכרה הנחושת העתיק ביותר באירופה, איי-בונר (בשטחה של בולגריה המודרנית), הראה שכבר באלף הרביעי לפני הספירה. לאירופה היה מקור משלה לנחושת. מוצרי ברונזה יוצרו מעפרות שנכרו בקרפטים, בבלקן וברי האלפים.

בהתבסס על ניתוח סטטיסטי של הרכב חפצי ברונזה עתיקים, ניתן היה לקבוע את הכיוונים העיקריים של התפתחות טכנולוגיית הברונזה עצמה. ברונזה פח הופיעה ברוב מרכזי הכרייה והמתכות הרחק מלהיות מיידי. קדמה לו ברונזה ארסן. סגסוגות של נחושת עם ארסן יכולות להיות טבעיות. ארסן קיים במספר עפרות נחושת והופך חלקית למתכת במהלך ההתכה. האמינו כי תערובת של ארסן פוגעת באיכות הברונזה. הודות לניתוח ספקטרלי המוני של חפצי ברונזה, ניתן היה לבסס דפוס מוזר. לפריטים המיועדים לשימוש בתנאים של לחץ מכני חזק (ראשי חניתות, חצים, סכינים, מגל וכו') הייתה תערובת של ארסן בטווח של 3-8%. לפריטים שלא היו אמורים לחוות לחץ מכני במהלך השימוש (כפתורים, לוחות ועיטורים אחרים) היה תערובת של ארסן 8-15%. בריכוזים מסוימים (עד 8%), הארסן ממלא את התפקיד של תוסף סגסוג: הוא נותן ברונזה חוזק גבוה, אם כי המראה של מתכת כזו אינו ברור. אם ריכוז הארסן גדל מעל 8-10%, הברונזה מאבדת את תכונות החוזק שלה, אך רוכשת גוון כסף יפה. בנוסף, בריכוז גבוה של ארסן, המתכת הופכת להתיך יותר וממלאת היטב את כל שקעי התבנית, מה שלא ניתן לומר על נחושת צמיגה המתקררת במהירות. נזילות המתכת חשובה בעת יציקת תכשיטים בעלי צורה מורכבת. כך, הושגו עדויות שאין עוררין על כך שהאדונים הקדמונים ידעו את תכונות הברונזה והצליחו להשיג מתכת בעלת תכונות קבועות מראש (איור 39). כמובן, זה התרחש בתנאים שאין להם שום קשר לרעיונות שלנו על ייצור מתכות עם המתכונים המדויקים שלו, ניתוחים אקספרס, וכו '. עבור כל העמים העתיקים, נפחות הייתה מאווררת בהילה של קסם ומסתורין. זריקת אבני ריאלגר אדומות בוהקות או פיסות אורפימנט מוזהבות-כתומות המכילות ריכוזים משמעותיים של ארסן לתוך כבשן ההיתוך, כנראה שהמטלורג הקדום הבין זאת כאיזושהי פעולה קסומה עם אבני "קסם" בעלות צבע אדום נערץ. ניסיון הדורות והאינטואיציה הניעו את המאסטר הקדום אילו תוספים ובאילו כמויות נדרשות לייצור דברים המיועדים למטרות שונות.

במספר אזורים שבהם לא היו רזרבות של ארסן או פח, התקבל ברונזה בצורה של סגסוגת של נחושת עם אנטימון. הודות לניתוח ספקטרלי, ניתן היה לקבוע כי גם בתחילת תקופתנו הצליחו בעלי מלאכה ממרכז אסיה להשיג סגסוגת כזו, שבהרכבה ובתכונותיה הייתה קרובה מאוד לפליז מודרני. לכן, בין הפריטים שנמצאו במהלך החפירות של קבורת טולכר (המאה השנייה לפנה"ס - המאה ה-1 לספירה, דרום טג'יקיסטן), היו עגילים, אבזמים, צמידים ופריטי פליז רבים אחרים.

ניתוח ספקטרלי של מספר רב של פריטי ברונזה מהאתרים הסקיתיים במזרח אירופה הצביע על כך שהמתכון לסגסוגות הברונזה הסקיתיות אינו מתחקה אחר המשכיות מהתרבויות הקודמות של תקופת הברונזה המאוחרת של אזור זה. יחד עם זאת, יש כאן דברים שהרכב הסגסוגות שלהם דומה בהרכב הריכוזים לסגסוגות של אזורי המזרח (דרום סיביר ומרכז אסיה). זה משמש כטיעון נוסף לטובת ההשערה בדבר מקורה המזרחי של תרבות הטיפוס הסקיתי.

בעזרת ניתוח ספקטרלי ניתן ללמוד את אופי ההתפשטות בזמן ובמרחב לא רק של ברונזה, אלא גם של חומרים אחרים. בפרט, קיים ניסיון מוצלח בחקר תפוצת הצור בניאוליתית, כמו גם זכוכית וקרמיקה בתקופות היסטוריות שונות.

בְּ השנים האחרונותבפרקטיקה של מחקר ארכיאולוגי, תפקידו של המודרני, ולארכיאולוגיה - מתגברות שיטות מחקר חדשות.

איזוטופים יציבים. בדיוק כפי שהמיקרו-זיהומים שהוזכרו לעיל במתכות עתיקות, צור, קרמיקה וחומרים אחרים הם סמנים טבעיים, מעין "דרכון", במקרים מסוימים היחס בין איזוטופים יציבים, כלומר לא רדיואקטיביים, בחלק מהחומרים משחק בערך אותו תפקיד.

בשטח אטיקה ובאיי הים האגאי, במהלך חפירות של אנדרטאות מתקופת האנוולית והברונזה הקדומה (IV-III האלף לפני הספירה), נמצאים פריטי כסף. במהלך חפירותיו של שלימן בקברי הפיר המיקני (המאה ה-16 לפני הספירה) נמצאו חפצי כסף ממוצא מצרי ברור. תצפיות אלו ואחרות, בפרט מכרות הכסף העתיקים הידועים בספרד ובאסיה הקטנה, הפכו לבסיס למסקנה שתושבי אטיקה הקדומים לא כרו את כספם, אלא ייבאו אותו ממרכזים אלו. דעה זו הייתה מקובלת בארכיאולוגיה של מערב אירופה עד לאחרונה.

באמצע שנות ה-70 החלה קבוצה של פיזיקאים וארכיאולוגים אנגלים וגרמנים בסדרת מחקרים של מכרות עתיקים בלבריון (ליד אתונה) ובאיים סיפנוס, נקסוס, סירו ואחרים.הבסיס הפיזי של המחקר היה כדלהלן. בשל חוסר השלמות של שיטות הניקוי, מוצרי כסף עתיקים מכילים זיהומי עופרת. לעופרת ארבעה איזוטופים יציבים עם משקלים אטומיים של 204, 206, 207 ו-208. לאחר התכה מהעפרה, ההרכב האיזוטופי של עופרת שמקורו במשקע זה נשאר קבוע ואינו משתנה במהלך עבודה חמה וקרה, מקורוזיה או סגסוגת עם אחרים. מתכות. יחס האיזוטופים בדגימה נתונה מתועד בדיוק רב על ידי מכשיר מיוחד - ספקטרומטר מסה. על ידי בירור ההרכב האיזוטופי של דגימות של עפרות שונות שמקורן במכרות מסוימים, ולאחר מכן השוואת ההרכב האיזוטופי שלהן עם דגימות של פריטי כסף, ניתן לאתר את המקור המדויק של המתכת לכל פריט.

מכרות עתיקים נוצלו במשך מאות ואלפי שנים, ובמקרה זה היה חשוב לדעת איזה מבין הנסקרים יותר מ-30 מרבצים עתיקים של מינרלים-עופרת כסף נכרו בתקופת הברונזה. על פי C14 ו-thermoluminescence של קרמיקה, ניתן היה לתארך עבודות בודדות החל מסוף האלף ה-4-3 לפני הספירה. ה. ואז דגימות של עפרות מעבודות אלה עברו מחקר ספקטרוסקופי המוני עבור עופרת. יחסי איזוטופים עופרת בדגימות מעבודות עתיקות שונות הופצו על פני אזורים שאינם חופפים, מה שמצביע על "סימנים" הטבועים בכל פיקדון (איור 50). לאחר מכן נותח היחס בין האיזוטופים בחפצי הכסף עצמם. התוצאות היו בלתי צפויות. כל הדברים נעשו מכסף מקומי, או מלבריון או ממכרות איים, בעיקר מהאי סיפנוס. באשר לחפצי הכסף המצריים שנמצאו במיקנה, הם עשויים מכסף שנכרה בלבריון, שנלקח למצרים. דברים שנעשו במצרים מכסף אתונאי הובאו למיקנה.

בעיה דומה נחשבה לזיהוי עצמים משיש עם מקורות שיש. שאלה זו חשובה מזוויות שונות. יצירות אמנות פיסול יווניאו פרטים אדריכליים העשויים משיש נמצאים במרחק גדול מיוון היבשתית. לפעמים חשוב מאוד לענות על השאלה איזה סוג שיש, מקומי או מיובא מיוון, יוצר הפסל, או בירת העמוד, או חפץ אחר. אוספי המוזיאון כוללים זיופים מודרניים המחקים את העת העתיקה. צריך לזהות אותם. מקורות השיש למבנה מסוים צריכים להיות ידועים למשחזרים וכו'.

הבסיס הפיזיקלי זהה: ספקטרומטריית מסה של איזוטופים יציבים, אך במקום עופרת נמדד היחס בין איזוטופים של פחמן, 2C ו-13C וחמצן, 80 ו-160.
מרבצי השיש העיקריים ביוון העתיקה היו ביבשת (הרי פנטליקון וג'ימטוס ליד אתונה) ובאיים נקסוס ופארוס. ידוע כי מחצבות השיש הפאריאניות, או יותר נכון מכרות, הן העתיקות ביותר. מדידות של דוגמאות שיש ממחצבות ומדידות של דוגמאות מפסלים עתיקים (ניתוח לא הרסני: נדרשת דגימה של עשרות מיליגרם) ופרטים אדריכליים אפשרו לקשר ביניהם (איור 51).

תוצאות דומות ניתן להשיג על ידי ניתוח קונבנציונלי, פטרוגרפי או כימי. לדוגמה, נמצא שדגימות של פיסול גנדארי, המאוחסנות במוזיאונים של Taxila, Lahore, Karachi, London, עשויות מאבן שנכרה ממחצבה בעמק סוואט בפקיסטן, ברובע מרדאי ליד ה- Takht-i- מנזר באהי. עם זאת, ניתוח בספקטרומטר מסה מדויק יותר וצורך פחות זמן.

ניתוח הפעלת ניוטרונים (NAA). ניתוח הפעלת ניוטרונים הוא אולי האמצעי החזק והיעיל ביותר לקביעת ההרכב הכימי של עצם מטווח ארוך של יסודות בבת אחת. בנוסף, מדובר בניתוח לא הרסני. המהות הפיזית שלו היא

אורז. 51. השוואה של דוגמאות שיש מפרטים אדריכליים ופסלים עם דוגמאות ממחצבות:
1 - האי נקסוס; 2 - האי פארוס; 3 - הר פנטליקון; 4 - הר גימטוס; 5 - דוגמאות מאנדרטאות

שכאשר חומר מוקרן בניוטרונים, מתרחשת התגובה של לכידה קרינה של נויטרונים על ידי גרעיני החומר. כתוצאה מכך מתרחשת קרינה עצמית של גרעינים נרגשים, ולכל יסוד כימי יש אנרגיה משלו ויש לו מקום ספציפי משלו בספקטרום האנרגיה. בנוסף, ככל שהריכוז של יסוד נתון בחומר גדול יותר, כך נפלטת יותר אנרגיה באזור הספקטרום של יסוד זה. כלפי חוץ, המצב דומה למה שראינו כאשר בוחנים את היסודות של ניתוח ספקטרלי אופטי: לכל אלמנט יש מקום משלו בספקטרום, ומידת ההשחרה של לוח הצילום במקום נתון תלויה בריכוז היסוד. בניגוד לניתוח אחר של הפעלת נויטרונים, יש לו רגישות גבוהה מאוד: הוא לוכד את מיליוניות האחוז.

בשנת 1967, המוזיאון לאמנות של אוניברסיטת מישיגן (ארה"ב) אירח תערוכה של כסף סאסאני, שהפגישה חפצים ממוזיאונים שונים ואוספים פרטיים. ביסודו של דבר, אלה היו כלי כסף עם דימויים רדופים של סצנות שונות: מלכים סאסאניים בציד, בחגים, גיבורים אפיים וכו'). מומחים חשדו שבין יצירות המופת האותנטיות של הטוראוטיקה הסאסאנית יש זיופים מודרניים. ניתוח הפעלת ניוטרונים הראה שיותר ממחצית מהמוצגים היו עשויים מכסף מודרני בעל קומפוזיציה מעודנת כל כך, שלא ניתן היה להשיג בעת העתיקה. אבל זה, כביכול, זיוף גולמי, ועכשיו קל מאוד לזהות זיוף כזה על ידי הרכב כימי. אבל בין האובייקטים של תערוכה זו היו מנות שאמנם היו שונות מהאותנטיות בהרכבן הכימי, אך לא כל כך מוכרות כזיופים על בסיס זה בלבד. מומחים מאמינים שבמקרה זה אי אפשר לכלול זיוף מתוחכם יותר. לייצור המנה עצמה, ניתן היה להשתמש בפיסות כסף עתיק. יתר על כן, אפילו פרטים בודדים שנרדפו מעל הראש יכולים להיות אמיתיים, ושאר ההרכב יכול להיות מזויף במיומנות. זה מצוין על ידי כמה דקויות סגנוניות ואיקונוגרפיות, הנראות רק לעין המנוסה של מבקר אמנות מקצועי או ארכיאולוג. מסקנה חשובה עבור הארכיאולוג נובעת מדוגמה זו: כל ניתוח פיסיקלי וכימי מושלם חייב להיות משולב עם מחקר תרבותי-היסטורי וארכיאולוגי.

שיטת הפעלת נויטרונים פותרת בעיות ארכיאולוגיות ברמות שונות. לדוגמה, הוקם פיקדון שבו נכרו מונוליטים ענקיים של קוורציט ברזלי לייצור פסלי ענק (גובה 15 מ') של מתחם המקדשים של אמנחותפ השלישי בתבאי (המאה ה-15 לפני הספירה). היו כמה מרבצים בחשד, הממוקמים במרחקים שונים מהמתחם: כ-100 עד 600 ק"מ. בהתבסס על ריכוזם של אלמנטים מסוימים, במיוחד התכולה הנמוכה ביותר של אירופיום (1-10%), ניתן היה לקבוע שהמונוליטים לפסלים נמסרו מהמחצבה המרוחקת ביותר, שבה נכרה קוורציט עם מבנה הומוגני מספיק מתאים לעיבוד.

למרות כל הפיתוי שלה, שיטת ההפעלה של נויטרונים עדיין לא יכולה להיחשב נגישה בדרך כלל לארכיאולוג, כמו למשל ניתוח ספקטרלי או מטאלוגרפיה. כדי לקבל את ספקטרום האנרגיה של חומר יש להקרין בכור גרעיני וזה לא מאוד נגיש וגם יקר. כאשר מדובר באימות מקוריות של יצירת מופת, מדובר במחקר במערכה אחת, ובמקרה זה, ככלל, לא נלקחות בחשבון עלויות הבדיקה. אבל אם ארכיאולוג צריך לנתח מאות או אלפי דוגמאות של ברונזה, קרמיקה, סיליקון וחומרים עתיקים כדי לפתור בעיות מדעיות רגילות עכשוויות, שיטת ההפעלה של נויטרונים מתבררת כיקרה מדי.

ניתוח מבנה

מטאלוגרפיה. לארכיאולוג יש פעמים רבות שאלות לגבי איכות מוצרי מתכת, תכונותיהם המכניות ושיטות ייצורם ועיבודם (יציקה בתבנית פתוחה או סגורה, בקירור מהיר או איטי, פרזול חם או קר, ריתוך, קרבוריזציה וכו'. ). התשובות לשאלות אלו ניתנות על ידי שיטות מחקר מטאלוגרפיות. הם מגוונים מאוד ולא תמיד נגישים בקלות. יחד עם זאת, בשיטה פשוטה יחסית התקבלו תוצאות משביעות רצון בתחומי ארכיאולוגיה שונים.
מחקר מיקרוסקופי של חתכים דקים. לאחר הכשרה מסוימת, השיטה הזו יכולה להשתלט על ידי הארכיאולוג עצמו. המהות שלו היא דרכים שונותעיבוד של ברזל, ברונזה ומתכות אחרות מותיר את "עקבותיהם" במבנה המתכת. החלק המלוטש של מוצר מתכת ממוקם תחת מיקרוסקופ והטכניקה של ייצורו או עיבודו נקבעת על ידי "עקבות" שניתן להבחין בהם.

תוצאות חשובות הושגו בתחום המטלורגיה ועיבוד ברזל ופלדה. בתקופת האלשטאט, הכישורים הבסיסיים של עיבוד פלסטי של ברזל הופיעו באירופה, ניסיונות נדירים לייצור להבי פלדה על ידי הקרבור ברזל והקשחתו. החיקוי של חפצי ברונזה בצורתם נראה בבירור, בדיוק כפי שגרזני ברונזה ירשו בעבר את צורתם של אבן. מחקר מטאלוגרפי של מוצרי ברזל מתקופת לה טן שלאחר מכן הראה שבאותה תקופה הטכנולוגיה של ייצור הפלדה כבר הייתה שליטה מלאה, כולל שיטות מורכבות למדי להשגת להבים מרותכים באיכות גבוהה של משטח החיתוך. מתכונים לייצור מוצרי פלדה כמעט ללא שינויים עברו לאורך כל התקופה הרומית והשפיעו במידה מסוימת על רמת הנפחות באירופה המוקדמת של ימי הביניים.

גם התרבויות הסקיתיות-סרמטיות של מזרח אירופה, סינכרוניות להאלשטאט המאוחרות ולה טן, היו בעלות סודות רבים של ייצור פלדה. זה מוצג על ידי סדרה של עבודות של ארכיאולוגים אוקראינים שהשתמשו רבות בשיטות מטאלוגרפיות.
הניתוח המטאלוגרפי של מוצרי נחושת מתרבות הטריפיליה אפשר לבסס את רצף שיפור הטכנולוגיה של עיבוד נחושת במשך זמן רב. בתחילה זה היה חישול של נחושת מקומית או נחושת מתכתית, שהומסה ממינרלים תחמוצתיים טהורים. המאסטרים המוקדמים של טריפיליאן, ככל הנראה, לא הכירו את טכנולוגיית היציקה, אבל הם השיגו הצלחה רבה בטכניקת חישול וריתוך. יציקה עם פרזול נוסף של חלקים עובדים מופיעה רק בזמן טריפיליה המאוחר. בינתיים, השכנים הדרום-מערביים של הטריפיליאנים המוקדמים - שבטי תרבות קרנובו השישי - גומלניצה כבר היו בבעלותם שיטות שונות של יציקה בתבניות פתוחות וסגורות.

כמובן שהתוצאות המשמעותיות ביותר מתקבלות על ידי שילוב של מחקרים מטאלוגרפיים עם שיטות ניתוח אחרות: ספקטרלי, כימי, עקיפה של קרני רנטגן וכו'.

ניתוח פטרוגרפי של אבן וקרמיקה. ניתוח פטרוגרפי קרוב בטכניקה שלו לניתוח מטאלוגרפי. מושא הניתוח הראשוני בשני המקרים הוא חתך דק, כלומר חתך מלוטש של חפץ או מדגם שלו, המונח מתחת למיקרוסקופ. מבנה הסלע הזה נראה בבירור מתחת למיקרוסקופ. בהתאם לאופי, גודל, מספר גרגרים שונים של מינרלים מסוימים, נקבעים המאפיינים של החומר הנחקר, לפיהם ניתן "לקשור" אותו לפיקדון מסוים. זה לגבי האבן. חתכים דקים המתקבלים מקרמיקה מאפשרים לקבוע את ההרכב המינרלוגי והמיקרו-מבנה של החימר, וניתוח מקביל של חימר ממחצבות עתיקות כביכול מאפשר לזהות את המוצר עם חומר הגלם.

כאשר מתייחסים לניתוח פטרוגרפי, יש צורך לנסח בצורה ברורה את השאלות שהארכיאולוג רוצה לקבל עליהן תשובה. מחקר פטרוגרפי הוא די מייגע. זה דורש ייצור ולימוד של מספר גדול מספיק של חלקים דקים, וזה לא זול. לכן, מחקרים כאלה, כמו גם כל האחרים, לא נעשים "למקרה". אנחנו צריכים הצהרה ברורה של השאלה, שהם רוצים לקבל תשובה בעזרת ניתוח פטרוגרפי.

לדוגמה, במהלך המחקר הפטרוגרפי של הכלים הניאוליתיים שנמצאו באתרים ובקברים בחלק התחתון של נהר טום ובאגן צ'ולים, הועלו שאלות ספציפיות: האם תושבי המיקרו-מחוזות הללו השתמשו בחומרי גלם ממקורות מקומיים או מרוחקים. יחידות? האם היו ביניהם חילופי מוצרי אבן? הניתוח בוצע בלמעלה מ-300 חתכים דקים שנלקחו מכלי אבן שונים ממרבצי אבן באזור. מחקר החתכים הדקים הראה שכשני שלישים מכלל כלי האבן יוצרו מחומרי גלם מקומיים (אבני סיליקון). כמה כלים שוחקים עשויים מסלעים מקומיים של אבן חול ופצלים. במקביל, יוצרו אדות בודדות, צ'ופרים ופריטים אחרים מסלעים שהיו להם משקעים על ה-Yenisei ובקוזנצק עלא-טאו (סרפנטין, סיליקט דמוי ג'ספר וכו'). על סמך עובדות אלו ניתן היה להסיק כי עיקר הכלים יוצרו מחומרי גלם מקומיים, וההחלפה לא הייתה משמעותית. תשובות לשאלות כאלה ניתן לקבל גם בשיטות אחרות, למשל בשיטות הפעלה ספקטרלית או נויטרונים.

שלא כמו תושבי העמקים של הנהרות טום וצ'ולים, השבטים הניאוליתיים של אסיה הקטנה החליפו באופן פעיל כלים או ריקים עשויים מאובסידיאן. זה נקבע באמצעות ניתוח ספקטרלי של הכלים עצמם ודגימות של מרבצי אובסידיאן, שנבדלו בבירור זה מזה בריכוז היסודות כמו בריום וזירקוניום.

ניתוח המבנה של חומרים עתיקים צריך לכלול גם חקר בדים, עור, מוצרי עץ, המאפשר לזהות שיטות טכנולוגיות מיוחדות הגלומות בתרבות או תקופה נתונה. לדוגמה, חקר הבדים שנמצאו במהלך החפירות של נוין-אולה, פאזיריק, ארז'אן, מושצ'בה בלקה ואתרים נוספים אפשרו לכונן שבילים של קשרים כלכליים ותרבותיים עתיקים עם אזורים מרוחקים מאוד.

סימולציה נסיונית של טכנולוגיות עתיקות

ניתוח החומר והמבנה מאפשר לך ללמוד על הרכב וטכנולוגיה של חומרים עתיקים ולענות על שאלות שונות בעלות אופי תרבותי והיסטורי. עם זאת, נדרשת כאן גם גישה משולבת, שילוב עם שיטות אחרות. השלמות הגדולה ביותר של הבנה של תהליכי ייצור רבים מושגת באמצעים ושיטות של מידול פיזי של טכנולוגיות עתיקות. כיוון זה בארכיאולוגיה נמצא כיום בשימוש נרחב תחת השם "ארכאולוגיה ניסויית".

לצד משלחות ארכיאולוגיות החופרות מונומנטים עתיקים, אורגנו בשנים האחרונות משלחות ארכיאולוגיות יוצאות דופן לחלוטין באוניברסיטאות ובמוסדות מדעיים של ברית המועצות, פולין, אוסטריה, דנמרק, אנגליה, ארה"ב ומדינות נוספות. מטרתם העיקרית היא לגלות בפועל, על ידי הניסיון, בעיות מסוימות של שחזור אורח החיים ורמת הטכנולוגיה של קולקטיבים עתיקים. סטודנטים וסטודנטים לתארים מתקדמים, פרופסורים ומדענים מייצרים גרזני אבן, חותכים איתם עמודים ובולי עץ, בונים בתי מגורים ומכלאות לבעלי חיים, קווי דמיון מדויקים של בתי מגורים ומבנים אחרים שנחקרו במהלך החפירות. הם מתגוררים בבתי מגורים כאלה, משתמשים רק באותם כלים ואמצעי עבודה שהיו קיימים בעת העתיקה, יציקות וירי כלי חרס, התכת מתכת, עיבוד אדמה לעיבוד, גידול בעלי חיים וכו'. כל זה מתועד בפירוט, מנותח ומוכלל. התוצאות מעניינות ולפעמים בלתי צפויות. עבודתם של S.A. Semenov ותלמידיו אפשרה להעלות השערות לגבי רמת פריון העבודה בקהילות פרימיטיביות בשליטה קפדנית של הניסוי. פריון העבודה הוא אחד המדדים העיקריים לקידמה בכל תקופות ההיסטוריה. הרעיונות של מדענים לגבי פריון העבודה בתקופת האבן היו ספקולטיביים מאוד. בספרי לימוד ישנים אפשר למצוא את המשפט שהאינדיאנים ליטשו גרזן אבן כל כך הרבה זמן שלפעמים חיים שלמים לא הספיקו לו. S. A. Semenov הראה כי בהתאם לקשיות האבן, פעולה זו נמשכה בין 3 ל 25 שעות. התברר שמבחינת ביצועים, מגל הטריפיליה העשוי מתוספות צור נחות רק במעט ממגל הברזל המודרני. תושבי הכפר טריפיליה יכלו לקצור את יבול התבואה לדונם תוך כשלוש שעות אור.

התכה מנוסה של ברונזה וברזל אפשרה להבין ביתר פירוט מספר "סודות" של המאסטרים העתיקים, כדי לוודא שכמה שיטות ומיומנויות טכנולוגיות של גלגלים ונפחים לא יופחו לשווא בהילה של קסם. ארכיאולוגים סובייטים, צ'כים וגרמנים ניסו פעמים רבות להשיג קריצה מברזל ספוג שהותך במחצבה גולמית, אך תוצאה יציבה לא הצליחה. התכה נסיונית של עפרות נחושת-פח מעבודות עתיקות בהרי פאן (טג'יקיסטן) הראתה שבמקרים מסוימים, גלגלים עתיקים עסקו לא כל כך בבחירת רכיבי סגסוגת כמו בשימוש בעפרות עם אסוציאציות טבעיות של מתכות שונות. ייתכן שגם פליז בקטריאני הוא תוצאה של שימוש בעפרה מיוחדת בעלת הרכב טבעי של עופרת נחושת-פח-אבץ.

ביום הזה: