Как человек смог получить бронзу?..

Вспомним теперь про другие факторы, влияющие на успех выплавки металла из руды.

Как указывалось ранее, одним из важнейших условий для получения металлов было знание древними металлургами свойств минералов и руд. И это на самом деле не так-то просто, поскольку количество разных минералов огромно. Достаточно будет сказать, что даже сейчас геологи ежегодно открывают и регистрируют десятки (!) новых минералов. А ведь все эти минералы отличаются друг от друга по внешнему виду, цвету, структуре и т.д. и т.п. Как древний человек мог ориентироваться в таком многообразии и выбрать именно нужные минералы и руды?..

Рис. 39. Небольшая частная коллекция минералов

У историков есть известный ответ на этот вопрос. Дескать, знание минералов накапливалось из поколения в поколение длительное время. А выбор руд для выплавки металлов осуществлялся в ходе экспериментирования наших предков с различными минералами.

Но тогда, если следовать обычной логике, такое экспериментирование должно было носить достаточно случайный характер. Соответственно, оно должно было также быть весьма протяженным во времени.

Оставим в стороне вопрос о том, что могло бы заставить человека столь длительное время засовывать горшки с рудой в печь с неизвестным для него заранее результатом. Обратим внимание лишь на то, что количество руд, из которых древний человек мог получить расплавленный металл, не так уж и велико. И оно буквально ничтожно по сравнению с общим количеством минералов, встречающихся на нашей планете.

Тогда – по той же обычной логике – древний человек должен был пройти через массу неудачных экспериментов. Он должен был нагреть один минерал, выбросить прокаленные камни, которые не дали металла, и взяться за другой минерал – и так много-много раз. Но где свидетельства этих неудачных экспериментов, которые неизбежно должны были остаться?.. Их нет нигде!.. И это несмотря на то, что такое экспериментирование должно было продолжаться весьма долго.

Более того, нигде нет абсолютно никаких следов того, что древний металлург взял какой-то «неправильный» минерал и добавил бы (в качестве эксперимента) к руде, из которой действительно можно было получить металл. Все образцы шлаков, которые были исследованы в ходе изучения мест древней металлургии, ограничиваются строго только тем составом, который соответствует уже правильному выбору исходных минералов. Даже те образцы, которые можно отнести к браку, вполне объяснимы лишь нарушением либо пропорций смешиваемых руд, либо температурного режима плавки. Нигде нет «лишних» минералов!..

Но если таких экспериментов не было, то как человек смог заранее определить, какие именно руды надо было взять?..

Рис. 40. Горы шлака – проблема современной металлургии

Тут мы плавно подошли к другому важному фактору – подбору правильного состава шихты. Мало подобрать правильную руду, мало ее раздробить на мелкие кусочки (для более удачной плавки) – надо еще подобрать флюсы, то есть добавки. В частности, для получения мышьяковистой бронзы нужно к медной руде добавить еще руду, содержащую мышьяк.

Дело в том, что мышьяк хоть часто и присутствует в медных рудах, но его там не так уж и много. В качестве ориентира тут можно использовать значение 0,5% – количество мышьяка в бронзе, которое рассматривается историками металлургии в качестве своеобразного рубежа между естественными и искусственными бронзами. Исследователи пришли к выводу, что до 0,5% мышьяка в выплавленной бронзе можно было получить благодаря его естественным примесям в медной руде. Для получения же содержания мышьяка в количестве 0,5% и более древний металлург должен был специально добавлять в шихту содержащую мышьяк руду – например, арсенопирит (мышьяковый колчедан) FeAsS.

Упомянутые «рубежные» полпроцента весьма показательны, поскольку даже самые древние изделия из мышьяковистой бронзы содержат мышьяка заметно больше. И это указывает на то, что еще на заре металлургии мастера целенаправленно добавляли в шихту мышьяковую руду. А следовательно, уже тогда они знали как свойства этих руд, так и последствия добавления мышьяка в состав смеси, загружаемой в тигель перед плавкой…

Но вот, что любопытно. Ранее упоминался такой недостаток мышьяковистой бронзы, как потеря мышьяка из сплава при его переплавке, что автоматически приводит к потере качества бронзы.

Легко напрашивается простейшее решение данной проблемы – при переплавке добавлять минералы, содержащие мышьяк. В таком случае можно было не только сохранить, но и даже улучшить свойства бронзы – при правильной подборке соотношения переплавляемого металла и мышьяковой руды в шихте.

Однако во всех имеющихся работах по древней металлургии отмечается данный недостаток мышьяковистой бронзы, но нигде не указывается, что древние мастера хоть где-нибудь использовали бы при переплавке указанное простейшее решение проблемы.

«…в древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно, в виду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт, или на переплавку. Но особенностью мышьяка отличительной 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 тысячелетия до нашей эры, изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из «первородного» металла» (П.Черноусов, В.Мапельман, О.Голубев, «Металлургия железа в истории цивилизации»).

Как же так?.. Если древние металлурги действительно знали свойства мышьяковых руд и последствия их добавления, то почему они не использовали это свое знание при переработке изделий мышьяковистой бронзы?.. Если добавка мышьяковой руды в шихту при первичной выплавке бронзы была результатом многочисленных и длительных экспериментов, то почему такие же эксперименты так и не были проведены при вторичной переплавке бронзы?..

Возникает очень серьезное противоречие, которое указывает на то, что древние металлурги лишь воспроизводили заранее выученные готовые процедуры при выплавке металла из руды. А знания сути и химических последствий этих процедур у них вовсе не было!..

Рис. 41. Арсенопирит

С составом шихты при выплавке бронзы древними мастерами связана еще одна странность. Дело в том, что в качестве полезного флюса (то есть добавки) часто используются вещества, содержащие соединения кальция, которые существенно уменьшают температуру, необходимую для выплавки металла. Вдобавок, эти вещества облегчают вывод в шлаки соединений кремния (например, того же песка – то есть оксида кремния SiO₂). На более поздних этапах в качестве такого вещества использовали доломит CaMg(CO₃)₂ – минерал из класса карбонатов. А на заре металлургии, как показывают археологические находки в местах обитания древних металлургов, вместо доломита использовались… размолотые кости домашних животных!..

Конечно, многим читателям знакома детская сказка про кашу из топора, в которой находчивый солдат хитростью выманивает у жадной хозяйки продукты для приготовления каши, обещая в итоге накормить ее сваренным топором. Но это – в сказке. А в каком таком сумасшедшем эксперименте древнему металлургу вдруг пришло бы в голову смешать в одном котелке камни и кости домашних животных и поставить все это на огонь?!.

Рис. 42. Как в «рудный суп» древнего металлурга попали кости домашних животных?..

И еще один момент. Как указывалось ранее, для успешной плавки металла из руды далеко не последним фактором оказывается правильный выбор топлива, которое способно обеспечить, с одной стороны, необходимую температуру, а с другой – восстановительную атмосферу в зоне плавки.

Спору нет – древесный уголь для решения этой задачи вполне подходит. Он способен поддерживать высокую температуру горения, а в условиях дефицита воздуха (то есть кислорода) обеспечивать в процессе горения создание окиси углерода СО, являющейся хорошим восстановителем. В условиях изобилия лесов получение древесного угля также не представляет какой-то особой проблемы.

Но представим теперь древнего «экспериментатора», который, как нас уверяют историки, пришел к идее выплавки металла, засовывая в огонь все подряд. Тогда почему среди тех камней, которые этот «экспериментатор» попробовал на взаимодействие с огнем, не оказался каменный уголь?.. Точнее – почему каменный уголь не оказался тем топливом, который использовался для выплавки металлов?..

Не обязательно каменный уголь должен был вытеснить уголь древесный, как это произошло в современной металлургии. Но он вполне мог быть использован параллельно с древесным углем. Однако среди известных древних мест металлургии нет ни одного (!), где были бы найдены признаки использования для плавки руды каменного угля – даже там, где поблизости имеются вполне доступные его залежи. Скажем, на территории современной Турции находится один из древнейших металлургических центров; каменный уголь – одно из основных полезных ископаемых, добываемых ныне в этой стране; но нет ни единой находки, которая указала бы на его использование древними металлургами.

Для версии появления металлургии в результате «случайного экспериментирования» это просто немыслимо. Однако это – факт!..

Рис. 43. Добыча каменного угля в открытом разрезе

Как можно видеть, эмпирические данные – как археологические находки, так и их отсутствие – оказываются вовсе не на стороне версии о возникновении металлургии в результате «случайного экспериментирования». И уж совсем маловероятной оказывается эта версия, если учесть, какие факторы оказывают влияние на успешность выплавки металла из руды, и сколько этих факторов.

«Яркий пример – феномен Каргалинских рудников (Южное Приуралье). Во втором тысячелетии до Р.Х. здесь был крупнейший центр добычи медных руд. После исхода (по невыясненным причинам) знатоков горного дела – сменяющие друг друга народы почти три тысячелетия не смогли овладеть металлом. В XVIII веке русские рудознатцы пытались наладить производство – тщетно, затем приглашали немцев, англичан и только за полстолетия интенсивных попыток лучших специалистов удалось выплавить каргалинскую медь. Поэтому – отнюдь «не каждый» и «не всегда» повторит то, чем владели древние» (Г.Гайко, интервью еженедельнику «Неделя-плюс»).

Аркаим без прикрас

Наличие более десятка различных факторов, влияющих на успешность выплавки металла из руды, огромное количество видов минералов и различие местных условий в разных странах – все это (в случае освоения человеком металлургии методом «случайного экспериментирования») должно было, по всей логике, привести в итоге и к большому разбросу различных вариантов решения задачи добычи металлов. Говоря другими словами, технологии и методы выплавки металлов в этом случае должны довольно сильно отличаться друг от друга в разных центрах древней металлургии.

А что мы имеем на самом деле?..

Пройдемся по регионам, в которых выявлены объекты со следами добычи металлов из руд и обработки выплавленных металлов. И начнем с территории нашей страны, а именно – с весьма широко известного поселения под названием Аркаим.

Рис. 44. Аркаим (вид с воздуха)

Аркаим – это укрепленное поселение на Урале, которое расположено на возвышенном мысу в месте слияния рек Большая Караганка и Утяганка в восьми километрах к северу от поселка Амурский Брединского района и двух километрах к юго-востоку от поселка Александровский Кизильского района Челябинской области.

Этот древний памятник относится историками к эпохе средней бронзы рубежа III-II тысячелетия до нашей эры, хотя некоторые исследователи не исключают возможность отодвинуть время его появления на многие сотни лет назад – чуть ли не до рубежа IV-III тысячелетий до нашей эры.

Считается, что Аркаим открывали трижды. Первый раз его обнаружили военные картографы, и он был нанесен на военные карты приблизительно в 1957 году. Затем следует открытие уже гражданскими картографами, которые при проведении аэрофотосъемки заметили странный объект. Однако тогда они решили, что на снимки попал засекреченный военный объект. И только спустя 18 лет, в июне 1987 года, его (уже в третий раз) обнаружил отряд Урало-Казахстанской археологической экспедиции, а точнее – школьники из археологического кружка, принимавшие в ней участие.

Причиной организации экспедиции послужили планы по строительству водохранилища, воды которого должны были затопить данную местность. В то время уже действовало обязательное правило о проведении археологического обследования в подобных местах, поэтому и были проведены раскопки.

Специалисты не придавали значения исследованиям в этом районе. Экспедиция всего из двух профессиональных геологов, студентов археологических вузов и школьников отправлялась на малоперспективную работу – предстояло обследовать неинтересный, с точки зрения возможных находок, обширный степной район. Однако специалисты ошиблись – всего в нескольких километрах от экспедиционного лагеря школьники обнаружили странный рельеф местности, раскопки на котором выявили древнее поселение.

По первоначальному проекту строительства водохранилища Аркаим попадал в зону затопления, но благодаря активной позиции директора Эрмитажа академика Б.Пиотровского, председателя Президиума Уральского отделения АН СССР академика Г.Месяца и ряда специалистов-археологов удалось отстоять этот древний памятник и изменить проект.

В апреле 1992 года территория площадью более трех тысяч гектар с находящимся на ней поселением была выделена Советом Министров РФ под организацию экспериментального природно-ландшафтного и историко-археологического заповедника «Аркаим» – филиала Ильменского государственного заповедника.

Рис. 45. Карта заповедника «Аркаим»

Так уж сложилось, что в числе отстаивавших Аркаим оказались и те, кто не слишком стеснялся в предлагаемых версиях происхождения и назначения этого памятника. Возможно, сказалось и наличие у историков застоявшегося стереотипа, что на огромных просторах Приуралья и Сибири ничего особо значимого не происходило чуть ли не до самого последнего времени, поскольку и люди-то тут якобы почти не жили. Как бы то ни было, Аркаим довольно быстро приобрел ореол чего-то выдающегося и загадочного. А благодаря некоторым не сильно образованным журналистам, получили широкое распространение и самые фантастические версии в отношении Аркаима.

То его возводят в ранг древней обсерватории и сравнивают со знаменитым Стоунхенджем, выискивая в особенностях планировки поселения некую «ориентацию на астрономические события и объекты». То приписывают ему эзотерические свойства, называя «местом силы» и проводя на его руинах коллективные медитации и шаманские ритуалы. То считают некоей «прародиной славян» или даже центром обитания мифических «ариев». То название города связывают с именем одного из главных персонажей зороастрийской мифологии Йимы, вследствие чего Аркаим объявляется ни много ни мало как родиной Заратустры…

Во всех этих версиях уровень развития аркаимской «цивилизации» обычно рисуется сильно завышенным по сравнению с реальными данными и совершенно не согласуется с фактами.

На самом деле Аркаим не представляет собой ничего особо уникального. Это далеко не единственное подобное поселение на данной территории, и даже не первое найденное из них. К моменту третьего и окончательного открытия Аркаима в нескольких десятках километров к югу от него уже давно было известно и исследовалось аналогичное поселение под названием Синташта. А поскольку у археологов принято называть древние культуры по месту самой первой находки, то по существующей ныне классификации Аркаим относится к синташтинской культуре.

Синташта – самый крупный археологический памятник бронзового века в этом регионе. Поселение открыто в 1968 году, а раскопки его начались в 1972 году, и к настоящему времени комплекс считается полностью изученным. Он располагается на правом берегу реки Синташты, которая является притоком реки Тобол. К сожалению, за прошедшее время река изменила русло и размыла значительную часть древнего поселения. И в этом Синташта серьезно проигрывает Аркаиму, гораздо лучше сохранившему свою целостность.

Рис. 46. На раскопках в Синташте

Для историков и археологов ныне и Синташта, и Аркаим – вовсе не эзотерические культовые центры, и даже не обсерватории, а всего лишь крупные древние поселения, жители которых были знакомы с металлургией. И ценны эти объекты прежде всего тем, что они дали богатейший материал для исследования древних технологий по выплавке бронзы, которые применялись в этом регионе несколько тысяч лет назад.

Впрочем, о том, что здесь некогда в древности добывали руду и выплавляли из нее металлы, было известно довольно давно. Сведения об имевшихся тут древних рудниках сохранились в архивах и сочинениях ученых XVII-XVIII веков. Согласно местным легендам, здесь добывал руду «чудной» народ – «чудь». Отсюда и пошли названия «чудские рудники», «чудские копи», которыми обозначали места древней добычи металлоносных руд. Известно также, что «чудские копи» служили своеобразными ориентирами для поиска месторождений русскими рудознатцами XVII-XVIII веков. К сожалению, подавляющее большинство древних рудников было уничтожено при более поздних разработках. Но тем ценнее стало обнаружение Синташты и Аркаима.

Что именно представляли собой эти поселения, лучше рассмотреть на примере Аркаима, так как он сохранился существенно в более целостном виде.

Рис. 47. План Аркаима (по Г.Здановичу)

Аркаим – это комплекс из двойного кольца построек, расположенных вокруг единого центра и обнесенных мощной внешней оборонительной стеной, достигавшей толщины более пяти метров. С помощью геофизических методов и археологических раскопок здесь выявлено 66-67 жилищ, из которых ныне раскопано 29. Во внешнем кольце было 39-40 жилых сооружений, во внутреннем – 27. Жилища имели в плане вытянутую трапециевидную форму площадью 110-180 квадратных метров. Ширина жилых сооружений равна 6-8 метров, длина – до 20 метров.

 

 

«Дома пристраивались вплотную друг к другу и имели общие длинные стены. Окон у таких домов быть не могло. Свет лился с потолка из специально сделанных проемов и «фонаря», который возвышался над кровлей над хозяйственным отсеком. Интересно, что при раскопках не было обнаружено ни одного проема в длинных смежных стенах – двери к соседям отсутствовали. Жилища имели только два выхода: один – наземный – в короткой торцовой стене, другой вел по лестнице на кровлю со стороны противоположного торца. Здесь же иногда фиксируются проемы в стенах, через которые можно было попасть из жилища во внутренние помещения оборонительной стены…

По своему функциональному назначению в каждом жилом доме можно было выделить несколько зон. Почти все жилища начинались с небольших двориков, где располагались печь и яма со стоком в ливневую канализацию. Далее, через две-три ступеньки человек попадал в дом и шел по коридору, по обе стороны которого расположены небольшие помещения для отдыха малых семей. В этих помещениях могли располагаться только нары (сохранились обугленные фрагменты столбов с пазами, в которые, вероятно, вставляли жерди настилов), здесь полностью отсутствуют очаги и какие-либо хозяйственные сооружения.

Примерно одну треть дома занимало помещение для общих сборов семьи и хозяйственной деятельности. В общем отсеке располагались: колодец, колодец-холодильник (хозяйственная яма, погреб), металлургические печи, печи общего назначения. В одном из углов этой площадки находился камин, в противоположном – лестница на кровлю (верховой выход)» (Г.Зданович, «Аркаим и «Страна городов»: диалог культур»).

Рис. 48. Схема отдельного помещения в Аркаим е

Специалисты, изучавшие Аркаим и Синташту, отмечают большую роль, которую в жизни обитателей этих поселений играла металлургия. Правда, чаще всего приходится встречать утверждение, что металлургия здесь еще не оформилась в отдельное ремесло и была лишь домашним промыслом, поскольку специализированные мастерские отсутствовали, а остатки металлургического производства были обнаружены в каждом жилище. Но как раз именно наличие металлургических печей в каждом доме, на мой взгляд, указывает на то, что металлургия тут была вполне оформившимся в отдельное ремесло видом деятельности. Только в роли «специализированной мастерской» в данном случае выступали не какие-то отдельные постройки, а сами поселения целиком.

Это были города не просто представителей какой-то культуры, а именно металлургов, у которых основным видом деятельности была выплавка металлов из руд. Слабое же развитие земледелия и скотоводства, которое отмечается археологами для Аркаима и Синташты, как раз вполне соответствует тому, что для местных жителей эти занятия являлись второстепенными. Зато уж в металлургии они определенно достигли вершин мастерства, что также отмечается исследователями этих поселений.