Ученые из Массачусетского технологического института (США) впервые применили медицинский компьютерный томограф для изучения шлака, побочного продукта выплавки меди, возраст которого составляет около 5000 лет. Этот метод позволил рассмотреть внутреннюю структуру артефактов с недоступной ранее детализацией. Напомним, недавно древнюю кузницу нашли в Новосибирской области.

Исследование, опубликованное в журнале PLOS One, сосредоточено на периоде раннего Бронзового века. Именно тогда, на территории современного Ирана, люди начали осваивать плавку меди — процесс выделения металла из руды с помощью нагревания. Это открытие стало настоящей технологической революцией, положившей начало металлургии.

Однако понять, как именно работали первые мастера, очень сложно. Древние артефакты — например, инструменты или оружие — редки и тщательно охраняются, а резать их для анализа нельзя. Поэтому ученые обратили внимание на шлак — «отходы» производства, которые не менее ценны для науки.

«Хотя шлак и не дает нам полной картины, он рассказывает о том, как прошлые цивилизации добывали сырье из руды, а затем превращали его в металл, — объясняет соавтор исследования Бенджамин Сабатини. — Это говорит о технологических возможностях того времени и дает нам много информации».

Шлак образуется при плавке руды. Это расплавленная масса, которая всплывает на поверхность из-за меньшей плотности, а затем затвердевает, подобно лаве. В нем сохраняются частицы не прореагировавшего металла, пустоты от выхода газов и другие «следы» древнего технологического процесса.

Использование компьютерной томографии позволило ученым создать трехмерные модели древнего шлака, не повреждая его. Они увидели мельчайшие поры, капли меди и расположение различных материалов внутри образцов.

«Ранний бронзовый век — один из самых ранних зафиксированных периодов взаимодействия человека с металлами, — отмечает старший автор работы, профессор Антуан Алланор. — Однако сами материалы недостаточно изучены. Метод компьютерной томографии — это трансформация традиционных археологических методов».

Исследователи изучали шлак из древнего поселения Тепе-Хиссар в Иране, который датируется 3100–2900 годами до нашей эры. Этот регион считается одним из первых центров, где человек начал работать с медью. Ранее мы писали, как 7000-летнее поселение энеолита обнаружили в Дагестане.

Компьютерная томография помогла решить несколько загадок. Например, раньше в некоторых образцах шлака с этого места находили соединения мышьяка, что вызывало споры о его роли в производстве. Ученые из MIT обнаружили, что мышьяк мог мигрировать внутри шлака или даже полностью вымываться из него со временем. Это значит, что делать выводы о древней технологии, основываясь только на его наличии, — ненадежно.