Группа исследователей обнаружила, что древние ремесленники Месопотамии применяли принципы материаловедения, удивительно похожие на те, которые используются сегодня для производства асфальта. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Archaeological Science: Reports, показывает, что шумеры работали с битумом не случайным образом, а следовали точным «рецептам» для создания клеев, герметиков и строительных материалов, опередив более чем на 4000 лет методы, подтвержденные современной наукой.
Ученые проанализировали 59 образцов с археологического памятника Абу-Тбейра на юге Ирака, важного городского центра третьего тысячелетия до нашей эры. Используя цифровую микроскопию и алгоритмы машинного обучения, они смогли идентифицировать и количественно определить внутренние компоненты этих материалов, не повредив оригинальные образцы.
Битум, природный углеводород нефтяного происхождения, был высоко ценимым материалом в древней Месопотамии. Он использовался в качестве клея, гидроизоляционного материала и для изготовления различных предметов. Однако ремесленники обнаружили, что чистый битум имеет свои ограничения: он может быть слишком липким, размягчаться при нагревании или со временем становиться хрупким. Для решения этой проблемы они разработали различные формулы, добавляя два типа материалов: растительные (солома, тростниковые волокна) и неорганические (минеральный порошок, фрагменты горных пород или раковин).
Анализ изображений позволил исследователям выделить четыре основные группы объектов, каждая из которых имеет характерный состав:
Клеи для инструментов: образцы, извлеченные из кремневых серпов, содержали большое количество растительного материала и очень мало неорганических веществ. Волокна служили армирующим элементом, обеспечивая гибкость и предотвращая растрескивание клея.
Торговые слитки: Стандартизированные образцы демонстрировали очень однородный состав с систематическим присутствием как растительных, так и неорганических материалов. Исследователи полагают, что это были полуфабрикаты, подготовленные для транспортировки и впоследствии адаптированные по мере необходимости.
Сферические объекты: их функция оставалась загадкой, но анализ показал очень однородную структуру с большим количеством неорганического материала и небольшим количеством растительных компонентов. Они могли служить «резервуарами» материала, которые формовались практически в тех случаях, когда остатки расплавленного битума необходимо было хранить и использовать повторно.
Остатки герметика: Образцы, взятые из гробов или корзин из тростника, показали сбалансированное сочетание обеих добавок, направленное на обеспечение долговечности и водонепроницаемости.
Наиболее важным результатом исследования является поразительное сходство между этими кустарными методами, существовавшими более 4000 лет назад, и современными технологиями производства асфальта. Современные инженеры добавляют в асфальтовые смеси растительные волокна (такие как целлюлоза, джут или конопля) и минеральные добавки (известняк, цемент, зола), чтобы улучшить именно те свойства, которые искали шумеры.
Как отмечают авторы исследования, сравнение шумерских методов переработки битума с современными методами выявляет заметные преемственности в принципах материаловедения, особенно в стратегическом использовании добавок для адаптации свойств материала к конкретным областям применения.
В обоих случаях растительные добавки улучшают сцепление, гибкость и устойчивость к растрескиванию, особенно в экстремальных климатических условиях. Минеральные добавки, в свою очередь, повышают прочность, регулируют вязкость и защищают от старения.
Исследование также показывает, что шумеры использовали битум как дефицитный и ценный ресурс. Добавление соломы и минерального порошка не только улучшало технические свойства, но и позволяло «растягивать» материал, который часто приходилось транспортировать на большие расстояния.
Кроме того, широкое присутствие растительных остатков в образцах указывает на привычные методы переработки: использованный битум собирали, повторно нагревали и, с добавлением большего количества волокна для облегчения плавления, использовали в новых целях.
По мнению исследователей, это открытие демонстрирует, что технологические знания могут достигать высокого уровня сложности без формальных теоретических основ. Такая технологическая устойчивость на протяжении тысячелетий является убедительным свидетельством изобретательности и научной проницательности древних месопотамских ремесленников, заключает статья.
Их эмпирические открытия, разработанные на протяжении поколений путем систематических наблюдений и экспериментов, предвосхитили фундаментальные принципы, которые современная материаловедение впоследствии кодифицировало. Шумерские ремесленники, работавшие с битумом, соломой и камнями, уже открыли ключи к созданию долговечных материалов, отвечающих каждой конкретной потребности.
По инфрпсвцмм https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/190295-shumery-ispolzovali-tekhnologicheskie-retsepty-analogichnye-sovremennomu-asfaltu
Обозрение "Terra & Comp".
