Медные плавильщики могли случайно изобрести железо 3000 лет назад

Медные плавильщики на месте использовали медные руды, бедные железом. Добавление оксида железа гематита в печь помогало металлической меди легче отделяться от примесей в руде. Автор: Доктор Натаниэль Эрб-Сатулло

Исследование Университета Кранфилда проливает новый свет на переход от Бронзового века к Железному. Учёные предполагают, что эксперименты медных плавильщиков с железосодержащими породами могли привести к изобретению технологии выплавки железа.

Работа, опубликованная в Journal of Archaeological Science, переанализировала металлургические остатки с места в южной Грузии — 3000-летней плавильной мастерской Квемо Болниси. При первоначальном анализе в 1950-х годах в мастерской были обнаружены кучи гематита (минерала оксида железа) и шлака (отхода производства). Находка оксидов железа заставила первых исследователей предположить, что это была ранняя мастерская по выплавке железа.

Однако новое исследование показывает, что эти предположения были ошибочны. Рабочие в Квемо Болниси плавили медь, используя оксид железа в качестве флюса — вещества, добавляемого в печь для повышения выхода меди.

Эти открытия подтверждают давно обсуждаемую теорию о том, что железо было изобретено медными плавильщиками. Данные свидетельствуют, что древние металлурги экспериментировали с железосодержащими материалами в печи, что стало ключевым шагом на пути к плавке железа.

Блестящий минерал гематит использовался медными плавильщиками в качестве флюса. Его отличительный внешний вид, возможно, привлекал внимание древних рудокопов и старателей. Автор: Доктор Натаниэль Эрб-Сатулло

Важность железа

Хотя Железный век ознаменовал начало широкомасштабного производства железа, сам металл не был новым открытием. Железные артефакты, датируемые Бронзовым веком, находили и раньше, самый известный пример — железный кинжал с рукоятью из золота и горного хрусталя из гробницы египетского царя Тутанхамона.

Но самые ранние железные предметы были выкованы из природного металлического железа, найденного в метеоритах, а не выплавлены из железной руды. Эта редкость означала, что на тот момент истории железо было ценнее золота.

Развитие металлургии, позволяющей извлекать железо из руды, изменило всё. Железо — один из самых распространённых элементов на Земле, хотя самородное железо встречается крайне редко. Способность извлекать железо из руды и превращать его в полезные материалы, такие как инструменты или оружие, является одним из определяющих технологических преобразований в истории человечества.

Переход к Железному веку был далеко не мгновенным, но он породил армии Ассирии и Рима, вооружённые железом, а позже — железные дороги и стальные каркасы зданий промышленной революции.

Для анализа химического состава, минералогии и микроструктуры образцов использовали сканирующий электронный микроскоп. Автор: Доктор Натаниэль Эрб-Сатулло

Это место, показанное здесь, было первоначально раскопано в советский период и заново обнаружено с помощью рукописных карт из книги 1964 года. Автор: Доктор Натаниэль Эрб-Сатулло

Доктор Натаниэль Эрб-Сатулло, приглашённый научный сотрудник в области археологической науки Университета Кранфилда, заявил: «Железо — это квинтэссенция промышленного металла в мире, но отсутствие письменных свидетельств, склонность железа к ржавлению и недостаток исследований мест его производства сделали поиск его истоков сложной задачей.

Именно это делает место в Квемо Болниси таким захватывающим. Это свидетельство целенаправленного использования железа в процессе выплавки меди. Это показывает, что эти металлурги понимали оксид железа — геологические соединения, которые в конечном итоге будут использоваться в качестве руды для выплавки железа — как отдельный материал и экспериментировали с его свойствами в печи. Его использование здесь предполагает, что такого рода эксперименты медных дел мастеров были крайне важна для развития железной металлургии.

В такого рода исследованиях есть прекрасная симметрия: мы можем использовать методы современной геологии и материаловедения, чтобы проникнуть в сознание древних учёных-материаловедов. И мы можем сделать всё это с помощью анализа шлака — заурядного отхода производства, который выглядит как куски странной на вид породы».

Больше информации: Iron in copper metallurgy at the dawn of the Iron Age: Insights on iron invention from a mining and smelting site in the Caucasus, Journal of Archaeological Science (2025). DOI: 10.1016/j.jas.2025.106338

Источник: Cranfield University