Вчені розказали, як доісторичні люди добували метал

Металеві сплави, що використовуються сьогодні у всьому, від смартфонів до космічних кораблів, – це лише новітні результати металургійної традиції, яка тягнеться ще з бронзового віку, коли були створені перші металеві суміші. Сьогодні видобуток і обробка металів – це величезна індустрія, але перші люди, які отримали ці блискучі матеріали, використовували для цього лише кам’яні знаряддя праці та елементарне багаття.

Спочатку єдиними металами, доступними нашим доісторичним предкам, були ті, що зустрічалися в їхніх природних формах, тобто їх можна було знайти у вигляді справжніх самородків, не змішаних з іншими елементами в гірських породах. Таким чином, їх не потрібно було видобувати, а можна було отримати шляхом вилову в річках або простого копання.

Найдавнішим відомим мідним артефактам близько 8 000 років, тоді як предмети із золота почали з’являтися в археологічних записах на кілька тисячоліть пізніше. На цьому етапі історії технологія, необхідна для видобутку земного заліза, була ще далекою, хоча стародавні єгиптяни зуміли виготовити кілька предметів з метеоритного заліза, з якого можна було викувати леза, подібні до знайденого в гробниці Тутанхамона.

Справжнє пожвавлення почалося близько 5 000 років тому, коли люди перейшли від кам’яного віку до мідного, значною мірою завдяки появі плавильного виробництва. Цей процес передбачав нагрівання мідних руд у кам’яних або керамічних тиглях, щоб відокремити метал від домішок.

Хоча немає жодних записів про те, як це було зроблено вперше, цілком ймовірно, що якийсь стародавній провидець придумав продувати повітря через порожнисті палички, щоб підвищити температуру печі і випустити розплавлений метал назовні. Невідомо цьому первісному ковалю, що вуглець, який містився в деревині, також вступав у реакцію з киснем у руді, перетворюючи його на вуглекислий газ і вивільняючи мідь, з якою він був пов’язаний.

На загальну думку, мідь була зручним металом для роботи і дозволяла створювати нові інструменти та зброю, які були набагато кращими за своїх кам’яних попередників. Важливо, що вона твердішала при ударі молотом, і навіть могла бути розплавлена і відлита у формах для виробництва стандартних предметів.

Однак мідь можна було значно покращити, змішавши її з оловом, створивши сплав під назвою бронза. Ця металева суміш не лише була твердішою за чисту мідь при ударі молотом, але й плавилася при значно нижчій температурі, що значно полегшувало процес лиття.

Широке використання цієї суміші приблизно з 3000 року до н.е. ознаменувало початок бронзової доби – періоду створення численних різних сплавів, коли люди експериментували з додаванням цинку та інших металів до бронзи. Цей процес ніколи не припинявся і продовжує давати початок новим сплавам з широким спектром футуристичних застосувань.

Подібно до того, як сучасні сплави допомагають нам просуватися далі в космічну еру, технологічні досягнення бронзової доби сприяли розширенню наймогутніших цивілізацій стародавнього світу. Проте ця знакова епоха врешті-решт закінчилася, коли люди навчилися виплавляти залізо з гірських порід, виробляючи ще більш корисний матеріал і відкриваючи залізну добу.

Спочатку стародавні вогнища, що використовувалися для виробництва заліза, не могли досягти достатньо високої температури, щоб дійсно розплавити метал. Тому першим ковалям доводилося задовольнятися кованим залізом, яке отримували, відокремлюючи його від шлаку, що утворювався в процесі виплавки.

Втім, вважається, що десь близько 300 року до н.е. китайські ковалі винайшли міхур, який можна було використовувати для створення вогню, достатньо гарячого, щоб розплавити залізо.

Як не дивно, залізо насправді не таке тверде, як бронза, і вироби з нього зазвичай були нижчої якості, ніж їхні леговані попередники. Однак залізо було набагато дешевшим у виробництві, ніж бронза – значною мірою тому, що воно набагато більш поширене, ніж олово – і згодом було використано для створення сталі, яка стала одним з найважливіших матеріалів сучасності.