حدود ۵ هزار سال پیش، فلات ایران شاهد یک انقلاب صنعتی بزرگ در تبدیل سنگ معدن به فلز بود، اما جزئیات دقیق این فرآیند همواره در هالهای از ابهام قرار داشت. به تازگی دانشمندان دانشگاه MIT آمریکا با استفاده از یک فناوری پزشکی (سیتی اسکن)، توانستهاند بدون تخریب آثار باستانی، به قلب ضایعات باقیمانده از آن دوران نفوذ کنند. این پژوهش که بر روی آثار «تپهحصار دامغان» انجام شده، جزئیات حیرتانگیزی از مهندسی و شیمی پیچیده ایرانیان باستان را آشکار کرده است.
راز ۵۰۰۰ ساله ذوب مس در ایران باستان چه بود؟
رازی که ۵۰۰۰ سال پنهان مانده بود، در واقع «اطلاعات ضبط شده در ضایعات دور ریختنی» یا همان سربارهها بود که با چشم غیرمسلح دیده نمیشد.
دانشمندان با استفاده از سیتی اسکن (CT Scan) به جای شکستن یا برش دادن نمونهها، توانستند «جعبه سیاه» این کورههای باستانی را رمزگشایی کنند. این راز شامل موارد زیر است:
قطرات پنهان مس: در ظاهرِ برخی سربارهها هیچ فلزی دیده نمیشد، اما اسکنها نشان داد که قطرات ریز مس در اعماق آنها حبس شده است؛ این یعنی فرآیند ذوب بسیار پیچیدهتر از تصورات قبلی بوده است.
دمای دقیق کوره: حبابهای هوای محبوس شده در داخل سنگها، دقیقاً نشان دادند که کوره در چه دمایی کار میکرده و ایرانیان باستان چطور حرارت را کنترل میکردند.
فرمول شیمیایی (آلیاژها): اسکنها وجود ترکیبات «آرسنیک» را اثبات کرد؛ این یعنی آنها ۵۰۰۰ سال پیش دانش ساخت آلیاژهای محکمتر (ترکیب مس و آرسنیک) را داشتهاند و صرفاً مس ساده تولید نمیکردند.
راز پنهان ذوب مس در ایران باستان پس از ۵ هزار سال آشکار شد
حدود ۵ هزار سال پیش مردمانی که در سرزمینهای امروزی ایران زندگی میکردند، استخراج مس از سنگ معدن را با فرایند ذوب آغاز کردند. دانشمندان در آمریکا اکنون میگویند توانستهاند به راز به کارگیری این فناوری دست یابند. ذوب فلز یک جهش بزرگ فناوری و نقطه عطفی در تاریخ بشر است که بسیاری آن را آغاز واقعی «متالورژی» میدانند.
پایگاه خبری تحلیلی انتخاب (Entekhab.ir) :حدود ۵ هزار سال پیش مردمانی که در سرزمینهای امروزی ایران زندگی میکردند، استخراج مس از سنگ معدن را با فرایند ذوب آغاز کردند. دانشمندان در آمریکا اکنون میگویند توانستهاند به راز به کارگیری این فناوری دست یابند.
ذوب فلز یک جهش بزرگ فناوری و نقطه عطفی در تاریخ بشر است که بسیاری آن را آغاز واقعی «متالورژی» میدانند.
در پی ابداع این فناوری، انسانها در نقاط مختلف جهان با استفاده از مس و آلیاژهای آن، برنزهای مبتنی بر مس و قلع یا مس و آرسنیک، به ساخت ابزار، سلاح، زیورآلات و اشیای دیگر پرداختند.
با این حال پژوهش درباره اینکه انسانهای آن دوران چگونه این اشیا را میساختند کار سادهای نیست، زیرا شواهد اندکی باقی مانده و آثار کشفشده نیز معمولا بسیار محافظتشده و حساساند.
پژوهشگران حالا در دانشگاه امآیتی آمریکا رویکردی جدید برای مطالعه نخستین فناوریهای متالورژی معرفی کردهاند.
آنها با استفاده از اسکن توموگرافی کامپیوتری پرتو ایکس (سیتی اسکن)، روشی که عمدتا در پزشکی استفاده میشود، به بررسی «سربارههای» ۵ هزار ساله پرداختند؛ یعنی ضایعاتی که در نتیجه ذوب سنگ معدن باقی میماند.
بنجامین ساباتینی، پژوهشگر مقطع فوقدکترا در دانشگاه امآیتی، در این باره میگوید: «سرباره هرچند تصویر کامل به ما نمیدهد، اما روایتهایی در خود دارد که چگونه جوامع گذشته توانستند مواد خام را از سنگ معدن به فلز تبدیل کنند. هدف این است که بفهمیم آنها از ابتدا تا انتها چگونه این اشیای فلزی درخشان را میساختند.»
در این پژوهش دکتر ساباتینی و آنتوان آلانور، استاد متالورژی و رئیس مرکز پژوهشی مواد در باستانشناسی در دانشگاه امآیتی، دریافتند که سیتی اسکن میتواند ساختارهای درونی، حفرهها و قطرات فلز و مواد معدنی را بدون آسیبزدن به نمونهها آشکار کند.
دکتر آلانور میگوید: «عصر مفرغ اولیه یکی از نخستین دورههای تعامل انسان با فلز است. آثار آن دوره بسیار مهماند، اما مواد تشکیلدهنده آنها بهخوبی از نظر علمی مطالعه نشدهاند. سیتیاسکن روشی دگرگونکننده برای تصمیمگیری درباره محل برش و تحلیل نمونههاست.»
یک ابزار جدید برای باستانشناسی
سرباره زمانی تشکیل میشود که سنگ معدن برای استخراج فلز حرارت داده میشود. این ماده مذاب شامل کانیهای موجود در سنگ، فلزات واکنشنداده و معمولا افزودنیهایی مثل سنگآهک است. سرباره سبکتر از فلز است، بنابراین روی مذاب قرار میگیرد و پس از سرد شدن مانند گدازه سخت میشود.
پژوهشگران این مطالعه از سرباره کشفشده در تپهحصار واقع در نزدیکی دامغان در جنوب ایران استفاده کردند؛ سایتی بسیار مهم و از نخستین مراکز شناختهشده ذوب مس که قدمت آن بین ۳۱۰۰ تا ۲۹۰۰ پیش از میلاد تخمین زده شده است.
آقای آلانور میگوید: «این منطقه یکی از قدیمیترین مکانهایی است که شواهد ذوب مس و تولید اشیای فلزی در آن یافت شده است. این شواهد بسیار خوب حفظ شده و نمونهای مهم از جامعه سازمانیافته و تجارت در آن دوران است.»
خواندن تاریخ درون سرباره
در پژوهشهای پیشین، برخی از سربارههای تپهحصار حاوی مس بودند و نشان میدادند از ذوب مس بهجا ماندهاند، اما برخی هیچ اثری از مس نداشتند.
سیتیاسکن اما به پژوهشگران امکان داد تا قطرات فلزی سالم حاوی مس را شناسایی کرده و همچنین مسیر گازها و حفرههایی که تشکیل شدهاند را بررسی کنند. این حفرهها اطلاعاتی درباره دمای ذوب، افزودنیها و تکنیکهای کاری ارائه میکنند.
در برخی سربارهها ترکیبات فلزی آرسنیدی کشف شده بود که موجب بحث درباره نقش آرسنیک در ذوب اولیه مس شده بود.
مسیر آینده
پژوهشگران میگویند سیتیاسکن میتواند ابزاری قدرتمند در باستانشناسی و بهویژه برای درک بهتر مواد پیچیده باستانی و نحوه ساختهشدن آنها باشد.
به گفته دکتر آلانور: «این روش میتواند راه را برای مطالعات نظاممندتر درباره ذوب مس و همچنین نقش آرسنیک هموار کند. سیتیاسکن همچنین به ما اجازه میدهد درک بهتری از تخریب، فرسایش و پایداری درازمدت آثار داشته باشیم.»
نتایج مطالعات تازه در نشریه علمی «PLOS One» منتشر شده است.
