Таким образом, задолго до открытия металлов, минералы железа привлекали к себе внимание человека и широко им использовались. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что «случайное» открытие способа выплавки железа из руды было хорошо подготовлено всей предыдущей историей развития цивилизации.

Сугубая схоластика. Так можно сказать в отношении практически всех металлов, поскольку те или иные свойства какой-либо руды могли использоваться в любое время. Но отсюда не значит «подготовленность» человечества к открытию именно самого металла, входящего в состав этой руды.

По современным представлениям первыми металлами, с которыми мог познакомиться древний человек, являются, так называемые «самородные», к наиболее распространенным из которых относятся золото и медь. Серебряные самородки встречаются в природе значительно (в 20–30 раз) реже, чем золотые и медные, кроме того, они обладают менее привлекательным и ярким блеском, вследствие чего серебро вряд ли может претендовать на роль «первого» металла человеческой цивилизации.
Правда, по мнению некоторых исследователей, эту роль мог сыграть и металл неземного происхождения, а именно метеоритное железо, которое могло привлечь внимание наших предков не только внешним видом, но и характерными явлениями, сопровождающими падение метеорита.
Независимо от того, какой из упомянутых металлов был первым, привлекшим внимание человека, несомненно, что на протяжении эпохи «тесаного камня» у наших предков было достаточно времени для овладения примитивными методами металлообработки, т.е. прежде всего, приемами ковки (пластической деформации) металлов в холодном состоянии.

Продолжительность времени еще не означает наличия какого-то «аргумента» в пользу открытия металлургии человеком.

Отметим, что не только благородные металлы могут в земных условиях присутствовать в самородной форме. Известно, что в виде чистого металла в природе обнаруживается железо, а также и такие экзотические металлы как цинк или алюминий.
Самородное (теллурическое, от латинского слова «теллус» – земля) железо встречается в виде мелких листочков и чешуек, вкрапленных в горные породы, чаще всего в базальт. Оно может также образовывать небольшие сплошные кусочки неправильной формы. В ХХ в. самородное железо находили, например, на острове Диско вблизи побережья Гренландии, в Германии (у города Кассель), во Франции (в департаменте Овернь), в США (в штате Коннектикут).
Теллурическое железо всегда содержит значительные количества никеля, а также примеси кобальта, меди и платины (от 0,1 до 0,5% (масс.) каждого элемента), оно, как правило, очень бедно углеродом.
Различают два вида теллурического железа: аварит (содержание никеля до 2,8% (масс.)) и джозефинит (до 50% (масс.) и более никеля). Самородное железо хорошо поддается ковке и, в принципе, могло бы использоваться древним человеком, если бы не его исключительная редкость.
Известны также находки самородного чугуна (сплава, содержащего от 3 до 5% (масс.) углерода), например, на островах Русский (на Дальнем Востоке) и Борнео, а также в бухте Авария-Бэй (Новая Зеландия), где самородный чугун был представлен минералом когенитом – железоникелькобальтовым карбидом (Fe, Ni, Co)₃C. Теллурическое железо или чугун, по современным представлениям, могли образоваться при взаимодействии высокотемпературной расплавленной магмы с каменным углем или при подземных пожарах угольных пластов на поверхности их контакта с железной рудой.

Собственно металлургическое производство, т.е. процесс извлечения (экстракции) металлов из руд, берет свое начало в эпоху «неолитической революции» (10–6 тыс. лет до н.э.), когда человечеством была освоена технология термической обработки изделий. Первыми такими изделиями были керамические, а первым термическим агрегатом – костер без принудительного дутья, обеспечивающий температурный уровень 600–700°С. С этого момента начинается постепенный рост температурного потенциала цивилизации, т.е. температурного уровня термообработки изделий и извлечения металлов из руд (рис. 1.3).
Нетрудно заметить ступенчатый характер кривой роста температуры, что можно объяснить следующим образом. Скачки в ходе кривой объясняются освоением и внедрением в производство новых более совершенных термических устройств, пологие участки монотонного медленного увеличения потенциала связаны с постепенным усовершенствованием конструкции уже известных агрегатов.

Температуры, необходимые для экстракции некоторых металлов из руд и термомеханической обработки основных материалов и металлов древности, иллюстрируются диаграммой, представленной на рис. 1.4. Ее данные говорят о том, что для производства того или иного материала человечеством должен быть достигнут определенный прогресс в развитии конструкций термических устройств и технологии термообработки. В табл. 1.2 представлены основные термические устройства (печи) и уровень температур, который они обеспечивали.

Однако достижение определенного температурного потенциала не является достаточным условием для производства нового материала (металла) и изделий из него. Необходимо выполнение еще нескольких условий:

• знания о минералах, содержащих извлекаемые металлы, или о минералах, использование которых совместно (в виде шихты, представляющей собой совокупность твердых сыпучих материалов, загружаемых в металлургический агрегат) позволяет получить металл (сплав) с необходимыми свойствами;
• конструкция агрегата должна предусматривать не только обеспечение необходимой температуры, но и условия для восстановления металла из его рудного минерала (как правило, оксида);
• наличие навыков и умений механической и термической обработки вновь получаемых металлов или материалов для придания им соответствующего товарного вида и потребительских свойств.

А еще нужно придумать и сделать соответствующие инструменты, конструкции, механизмы и прочее-прочее-прочее…

Исходя из вышесказанного, наиболее вероятным представляется постепенное «открытие» новых материалов и металлов для цивилизации первоначально в качестве побочных продуктов или отходов уже освоенных ранее производств. Так, например, первые капли – «корольки» – меди или железа могли быть получены в процессе обжига керамических изделий, для окрашивания которых применялись их легковосстановимые (легкоразлагаемые) минералы: медьсодержащие глины различных зеленых оттенков с вкраплениями минералов малахита, азурита, куприта или железосодержащие глины различных красно-коричневых оттенков, окраска которых обусловлена присутствием таких минералов как гематит или лимонит. Железистые или медистые шлаки с вкраплениями корольков металла могли также получаться в процессах производства глазури или обработки комплексных руд при выплавке из них серебра или свинца. Таким образом, процесс постепенного освоения цивилизацией новых металлов и материалов можно наглядно представить следующей схемой (рис. 1.5).

Именно стремление втиснуть все в рамки сугубо естественного процесса приводит к подобной – довольно сомнительной и даже абсурдно выглядящей – версии. При обжиге ведь краски не превращались в слитки какого-либо металла. В лучшем случае они меняли свой цвет, переходя в состояние глазури или эмали (что между прочим требовало соответствующих добавок в краску, которые в плавильном деле не используются!!!).

Ключевым моментом изложенной выше гипотезы является многократная повторяемость технологического процесса получения того или иного вида продукции и, соответственно, тех или иных отходов производства, которая не могла не обратить на себя внимание древнего мастера.

Краска с керамики в отходы не уходит. Она остается на керамике. Тут вообще отходов нет – за исключением лишь брака, на котором тоже слитков металла не образуется.

В пользу этой гипотезы говорят также еще два обстоятельства: во-первых, практически все основные материалы цивилизации длительное время не получали широкого распространения при производстве орудий труда, являясь материалом для изготовления мелких (как правило, ювелирных) изделий; во-вторых, большинство разрабатываемых в древности месторождений, являлись полиметаллическими и шлаки, находимые в районах этих месторождений (места добычи и обработки металлов в то время совпадали), соответствуют хронологической последовательности производства «медь → серебро и свинец → железо», а не наоборот.

Хронологию тут стоит поставить под большой вопрос. Вдобавок, логичнее было бы эту последовательность (если она все-таки имела место быть) поставить в зависимость от технологических возможностей уже непосредственно металлургии так таковой, а не привязывать ее к каким-то краскам.

Таким образом, близкое общение человека с металлами насчитывает не менее 12 тыс. лет, однако древнейшие археологические находки металлических предметов имеют существенно менее почтенный возраст.
Древнейшие изделия из золота и меди найдены в Египте и Малой Азии и датируются VII тыс. до н.э. Они представляют собой бусинки, колечки и подвески. В Малой Азии обнаружены также шлаки от плавки медной руды.
Древнейшими изделиями из свинца считаются найденные в Малой Азии при раскопках Чатал-Хююка бусы и подвески и обнаруженные в Ярым-Тепе (Северная Месопотамия) печати и фигурки. Эти находки датируются VI тыс. до н.э. К тому же времени относятся и первые железные раритеты, представляющие собой небольшие крицы, найденные в Чатал-Хююке.
Старейшие серебряные изделия обнаружены на территории Ирана и Анатолии. В Иране их нашли в местечке Тепе-Сиалк: это пуговицы, датируемые началом V тыс. до н.э. В Анатолии, в Бейджесултане, найдено серебряное кольцо, датируемое концом того же тысячелетия.

Авторы приводят данные, которые как раз указывают на ошибочность их версии. Разрыв между железом и медью минимален. Железо и свинец вообще одновременны, хотя температурные условия их выплавки принципиально отличаются. А серебро почему-то появляется вообще позже железа!.. Все это указывает лишь на то, что нельзя по одиночным находкам употреблять понятия «раньше-позже» к развитию технологий. И абсолютно не исключает вообще версию одновременного освоения разных технологий.

Разница в несколько тысячелетий между предполагаемым знакомством человека с металлами и известными их раритетами, по мнению специалистов, объясняется чрезвычайной редкостью и высокой ценностью металлических изделий в те далекие времена, что не позволяло помещать их в захоронения даже самых уважаемых членов общества.

Этим разница не объясняется, а нивелируется!..

Однако, с точки зрения проблемы использования ресурсов, вышеупомянутое обстоятельство можно оценить и по-другому. Понятно, что вопрос об отходах металлургического производства имеет такой же возраст, как и сама металлургия. Рано или поздно металлические изделия теряли свои потребительские качества, даже в те времена, когда они использовались только в виде украшений. Но в отличие от предметов из камня и керамики, разрушение которых было необратимым, металлические изделия могли быть восстановлены. Таким образом, с освоением технологий экстракции и металлообработки, человечество вступило в эпоху принципиально новых производственных отношений – в эпоху глобального рециклинга ресурсов.

Для овладения технологией широкого кустарного (в современном понимании этого слова, а для эпохи Древнего Мира – промышленного) производства бронзы человечеству понадобилось не менее двух тысяч лет, а для железа – от трех до пяти тысяч (в зависимости от того, какие археологические раритеты принимать во внимание). В результате началом железного века большинством ученых считается время около 1200 г. до н.э.

Дело скорее не в сложности технологий добычи (ведь артефакты практически одновременны), а в наличии соответствующих технологий для использования добываемых металлов. Нефть была известна с древнейших времен и даже использовалась в качестве примитивного топлива, но ее широкая добыча началась лишь с открытия процесса крекинга, то есть с появлением технологии, которая сделала этот природный объект выгодным для такого широкого использования.

Причина долгого освоения технологии изготовления из ковкого железа орудий труда с потребительскими свойствами, превышающими качественные характеристики бронзовых изделий, заключается в сложности процесса насыщения углеродом (т.н. «осталивания» или «цементации») их поверхности. Процесс изготовления изделий из осталенного ковкого железа был длительным и трудоемким. Многочисленные исследования последних лет экспериментально доказали, что для получения науглероженного слоя, толщиной в 5 мм, необходимо было выдерживать предмет в восстановительной среде (как правило, в закрытом сосуде, где изделие или железная полосовая заготовка перекладывалась рогами и копытами животных), в течение не менее 9 ч. и при температуре более 900°С.

А можно объяснить и по другому – не было необходимости широко внедрять сложный процесс, когда в достатке была более легко получаемая бронза. Тут вполне можно провести параллели с изменениями технологий добычи той же нефти – от простых скважин, из которых нефть прет давлением сама, к искусственной накачке скважин водой для поднятия давления, а затем и к сланцевой нефти; равно как и со значительным смещением в сторону использования попутных газов…

Период с 1200 до 500 гг. до н.э. получил название «галльштатского» или раннего железного века. Его название происходит от небольшого городка Hallshtatt в Австрии, вблизи которого в середине ХХ в. профессорами Феттерсом (Австрия) и Шаабером (Германия) были проведены обширные археологические раскопки. В ходе раскопок были обнаружены поселения, могильники, рудники, большие количество предметов вооружения и орудий труда, датируемых IX–VII вв. до н.э. По современным представлениям именно эти находки в наибольшей степени отражают структуру развития металлургического производства, характерную для раннего железного века.
Галльштатский период, как правило, определяется как переходный от бронзового века к собственно железному, поскольку в это время общее количество изделий из бронзы существенно возрастает по сравнению с предыдущей эпохой, а железо лишь постепенно «осваивает» все новые виды орудий труда и только к концу галльштатского периода становится металлом цивилизации номер один.

Это только подтверждает мою предыдущую мысль…

Латенский период железного века берет свое название также от географического региона, а именно от названия залива Ла-Тен Невшательского озера в Швейцарии. Данный период характеризуется вытеснением железом всех остальных известных в то время металлов из военной и производственной сфер. Таким образом, на долю золота, серебра, меди, бронзы и т.п. остается сфера изготовления предметов роскоши, искусства, ювелирного дела, монет и т.п. Временные рамки латенского периода обычно устанавливаются с V по I в. до н.э.
В период с I в. до н.э. по V в. н.э. в металлургии возникает разделение труда при производстве железных и стальных изделий, что наиболее характерно для Римской империи – крупнейшего рабовладельческого государства эпохи Древнего Мира.

В настоящее время наиболее распространенной является следующая версия знакомства человека с металлами. Сначала наши пращуры обратили внимание на самородные золото и медь. Затем они познакомились с метеоритным железом и самородным серебром. Следующим шагом на пути прогресса стало освоение добычи рудного (жильного) золота и выплавки меди из легковосстановимых руд. В дальнейшем были изобретены способы производства меди, свинца, серебра и ртути из сульфидных руд. После этого были освоены технологии получения бронзы и рудного железа. Наконец, еще одним металлом, открытым человечеством, стало олово. Перечисленные металлы получили особое название: «семь металлов Древности». Еще в эпоху Древнего Мира они были сопоставлены с семью небесными объектами, которым древние люди приписывали особые магические свойства (табл. 1.3).

Необходимо иметь в виду, что в древности мастера-металлурги должны были быть специалистами во многих вопросах: добычи руд, производстве древесного угля, экстракции из руд металлов и собственно металлообработки.

Золото

Первыми золотоносными месторождениями, освоенными человеком, были россыпные. Золотые самородки находились в массе аллювиальных песков и гравия, представлявших собой продукты разрушения горных золотоносных пород, которые в течение длительного времени подвергались действию речных потоков. Поэтому древнейшие украшения из золота представляли собой именно золотые самородки, обработанные в форме бисеринок холодной ковкой. Эти отшлифованные бусинки выглядели как цветные камни, нанизывавшиеся вместе в различных сочетаниях. Об этом свидетельствуют археологические находки наиболее ранних украшений из золота, сделанные в долине Нила и в Малой Азии, датируемые VII тыс. до н.э.

Древнейший способ обработки золотоносной породы был очень прост. Песок и гравий отмывали в проточной воде, уносившей легкие материалы, а тяжелые частицы и, тем более, самородки золота оставались на промывочном лотке – первом горнометаллургическом инструменте цивилизации. Функцию лотка первоначально выполняла грубая ткань, что нашло отражение в древнеегипетской иероглифике: известный египтолог Лепсуис установил, что первым иероглифом, обозначавшим у египтян золото, был символически изображенный кусок ткани, с которого стекала вода. В дальнейшем иероглиф, обозначавший золото, изменился и стал изображаться тремя кольцами. По одной из версий такую форму золотым слиткам придавали для удобства транспортировки и учета. Можно также допустить, что к этому времени соотношение в добыче золота изменилось в пользу рудных месторождений. При этом в технологии добычи появились более сложные и трудоемкие процессы – отделение руды от горной породы и ее измельчение.

Ха!.. Самый ранний иероглиф – это перевернутая НЛО-шка (если я не ошибаюсь). А в нормальном состоянии НЛО-шка египтологами считается «местом жертвоприношений». Так что «лоток с тканью» – простое высасывание из пальца.

Рудное золото стали добывать из жил, пронизывающих кварцевые породы – отсюда происходит еще одно его название «жильное золото». С древнейших времен известны месторождения жильного золота в Аравийской пустыне, в горной стране Этаби. Золото здесь находилось в кварцевых жилах, пронизывающих гранитные породы и кристаллические сланцы, ему сопутствовали минералы свинца, цинка и железа.