Слабые знания испанских конкистадоров в области металлов и сплавов сослужили им плохую службу. После завоевания Инкской империи конкистадоры начали переплавлять предметы, которые, по их мнению, были из золота. К их удивлению, они обнаружили, что эти «золотые предметы» на самом деле были отлиты из медных сплавов и имели только очень тонкий поверхностный слой золота. Для создания золотых поверхностей на сплавах, содержащих небольшой процент драгоценных металлов, местные мастера, как выяснилось, применяли довольно сложные технологии. В том числе они использовали процессы электрохимического золочения и истощения позолоты.

При электрохимическом золочении покрытие золотом или серебром имеет чрезвычайно малую толщину. Чтобы добиться этого, золото или серебро растворяли в кислотном или коррозионном растворе. При погружении медного изделия в этот раствор происходила химическая реакция, в результате которой поверхность покрывалась очень тонким слоем серебра или золота. Итоговый же цвет изделия мог быть изменен просто путем изменения относительного количества серебра или золота в растворе.

Истощенная позолота применялась для сплавов меди, серебра и золота. В этом случае для отделения золота от серебра использовались натуральные химические вещества так, чтобы при этом не затрагивалась поверхность желаемого драгоценного металла.

Так Фернандес де Энсисо в 1519 году писал об индейцах Санта-Марта:

«Индейцы владели большим количеством золота и меди. Много было у них и золоченой меди. Говорят, что индейцы золотят медь травой, которая растет в тех землях, и если истолочь ее и выжать сок, а потом вымыть в нем медь и положить ее в огонь, то медь приобретает цвет золота, и цвет этот ярче или бледнее в зависимости от того, больше или меньше взято травы».

«Археологи Риве и Арсандо высказали предположение, что колумбийские индейцы употребляли для золочения своих изделий то же растение, что применяют для золочения своих украшений жители Эквадора – oxalis pubes, которое на языке кечуа носит название «чулько». Его сок благодаря содержащейся в нем щавелевой кислоте растворяет оксид меди, образующийся при предварительном нагреве изделия из тумбаги. Таким образом, тонкий поверхностный слой в результате обеднения медью содержал практически чистое золото. По некоторым сведениям, для этих целей также использовалась предварительно выдержанная моча» (Ю.Карабасов, ««Металлургия и время. Энциклопедия»).

Парадоксы древней металлургии на севере Перу

Пожалуй, на текущий момент самым изученным объектом, связанным с древней металлургией на севере Перу, является комплекс Батан Гранде, расположенный в долине Ла Лече. Основные археологические работы, которые возглавлял Идзуми Шимада, проводились тут в 80-90-е годы ХХ века. В ходе этих работ были обследованы сразу два металлургических центра – Сьерро Бланко и Сьерра де Лос-Сементериос, которые располагаются на территории Батан Гранде. Благодаря использованию новейших аналитических методов исследователям удалось довольно неплохо восстановить древние технологии выплавки металлов, которые практиковались здесь.

Раскопки выявили следы длительной крупномасштабной металлургической деятельности, которая продолжалась тут не менее полутысячи лет. В комплексе было обнаружено более полусотни частично или полностью сохранившихся грушевидных печей с примитивным дымоходом и небрежной обмазкой.

Исследование остатков руды позволило сделать вывод, что шихта представляла собой смесь мышьяковистых, медных и железных руд. Изобилие маленьких кусочков гематита и лимонита, найденных рядом с печами, – свидетельство применения флюсов, которые облегчали отделение металла от шлака. Более того, местные мастера использовали метод совместной плавки, при котором в состав шихты входила сразу смесь оксидных и сульфидных медных руд (химия процесса при такой плавке описана в начале книги).

Поскольку комплекс находился в местности с довольно сильными ветрами, дующими преимущественно в одном направлении, Шимада первоначально предполагал, что древние печи местных металлургов работали исключительно на естественной тяге воздуха. Однако в ходе раскопок были обнаружены целые и разбитые на кусочки керамические наконечники воздуходувных трубок, которые использовались для регулирования температуры в печи по ходу плавки.

Древние металлурги в Батан Гранде имели удобный доступ к медной руде и топливу. Были найдены следы разработки мощного месторождения медно-свинцово-цинковых оксидов и сульфидов в Сьерро Бланко. Археологи обнаружили также пять шахт по добыче медной руды в Сьерра де Лос-Сементериос. Комплекс располагался неподалеку от густого субтропического леса, который, по предположению археологов, снабжал древних мастеров древесным углем, использовавшимся в качестве топлива при плавке.

Но… поблизости не было минералов, содержащих мышьяк, который при этом был обнаружен и в местных изделиях, и в металлургическом шлаке!..

Зато залежи мышьяковистых руд в изобилии имеются в районе высокогорья северной части Перу. И археологи нашли широкую древнюю дорогу, которая вела от Сьерра де Лос-Сементериос на север к горной местности – возможному источнику мышьяковистых руд, которые были необходимыми добавками при плавке.

Итак, древние металлурги Батан Гранде не только целенаправленно добавляли в шихту руду, содержащую мышьяк, но и доставляли ее для этого издалека из горных районов, явно следуя известному им рецепту выплавки бронзы. Это, во-первых.

Во-вторых, в описании результатов работы археологов в Батан Гранде нет абсолютно никаких упоминаний о находках, которые указывали бы на какое-либо «экспериментирование» с различными рудами – и тем более с «неправильными» рудами. Древние мастера строго выдерживали рецепт состава шихты.

Зато были найдены свидетельства того, что далеко не всегда местным металлургам удавалось выдерживать необходимый для успешной плавки температурный режим (и это в-третьих).

«Большое количество осколков шлака с вкраплениями капель металла, который скопился в глубоких ямах, указывают, что шлак обладал настолько высокой вязкостью, что капли медно-мышьяковистого сплава не могли опуститься к основанию печи и образовать слиток. Наличие batanes, больших вогнутых каменных наковален, и chungos, диоритовых каменных обломков, которые характерны для разбивания древнего шлака, в Батан Гранде указывает на то, что процесс добычи металла регулярно сопровождался извлечением застывших капель металла из разламываемого затвердевшего шлака. Металлурги в Батан Гранде использовали каменные наковальни, чтобы разломать куски шлака, получившиеся в результате плавки для удаления вручную гранул застывшего металла, застрявших в шлаке. Собранные гранулы повторно переплавляли в слитки или отбирали. Присутствие мышьяка в гранулах меди подтверждает, что мышьяк-содержащие компоненты добавлялись не на более поздней стадии, а скорее включались в состав исходной шихты…» (А.Алунни, «Исследование остатков медеплавильного производства в Сан-Бартоло, Чили»).

В-четвертых, металлургические печи изготавливались из глины – как и в Старом Свете. И конструкция местных печей явно аналогична той конструкции, которую имели печи в Старом Свете…

Другой важный момент дают материалы исследований в археологической зоне Санта Рита Б, которая находится в долине реки Чао примерно в 65 километрах на юго-восток от города Трухильо. Эти исследования в 2004 году проводили Вильям Брукс, Джонатан Кент и Джейсон Виллет. Они изучали природные ресурсы, которые могли использовать местные металлурги в древности. Выплавка металлов проводилась тут непрерывно на протяжении последних трех тысяч лет.

Учеными детально был обследован, в частности, небольшой медный рудник менее чем в двух километрах к югу от Санта-Рита Б на невысоком холме в Сьерро Агуаскальентес. В непосредственной близости от штольни археологи обнаружили многочисленные фрагменты керамики, древесный уголь и каменные руины трех рабочих зон размером 4х6 метров, а также остатки шихты. Кроме этого были найдены металлические шарики, булавки, плоские листы металла, проволока, пинцет и небольшой нож.

Но нам будет интересно не это, а рассуждения авторов исследования об использованных древними металлургами топливных ресурсах.

Дело в том, что археологическая зона Санта Рита Б располагается на территории крупнейшего в Перу месторождения каменного угля. Причем не просто угля, а антрацита – той разновидности каменного угля, которая наиболее пригодна для металлургии вследствие низкого содержания в нем серы (местный антрацит содержит всего 2% серы).

Известно, что этот антрацит индейцы использовали для изготовления зеркал и украшений. На некоторых древних поселениях найдена также зола от сгоревшего каменного угля. На основании этого авторы упомянутого исследования заключают, что древние мастера в Санта Рита Б могли использовать антрацит в качестве топлива для металлургических печей.

Могли. Но использовали ли?..

Та зола, которая осталась после сгорания каменного угля, была найдена на других (!) археологических памятниках. Причем найдена она в просто древних поселениях, а не в металлургических центрах – и уж заведомо не в местах расположения металлургических печей. Среди же находок археологов в Санта Рита Б зола от сгоревшего каменного угля не упоминается вовсе!.. Зато упоминаются находки древесного угля!..

Так что данные указывают как раз на то, что древние металлурги в Санта Рита Б имели все возможности для использования местного антрацита в качестве топлива при выплавке металла, но по каким-то причинам использовали вместо антрацита древесный уголь. А ведь древесный уголь надо было еще приготовить, в то время как антрацит какого-либо приготовления (кроме обычного раздробления) не требовал.

Такое игнорирование удобного топливного ресурса, находящегося буквально под рукой, абсолютно нелогично для «экспериментаторов». Зато оно совершенно логично для тех, кто строго следует раз и навсегда полученному рецепту, слепо повторяя его и боясь нарушить рецептуру…

Металлургия на севере Чили

Древняя металлургия на севере Чили, входившем некогда в состав Инкской империи, изучена значительно меньше. Одно из исследований, проведенное тут в 2006 году, относится к металлургической зоне Сан-Бартоло.

Сан-Бартоло – заброшенный шахтерский поселок, расположенный примерно в 22 километрах к северу от города Сан Педро де Атакама, чуть восточнее пустыни Атакама. Он находится на высоте примерно 3000 метров над уровнем моря.

«Археологические данные свидетельствуют о том, что добыча в Сан-Бартоло была заброшена в период между XVI и XIX веками. Тем не менее, Сан-Бартоло снова эксплуатировался чилийскими шахтерами с 1850-х до 1970-х годов. Так как в Сан-Бартоло не было никакой эксплуатации месторождений в период между инками и современными разработками, все виды металлургических отходов, связанные с материалом периода инков, должны отражать детали инкской металлургической технологии без влияния испанской практики» (А.Алунни, «Исследование остатков медеплавильного производства в Сан-Бартоло, Чили»).

Полноценных археологических работ здесь даже еще не проводилось – ученые просто собрали образцы для лабораторных исследований с поверхности земли. Собранные образцы включали шлаки различного состава, металлическую руду и обожженную глину – кусочек стенки печи.

«Один артефакт был идентифицирован как кусочек медной руды, состоящей из самородной меди и оксида меди. Другой артефакт был также идентифицирован как кусок медной руды, содержащую прожилки природных сульфидных минералов меди, оксида меди, хлорида меди и сульфат меди в качестве продукта выветривания. Эти данные позволяют предположить, что руда, использованная инками для выплавки металла, имела диапазон от сульфидов меди до оксидов меди, в том числе и самородную медь» (А.Алунни, «Исследование остатков медеплавильного производства в Сан-Бартоло, Чили»).

Состав образцов руды указывает на то, что в Сан-Бартоло (как и на севере Перу в Батан Гранде) скорее всего практиковалась совместная плавка руд сульфидной и оксидной меди. Сульфидная руда не выбрасывалась, а переплавлялась вместе с оксидными продуктами ее выветривания и непосредственно оксидной рудой.

Интересную информацию дал образец шлака, в котором оказались оксиды марганца MnO2 (около 31% по весу) и кальция CaO (около 5% по весу).