به گزارش سیلاد از یورونیوز، 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.
۲۳۳۲۳۳
