 |
Общая характеристика эпохи железа
|
|
|
|
Общая характеристика эпохи железа
ПОНЯТИЕ «ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК». ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ОСВОЕНИЯ ЖЕЛЕЗА
Эпоха железа, или железный век, — третья из технологических макроэпох в истории человечества (вслед за каменным веком и эпохой энеолита и бронзы). Термином «ранний железный век» принято обозначать первую стадию эпохи железа, приблизительно датируемую в пределах рубежа II-I тыс. до н. э. — середины I тыс. н. э. (с определенными хронологическими вариациями для разных регионов).
Употребление термина «железный век» имеет долгую предысторию. Впервые идея существования эпохи железа в человеческой истории была четко сформулирована в конце VIII — начале VII в. до н. э. древнегреческим поэтом Гесиодом. Согласно его периодизации исторического процесса (см. Введение), современный Гесиоду железный век оказывается последней и наихудшей стадией человеческой истории, на которой людям нет «передышки ни ночью, ни днем от труда и от горя» и «лишь одни жесточайшие, тяжкие беды людям останутся в жизни» («Труды и дни», стрк. 175-201. Пер. В. В. Вересаева). У Овидия в начале 1в. н. э. этическое несовершенство эпохи железа еще более акцентировано. Древнеримский поэт именует железо «худшей рудой», в эпоху господства которой «стыд убежал, и правда, и верность; и на их место тотчас появились обманы, коварство; козни, насилье пришли и проклятая жажда наживы». Нравственное вырождение людей карается всемирным потопом, уничтожающим всех, исключая Девкалиона и Пирру, которые возрождают человечество («Метаморфозы», гл. I, стрк. 127-150, 163-415. Пер. С. В. Шервинского).
Как видим, в оценке эпохи железа этими древними авторами особенно сильна была взаимосвязь культурно-технологического аспекта с философско-этическим, в частности эсхатологическим, т. е. железный век мыслился как своего рода преддверие конца света. Это вполне закономерно, ибо первичные концепции исторической периодизации окончательно оформились и запечатлелись в письменных источниках именно в начале реального железного века. Следовательно, для первых авторов создававших периодизацию истории, культурно-технологические эпохи предшествующие железному веку (будь то мифические, как век золота и век героев, или реальные, как век меди) были давним или недавним прошлым, тогда как сам железный век — современностью, недостатки которой всегда видны яснее и более ощутимы. Поэтому начавшаяся эпоха железа воспринималась как некий кризисный рубеж в человеческой истории. Кроме того, железо, победившее бронзу прежде всего в оружейном деле, неизбежно стало для свидетелей этого процесса символом вооружения, насилия, разрушения. Не случайно у того же Гесиода Гея-Земля, желая наказать Урана-Небо за его злодейства, специально создает «породу седого железа», из которого и делает карающий серп («Теогония», стрк. 154-166. Пер. В. В. Вересаева).
|
|
|
Таким образом, в древности термину «железный век» изначально сопутствовала эсхатологически-трагическая трактовка, причем эта древняя традиция нашла продолжение и в новейшей художественной литературе (см., например, поэму А. Блока «Возмездие»).
Однако еще соотечественник Овидия Лукреций в первой половине I в. до н. э. обосновал в поэме «О природе вещей» качественно новую, исключительно производственно-технологическую характеристику исторических эпох, и в том числе эпохи железа. Эта идея в конечном счете легла в основу первой собственно научной концепции К. Ю. Томсена (1836). Вслед за тем возникла проблема хронологических рамок эпохи железа и ее внутреннего деления, о чем в XIX в. велись долгие дискуссии. Окончательную точку в этом споре поставил основатель типологического метода О. Монтелиус. Он отметил, что нельзя указать единую абсолютную дату смены эпохи бронзы эпохой железа на всей территории ойкумены; отсчет начала железного века для каждого региона следует вести с момента преобладания железа и сплавов на его основе (в первую очередь, это сталь) над другими материалами в качестве сырья для оружия и орудий труда.
|
|
|
Позиция Монтелиуса нашла подтверждение в последующих археологических разработках, которые показали, что сначала железо использовалось как редкое сырье для украшений (иногда в сочетании с золотом), затем — все чаще для производства орудий труда и оружия, постепенно вытесняя медь и бронзу на второй план. Таким образом, в современной науке показателем наступления железного века в истории каждого конкретного региона является использование железа рудной природы для изготовления основных форм орудий труда и оружия и широкое распространение железной металлургии и кузнечного дела.
Наступлению железного века предшествует длительный подготовительный период, относящийся к предшествующим технологическим эпохам.
Еше в энеолите и бронзовом веке люди иногда использовали железо для производства некоторых украшений и простейших орудий труда. Однако первоначально это было метеоритное железо, постоянно поступающее из космоса. К выработке железа из руд человечество пришло значительно позднее.
Изделия из метеоритного железа отличаются от изделий из железа металлургического (т. е. полученного из руд) в первую очередь тем, что в составе первых отсутствуют какие-либо шлаковые включения, тогда как в составе металлургических такие включения, хотя бы в малых долях, неизбежно присутствуют как следствие операции восстановления железа из руд. Кроме того, метеоритное железо обычно отличается гораздо более высоким содержанием никеля, чем обусловливается значительно большая твердость такого железа. Однако этот показатель сам по себе не абсолютен, и в современной науке существует серьезная и пока не решенная проблема различения древних изделий из метеоритного и рудного железа. С одной стороны, это связано с тем, что содержание никеля в изделиях из метеоритного сырья могло значительно понижаться со временем в результате длительного корродирования. С другой стороны, на нашей планете встречаются железные руды с высоким содержанием никеля.
|
|
|
Теоретически можно было использовать и земное самородное железо — так называемое теллурическое (его появление, преимущественно в базальтовых скалах, объясняется взаимодействием оксидов железа с органическими минералами). Однако оно встречается лишь в мельчайших зернах и прожилках (исключая Гренландию, где известны большие скопления), так что практическое использование теллурического железа в древности было невозможно.
В связи с высоким содержанием никеля (от 5 до 20%, в среднем 8%), увеличивающим хрупкость, метеоритное сырье обрабатывалось преимущественно холодной ковкой — по аналогии с камнем. Вместе с тем некоторые изделия из метеоритного железа были получены в результате применения горячей ковки.
Наиболее ранние железные изделия датируются еще VI тыс. до н. э. и происходят из погребения энеолитической культуры Самарра в Северном Ираке. Это 14 небольших бусинок или шариков, несомненно, сделанных из метеоритного железа, а также четырехгранный инструмент, который мог быть сделан из рудного железа (это, конечно, исключительный случай).
Значительно большее количество изделий метеоритной природы (в основном ритуально-церемониального назначения) относится к периоду бронзового века.
Наиболее знамениты такие изделия, как древнеегипетские бусы конца IV — начала III тыс. до н. э. из Герца и Медумы (памятники додинастического периода); кинжал с рукоятью, обложенной золотом, из царского могильника Ура в Шумере (гробница Мескаламдуга, датируемая сер. III тыс. До н. э. ); булава из Трои I (2600-2400 гг. до н. э. ); булавки с золотыми головками, подвеска и некоторые другие изделия из могильника Аладжа-Хейюк (2400 2100 гг. до н. э. ); рукоять кинжала, произведенного в середине II тыс. до н. э. в Малой Азии и привезенного в район нынешней Словакии (Гановце)- наконец, вещи из гробницы Тутанхамона (около 1375 г. до н. э. ), в числе которых: кинжал с железным клинком и золотой рукоятью, железное «око Гора», прикрепленное к золотому браслету, амулет в виде подставки головы и 16 тонких магико-хирургических железных инструментов (ланцеты, резцы, долота), вставленных в деревянную основу. На территории бывшего СССР первые изделия из метеоритного железа появляются ранее всего в Южном Приуралье и на Саяно-Алтайском нагорье. Это датируемые концом IV—III тыс. до н. э. цельножелезные и биметаллические (бронзово-железные) орудия и украшения, изготовленные металлургами ямной (см. раздел II, гл. 4) и афанасьевской культур с помощью холодной и горячей ковки.
|
|
|
Очевидно, предшествующий опыт использования метеоритного железа никак не повлиял на открытие эффекта получения железа из руд. Между тем именно последнее открытие, т. е. действительное зарождение черной металлургии, имевшее место еще в бронзовом веке, предопределило смену технологических эпох, хотя и не означало немедленного окончания бронзового века и перехода к эпохе железа.
Древнейшие изделия из железа, датируемые 111-11 тыс. до н. э.:
1, 3— железные кинжалы с рукоятью, обложенной золотом (из гробницы Мескаламдуга в Уре и из могильника Аладжа-Хейюк в Малой Азии); 2, 4 — железное тесло с медным захватом для рукояти и железное долото из погребения древнеямной культуры (Южное Приуралье); 5, 6 — кинжал с железным клинком и золотой рукоятью и железные лезвия, вставленные в деревянную основу (гробница Тутанхамона), 7 — нож с медной рукоятью и железным лезвием из погребения катакомбной культуры (Россия, Белгородская обл., с. Герасимовка); 8 — железная рукоять кинжала (Словакия)
Реконструкция сыродутного процесса в раннем железном веке:
начальная и конечная фазы сыродутного процесса; 2 — получение железа из руды в открытой в древней мастерской-полуземлянке (Мшецке Жехровице, Чехия); 3 — основные типы древних
сыродутных печей (в разрезе)
Можно выделить две важнейших стадии освоения рудного железа:
1-я стадия — открытие и совершенствование способа восстановления железа из руд — так называемого сыродутного процесса.
2-я стадия — открытие способов преднамеренного получения стали (технология цементации), а впоследствии способов ее термообработки с целью увеличения твердости и прочности изделий.
Сыродутный процесс осуществлялся в специальных печах, куда загружались железная руда и древесный уголь, разжигавшийся при подаче ненагретого, «сырого» воздуха (отсюда название процесса). Сам уголь мог быть получен путем предварительного сжигания дров, сложенных пирамидами и покрытых дерном. Сначала разжигали уголь, насыпанный на дно горна или печи, затем сверху загружали попеременно слои руды и того же угля. В результате горения угля выделялся газ — окись углерода, которая, проходя через толщу руды, восстанавливала окислы железа. Сыродутный процесс, как правило, не обеспечивал достижения температуры плавления железа (1528-1535 градусов по Цельсию), а доходил максимально до 1200 градусов, что было вполне достаточно для восстановления железа из руд. Это была своего рода «варка» железа.
|
|
|
Первоначально сыродутный процесс осуществлялся в ямах, обложенных огнеупорной глиной или камнями, затем стали строить небольшие печи из камня или кирпича, порой с использованием глины. Сыродутные печи могли работать на естественной тяге (в особенности если они сооружались на склонах холмов), но с развитием металлургии все чаще применялось накачивание воздуха мехами через керамические сопла. В открытую яму этот воздух поступал сверху, в печь — через отверстие в нижней части конструкции.
Восстановленное железо концентрировалось в тестообразном виде на самом дне печи, образуя так называемую горновую крицу — железную губчатую массу с включениями несгоревшего древесного угля и с примесью шлака. В более совершенных вариантах сыродутных печей жидкий шлак выпускали из горна по желобу.
Из горновой крицы, которую в раскаленном виде извлекали из печи, можно было изготавливать изделия только после предварительного удаления этой шлаковой примеси и устранения пористости. Поэтому непосредственным продолжением сыродутного процесса была горячая ковка горновой крицы, состоявшая в ее периодическом нагревании до «ярко-белого каления» (1400-1450 градусов) и в проковывании ударным инструментом. В результате получалась более плотная масса металла — собственно крица, из которой посредством дальнейшего проковывания делали полуфабрикаты и заготовки соответствующих кузнечных изделий. Еще до переработки в полуфабрикат крица могла становиться единицей обмена, для чего ей придавали стандартный размер, массу и удобную для складирования и транспортирования форму — лепешковидную, веретенообразную, бипирамидальную, полосчатую. В тех же целях самим полуфабрикатам могли придавать форму орудий труда и предметов вооружения.
Открытие сыродутного процесса могло произойти в результате того, пои выплавке меди или свинца из руд в плавильную печь помимо медной руды и древесного угля загружались (в качестве материалов для удаления «пустой породы» железосодержащие породы, в первую очередь гематит. В связи с этим уже в результате медеплавильного процесса могли случайно появляться первые частицы железа. Не исключено, что соответствующие печи могли послужить прототипом сыродутных.
Инструменты и продукты сыродутного и кузнечного процесса:
1-9 — крицы 10-13 — полуфабрикаты в виде тесла, топоров и ножа; 14 — каменный пест для размельчения руды; 15 — керамическое сопло для подачи воздуха в сыродутную печь.
Находки наиболее ранних сыродутных печей связаны с территориями Малой Азии и Восточного Средиземноморья. Не случайно именно из этих регионов происходят и древнейшие изделия из рудного железа.
Это лезвие кинжала из Телль-Ашмара (2800 г. до н. э. ) и кинжал с обложенной золотом рукоятью из вышеупомянутой гробницы могильника Аладжа-Хейюк (2400— 2100 гг. до н. э. ), железный клинок которого, долгое время считавшийся метеоритным, при спектрографическом анализе обнаружил крайне низкое содержание никеля, что говорит в пользу его рудной или смешанной природы (сочетание метеоритного и рудного сырья).
На территории бывшего СССР опыты по выработке кричного железа интенсивнее всего протекали в Закавказье, на Северном Кавказе и в Северном Причерноморье.
До нас дошли такие ранние железные изделия на рудной основе, как нож первой четверти II тыс. до н. э. из погребения катакомбной культуры у с. Герасимовка (Белгородская обл. ), нож и шило третьей четверти II тыс. до н. э. из поселений срубной культуры Любовка (Харьковская обл. ) и Татшгык (Николаевская обл. ). Открытие сыродутного процесса — важнейший шаг в освоении железа человечеством, ибо если метеоритное железо встречается относительно редко, то железные руды распространены гораздо шире медных и оловянных. При этом железные руды часто залегают весьма неглубоко; в ряде районов, как, например, в области Форест-оф-Дин в Великобритании или у Кривого Рога на Украине, железную руду можно было добывать при поверхностных разработках. Широко распространены болотные железные руды, в особенности в северных областях зоны умеренного климата, а также руды дерновые, луговые и т. д.
Сыродутный процесс постоянно развивался: увеличивались объемы печей, совершенствовалось дутье и т. д. Однако предметы из кричного железа были недостаточно твердыми до тех пор, пока не был открыт способ получения стали (сплава железа с углеродом) и пока не добились увеличения твердости и прочности стальных изделий путем специальной термической обработки.
Первоначально была освоена цементация — намеренное науглероживание железа. Как таковое науглероживание, но случайное, непреднамеренное, приводившее к появлению так называемой сырцовой стали, могло происходить и ранее в ходе сыродутного процесса. Но затем этот процесс стал регулируемым и осуществлялся отдельно от сыродутного. На первых порах цементация производилась посредством многочасового нагревания железного изделия или заготовки до «красного каления» (750-900 градусов) в древесной или костной среде; затем стали использовать другие органические вещества, содержащие углерод. При этом глубина науглероживания была прямо пропорциональна высоте температуры и длительности нагревания железа. С увеличением содержания углерода возрастала твердость металла.
На увеличение твердости был также направлен прием закаливания, состоявший в резком охлаждении предварительно нагретой до «красного каления» стальной вещи в воде, в снегу, в оливковом масле или в какой-либо другой жидкости.
Скорее всего процесс закалки, как и науглероживание, был открыт случайно, и его физическая сущность, естественно, оставалась загадкой для древних кузнецов, отчего мы часто сталкиваемся в письменных источниках с весьма фантастическими объяснениями причин усиления твердости железных изделий при закаливании. Например, летопись IX в. до н. э. из храма Балгала в Малой Азии предписывает следующий способ закалки: «Надо нагревать кинжал, пока он не засветится, как восходящее в пустыне солнце, затем охладить его до цвета царского пурпура, погружая в тело мускулистого раба… Сила раба, переходя в кинжал… придает металлу твердость». К столь же древнему времени относится знаменитый фрагмент из «Одиссеи», созданной, вероятно, в VIII в. до н. э.: здесь выжигание глаза циклопу «острием раскаленным» оливкового кола («Одиссея», песнь IX, стрк. 375-395. Пер. В. А. Жуковского) сравнивается с погружением кузнецом раскаленного стального топора или секиры в холодную воду, причем Гомер не случайно использует для описания процесса закаливания тот же глагол, которым обозначались врачебные и магические действия, — очевидно, механизмы этих явлений были для греков того времени одинаково загадочными
Однако закаленной стали была присуща определенная хрупкость. В связи с этим древние мастера, стремясь увеличить прочность стального изделия, совершенствовали термическую обработку; в ряде случаев они применяли операцию, противоположную закаливанию, — термический отпуск, т. е. нагревание изделия только до нижнего порога «красного каления», при котором происходит трансформация структуры, — до температуры, не превышающей 727 градусов. В результате несколько снижалась твердость, но возрастала прочность изделия.
В целом освоение операций цементации и термической обработки — длительный и очень сложный процесс. Большинство исследователей полагают, что районом, где раньше всего произошло открытие этих операций (как и самого сыродутного процесса) и где их совершенствование шло быстрее всего, была Малая Азия, и прежде всего район проживания хеттов и связанных с ними племен, в особенности горы Антитавра, где уже в последней четверти II тыс. до н. э. делали качественные стальные изделия.
Именно совершенствование технологии обработки кричного железа и производство стали окончательно решили проблему конкуренции между железом и бронзой. Наряду с этим, в смене бронзового века железным существенную роль сыграла широкая распространенность и сравнительная легкость разработки железных руд.
Кроме того, для некоторых районов ойкумены, лишенных залежей руд цветных металлов, дополнительным фактором развития черной металлургии явилось то, что по разным причинам традиционные связи этих регионов с рудными источниками, обеспечивавшими цветную металлургию, оказались разорванными.
|
|
|
