طرق إكتشاف الشعوب القديمة المعادن وكيفية استخدامها في صنع أدواتهم

2016 أصل العلوم ما قبل التاريخ

جون كلارك مع مايكل ألابي وإيمي جان بيير

KFAS

التاريخ علوم الأرض والجيولوجيا

مايسيني مدينة يعود تأسيسها إلى فترة ما قبل التاريخ موقعها جنوب اليونان غرب أثينا، ويصفها الشاعر هومر بالمدينة الذهبية.

عندما حفر علماء الآثار الأوروبيون عدداً من القبور فيها اكتشفوا سيوفاً برونزية وخناجر بالإضافة إلى نفائس متقنة أخرى. ومن أروع الأشياء المكتشفة كأس ذهبية تعرف بكأس نيستور والتي صنعت ما بين عامي ١٦٠٠ و ١٥٠٠ ق.م.

حكم مدينة مايسيني في فترة ما أجاممنون الملك الذي هاجم طروادة والتي كان يحكمها برايم (والد هكتور وبارس).

وقد وجد علماء الآثار عند حفرهم موقع مدينة طروادة قبراً يعود تاريخه إلى ما لا يزيد عن عام ٢٠٠٠ ق.م. يضم ما يعرف اليوم بكنز برايم. ويضم الكنز حلياً وأواني مفضضة وزخارف مثبتة كلها على كأس فضية.

كما صنع المصريون حلياً ذهبية، فقناع توت عنخ آمون، الملك الصبي الذي حكم مصر في الفترة ١٣٣٣ – ١٣٢٣ ق.م.، مصنوع من الذهب ومطعم باللازورد (حجر شبه كريم سماوي اللون).

 

وقد عثر على الكثير من الأواني والأقنعة والأسلحة والحلي المستخدمة في الاحتفالات، مصنوعة كلها من الذهب والفضة، في مناطق عدة من شرق البحر الأبيض المتوسط والشرق الأدنى.

والكثير من هذه المستكشفات على مستوى عالٍ من الاتقان. في حوالي عام ١٦٠٠ ق.م. كان الحرفيون المايسينيون يصنعون أنصال الخناجر من البرونز المطعم بالذهب والإلكتـروم (سبيكة من الذهب والفضة) والفضة والنل (مادة سوداء تتكون من خليط من الكبريت والفضة أو الرصاص أو النحاس).

يوجد الذهب والفضة بشكل طبيعي، ويعني ذلك إمكانية استخلاص شذرات المعادن هذه من الصخور كما يمكن إيجادها على السطوح الرملية والحصى الموجودة على ضفاف الأنهار. وبالإمكان نخل شذرات الذهب لتجميعها.

لكن الذهب، سواءٌ أكان خالصاً أم مخلوطاً بالفضة لتشكيل سبيكة الكروم، معدن طري لا يصلح لصنع الأدوات أو الأسلحة. وبذلك اعتبر الذهب والفضة من بين المواد التي تستخدم لأغراض الزخرفة والزينة فحسب.

 

لكن النحاس يختلف عن ذلك، فالطرق لا يصهر شذراته، وحتى يمكن صنع أشياء مفيدة من النحاس يجب صهر كتله ومن ثم صب الصهير في قوالب.

ويؤدى الطرق بعد ذلك إلى جعله أكثر صلابة لصناعة نصال مشحوذة حادة الحواف. وقد صنع المصريون الأدوات والاسلحة النحاسية منذ حوالي عام 5000 ق.م. ، كما أن البلقانيين استعلموا فؤوساً مصنوعة من النحاس قبل عام 3000 ق.م.

وبمحض الصدفة اكتشف الإنسان في ذلك الوقت تقريباً أن صهر النحاس مع خلطه بنوع معين من الحصى الزرقاء البراقة ورفع درجة حرارة الخليط إلى حد احمرار الحصى ينتج كمية أكبر من النحاس. ومع هذا الاكتشاف بدأ الإنسان استخراج المعادن من خاماتها، وفي حالة النحاس من حجر اللازورد.

تحتوي خامات المعادن على أكثر من معدنٍ واحد، وفي زمن ما بعد عام 4000 ق.م. مزج الإنسان القليل من القصدير مع النحاس. ويبدو أن الأمرحدث صدفة في البداية عندما استخدم بعض الحدادين خام الأستانيت، وهو خام نادر يتكون من خليط من النحاس والقصدير والحديد.

تسمى سبيكة النحاس والقصدير البرونز وتتميز بصلابة أكبر من النحاس الخالص، كما أن الأشياء المصنوعة من البرونز تتميز بحوافٍ حادةٍ تحتفظ بصفاتها لمدة أطول من الحواف الحادة المصنوعة من النحاس.

 

استخدم البرونز لأول مرة في المنطقة الجنوبية من العراق حالياً وذلك ما بين عامي ٣٢٠٠ ق م و ٢٥٠٠ ق.م. وانتشر استخدامه بعد ذلك عبر الشرق الأوسط وأوروبا وكذلك الصين، على ما يعتقد. وبهذا التحول أفل نجم العصر النحاسي ليبزغ فجر العصر البرونزي.

الحديد أيضا موجود في الطبيعة، فبعض زخات الشهب المتساقطة على الأرض تتكون بشكل رئيس من الحديد. وبصهر هذه الكتل المتساقطة يمكن استخلاص الحديد منها. لكن زخات الشهب المتساقطة نادرة وبذلك يصعب الحصول على الحديد بكميات كافية.

وعلى الرغم من توافر خام الهمتيت بغزارة في الطبيعة إلا أن عملية استخلاص الحديد منه عملية أكثر تعقيدا. فالنحاس ينصهـــــر عند درجة حــــرارة تبلغ (١,٠٨٣.٤ oC) ١,٩٨٢.١٢ oF بينما تبلغ درجة انصهار الحديد (١,٥٣٥ oC) ٢,٧٩٥ oF وهى درجة حرارة يصعب بلوغها.

وينتج عن صهر خام الهمتيت كتل إسفنجية من الحديد كروية الشكل مخلوطة بمخلفات تعرف بالخث. وللحصول على حديد قابل للتصنيع يجب تكرارالصهر والطرق للمنتج من الخام مرات عدة. لكن، على الرغم من ذلك أنتجت شعوب جنوب الهند الحديد في حوالي عام ٢٠٠٠ ق.م.

اكتشف خنجر ذو نصلٍ حديدي في منطقة ألاكا هيوك في الأناضول (تركيا حاليا) يعود إلى حوالي عام ٢٢٠٠ ق.م.، لكن يبدو أنه كان يستخدم لأغراض احتفالية نظراً لارتفاع سعره.

 

وفي حوالي عام ١٤٠٠ ق.م. أصبح الحديد معدناً مهماً للحثيين (شعب كنعاني فتح آسيا الصغرى وسوريا) ومن ثم انتشر استخدامه في أوروبا في حوالي سنة ١٠٠٠ ق.م.

ونظرا لليونة الحديد فإن السيوف ذات الأنصال الحديدية تحتاج إلى التقويم بعد كل ضربة، وبذلك لم يكن الحديد في البداية منافساً للبرونز.

كان الفحم النباتي الوقود المستخدم لصهر الحديد، ولاحظ الحدادون صدفة أن إبقاء الحديد المتوهج فترة طويلة تحت نار وقودها الفحم النباتي أنتج حديداً أكثر صلابة.

وتفسير ذلك (كما نعرفه اليوم) أن امتصاص الحديد لذرات الكربون من الفحم النباتي يحولها إلى فولاذ، ويمكن رفع درجة صلابة الفولاذ بغطسه في الماء عندما يكون متوهجا. أول من صنع الفولاذ هم الهنود خلال القرن الثالث قبل الميلاد حيث انتشر تصديره من هناك.

ويبدو أن القصص الأسطورية حول بعض السيوف الخاصة تشير إلى النصال الفولاذية الأكثر صلابة ورهافة مقارنة بالسيوف المصنوعة من البرونز.

 

السبائك

تشكل السبائك بخلط معدنيين أو أكثر مع شوائب من عناصر أخرى غالبا.

ولتصنيع السبيكة تفصل المعادن المكونة لها من خاماتها ثم تخلط بنسب محددة وأخيراً يصهر الخليط ، تختلف خصائص السبيكة عن خصائص المعادن الأصلية الداخلة في تركيبها.

ويعتبر البرونز أول سبيكة عرفها الإنسان وذلك بمزج النحاس مع القصدير، ويحتوي البرونز المثالي (الأفضل) ٨٩ بالمئة نحاساً و ١٠ بالمئة قصديراً والنسبة المتبقية من معادن أخرى.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]