Страница 28 из 39
Поначалу железо служило украшением, а затем медленно стало сырьем для изготовления мечей и кинжалов. Железные наконечники копий создать не удавалось, ибо необходимый раструб получался только за счет литья; железные боевые топоры были редки, хотя в Сирии найден топор, датируемый примерно 1300 годом до н. э., с раструбом топорища из золота и меди. Меч – главный дар раннего железного века, ибо бронзовый был относительно хрупким. Теперь сила удара определялась только силой человека; известно о великой мощи «опоясанных железом» ассирийцев, которые обрушивались на врага, как «волк на стадо овец».
В железном веке появились шарнирные кузнечные клещи, наковальня для гвоздей, волока для проволоки и рамочная пила, почти идентичная современной ножовке. Железный напильник применялся в каждом виде металлообработки, а бронзовый напильник был немного больше плотницкого рашпиля. Как только научились закалять железо, орудия труда начали совершенствоваться, пока качество большинства малых ручных инструментов не стало таким, как сегодня.
Однако преувеличивать не следует. Изначально новый металл использовался для оружия, потом для производства мотыг и топоров для ферм и шахт и наконец для усовершенствования описанных ручных инструментов. Слова обманчивы: железо в ранние годы античной Греции, считавшееся неподходящим металлом для плужного лемеха, очевидно, было намного хуже закаленного металла римских легионеров начала христианской эры. Греческая цивилизация VI века до н. э. основывалась на железе; римское влияние, приведшее римскую цивилизацию в самые дальние регионы Запада, ассоциировалось с железом на протяжении всей своей долгой истории. Железные рудники, открытые этрусками в Тоскане и Эльбе около 900 года до н. э., быстро привлекли алчных римлян; были захвачены несколько имперских провинций от Испании до альпийского Норика и Далмации, где добыча железа велась не очень активно.
Следует уделить особое внимание Лаврийским серебряным рудникам, на которых афиняне работали с 600 года до н. э., после того как их гораздо раньше открыли микенцы. На больших шахтах почти всегда работали заключенные, в том числе военнопленные, чья жизнь и здоровье ничего не стоили. Интересен резкий контраст между вызывающей восхищение демократией Афин и рабовладельческими порядками этих аттических шахт, откуда данная демократия получала значительную долю богатства и праздности. Самой распространенной рудой был галенит, содержащий около 60 унций серебра на тонну. Экстракция проходила в два этапа. Сначала свинцово-серебряный сплав после выплавки неоднократно плавился и оставлялся кристаллизоваться – первым отделялся почти чистый свинец. Когда содержание серебра достигало 1–2 процентов, его начинали купелировать. Однако процесс был не очень эффективен, и кучи шлака впоследствии повторно перерабатывались, как во многих других старых районах добычи, включая свинцовые шахты, которые вырабатывали 300 лет в Мендипе во время римской оккупации Британии.
Примерно к концу I века, когда добыча в горе Лаврион прекратилась до нового времени, затопили 2 тысячи стволов шахты, самый глубокий из которых достигал 100 метров. В шахту спускались по приставным лестницам или зазубренным стволам деревьев, закрепленным по краям шахты; руда поднималась при помощи блока и веревки. Кровли галерей поддерживались целиками бедной руды, которую не добывали. Вентиляция делалась за счет параллельных галерей, вентиляционных дверей и иногда костров для увеличения тяги. Шахтеры работали при искусственном освещении с киркой и корзиной (рис. 42). Поднятую на поверхность руду измельчали в порошок, а затем промывали, отделяя тяжелые частицы руды от легких камней; подобным образом работали золотодобытчики Египта еще в 3000 году до н. э.
Римская добыча руды отличалась масштабностью (рис. 43). Римляне регулярно добывали свинец (с серебром), медь, железо и олово даже в отдаленной Британии. Процент осужденных преступников (лат. damnati in metallum – приговоренный к работам в рудниках) и рабов на шахтах становился все меньше в общем объеме работников, которых нанимали в любой провинции; шахтер становился квалифицированным ремесленником. Наиболее важное технологическое нововведение римлян – винт Архимеда и черпачное колесо для осушения шахт. Винт, возможно, уже применялся для орошения в Египте, до Архимеда; в любом случае именно римляне сделали винт (лат. cochlea), или «водяную улитку», как они называли его из-за формы, обычным горнодобывающим инструментом. Что касается черпачного колеса, то на одной из медных шахт Рио-Тинто вода поднималась на высоту почти 30 метров восемью последовательными парами черпачных колес, приводимых в движение большим ступальным колесом. Немногочисленные поверхностные залежи руды римлян не интересовали, а разработка глубинных залежей не приносила прибыли из-за нехватки рабочей силы в последние столетия империи. Кроме того, экстракция металлов из руд по-прежнему зависела от выплавки на древесном угле, который сильно подорожал из-за массовой вырубки лесов Средиземноморья.
Рис. 42. Греческие шахтеры. С коринфской глиняной таблички VI в. до н. э.
Важная разработка в римской металлургии – использование ртути для экстракции золота. Примерно в начале н. э. ртуть впервые получили в Испании методом дистилляции; ртутная руда (обычно сульфид) прокаливалась в печи, оснащенной простым устройством для конденсации паров. Золото встречалось не только в аллювиальном виде, как уже говорилось, когда его добывали методами времен золотой лихорадки, но и как руда, распределенная в твердых породах. Чтобы извлечь золото, римляне дробили руду и перемешивали ее с ртутью, в которой золото растворялось, как амальгама. Затем ртуть фильтровали через кусок кожи и дистиллировали; золото оставалось в дистилляторе, а дистиллят ртути использовали дальше. Римляне увеличили производство золота и серебра, извлекая их из меди методом ликвации. Когда медь плавится с большим количеством свинца, оба металла не перемешиваются, а формируют две несмешивающиеся жидкости, вроде масла и воды. Драгоценные металлы, присутствующие в меди, переходят на свинец, из которого они извлекаются купелированием.
Рис. 43. Римские шахты в Европе
Наиболее значимое изменение в оловодобыче – закрытие испанских шахт примерно в середине III века и истощение залежей оловянных россыпей в целом. В результате жильная руда в Корнуолле, которую добывали с 3-го тысячелетия до н. э. (откуда термин «британский металл»), стала добываться новыми темпами. Часть олова сплавляли с 30 процентами свинца, а из полученного сплава – певтера делали сосуды, популярные в домах римлян; в Средние века доля олова в певтере значительно снизилась. Но больше всего внимания уделялось бронзе, из-за чего римляне разрабатывали очень богатый запас меди в Испании. Медь экспортировалась даже в Индию. Медные и бронзовые изделия выпускали на заводе в Капуе, стандартную продукцию которого находят не только по всей Италии, но даже в Финляндии. Появился новый сплав – латунь. Он состоял из меди и цинка, его отождествляли с «белой бронзой», украшавшей двери дворца Сарго-на II. Однако на Западе латунь появилась только во времена правления Августа, который ввел в обращение латунные монеты: латунь стоила в шесть раз дороже меди, а в некоторых регионах Древнего мира она ценилась выше серебра. До XVI века о чистом цинке не знали; латунь получали цементацией, в процессе которой вместе прокаливались каламин (карбонат цинка), медь и древесный уголь.
Первый основной центр европейской железной металлургии появился в X веке до н. э. в Норике, куда металлургия пришла из Хеттской империи. Примерно через 400 лет центр переместился на земли кельтов, и в основном в Испанию, где кузнецы изобрели каталонскую печь для выплавки железа, в которой две пары кузнечных мехов поочередно поддерживали постоянную форсированную тягу. Еще были двухэтажные шахтные печи, в них узкая нижняя часть заполнялась древесным углем, а более широкая верхняя часть – смесью руды и древесного угля. В каталонской печи напрямую получали ковкое железо, в шахтной печи – более науглероженный блюм, требующий ковки; ни в одной из печей не достигалась температура для получения жидкого литого чугуна. Часть стали производилась непосредственно из железной руды Норика, большая часть получалась науглероживанием. Однако лучшей сталью, известной римлянам, было так называемое серик-железо, которое они считали китайским; на самом деле это была «сталь Вутца» – высокоуглеродистая тигельная сталь, в виде круглых лепешек диаметром в несколько дюймов она попадала в Рим через Абиссинию из Южной Индии; ее название – вероятное искажение перевода слова «сталь» с языка индийской народности каннара.