Страница 4 из 57
Но главное, и это во-вторых, само по себе железо представляет мало ценности, поскольку чистое железо – весьма мягкий материал. И широкое его использование началось лишь с освоением производства стали – «сплава» железа с углеродом. Гораздо более твердая по сравнению с железом сталь уже могла вполне успешно конкурировать с бронзой.
Рис. 13. Магнетит
Самым древним способом получения железа считается так называемый сыродутный процесс, при котором железо получали непосредственно из руды в небольших печах, создаваемых вначале непосредственно в земле. Сыродутным этот способ назывался из-за того, что в печь подавали («дули») холодный («сырой») атмосферный воздух.
Сыродутный процесс не обеспечивал достижения температуры плавления железа (1537оС), а максимально доходил до 1200оС, так что это была своего рода «варка» железа. Восстановленное железо концентрировалось в тестообразном виде на самом дне печи, образуя так называемую крицу – железную губчатую массу с включениями несгоревшего древесного угля и с многочисленными примесями шлака.
Из крицы, которую в раскаленном виде извлекали из печи, можно было изготавливать изделия только после предварительного отделения этой шлаковой примеси и устранения губчатости. Поэтому непосредственным продолжением сыродутного процесса были холодная и, главное, горячая ковка, состоявшая в периодическом прокаливании кричной массы и ее проковывании. В результате создавались крицы-заготовки, которые и использовались для дальнейшего производства железных изделий.
Столь непростой, многостадийный процесс требовал, конечно, более длительного времени для его освоения, нежели выплавка меди и бронзы. Это и считается основной причиной более позднего внедрения железа в жизнь людей.
Но как бы то ни было, человечество все-таки совершило очередной рывок по пути своего прогресса, перейдя в итоге из бронзового века в век железный. И даже сейчас, когда широко используются всевозможные пластмассы и композитные материалы, мы все-таки продолжаем жить в железном веке, поскольку железо остается основным материалом нашей реальности. Хотя, конечно, технология получения железа и стали очень сильно изменилась по сравнению с древними временами…
Рис. 14. У мартеновской печи
Вот так вкратце выглядит история освоения металлов человеком в учебниках. Картинка на первый взгляд кажется гладкой и абсолютно непротиворечивой. Но это, как выясняется, только на первый взгляд и только в учебниках…
Медная Северная Америка
Хорошую иллюстрацию к жизни общества в медном веке предоставляет нам Северная Америка. Когда сюда вслед за Колумбом прибыли искатели приключений и драгоценных металлов, местные индейцы не знали не только железа, но и бронзы. Основным их металлом была самородная медь.
В центральной части североамериканского континента к югу от области Великих озер располагается одна из самых больших речных систем мира – Миссисипи, которая охватывает огромную территорию. Благодаря этой речной системе, которая служила хорошей «транспортной сетью», здесь сложился ареал развитой культуры, созданный примитивными охотниками и собирателями, и получивший в науке название Вудленд. К этому времени тут впервые появляется керамика, традиция строительства погребальных курганов, складываются зачатки земледелия, а также появляются изделия из меди. Эпицентр этой культуры располагался вдоль течения Миссисипи и ее притоков – рек Миссури, Огайо и Теннеси.
Основными «медными» центрами в данном регионе были Висконсин, Миннесота и Мичиган. Уже в очень давние времена – в V–III тысячелетии до нашей эры (по современной датировке) – талантливые местные мастера изготавливали медные наконечники стрел и копий, а также ножи и топоры. Позднее люди культур адена, хоупвелл и Миссисипи, последовательно сменявшие культуру Вудленд, создавали превосходные медные подвески и прикладные украшения, а также ритуально-мемориальные «доски» и декоративные изысканно украшенные тарелки и блюда из листов кованой меди. К моменту появления здесь европейцев у северо-западных индейцев уже имелись даже своеобразные «деньги» в виде пластинок из чистой меди.
Рис. 15. Ареал культуры хоупвелл
Однако, несмотря на эти достижения, обработка меди велась примитивным способом. Плавка была неизвестна индейцам. Медь добывали из наиболее чистых рудных жил, затем расплющивали при помощи молота, а когда она достигала достаточно мягкого и податливого состояния, нарезали листы необходимой формы. Прямо на них гравировали узор, используя резцы из камня или кости.
До недавнего времени считалось, что индейцы североамериканского континента использовали лишь холодную ковку, хотя ряд исследователей и допускал вероятность освоения местными мастерами также метода горячей ковки. Недавние же исследования внутренней структуры некоторых медных изделий подтвердили, что горячая ковка индейцам все-таки была известна. Проанализировав размер, форму и особенности зерен меди внутри изделий, исследователи пришли к выводу, что древние мастера обрабатывали заготовку тяжелым молотом, затем помещали ее на 5-10 минут в горячие угли, что размягчало медь и уменьшало ее хрупкость, и после этого повторяли цикл столько раз, сколько требовалось для получения тонкого медного листа. Процедура, как легко заметить, полностью совпадает с экспериментами, проведенными Н.Рындиной с сотрудниками (см. ранее).
Рис. 16. Медные мемориальные «доски» североамериканских индейцев
И даже на самом севере континента гренландцы и эскимосы использовали найденные медные самородки и делали из них гвозди, наконечники для стрел и другое оружие и инструменты без использования плавки. Шотландский купец-путешественник, агент канадской Северо-Западной (пушной) компании, Александер Макензи, описывая свое путешествие через североамериканский континент в конце XVIII века, свидетельствует о том, что чистая медь была широко распространена среди племен, живущих вдоль побережья Северного Ледовитого океана. Их наконечники стрел и копий выковывались «вхолодную», с помощью одного лишь молота.
И эти племена, и жители обширного региона Миссисипи использовали для изготовления своих изделий самородную медь из района Верхнего озера, расположенного на границе нынешних США и Канады. Здесь располагались ее богатейшие запасы.
Обычно в промышленных объемах самородная медь встречается очень редко. И в этом отношении медные руды района Верхнего озера уникальны. Рудоносная полоса протянулась тут по берегу одного из крупнейших озер мира приблизительно на полтысячи километров. И если самородки золота, вес которых превышает 10 килограмм, можно перечислить по пальцам, то по отношению к меди природа Северной Америки оказалась неизмеримо богаче и щедрее. Самородки этого металла, найденные возле Верхнего озера, на полуострове Кыосиноу, достигали веса 500 тонн!..
Рис. 17. На берегу Верхнего озера
В районе Верхнего озера в Северной Америке самородная медь была известна и добывалась очень давно – еще задолго до появления тут европейцев. К их приходу большая часть горных выработок уже поросла лесом. По данным М.Неймайра, старые открытые выработки и мелкие шахты тянулись в пределах меденосной полосы приблизительно на двести километров. Возле них были найдены каменные молотки, древесный уголь, медные орудия труда.
Современная промышленная добыча меди велась тут с 1845 по 1968 год. За это время было получено около 5,5 миллиона тонн меди. C 1968 года рудники законсервированы. Остаток же запасов оценивается примерно в 500 тысяч тонн меди.