Скифская технология обработки железа и стали обнаружена в горах Алтая

Фото из открытых источников

В исследовании впервые анализируется коллекция железных артефактов из замерзших гробниц Пазырыкской культуры на Монгольском Алтае, устанавливается их возраст около 400 г. до н. э. и раскрываются их передовые металлургические технологии.

Высоко в Алтайских горах Монголии, на стыке границ Монголии, России, Казахстана и Китая, мёрзлая земля тысячелетиями хранила секреты воинов-кочевников-скифов. Международная группа исследователей обнаружила и проанализировала уникальную коллекцию железных предметов, найденных в захоронениях пазырыкской культуры, что открывает один из важнейших технологических моментов в истории Евразии: появление и освоение железа в степях.

Исследование, опубликованное в журнале Archaeological and Anthropological Sciences, посвящено анализу железных ножей и конских удил, найденных в захоронениях пазырыкского типа в аймаке Баян-Улгий на западе Монголии. Впервые исследование сочетает металлургический анализ предметов с радиоуглеродным датированием органических материалов, найденных вместе с ними, что позволяет получить точное представление об их технологии и хронологии.

Скифские культуры, распространившиеся по евразийским степям в первом тысячелетии до нашей эры, славятся своим мастерством верховой езды, искусством в зверином стиле и, что особенно важно, ранним использованием железа. В начале XX века раскопки на городище Пазырык в российском Алтае выявили замёрзшие гробницы, в которых сохранились исключительно хорошо татуированные человеческие тела, принесённые в жертву лошади, а также деревянные и текстильные изделия, поразительно соответствующие описаниям греческого историка Геродота.

Недавнее открытие аналогичных захоронений на монгольской стороне Алтайских гор позволило археологам расширить свои знания об этой культуре. Обширные евразийские степи, от Причерноморья до Алтая, находились под влиянием довольно однородной скифской культуры, отмечают авторы исследования, подчёркивая ключевое положение этого региона как точки конвергенции и обмена.

Железные артефакты, проанализированные в данном исследовании, происходят из 38 могил, раскопанных в период с 2005 по 2014 год в рамках проекта «Евразиат». Предметы делятся на две основные группы. Группа 1 включает функциональные артефакты, в основном небольшие ножи, требующие прочного и долговечного лезвия. Группа 2 включает конские удила – наиболее распространённые железные предметы, найденные на этих памятниках и необходимые для контроля за конным хозяйством этих кочевых народов.

Чтобы определить, когда эти предметы были помещены в гробницы, исследователи провели радиоуглеродное датирование пяти образцов органических материалов, найденных вместе с железом: шкуры (или меха), растения и трех деревянных предметов.

Результаты, калиброванные с вероятностью 95,4%, позволяют отнести строительство этих гробниц к узкому временному диапазону. Четыре из пяти образцов последовательно указывают на дату около 400 г. до н. э., то есть конец V или начало IV века до н. э. Только один образец растения указывает на несколько более раннюю дату.

Авторы подчёркивают важность образца шкуры, поскольку, в отличие от древесины, она не подвержена «эффекту старой древесины» (использованию долгоживущих деревьев, которые могли быть срублены задолго до использования в погребении). Датировка шкуры совпадает с датировкой образцов древесины, что подтверждает хронологию. Эта находка имеет решающее значение, поскольку позволяет предположить, что эти монгольские захоронения значительно древнее классического Пазырыкского памятника в России, который датируется периодом между 300 и 240 годами до н. э.

Но как были изготовлены эти предметы? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи провели тщательное металлографическое исследование, включающее изучение внутренней структуры металла под микроскопом. Они взяли небольшие образцы предметов, отполировали их и обработали химическим реагентом, чтобы выявить их микроструктуру.

Анализ показал, что все предметы были изготовлены из железа, полученного методом «кричной плавки» . Это был первый исторический метод получения железа: железную руду нагревали в печи до температуры, достаточной для отделения металла от породы, но недостаточно высокой для его полного расплавления. В результате получалась губчатая масса железа, смешанная со шлаком (примесями), которой затем придавали нужную форму.

Самое важное, что пазырыкские мастера не довольствовались железом, выходящим из печи. Исследование показало, что они применяли методы науглероживания. Этот процесс, ключевой этап в создании стали, заключается в нагревании железного предмета в контакте с древесным углем в течение нескольких часов или даже дней. Углерод из угля проникает в поверхность железа, делая его твёрже и прочнее.

Наиболее явные следы такой обработки были обнаружены на острие кинжала (объект № 13). Под микроскопом можно было разглядеть тёмный, твёрдый слой «перлита» (богатой углеродом структуры) вдоль кромки, окружающий более мягкую внутреннюю часть «феррита» (низкоуглеродистого железа). Исследователи объясняют, что это уникальное структурное распределение наглядно иллюстрирует градиент концентрации, создаваемый диффузией атомов углерода с поверхности внутрь. Другими словами, они стратегически закалили только те части, которые в этом нуждались.

В нескольких ножах было обнаружено высокое содержание углерода в лезвии, в то время как рукоятка была изготовлена из более мягкого железа. Это свидетельствует о глубоком понимании свойств материала и способности избирательно применять термическую обработку для улучшения эксплуатационных характеристик изделия. Это технологическое достижение позволило бы железу стать материалом с превосходными функциональными свойствами, утверждается в исследовании.

Напротив, удила (группа 2) были изготовлены преимущественно из низкоуглеродистого железа без какой-либо закалки, поскольку их назначение не требовало острого края. Это позволяет предположить, что этим материалом, вероятно, было железное сырье, полученное непосредственно в процессе плавки.

Находка бронзового оружия на тех же памятниках свидетельствует о том, что пазырыкское общество находилось в процессе полного перехода от бронзы к железу. Железо, особенно после науглероживания до состояния стали, давало явное преимущество для изготовления более эффективных инструментов и оружия. Ни одно бронзовое изделие не может сравниться с ними, отмечается в тексте, касающемся закаленных ножей.

Более того, широкое использование железа для изготовления удил подчёркивает важнейшее значение верховой езды и мобильности для этих народов. Авторы приходят к выводу, что железо и конь, вероятно, стали двумя столпами, способствовавшими возникновению довольно однородной скифской культуры, известной своей мобильностью.

Один ключевой вопрос остаётся без ответа: производили ли пазырыкцы железо самостоятельно или импортировали? На сегодняшний день на Алтае не обнаружено плавильных печей пазырыкского периода. Однако исследование предполагает, что технология плавки, требующая минимальных первоначальных вложений и подходящая для мелкосерийного производства, могла применяться локально и спорадически кочевыми общинами, оставив после себя мало археологических следов.

Исследователи предполагают, что эта технология пришла с запада, возможно, через степи, и что скифские народы, такие как пазырыкцы, сыграли ключевую роль в её распространении. Примечательно, что период использования железа, выявленный в данном исследовании (с IV века до н. э.), совпадает с инкубационным периодом первой степной империи: хунну.

Исследование устанавливает прямую технологическую связь: традиция обработки железа, основанная на процессе крицы и науглероживания, выявленная в пазырыкских предметах, в точности такая же, как и та, что была обнаружена столетия спустя в железных артефактах империи Хунну (I в. до н. э. — I в. н. э.) и даже в более поздние периоды, такие как монгольская эпоха.

Исследование раскрывает технологические секреты древних кузнецов-кочевников и определяет пазырыкскую культуру Монголии как основополагающее звено в цепи, которая привела железо к тому, что оно стало технологической основой великих степных империй. Степные общины не были просто пассивными получателями иностранных технологий, а развивали, адаптировали и передавали металлургические знания, которые сыграли важнейшую роль в становлении организованной политической власти в самом сердце Азии.