Шумеры использовали «технологические рецепты», аналогичные современному асфальту

Фото из открытых источников

Группа исследователей обнаружила, что древние ремесленники Месопотамии применяли принципы материаловедения, удивительно похожие на те, которые используются сегодня для производства асфальта. Исследование, опубликованное в журнале Journal of Archaeological Science: Reports, показывает, что шумеры работали с битумом не случайным образом, а следовали точным «рецептам» для создания клеев, герметиков и строительных материалов, опередив более чем на 4000 лет методы, подтвержденные современной наукой.

Ученые проанализировали 59 образцов с археологического памятника Абу-Тбейра на юге Ирака, важного городского центра третьего тысячелетия до нашей эры. Используя цифровую микроскопию и алгоритмы машинного обучения, они смогли идентифицировать и количественно определить внутренние компоненты этих материалов, не повредив оригинальные образцы.

Битум, природный углеводород нефтяного происхождения, был высоко ценимым материалом в древней Месопотамии. Он использовался в качестве клея, гидроизоляционного материала и для изготовления различных предметов. Однако ремесленники обнаружили, что чистый битум имеет свои ограничения: он может быть слишком липким, размягчаться при нагревании или со временем становиться хрупким. Для решения этой проблемы они разработали различные формулы, добавляя два типа материалов: растительные (солома, тростниковые волокна) и неорганические (минеральный порошок, фрагменты горных пород или раковин).

Анализ изображений позволил исследователям выделить четыре основные группы объектов, каждая из которых имеет характерный состав:

• Клеи для инструментов: образцы, извлеченные из кремневых серпов, содержали большое количество растительного материала и очень мало неорганических веществ. Волокна служили армирующим элементом, обеспечивая гибкость и предотвращая растрескивание клея.
• Торговые слитки: Стандартизированные образцы демонстрировали очень однородный состав с систематическим присутствием как растительных, так и неорганических материалов. Исследователи полагают, что это были полуфабрикаты, подготовленные для транспортировки и впоследствии адаптированные по мере необходимости.
• Сферические объекты: их функция оставалась загадкой, но анализ показал очень однородную структуру с большим количеством неорганического материала и небольшим количеством растительных компонентов. Они могли служить «резервуарами» материала, которые формовались практически в тех случаях, когда остатки расплавленного битума необходимо было хранить и использовать повторно.
• Остатки герметика: Образцы, взятые из гробов или корзин из тростника, показали сбалансированное сочетание обеих добавок, направленное на обеспечение долговечности и водонепроницаемости.

Наиболее важным результатом исследования является поразительное сходство между этими кустарными методами, существовавшими более 4000 лет назад, и современными технологиями производства асфальта. Современные инженеры добавляют в асфальтовые смеси растительные волокна (такие как целлюлоза, джут или конопля) и минеральные добавки (известняк, цемент, зола), чтобы улучшить именно те свойства, которые искали шумеры.

Как отмечают авторы исследования, сравнение шумерских методов переработки битума с современными методами выявляет заметные преемственности в принципах материаловедения, особенно в стратегическом использовании добавок для адаптации свойств материала к конкретным областям применения.

В обоих случаях растительные добавки улучшают сцепление, гибкость и устойчивость к растрескиванию, особенно в экстремальных климатических условиях. Минеральные добавки, в свою очередь, повышают прочность, регулируют вязкость и защищают от старения.

Исследование также показывает, что шумеры использовали битум как дефицитный и ценный ресурс. Добавление соломы и минерального порошка не только улучшало технические свойства, но и позволяло «растягивать» материал, который часто приходилось транспортировать на большие расстояния.

Кроме того, широкое присутствие растительных остатков в образцах указывает на привычные методы переработки: использованный битум собирали, повторно нагревали и, с добавлением большего количества волокна для облегчения плавления, использовали в новых целях.

По мнению исследователей, это открытие демонстрирует, что технологические знания могут достигать высокого уровня сложности без формальных теоретических основ. Такая технологическая устойчивость на протяжении тысячелетий является убедительным свидетельством изобретательности и научной проницательности древних месопотамских ремесленников, заключает статья.

Их эмпирические открытия, разработанные на протяжении поколений путем систематических наблюдений и экспериментов, предвосхитили фундаментальные принципы, которые современная материаловедение впоследствии кодифицировало. Шумерские ремесленники, работавшие с битумом, соломой и камнями, уже открыли ключи к созданию долговечных материалов, отвечающих каждой конкретной потребности.