Идея статьи о современных методах исследования в археологии пришла после прочтения комментария о том, что историки сами мало понимают в точных науках, а представителей последних к своим материалам не допускают – чтобы не порушили теории… Все не так, конечно. Историки и археологи уже давно не просто пускают физиков, химиков, биологов к своим материалам – активно приглашают и ищут тех, кто согласен работать с ними. В исторических и археологических журналах вы встретите и исследования состава материалов находок, и заключения биологов о растительном и животном мире вокруг поселений, и многое другое…
Давайте посмотрим, как исследуют находки из металла. В основном – мечи, как очень наглядный пример. Поскольку из-за особого отношения к мечам, к ним зачастую применяют самые современные и совершенные методы.
Итак, вот она – находка, и очень повезло, если в таком состоянии.
Больше вероятно, что в таком.
Что можно про нее узнать после тщательного измерения и фотографирования в исходном виде? Если есть возможность – еще до расчистки делают рентгенографию, идеально - компьютерную томографию. Это существенно помогает в расчистке.
После расчистки, но до консервации можно провести анализ метала, обычно это рентгеновская спектрометрия (XRF). Зачастую выполняется компактными или переносными приборами. Часто подобные анализы встречаются при анализах бронзы, серебра. В идеальном случае используется еще и абляционная масс-спектрометрия (метод точной лазерно-абляционной изотопно-чувствительной масс-спектрометрии). Последний метод позволяет, например, определить изотопный состав свинца в составе изделий, что позволяет установить регион его происхождения.
Или в это время, или уже после консервации, обычно снова выполняют рентгеновские снимки и/или томографию, в идеальном случае – высокого разрешения (HRCT, micro-CT, high-resolution micro-CT). Такие снимки могут как дать общие данные об устройстве, например, рукояти меча, так и выявить внутреннюю структуру изделия вплоть до отдельных сварных швов и шлаковых включений. Последнее, конечно, зависит от разрешения используемого прибора.
Вот сечение, показывающие устройства рукояти меча.
Так выглядит выбор сечения.
А вот сечения, показывающие неравномерность внутренней структуры клинка.
А так можно выяснить, как именно был сварен узорный дамаск.
Кроме рентгеновской томографии, может (редко) применяться нейтронная томография или синхротронная томография. Нейтронная томография, кроме получения картины внутренней структуры объекта, позволяет получать и данные о химическом составе.
На этом неразрушающие и почти неразрушающие методы исследования заканчиваются. И встает вопрос – можно пилить или нельзя пилить? То есть, будет ли делаться металлографическое исследование?
В самом простом варианте, существующем еще с 19 века, для исследования берут образец, полируют его, и изучают под микроскопом, предварительно обработав травящими реагентами для лучшего различения структуры металла. Здесь существует выбор: иногда можно взять (музей/владелец разрешает взять) только маленький образец в несколько кубических миллиметров. По такому образцу можно сделать заключение о структуре металла, но оно, в отрыве от данных других исследований, может оказаться и ложным. Например, можно сделать вывод о том, что изделие изготовлено из одной заготовки – а оно окажется сварным. Кроме того, все исторические изделия отличаются высокой неравномерностью состава. Например, содержание углерода легко может отличаться в 2-3 раза даже на близких участках. Оттого ученые предпочитают выполнять полные сечения, или в крайнем случае, полусечения мечей.
Вот так:
Вот как это выглядит при увеличении:
На таких сечениях обычно выполняются измерения твердости металла – обычно по методу Виккерса. На снимках видны отпечатки от алмазной пирамидки. Далее, до травления образец можно изучить на электронном микроскопе и провести его химический анализ на нем же (SEM-EDX). В зависимости от возможностей прибора, можно выполнить измерения в нескольких точках, а можно выполнить картирование/сканирование, и получить картину распределения определенного элемента в поле зрения.
При отсутствии доступа к электронному микроскопу, состав металла в сечении может быть измерен и при помощи все той же рентгеновской спектрометрии. На стационарных приборах также может быть выполнено картирование образца, но, разумеется, с куда меньшим разрешением, чем на электронном микроскопе.
К сожалению, полный такой комплекс исследований – долго, дорого и не всегда возможно. Например, работа по изучению 32 раннесредневековых мечей узорного дамаска из Германии заняла более двух лет, и еще около двух лет – на подготовку публикации данных. При том, что проводилась только микротомография, и только для одного меча – металлографическое исследование.
Про один из плодов этого исследования есть статья на канале – “Меч 6го века из узорчатого дамаска” (ссылка ниже).
В случае меча 10го века из Гроссенвизена (ссылка ниже) была выполнена только томография обычного разрешения – был доступен только такой прибор, а металлографию решили не делать.
Однако именно такой, полный комплекс исследований позволяет действительно получить максимум информации о находке, и если будет на то желание и необходимость, попытаться изготовить более или менее точную копию – из максимально близких материалов.
Пожелаем же исследователям интересных находок и заинтересованных коллег с качественном оборудованием!
Про полностью исследованный и заново изготовленный меч 6го века из Бекума можно прочесть здесь.
Про находку и исследования меча 10 века из Гроссенвизена можно прочесть здесь.
А про находку трех мечей 11 века в Цепле, для которых выполнялась только рентгенография, можно прочесть здесь.
Основные источники к статье: “Клинки узорчатого дамаска…” Леманн Ульрих 2016; Вульф, Троллер-Реймер, Леманн Роберт – серия статей в сборнике “Новости из ранней истории Нижней Саксонии” 2015; “Мечи VLFBERHT из … собраний … музеев Берлина” Петри 2017.
Подробности и точные ссылки – в карточке статьи на Kopist.site.
Подписка, комментарий, лайк или репост помогут развитию канала! Спасибо!
