Новое исследование, опубликованное в Journal of Archaeological Science: Reports, раскрывает, как более 4000 лет назад ремесленники города Абу-Тбейра в Южной Месопотамии создавали сложные битумные материалы. Эти вещества, получаемые из природной смолы на основе нефти, применялись для герметизации лодок, склеивания инструментов и изготовления водонепроницаемых контейнеров.
Контроль над свойствами битума
Сырой битум был труднообрабатываемым. Он размягчался на жаре, трескался при хрупкости или становился слишком липким для работы. Чтобы улучшить его характеристики, шумеры добавляли растительные волокна и минеральные порошки, а также тщательно регулировали нагрев. Такой подход позволял создавать прочные и гибкие материалы, предвосхищая современные методы производства асфальта и композитов.
Исследователи проанализировали 59 образцов битума с помощью цифровой микроскопии и ИИ. Вместо простого химического анализа они изучали мезоструктуру — пористость, распределение волокон и минеральных включений. Так удалось увидеть, что мастера сознательно продумывали структуру материалов, делая их одинаковыми и удобными для конкретных целей.
Разные рецепты для разных целей
Статистическая обработка данных показала четыре основных типа битумных композитов:
- клеи для инструментов. Для крепления кремневых лезвий к серпам использовались материалы с большим количеством растительных волокон, что увеличивало гибкость и предотвращало трещины при нагрузках.
- торговые слитки. Прямоугольные блоки имели однородную структуру, подходящую для транспортировки и повторного нагрева. Они демонстрируют систематизированное производство и, возможно, мастерские, специализировавшиеся на этих заготовках.
- круглые объекты. Обнаруженные ранее загадочные элементы оказались компактными запасами переработанного битума с высоким содержанием минералов, готовыми к повторному использованию.
- герметики и гидроизоляционные смеси. Для изготовления корзин и конструкций из тростника использовалась сбалансированная смесь волокон и минеральных добавок, обеспечивающая водонепроницаемость и долговечность.
Различия в пористости указывали на разные циклы нагрева и интенсивность перемешивания.
Битум был ценным ресурсом, поэтому отходы перерабатывались. Остатки из сломанных инструментов и конструкций повторно нагревались и корректировались добавлением волокон или минеральных наполнителей, чтобы восстановить прочность и гибкость. Подобная практика напоминает современные принципы циркулярной экономики, когда материалы многократно возвращаются в производство.
Параллели с современными технологиями
Сегодня инженеры добавляют в асфальт целлюлозу или синтетические волокна, чтобы он не трескался, и минеральные порошки, чтобы регулировать вязкость. Более 4000 лет назад шумеры делали почти то же самое с битумом: они подбирали состав и температуру, чтобы материал был одновременно прочным и гибким. У них не было лабораторий и приборов, но систематические эксперименты и передача знаний из поколения в поколение позволяли получать одинаково качественные результаты каждый раз.
В этом исследовании ученые использовали компьютерный анализ изображений и сложную статистику, чтобы воссоздать, как шумеры производили свои материалы, не разрушая ни одного артефакта. Такой подход показал, что древние мастера прекрасно понимали свойства битума и умели управлять им так же умело, как современные инженеры управляют асфальтом и композитами.
В ОАЭ нашли 3500-летний узел торговли между Месопотамией и Индией
Где зародилось сельское хозяйство 12 000 лет назад: новые данные
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram