Сохранность оружия терракотовой армии объяснили оловом в сплаве и особенностями почвы

Прекрасную сохранность бронзового оружия воинов терракотовой армии, которая была погребена более двух тысяч лет, объяснили высоким содержанием олова в бронзе, говорится в Scientific Reports. Свою роль также сыграли особенности почвы: она оказалась слабощелочной, с плохой аэрацией и небольшим количеством органических веществ, которые способствуют коррозии.

Терракотовая армия была создана для мавзолея первого императора Китая Цинь Шихуанди. Он закончил междуусобную войну, длившуюся 250 лет, и объединил под своей властью семь государств внутреннего Китая. Вместе с императором было похоронено около восьми тысяч статуй пехотинцев, всадников и боевых колесниц. Статуи воинов были сделаны в полный рост с полным вооружением. Вместе с терракотовыми фигурами археологи нашли, в том числе, бронзовые мечи, копья, более 40 тысяч бронзовых наконечников стрел, обычно в пучках по сто штук, которые, по-видимому, лежали в деревянных колчанах. Деревянные части вооружения практически полностью разложились, а металлические по большей части сохранились очень хорошо — их поверхность осталась блестящей и практически нетронутой. Оружие древние мастера сделали из бронзы (сплав меди и 5–25 процентами олова).

После того, как исследователи нашли оружие терракотовых воинов, они не переставали гадать, каким образом в течение двух тысяч лет удалось сохранить металл в прекрасном состоянии. Они предположили, что древние оружейники использовали какое-то антикоррозийное покрытие. На некоторых бронзовых деталях оружия ученые нашли следы оксида хрома и предположили, что древние китайцы умели делать конверсионное хроматное покрытие, защищавшее сплав от ржавчины. По другой версии, соединения хрома были просто загрязнениями в почве, а защиту металла от коррозии обеспечил обогащенный оловом слой у его поверхности. Но это исследование проводилось на малом числе образцов и ученым не удалось убедительно доказать наличие соединений хрома в окружавшей терракотовую армию почве.

Китайские и британские ученые под руководством Маркоса Мартинон-Торреса (Marcos Martinon-Torres) из Кембриджского университета решили выяснить, как часто соединения хрома встречаются на поверхности оружия, есть ли корреляция между их присутствием и сохранностью металла, откуда взялись соединения хрома и наносили ли их сознательно, или же это были загрязнения. В качестве образцов авторы использовали наконечники и хвостовики стрел, лезвия и рукояти мечей, части спусковых механизмов арбалетов — всего 464 предмета. Их они анализировали с помощью рентгенофлуоресцентной спектроскопии, рамановской спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии.

Ученые обнаружили соединения хрома только на 37 образцах (8 процентов), причем в основном на рукоятках и спусковых крючках арбалетов, а не на лезвии мечей или наконечниках стрел. При этом никакой корреляции между их присутствием и сохранностью оружия не было. Авторы не нашли соединений хрома ни в почве, ни в разноцветных пигментах, которыми покрывали части статуй и фрагменты внутреннего убранства мавзолея. Зато следы хрома обнаружились в лаке, которым покрывали поверхности, перед тем как нанести на них пигменты. Авторы предположили, что лак наносили не только на терракоту, но и на деревянные части оружия, чтобы предохранить их от разложения. В этом случае лак попадал и на металлические части оружия, которые находились рядом с деревянными поверхностями.

Хорошую сохранность бронзовых частей вооружения авторы объяснили присутствием в сплаве олова и особенностями местной почвы. Как показали другие исследования, в бронзах с высоким содержанием олова на поверхности образуется обогащенный оловом слой, который препятствует коррозии. Сохранить металл в хорошем состоянии помогла и почва, в которой лежало оружие. Исследователи замеряли водородный показатель почвы в раскопах, где нашли терракотовую армию, и убедились, что почвы слабощелочные (рН= 8.1-8.5). В них металлы сохраняются гораздо лучше, чем в кислых почвах. Кроме того, сыграли роль плохая аэрация почвы, мелкие частицы, из которых были сложены осадочные породы и небольшое количество органических веществ, которые ускоряют коррозию.

«Высокое содержание олова в бронзе, технология закалки и особый характер местной почвы могут объяснить замечательную сохранность оружия. Но возможно, что династия Цинь разработала таинственный технологический процесс и это заслуживает дальнейшего изучения», — говорит соавтор исследования Сючжэнь Ли из Института археологии Университетского колледжа Лондона.

Ранее исследователи выяснили подробности создания терракотовой армии. Глиняную смесь, из которой изготавливали фигуры, делали централизованно неподалеку от усыпальницы, а потом распределяли между отдельными мастерскими.

Екатерина Русакова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Глубоко копнули

Как разорители древних городов стали археологами

Мнение редакции может не совпадать с мнением автора

Ни для кого давно уже не секрет, что археологические раскопки — это научное мероприятие, а не способ обогатить музеи. Но так было не всегда. Археологии-то всего лет 200 с небольшим. Какие изменения должны были произойти в отношении к материальному наследию человечества, чтобы охотники за сокровищами превратились в его хранителей? В честь Дня археологии продолжаем экскурс в историю этой науки. Юлли Улетова, автор телеграм-канала «Помпеи изнутри», рассказывает, как за сто лет раскопщики древнеримских городов перешли от хаотичного поиска древностей к вполне научным методам исследования. Когда никакой археологии не было и в помине, все случайно найденные античные артефакты оценивались исключительно с точки зрения красоты. Обычные бытовые предметы если и вызывали интерес, то несравненно меньший, чем уникальные вещи. Вот с таких находок и началась история раскопок засыпанных Везувием древнеримских городов. Из всех погибших в 79 году населенных пунктов вокруг вулкана известнее всего стали Помпеи. Но первым из них нашли Геркуланум. Его как и Помпеи, накрыло многометровым слоем вулканического мусора, и о нем так же все забыли. Землю на этой территории за несколько веков распределили под частные постройки или посадки. Шахты австрийского герцога На одном из таких частных участков в 1709 году неизвестный крестьянин копал колодец и наткнулся на мраморные обломки статуй. Крестьянин — человек темный, что это такое, ему было неведомо. Однако о находке узнал командир стоявшего неподалеку австрийского полка. Это был не простой военный, а французский аристократ, герцог д’Эльбёф — он сразу понял, что за куски попались крестьянину, и выкупил землю вокруг колодца. У герцога рядом — в городке Портичи — была вилла, и д’Эльбёф понимал, что на выкупленной территории есть неплохой шанс найти целые статуи. Он нанял рабочих и начал раскопки. Чтобы добраться до уровня древнеримского города, рабочим пришлось пробивать шахты в очень твердом грунте. Работа велась крайне странным для нас, но вполне нормальным для XVIII века способом: шахту пробивали до тех пор, пока она не достигала чего-то интересного — древней стены или предмета. Если шахта без находок упиралась в античное мощение, то дальше ее пробивали в сторону — получались штольни. Поэтому движение раскопщиков под землей было хаотичным. Несколько месяцев трудились люди д’Эльбёфа. Первыми на поверхность вышли мраморные статуи женщин — Геркуланские девы. Статуи немаленькие — от 1,8 до 2 с лишним метров. Они, скорее всего, представляют знатных жительниц Геркуланума. В Древнем Риме была традиция ставить статуи известных горожан на главной площади или в общественных зданиях. Именно в древний театр рабочие герцога и прорыли шахты. За следующие пять лет д’Эльбёф сумел собрать небольшую коллекцию антиков из театра. Местоположение находок внутри здания никто не отмечал, и сейчас неизвестно, откуда они происходят. В 1716 году австрийский герцог отбыл на родину, а виллу и землю продал итальянскому герцогу Канналонге. И уже новый хозяин шарил по подземному Геркулануму в поисках ценных древних вещей, составляя коллекцию. Тоннели военных инженеров Через 20 лет Неаполь и вся территория вокруг Везувия перешли от Австрии к Испании, и испанский король Карлос стал правителем Неаполя, владельцем виллы и коллекции герцога Канналонги. Он принял соответствующее имя — Карл VII — и с удвоенной энергией принялся за собирание древностей. Вся начальная «археология» — это в большой степени влияние отдельных личностей. Поскольку правил не было, их приходилось придумывать на ходу. Следующие два года раскопки велись под руководством королевского военного инженера Алькубьерре. Методы остались прежними: рыли тоннели, пока не добирались до чего-то ценного. Находки аккуратно откапывали и выносили на поверхность, затем продолжали рыть дальше. Что это было — дом или улица, как лежали предметы и как они выглядели, никто не записывал. Никаких планов не составляли, дневников не вели, отвалы не вывозили, а просто перекидывали на уже очищенные места. Зато король был доволен пополнением коллекции. Высотой тоннели Алькубьерре были около двух метров, шириной — примерно метр. В них работали подневольные люди, часто заключенные. Чтобы они не сбежали, их приковывали внутри тоннелей. Воздух здесь был сырой, пыльный и иногда ядовитый. А когда у Везувия возрастала сейсмоактивность, случались обрушения. Можно представить, как относились эти первые археологи поневоле к своим обязанностям. Следующим за Алькубьерре руководителем поисков древностей для короля стал Пьер Барде де Вильнёв. Его подход оказался более научным. Во-первых, он решил, что рыть тоннели надо все же не хаотично, а системно — хотя бы вдоль улиц. Так будет проще найти вход в дом и проламывать стены не придется. За четыре года при Барде таким образом были раскопаны театр, базилика, коллегия августалов и другие здания. Во-вторых, Барде начал составлять планы зданий и улиц. Правда, без отметок, где и какие встречались находки. Но для второй половины XVIII века это был большой шаг вперед. Через четыре года, в 1745 году, Алькубьерре вернулся руководить раскопками Геркуланума, и методы Барде были забыты. Но Алькубьерре стал отмечать, где и какие предметы были найдены. Правда, не для будущих поколений, а для директора королевского музея — получалось подобие инвентарной описи, к которой не прилагалось ни общего плана раскопок, ни других документов. Шахты и тоннели Алькубьерре А в 1748-м начались раскопки и в Помпеях. Никто тогда еще не знал, что это за место. Алькубьерре выбрал несколько не связанных между собой мест для раскопок на значительном расстоянии друг от друга и велел прокопать шахты. Сейчас мы это, пожалуй, назвали бы разведочным шурфом, но он тоже требует соблюдения определенных правил, а в XVIII веке никаких правил не существовало. Рыли все тем же варварским методом — шахта вниз, от нее тоннели в разные стороны. Выкопанный грунт не вывозили, а перекидывали на тот, что уже проверили на ценные находки, и рыли дальше. Непримечательные предметы быта и сломанные вещи оставляли на месте и засыпали вместе с домом. Археологи позднего времени, работавшие уже по научной методике, часто встречались с последствиями этих работ. Техническая документация В это время у Алькубьерре перестало хватать времени на раскопки. Он надзирал и в Геркулануме, и в Помпеях, и в Стабиях, и вообще везде вокруг Неаполя, где найдется хоть что-то древнее. Он шел вверх и в карьере военного, и ему понадобился помощник по надзору за раскопками хотя бы для Геркуланума. Такой помощник там уже был — это тоже военный инженер, швейцарец Карл Вебер. Он работал в Геркулануме среди других обычных помощников Алькубьерре уже несколько лет, и в 1750 году ему поручили надзор за раскопками. Это назначение — большой скачок для археологии: инженер Вебер не мог работать без документации. Несмотря на ее огромное количество (люди, оборудование, раскопки, находки — все это нужно было ежедневно учитывать), он привел в относительный порядок данные о прошлых и текущих работах. Вебер делал это без указания сверху, дополнительной оплаты и уверенности в том, что это кому-то пригодится. Но его педантичность не осталась без награды — в этом же году под его руководством открыли огромную древнюю виллу. Комплекс ее построек занимает площадь в 2790 квадратных метров, и она до сих пор полностью не открыта. При Вебере ее раскапывали прежним методом тоннелей, но уже записывали и зарисовывали практически все: план тоннелей, шахт и помещений, детальный список находок на вилле, их описания, размеры и местоположение. Вебер даже сумел понять по напольным мозаикам, где должны быть дверные проемы — внутри тесного метрового тоннеля не всегда удается распознать, что перед тобой за помещение. Он отметил на плане, какие места нуждаются в дополнительном исследовании, и указал их предполагаемые функции. Карл Вебер применил свои нововведения и при раскопках Помпеи, при этом учтя ошибки в документах Геркуланума. Он внес предложение регулярно публиковать результаты раскопок, чтобы держать в курсе широкую публику. Однако король Карл VII отверг эту идею: ему нравилось коллекционировать древности и хвастаться ими в аристократических кругах Европы, но в научной работе он смысла не видел. Более того, на раскопки не было доступа ни у кого, кроме короля и тех, кому он хотел это позволить. Тем не менее, всю жизнь Карл Вебер следовал своему добровольному выбору — вести подробную документацию по раскопкам. К слову, ей пользуются даже сейчас, когда нужна информация об этих раскопках. Методами Вебера пользовался и помощник Алькубьерре по Помпеям — испанец, военный инженер и архитектор Франсиско (по-итальянски Франческо) Ла Вега. Первый план Помпей — вернее, всего того, что было раскопано, а потом засыпано за десяток лет, составил именно он. А с 1754 по 1757 годы они вместе руководили раскопками городской усадьбы к северу от Помпей. Дом засыпали сразу же, как только извлекли из него все красивое: фрески, скульптуры, статуэтки и мозаики. Но Вебер учел свои недочеты по Геркулануму и оставил будущим поколениям почти идеальный для того времени пакет документации по трехлетним раскопкам Владения Юлии Феликс. А Ла Вега пошел на повышение. Чертежи, планы и предложения В 1760-м Ла Вегу официально назначили управляющим раскопками в Помпеях. Власти у него стало больше — на новой должности он мог планировать работу в мертвом городе на какое-то время вперед, а не следовать за раскопщиками в надежде на новые находки. Через четыре года Вебер, руководитель работ в Геркулануме, ушел в отставку по состоянию здоровья и вскоре умер. Тогда и его обязанности перешли к Ла Веге. После этого он пригласил к себе работать брата Пьетро, тоже военного инженера и картографа. И продолжил сочетать поисковую работу с научной, собирая документацию по раскопкам. Раскопки за Геркуланскими воротами Помпей продолжались, и в 1770 году здесь нашли загородную виллу неизвестного помпейца. Это было большое поместье с садом, расположившимся на двух уровнях, с отделкой, достойной музея короля. Позднее по гробнице рядом ее назвали Виллой Марка Аррия Диомеда. Ла Вега ежедневно вел дневники раскопок виллы, записывал найденные помещения и работы в них. Все предметы описывал в деталях: дата и место находки, материал, размеры, состояние. В доме нашли много мелких вещей — посуду, монеты, предметы домашнего хозяйства. Сюжеты фресок и мозаик Ла Вега тоже описал, указал цвета и расположение элементов декора. А художник Джузеппе Кьянтарелли еще и зарисовал их. В 1780 году умер Алькубьерре, вся власть перешла в руки Франческо Ла Веги, и нововведения на раскопках пошли одно за другим. Раскопанные дома больше не засыпали, а извлеченный из них грунт — продукты извержения вулкана — вывозили за территорию раскопок. Все находки, которые не забирали в королевский музей, перестали считать ненужным хламом — их оставляли в Помпеях и показывали редким посетителям. Ла Вега хотел экспроприировать частную землю над Помпеями в пользу короля и мечтал о создании экскурсионных маршрутов — к к концу XVIII века он даже подготовил соответствующий проект. Но новому королю — Фердинанду IV — это было неинтересно, и идеи Ла Веги не получили поддержки. Зато удалось начать реставрацию (насколько это было возможно в то время) открытых ранее домов. Франческо Ла Вега управлял Помпеями до 1804 года, позже на его место заступил брат Пьетро. Следующие два года Пьетро Ла Вега не только следовал уже известным методам, но и придумал, как очертить территорию и наметить основные магистрали еще не раскопанного древнего города. Под его руководством провели раскопки вдоль городской стены — они позволили определить расположение ворот и подходящих к ним улиц. Вот в таких новых для Помпей и Европы хлопотах прошел XVIII век. Полевая археология, еще не имевшая названия, получила набор методов и правил, которые в будущем будут совершенствоваться и дополняться. Но еще сотню лет ей занимались в основном военные инженеры. Только в 1907 году управляющим раскопками Помпей (а также директором королевского музея) становится Микеле Ардити — юрист по образованию, антиквар и исследователь истории региона. Кроме собственно раскопок, ему поручается разработка комплексного плана археологической деятельности во всем Неаполитанском королевстве. Начинается новая эпоха — эпоха профессиональных полевых археологов.