Ученые обнаружили прогресс в металлургии медных сплавов у ранних викингов Дании

Анализ состава металлических изделий, слитков, тиглей и литейных форм VIII–IX веков из датского города Рибе помог ученым определить, как развивалась цветная металлургия в начальный период эпохи викингов. В течение этого времени мастера заметно продвинулись в выработке рецептуры медных сплавов, переходя от случайных комбинаций легирующих компонентов к все более последовательному получению сплавов определенного состава. Кроме того, металлурги начали изготавливать тигли с улучшенными огнеупорными свойствами. Об этом сообщает статья в журнале Archaeological and Anthropological Sciences.

Наступление эпохи викингов историки связывают с началом регулярных торговых, грабительских и колонизационных морских походов скандинавов в страны Европы. Эта эпоха пришла на смену германскому железному веку (V–VIII века), на протяжении которого в Скандинавии сложились институты общественной иерархии, на основе племенных объединений сформировались ранние королевства, а также появились города.

Одним из первых городов, возникших на рубеже германского железного века и эпохи викингов, был Рибе, расположенный на побережье Северного моря в юго-западной части Дании. Еще в начале VIII века здесь появилось торжище, на котором местные жители контактировали с норвежскими мореходами (об этих контактах говорят находки рога северного оленя и изготовленных из него гребней). Город на этом месте возник не сразу, но уже в самых ранних археологических слоях Рибе ученые находят не только остатки импортных и местных товаров (бусины, фрагменты керамики и стекла, кусочки янтаря), но и признаки существования литейных мастерских. Это обломки тиглей, формы, слитки, шлак и готовые изделия из медных сплавов и драгоценных металлов.

Группа датских исследователей во главе с Ваной Орфану (Vana Orfanou) из Орхусского университета проанализировала изменения состава литейных сплавов в Рибе по находкам из слоев, датируемых 700–790 (конец железного века) и 790–850 (начало эпохи викингов) годами. Металлургическая керамика и слитки (большая часть их выполнена в форме прутков) были взяты из числа находок на двух участках, раскопанных в Рибе на расстоянии около 70 метров друг от друга. Выборку готовых изделий составили ключи и броши, обнаруженные в разных районах Дании, но типологически соответствующие предметам из Рибе и предположительно происходящие из местных мастерских.

Сначала авторы работы изучили поверхность 743 фрагментов тиглей и 383 фрагментов литейных форм с помощью рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) на содержание металлов в слое шлака. На 71 проценте образцов обнаружились медь, цинк, олово и свинец (в составе оксидов), а также драгоценные металлы. Чаще всего на внутренних поверхностях присутствовал цинк; медь встречается одинаково часто как с внутренней, так и с наружной стороны емкостей. Следы серебра нашлись на фрагментах тиглей железного века в пяти процентах случаев, а эпохи викингов — в 13 процентах. Следы золота были обнаружены лишь на двух осколках, относящихся к 790–850 годам.

Затем образцы, взятые из 54 фрагментов тиглей и 12 фрагментов форм, подвергли более глубокому анализу методом микро-РФА. Для изготовления металлургической керамики местные мастера использовали глины различного состава, которые ученые отнесли к двум группам. В группу A вошли глины с пониженным средним содержанием глинозема Al₂O₃ и повышенным — диоксида титана TiO₂; в группу B — с обратным соотношением этих компонентов. Оказалось, что в VIII веке при изготовлении тиглей металлурги использовали глины с заметными различиями в составе. В следующем столетии свойствам сырья уже придавали большее значение и, по-видимому, предпочитали брать его из определенных месторождений. При этом для значительной части керамики выбирали глину группы B с меньшим содержанием диоксида титана и лучшими огнеупорными свойствами. Сырье для литейных форм относится к группе A, но содержит большое количество кремнезема, что говорит о добавлении песка.

Исследователи также применили метод микро-РФА для анализа состава материала в 24 слитках и 24 готовых изделиях. Три бронзовых слитка оказались сильно корродированы, и содержание компонентов в них установить не удалось. Большинство слитков состоит из латуни, которую получали из меди и галмея — карбонатной или силикатной цинковой руды. Содержание компонентов в сплавах VIII века сильно колеблется: от 66,3 до 90,1 процента меди, от 2,8 до 32,4 процента цинка и от 0,4 до 2,4 процента свинца. В некоторых образцах обнаружено и олово — от 0,5 до 5,8 процента, в одном — 6,4 процента серебра. Состав сплавов первой половины IX века выглядит более унифицированным: 75,1–82,2 процента меди, 14,8–22,4 процента цинка и 0,4–2,4 процента свинца. Несколько слитков содержат от 0,6 до 1,6 процента олова. Материал готовых изделий на протяжении всего изученного периода был связан с их назначением: ключи отливались из свинцовой бронзы (по-видимому, из-за ее лучших литейных свойств), а броши — из похожей на золото латуни.

Состав латуни в брошах с конца VIII века также становится более постоянным и нередко включает целых три легирующих компонента — цинк, свинец и олово. Гранулы олова и меди, а в одном случае — серебра, были идентифицированы при исследовании тигельного шлака методом электронно-зондового рентгеноспектрального анализа. Отсутствие гранул цинка и свинца может объясняться тем, что эти металлы сравнительно легко переходят в газовую фазу (свинец начинает испаряться при температуре выше 500 градусов, а цинк — при 906 градусах).

Орфану и ее коллеги полагают, что свинец и особенно олово с серебром попадали в сплавы благодаря повторному использованию бронзового и латунного лома. Непостоянные концентрации компонентов, главным образом в VIII веке, могут быть обусловлены смешением вторичного сырья при отсутствии стандартной рецептуры. Ее выработка началась в IX веке, возможно, после того, как викинги познакомились с металлургическим мастерством других народов.

Ранее археологи рассказали, как кельтское бронзовое украшение для конской упряжи, вывезенное викингами с Британских островов, превратилось в Норвегии в женскую брошь. Также ученые выяснили, что наступление бронзового века в Скандинавии было связано с миграциями населения из других районов Европы, а непреднамеренная стандартизация бронзовых слитков привела к появлению ранней формы денег в центральноевропейском регионе и на юге Скандинавии.