Без химии и нефтеперерабатывающих заводов: как шумеры изобрели асфальт 4000 лет назад

Ученые исследовали материалы на основе битума из древнего города Абу-Тбейра, поселения третьего тысячелетия до н. э. вблизи Ура. Исследователи проанализировали 59 образцов и обнаружили, что ремесленники придерживались точных, повторяющихся технологических "рецептов", пишет Arkeonews.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Вместо того, чтобы полагаться только на сырой битум, древние ремесленники тщательно сбалансировали растительные волокна, минеральные порошки и контролировали нагрев, чтобы достичь определенных свойств.

Битум широко использовался в Месопотамии для герметизации лодок, обработки корзин, крепления кремневых лезвий к инструментам, а также формировался в блоки для торговли. Однако сырой битум мог размягчаться под воздействием тепла, трескаться при охлаждении или становиться слишком липким. Ремесленники решали эти проблемы путем целенаправленной модификации.

С помощью цифровой микроскопии высокого разрешения и обработки изображений с помощью машинного обучения исследователи изучили внутреннюю структуру артефактов, не повреждая их. Ученые сосредоточились на мезоструктуре — распределении пор, волокон и минеральных включений. Микроскопические узоры показали четкий выбор состава, а не случайное смешивание.

Статистический анализ выявил четыре основные группы составляющих. Клей, использовавшийся для серпов, содержал большое количество растительных волокон и мало минеральных веществ. Волокна укрепляли материал и уменьшали трещины под воздействием повторяющихся нагрузок.

Прямоугольные торговые слитки имели стандартизированный состав с растительными и неорганическими добавками, что свидетельствует об организованном производстве и, возможно, специализированных мастерских.

Сферические битумные предметы имели однородную структуру, богатую минеральными включениями, и, вероятно, служили компактными запасами для дальнейшего повторного использования.

Герметики, связанные с камышовыми конструкциями, сочетали растительные и минеральные добавки для улучшения водонепроницаемости и долговечности в болотистой местности.

Пористость также варьировалась, отражая различия в циклах нагрева и интенсивности смешивания. Следы многократного нагрева указывали на систематическую переработку. Битум восстанавливали из поломанных инструментов и разобранных лодок. Однако чрезмерный нагрев делал материал хрупким, поэтому ремесленники корректировали рецептуры, добавляя новые волокна или наполнители.

Современная асфальтовая инженерия использует подобную логику. Сегодня целлюлозные или синтетические волокна укрепляют асфальт, а минеральные наполнители регулируют вязкость и улучшают долговечность.

Параллели показали, что как древние, так и современные строители реагировали на одинаковые материальные вызовы подобными решениями: контроль температуры, укрепление структуры и баланс между гибкостью и прочностью.

Исследование также ознаменовало методологический сдвиг. Вместо того, чтобы сосредоточиться только на химическом анализе, команда применила вычислительный анализ изображений, который обычно используется в дорожной инженерии. Сочетая микроскопию и многомерную статистику, они реконструировали древние методы производства не повреждая артефакты.

Эти выводы поставили под сомнение представление о том, что ранние городские общества полагались на простые техники. Доказательства из Абу-Тбейры показали стандартизированное производство, техническую специализацию и знания, передаваемые из поколения в поколение.

Также мы рассказывали о том, как небольшой остров у побережья Шотландии стал тюрьмой. Его скалы поднимаются на 107 метров над уровнем моря, образуя почти вертикальные стены из бледного камня.