به نقل از خبرآنلاین از یورونیوز، ذوب فلز یک جهش بزرگ فناوری و نقطه عطفی در تاریخ بشر است که بسیاری آن را آغاز واقعی متالورژی می دانند.

در پی ابداع این فناوری، انسان ها در نقاط مختلف جهان با استفاده از مس و آلیاژهای آن، برنزهای مبتنی بر مس و قلع یا مس و آرسنیک، به ساخت ابزار، سلاح، زیورآلات و اشیای دیگر پرداختند.

با این حال پژوهش درباره اینکه انسان های آن دوران چگونه این اشیا را می ساختند کار ساده ای نیست، زیرا شواهد اندکی باقی مانده و آثار کشف شده نیز معمولا بسیار محافظت شده و حساس اند.

پژوهشگران حالا در دانشگاه ام آی تی آمریکا رویکردی جدید برای مطالعه نخستین فناوری های متالورژی معرفی کرده اند.

آن ها با استفاده از اسکن توموگرافی کامپیوتری پرتو ایکس (سی تی اسکن)، روشی که عمدتا در پزشکی استفاده می شود، به بررسی سرباره های 5 هزار ساله پرداختند؛ یعنی ضایعاتی که در نتیجه ذوب سنگ معدن باقی می ماند.

بنجامین ساباتینی، پژوهشگر مقطع فوق دکترا در دانشگاه ام آی تی، در این باره می گوید: سرباره هرچند تصویر کامل به ما نمی دهد، اما روایت هایی در خود دارد که چگونه جوامع گذشته توانستند مواد خام را از سنگ معدن به فلز تبدیل کنند. هدف این است که بفهمیم آنها از ابتدا تا انتها چگونه این اشیای فلزی درخشان را می ساختند.

در این پژوهش دکتر ساباتینی و آنتوان آلانور، استاد متالورژی و رییس مرکز پژوهشی مواد در باستان شناسی در دانشگاه ام آی تی، دریافتند که سی تی اسکن می تواند ساختارهای درونی، حفره ها و قطرات فلز و مواد معدنی را بدون آسیب زدن به نمونه ها آشکار کند.

دکتر آلانور می گوید: عصر مفرغ اولیه یکی از نخستین دوره های تعامل انسان با فلز است. آثار آن دوره بسیار مهم اند، اما مواد تشکیل دهنده آنها به خوبی از نظر علمی مطالعه نشده اند. سی تی اسکن روشی دگرگون کننده برای تصمیم گیری درباره محل برش و تحلیل نمونه هاست.

سرباره زمانی تشکیل می شود که سنگ معدن برای استخراج فلز حرارت داده می شود. این ماده مذاب شامل کانی های موجود در سنگ، فلزات واکنش نداده و معمولا افزودنی هایی مثل سنگ آهک است. سرباره سبک تر از فلز است، بنابراین روی مذاب قرار می گیرد و پس از سرد شدن مانند گدازه سخت می شود.

پژوهشگران این مطالعه از سرباره کشف شده در تپه حصار واقع در نزدیکی دامغان در جنوب ایران استفاده کردند؛ سایتی بسیار مهم و از نخستین مراکز شناخته شده ذوب مس که قدمت آن بین 3100 تا 2900 پیش از میلاد تخمین زده شده است.

آقای آلانور می گوید: این منطقه یکی از قدیمی ترین مکان هایی است که شواهد ذوب مس و تولید اشیای فلزی در آن یافت شده است. این شواهد بسیار خوب حفظ شده و نمونه ای مهم از جامعه سازمان یافته و تجارت در آن دوران است.

در پژوهش های پیشین، برخی از سرباره های تپه حصار حاوی مس بودند و نشان می دادند از ذوب مس به جا مانده اند، اما برخی هیچ اثری از مس نداشتند.

سی تی اسکن اما به پژوهشگران امکان داد تا قطرات فلزی سالم حاوی مس را شناسایی کرده و همچنین مسیر گازها و حفره هایی که تشکیل شده اند را بررسی کنند. این حفره ها اطلاعاتی درباره دمای ذوب، افزودنی ها و تکنیک های کاری ارائه می کنند.

در برخی سرباره ها ترکیبات فلزی آرسنیدی کشف شده بود که موجب بحث درباره نقش آرسنیک در ذوب اولیه مس شده بود.

پژوهشگران می گویند سی تی اسکن می تواند ابزاری قدرتمند در باستان شناسی و به ویژه برای درک بهتر مواد پیچیده باستانی و نحوه ساخته شدن آنها باشد.

به گفته دکتر آلانور: این روش می تواند راه را برای مطالعات نظام مندتر درباره ذوب مس و همچنین نقش آرسنیک هموار کند. سی تی اسکن همچنین به ما اجازه می دهد درک بهتری از تخریب، فرسایش و پایداری درازمدت آثار داشته باشیم.

نتایج مطالعات تازه در نشریه علمی PLOS One منتشر شده است.