Analiza troske i rudnih ostataka s nalazišta starog 3000 godina u Kvemo Bolnisiju, na jugu Gruzije, otkriva da su tadašnji metalurzi, specijalizirani za obradu bakra, mogli nesvjesno postaviti temelje za jedno od najvećih tehnoloških otkrića u povijesti,metalurgiju željeza. Novo istraživanje tima sa Sveučilišta Cranfield pokazuje da su u procesu taljenja bakra koristili željezne okside kao dodatak, a ne s namjerom da proizvedu željezo.
Oko 1200. pr. Kr., u udaljenim brdima današnje Gruzije, u Kvemo Bolnisiju djelovalo je mjesto za taljenje bakra. Iako su ranija tumačenja smatrala da se ondje već proizvodilo željezo, nova analiza pokazuje drukčiju sliku. Istraživači sa Sveučilišta Cranfield u Engleskoj ispitivali su uzorke troske, rude i ostataka peći te zaključili da je riječ o bakrenom talioničkom mjestu gdje su metalurzi koristili minerale bogate željeznim oksidima kao fluks, dodatak koji pomaže u odvajanju nečistoća i povećava prinos bakra.
Prema autorima, metalurzi tog doba nisu imali namjeru dobiti željezo, nego su eksperimentirali s različitim sirovinama kako bi poboljšali bakrenu proizvodnju. Taj oblik “testiranja” s mineralima mogao je poslužiti kao prijelazna faza prema kasnijem otkriću izravnog dobivanja željeza iz ruda.
“Željezo je temeljni industrijski metal, no zbog nedostatka pisanih izvora, sklonosti koroziji i ograničenih istraživanja njegovih najranijih nalazišta teško je rekonstruirati početke njegove obrade. Zato je Kvemo Bolnisi tako važan, pokazuje nam namjernu upotrebu željeznih oksida u procesu taljenja bakra”, izjavio je dr. Nathaniel Erb-Satullo, voditelj studije i gostujući istraživač arheološke znanosti na Sveučilištu Cranfield. “To znači da su tadašnji metalurzi jasno razlikovali željezne okside, minerale koji će kasnije postati rude za proizvodnju željeza, i ispitivali njihova svojstva u peći.”
Od brončanog do željeznog doba
Prijelaz s bronce na željezo dugo je bio jedno od najzagonetnijih pitanja u arheologiji. U starom vijeku željezo u metalnom obliku bilo je izuzetno rijetko, a najstariji predmeti potječu od meteoritskog željeza, poput devet egipatskih perli iz oko 3200. pr. Kr. Prava prekretnica dogodila se tek kada su ljudi počeli razvijati ekstraktivnu metalurgiju, postupak u kojem se željezo smanjuje iz ruda unutar peći, što je označilo stvarni početak željeznog doba.
Iskopavanja u Kvemo Bolnisiju započela su 1960-ih. Tadašnji arheolozi zabilježili su velike količine hematita (željezov oksid) i troske te zaključili da je riječ o najranijoj radionici za obradu željeza. No nova reanaliza odbacuje tu pretpostavku. Detaljna mikroskopska i kemijska istraživanja pokazuju da su željezovi oksidi funkcionirali isključivo kao fluks, bez stvaranja novog željeza.
Ta otkrića sugeriraju da metalurzi nisu slučajno naišli na željezo, nego su sustavno istraživali kako mineralna svojstva mogu unaprijediti postojeću tehnologiju. Takva postupna eksperimentiranja potvrđuju tezu da se željezna metalurgija nije pojavila iznenada, već kroz niz pokušaja i pogrešaka unutar starijih tradicija obrade bakra.
Šire posljedice istraživanja
Autori studije ističu da ovo otkriće preispituje pojam inovacije u starim društvima. Ako su metalurzi u Kvemo Bolnisiju svjesno koristili i ispitivali željezne okside, slični procesi mogli su se odvijati i u drugim radionicama diljem Bliskog istoka. U tom slučaju, uspon željeznog doba bio bi rezultat šire mreže pokušaja i postupnog učenja, a ne izoliranog izuma.
Kako bi rekonstruirali prošlost, istraživači su koristili karte i nacrte s prvotnih iskopavanja te ponovno locirali peći i naslage troske. Modernim tehnikama mikroskopije, kemijskog mapiranja i mineralne analize uspjeli su odrediti ključne parametre procesa, uključujući temperature u peći, uvjete oksidacije i interakcije među mineralnim fazama.
Unatoč obećavajućim rezultatima, tim naglašava da se radi o reinterpretaciji starih nalaza i da zasad nedostaju neposredni dokazi o najranijem dobivanju željeza u obliku tzv. gromada (engl. iron blooms) – poroznih masa kovnog željeza nastalih u primitivnim pećima. Također, jedno nalazište samo po sebi ne može pružiti potpunu sliku. Znanstvenici stoga predlažu da se i druga mjesta obrade bakra ponovno analiziraju u potrazi za sličnim tragovima.
“Rasprave o izumu željeza nastavit će se sve dok ne prikupimo više podataka o geografiji, kronologiji i tehnologiji najranijih aktivnosti topljenja željeza”, zaključuju autori. “No Kvemo Bolnisi pokazuje koliko analiza ostataka proizvodnje može pomoći ne samo u razumijevanju tehnoloških postupaka, već i u istraživanju znanja, percepcije i namjere starih metalurga.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
