Fra bronzealderen til maddåser, her er hvordan tin ændrede menneskeheden

Nævn tin, og de fleste mennesker ville tænke på den typiske blikdåse, bruges til at konservere fødevarer, du opbevarer i dine skabe. Tin bruges her til at hjælpe med at beskytte dåsen mod korrosion (selvom ikke alle dåser i dag indeholder tin).

Men mens brugen af ​​tin i konserves kun går tilbage til begyndelsen af ​​1800-tallet, blandingen af ​​tin med andre elementer går mange århundreder tilbage.

Tin – kemisk symbol Sn med atomnummer 50 i det periodiske system – er blødt og sølvfarvet, med et smeltepunkt på kun 232℃. Ved første øjekast ser det ikke ud til at være en lovende udsigt til at lave noget.

På en eller anden måde, mennesker opdagede, at tilsætning af kontrollerede mængder tin til kobber gav en fremragende, gylden-gul legering kalder vi bronze.

Jeg blev først interesseret i bronze under mit sidste års bachelor-forskningsprojekt i 1978. Den interesse fortsætter i dag – jeg arbejder sammen med kolleger i Thailand for at reverse-engineere de teknologier, der blev brugt til at lave gamle thailandske bronzearmringe.

Tidlig bronze

De første kendte tinbronzer synes at være dukket op i Kaukasus-regionen i Eurasien omkring 5800 til 4600 fvt. At disse meget sparsomme tidlige eksempler på tinbronze ved et uheld kan være fremstillet af ret sjældne malme, der naturligt indeholdt både kobber og tin samtidigt.

Der er rigelige beviser for, at omkring 3000 fvt. tinbronzer blev fremstillet i Det Ægæiske Hav og Mellemøsten (Tyrkiet, Syrien, Irak, Iran) ved bevidst at legere tin og kobber, hvor malmene opnås fra separate kilder.

Klart, en række lidt usandsynlige hændelser skulle indtræffe, før dette kunne være normen.

En utilsigtet smeltning skulle være fremstillet af egnede mineraler indeholdende oxider af tin og kobber. Det resulterende metal skal anerkendes for at have ønskværdige egenskaber, såsom hårdhed, farve og sejhed, sådan at overlegne våben eller ornamenter kunne fremstilles.

Håndværkere ville så have skullet være organiseret nok til at kunne finde ud af, hvordan man gentager denne smelteproces for at skabe artefakter såsom sværd, øksehoveder, skåle og armringe.

Handelsnetværk måtte derefter etableres for at bringe det forholdsvis sjældne tin fra fjerne steder, såsom Afghanistan eller Cornwall i Storbritanniens sydvestlige del, til ethvert støberi. Det metallurgiske håndværk skulle videregives til andre praktiserende læger, sandsynligvis mundtligt.

Udbredelsen af ​​bronze

Tricket med bevidst at tilføje tin til kobber spredte sig derefter over hele den gamle verden, nåede Vesteuropa omkring 2800 fvt. Egypten i 2200 fvt. den folkerige nordkinesiske slette i 2200 fvt. Kinas Yunnan-provins omkring 1400 fvt. Thailand omkring 1100 fvt. og det sydlige Indien i 1000 f.Kr. (hvis ikke et århundrede eller to tidligere).

Dette har ført til nogle robuste diskussioner blandt arkæometallurger om, hvorvidt den særlige viden om tins nyttige egenskaber spredte sig fra et enkelt grundlag i Mellemøsten, eller om det gentagne gange var blevet selvstændigt udviklet af indfødte håndværkere.

I tilfældet med Thailand og Cambodja, Der er blevet rejst argumenter for flere scenarier:at teknologien er udviklet uafhængigt, at det blev bragt sydpå fra Kina (eller måske omvendt, eksporteret fra det nordøstlige Thailand til Kina), eller at det er importeret fra Bengalen.

Med Kina, nogle lokale forskere har favoriseret udsigten til uafhængig lokal opdagelse af tinbronze, selvom balancen af ​​beviser tyder på, at viden blev overført af ridende besøgende fra Vestasien.

afrikansk bronze

Tin blev også udvundet i prækolonial tid i det sydlige Afrika, og nogle bronzegenstande – såsom stykker af metalplader eller barrer – er blevet fundet på gamle metalbearbejdningssteder der.

De tilgængelige beviser for denne region tyder på teknologien til at producere og bearbejde jern, kobber og bronze dukkede op samtidig på steder i Afrika syd for Sahara, begynder omkring 500 fvt i nord og når Sydafrika omkring 300 f.Kr.

Hvordan kom den metallurgiske viden til det sydlige Afrika? Var det en indfødt opdagelse af bantuerne i Østafrika, der så blev båret med dem på deres migrationer, eller blev færdigheden overført sydpå fra Mellemøsten, og i givet fald af hvem og hvordan?

Som i tilfældet med Asien, fortolkning af disse spørgsmål kan være farvet af moderne politiske sensibiliteter. Spørgsmålet om kilden til de metalbearbejdningsevner, der producerede de smukke kobber- og guldsmykker i den antikke by Mapungubwe i Sydafrika, for eksempel, er stadig ikke afgjort.

Bronze i Amerika

De antikke kulturer i Amerika udviklede også sofistikerede færdigheder til forarbejdning af ædle metaller, kobber og tin.

De var i stand til at fremstille bronze artefakter såsom ringe, vedhæng, kropspynt, prydpincet, metalbrystplader, store skiver, dekorative skjolde og især klokker, ved at støbe, omend kun fra omkring 1000 e.Kr. i Sydamerika og så kort efter i det vestlige Mexico.

I tilfældet Mesoamerika, kendskabet til bronze mentes at være blevet båret nordpå fra Peru og Ecuador til Mexico af maritime handlende.

Klart, den antikke verden, både gammelt og nyt, var godt forbundet af lange handelsruter, langs hvilke ideer (og i mange tilfælde tin) flød.

Blandingen af ​​tin

Transmissionen af ​​teknologien kan også følges ved at være opmærksom på specifikke aspekter af den involverede fysiske metallurgi.

Når mere end ca. 15 vægtprocent tin tilsættes kobberet, den resulterende legering bliver ret skør i sin støbte form, selvom den stadig har en vidunderlig varm gylden gul farve.

En eller anden, et eller andet sted, gjort den bemærkelsesværdige opdagelse, at hvis en sådan støbning hurtigt slukkes fra rød varme til vand (eller bedre, saltlage), det bliver blødere og relativt mere duktilt og bearbejdeligt.

Den slukkende varmebehandling efterlader en meget karakteristisk nålelignende mikrostruktur (kendt som martensit) i artefakten, som kan påvises med et mikroskop. Dette fortæller en arkæolog, at delen er blevet fremstillet ved en forholdsvis kompleks proces, frem for blot at kaste.

Når tinindholdet er mindre end ca. 15 %, ingen martensit dannes og intet bemærkelsesværdigt sker ved quenching.

Resultatet opnået ved varmebehandling af en højtin-bronze er kontraintuitivt, fordi når jern behandles på denne måde, det bliver hårdt og skørt. Tricket til at gøre bronzen hård er så specifik, at det er højst sandsynligt, at denne viden blev overført fra person til person.

Dets overførsel på tværs af den Gamle Verden ville have krævet, at kyndige personer skulle rejse betydelig afstand til fremmede himmelstrøg. Forekomsten af ​​disse artefakter på fjerntliggende steder i Eurasien og Afrika er endnu et tegn på gammel globalisering.

Et ekstra element

Der er endnu et trick, der dukker op i de gamle bronzer, selvom denne måske er blevet opdaget uafhængigt på mere end ét sted.

Nogen tid i sen bronzealder eller tidlig jernalder (omkring 500 f.v.t.), håndværkere begyndte at tilføje bly til deres tinbronzestøbegods. Dette giver det smeltede metal ekstra fluiditet, lader det flyde ind i fine detaljer i en form, så der kan laves afstøbninger med fine detaljer og prægede figurer.

Som et element, bly er ikke så skinnende eller attraktivt som tin; det er meget tættere og findes i ganske forskellige malme såsom galena (blysulfid). De tidligst kendte støbte bronzer med betydelige kontrollerede tilsætninger af bly ser ud til at være fra Kina (500 fvt til 200 e.Kr.). Endnu engang, det var tydeligvis en bevidst nyskabelse, og igen spredte den sig hurtigt over hele Eurasien.

Efterhånden som flere steder som dem i det østlige Thailand udgraves, og efterhånden som databasen over legeringssammensætninger og datoer øges, det bliver muligt at kaste mere lys over gamle handelsruter, migration og teknologioverførsel.

Tilstedeværelsen og brugen af ​​tin på disse steder vil fungere som en slags metallurgisk DNA, en indikator for gamle kulturelle og menneskelige udvekslinger.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.