Historisk kobber fanget i is

Sydamerikas minedrift forsyner halvdelen af ​​verden med kobber. Verdens største miner er placeret i Andesbjergene. Men lige da kobberproduktionen begyndte, har der været uklar, indtil nu. Meget få artefakter fra de tidlige højkulturer i Peru, Chile, og Bolivia er bevaret. Nu, imidlertid, forskere fra Paul Scherrer Institute PSI i Villigen, Schweiz, er på sporet af dette mysterium. Gennem analyse af is fra Illimani -gletscheren i de bolivianske Andesbjergene, de fandt ud af, at omkring 700 f.Kr. kobber blev allerede udvundet og smeltet i Sydamerika. Deres resultater offentliggøres i Videnskabelige rapporter , et onlinetidsskrift for Nature Publishing Group.

I Sydamerika, kobber er blevet udvundet og smeltet i omkring 2700 år. Dette er nu blevet bestemt af forskere fra Laboratory of Environmental Chemistry ved Paul Scherrer Institute PSI i Villigen, Schweiz, gennem analyser af gletsjeris fra Bolivia. Kobberminedrift i Sydamerika har enorm betydning:Chile og Peru er de to største kobberproducenter i verden; Chile står alene for mere end 30 procent af den globale kobberproduktion. Alligevel er begyndelsen på denne vigtige industrisektor forblevet uklar. Det eneste sikre bevis kom fra Moche -kulturens tid, som blomstrede på den nordlige kyst i Peru mellem 200 og 800 e.Kr. Talrige kobbergenstande fra denne kultur, såsom smykker og rituelle værktøjer, er fundet. Fra tidligere tider, imidlertid, der er få fund og ingen skriftlige optegnelser.

Isen på en gletscher er, i princippet, en slags arkiv; i dens lag, som i et træs vækstringe, optegnelser over regionens klimaudvikling og luftkvalitet gemmes væk. Hvert år, et nyt lag frossen nedbør afsættes ovenpå. Og hver gang, støvpartikler, der svævede i luften dengang, er indlejret i det nye lag. Efter at have boret dybt ned i gletscheren og ekstraheret en lang iskolonne, forskere kan bringe det - med stor omhu og under køling - ind i et laboratorium til analyse. På denne måde er teamet af Anja Eichler, undersøgelsens første forfatter, og projektleder Margit Schwikowski tog en 139 m lang iskerne, der var blevet boret under en ekspedition i 1999, i en højde af omkring 6, 300 m på Illimani -gletscheren i Bolivia, og analyserede især aflejringer af metallisk støv.

I et kølerum i PSI, forskerne smeltede kontinuerligt iskernen lag for lag, med en enhed, de selv havde udviklet, og analyserede smeltevandet med et massespektrometer. Dette instrument kan adskille forskellige kemiske elementer fra hinanden og bestemme deres respektive masse. Således arbejdede vi os tilbage i tiden til cirka 4500 f.Kr. - isen svarende til denne tid lå i en dybde på omkring 134 m, Anja Eichler rapporterer. Og vi fastslog, at de første forhøjede kobberkoncentrationer, der skal spores tilbage til menneskelig aktivitet, fandt sted omkring 700 f.Kr. Bor på den nordvestlige side af gletscheren på det tidspunkt var mennesker fra Chavin -kulturen, den første civilisation i de peruvianske Andesbjergene, mens Chiripa -kulturen, et relativt simpelt samfund, boede i umiddelbar nærhed af Titicacasøen. Dette kendes fra arkæologiske udgravninger. Derfor er det muligt, at begge praktiserede kobbermetallurgi, smeltning af kobbermalm for at opnå rent kobber til fremstilling af artefakter. Kobberpartikler udsendt under denne proces kom deres vej, på vinden, op til gletscheren og blev deponeret der i de tilsvarende islag, siger Margit Schwikowski. Disse partikler tilføjede det naturlige kobber fra mineralsk støv og frembragte dermed de særligt høje kobberkoncentrationer.

Opfølgning på dette, Anja Eichler kiggede ind i arkiverne på talrige museer og kunne finde mindst to kobbergenstande fra dengang. Den ene var en bøjet nål af Chiripa -kulturen, fundet i 1934 og opbevaret siden i American Museum of Natural History i New York. Det andet var et armbånd, som blev fundet i Bolivia og er på udstilling, men ikke klart kan tildeles nogen kultur. Faktisk er der også kobberobjekter fra tiden mellem 1400 og 1100 f.Kr. - meget tidligere. Der, selvom, hvad du har at gøre med er hamret metal fremstillet af indfødt kobber, Margit Schwikowski forklarer. Det er elementært kobber, som også forekommer naturligt i denne form. Det er ret sjældent, selvom. For kobber i større mængder, malm skal udvindes, og det rene kobber skal ekstraheres ved smeltning.

Det tidligste bevis på smelteovne stammer fra den senere Moche -kultur, for hvilken, ligeledes, forhøjede kobberkoncentrationer kan påvises i gletsjeris. Moche -folk brugte åbenbart en slags keramisk ovn, Siger Anja Eichler. Dette havde flere huller, hvor luft kunne injiceres gennem blæserør for at opvarme ilden til godt 1, 000 grader C. Da præcis sådanne ovne blev brugt for første gang, imidlertid, kendes ikke, tilføjer arkæometallurg Thilo Rehren fra University College London (UCL), der deltog i undersøgelsen. Men det er også muligt, at de tidligere kulturs smede kastede kobbermalm i simple pitovne, der var gravet ned i jorden. I disse brande blev der dannet små kager af metal, som kunne behandles yderligere i digler.

Med deres undersøgelse, forskerne retter et billede, der stammer fra et andet, tidligere undersøgelse. Heri, en anden forskergruppe postulerede, at kobbermetallurgi i Sydamerika måske var begyndt endnu tidligere, omkring 2000 f.Kr. Denne gruppe havde foretaget en lignende analyse på en tørvemose boret ved Tierra del Fuego og opdaget en stærk stigning, allerede i denne tidlige periode, i kobberkoncentrationer. Som is, tørv danner lag gennem årene og århundrederne, som bevarer registreringer af miljøforurening i tidligere tider. Tierra del Fuego ligger omkring 3, 000 km syd for metallurgikentre i Andesbjergene, siger Anja Eichler. Udover det, tørvemoserekorden når kun lidt længere tilbage end 2000 f.Kr. - vores iskerne, i modsætning, går tilbage ud over 4500 f.Kr. Det sætter os i stand til at kvantificere de naturlige udsving i aflejringen af ​​kobberstøv inden metallurgiens begyndelse. Og vores resultater tyder på, at stigningen i Tierra del Fuego på det tidspunkt var en naturlig regional udsving.