Исследование показало, что металлургические шлаки из древнего Палеополиса связаны с местной ковкой железного оружия и инструментов, которая велась в период войн диадохов. Материал указывает на производство железа в IV–III веках до нашей эры, когда остров Андрос находился под контролем Македонии.
Группа ученых расшифровала состав древних металлургических отходов, найденных на греческом острове Андрос в Эгейском море. По результатам анализа, эти шлаки относятся к локальному железоделательному производству времен македонского господства.
Шлаки представляют собой стекловидные и каменистые остатки, которые образуются после плавки руд для получения металла. В Палеополисе, древнем центре Андроса, такие материалы находят десятилетиями в значительных объемах. Восточнее города расположена возвышенность Скурия — название переводится как «шлак», что связано с многовековыми накоплениями отходов.
Команда под руководством геолога М.Г. Стаматакиса изучила 22 образца шлака с агоры древнего города и пять образцов железной руды из шахт Агиос Петрос, находящихся примерно в десяти километрах к северо-западу. Задача включала определение типа металла, источника руды и особенностей металлургического процесса.
Раскопки агоры Палеополя под руководством археолога Л. Палейокрасса-Копица с 1987 года выявили печи IV века до н.э., три плавильные ямы и небольшие очаги на слоях обожженного глиняного кирпича. Здесь обнаружены фрагменты форм, куски шлака, частицы железа и бронзы, следы свинца и древесного угля.
Также найдена гипсовая модель сосуда типа лекитоса, применявшегося для изготовления форм, а вместе с ней — костяные и металлические инструменты. По оценке исследователей, активная металлургия могла быть связана с войнами преемников Александра Великого, начавшимися в 337 году до н.э., когда Андрос перешел под власть Македонии. Производство, вероятно, прекратилось во II веке до н.э. после перестройки агоры.
Первым этапом анализа стало определение металла. Шлаки разных типов визуально схожи независимо от исходной руды, поэтому применялись рентгеновская дифракция, рентгеновская флуоресценция и электронная микроскопия.
Во всех образцах доминируют вюстит, фаялит и бустамит, а также другие минералы. Такой набор характерен для кузнечного процесса — нагревания руды с древесным углем для получения губчатого железа.
Авторы исследования отмечают, что шлаки IV–III веков до н.э. из Палеополиса являются результатом местной обработки железа методом кузнечного дела.
Анализ руды выявил сочетание гетита, гематита, марганца и бария. В образце AND-5 обнаружены минералы браунит, тодорокит и криптомелан, а также соединения свинца и цинка.
Состав имеет значение для понимания технологии. Марганец и барий выступали природными флюсами, снижая температуру плавления и облегчая извлечение железа. По словам исследователей, эти компоненты напрямую влияли на формирование минеральных фаз шлака.
Марганец в печи не восстанавливался до металла, а вступал в реакцию с кремнеземом, образуя силикаты, включая бустамит и тефроит.
Для уточнения типа процесса применялась тройная диаграмма с соотношением оксидов железа, алюминия и кремния. Все образцы попали в область кузнечных шлаков, а не первичной плавки.
Первичная плавка связана с извлечением металла из руды, тогда как кузнечное дело относится к обработке уже полученного железа. Размещение шлаков на агоре подтверждает городской характер производства, типичный для мастерских по изготовлению и ремонту изделий.
Плавильные шлаки обычно находят рядом с шахтами и первичными печами, тогда как в городе фиксируются следы кузнечной обработки. Это указывает на производство и ремонт инструментов и оружия, а не на начальную переработку руды.
Химический анализ выявил высокие концентрации таллия — до 899 ppm. Этот элемент связан с железом и хлором.
Повышенное содержание таллия объясняется происхождением руды. В Эгейском море известны подводные гидротермальные источники, включая районы у острова Милос и вулкана Коламбо к северо-востоку от Санторини, где фиксируются аналогичные показатели. Руды Андроса также содержат таллий, молибден, цинк и кобальт.
Это указывает на формирование руд в глубокой морской гидротермальной среде, а не в поверхностных отложениях. Хлор, вероятно, связан с морской средой и воздействием соли на шлаки у побережья.
Дополнительно зафиксировано высокое содержание фосфора — до 2% при 0,2% в исходной руде. Ученые предполагают добавление апатита, минерала из карбонатных пород Андроса, в качестве флюса.
Такое повышение фосфора связано с использованием кальцийсодержащих пород, богатых апатитом. В древности фосфор, несмотря на токсичность для современной стали, облегчал обработку металла за счет снижения температуры плавления.
В шлаках также обнаружены барит и силикаты бария, которые снижали вязкость расплава и упрощали технологический процесс.
Дополнительные находки включают эллинистические башни III века до н.э. возле шахт Агиос Петрос. Подобные сооружения встречаются на других Кикладах — Наксосе, Китносе, Серифосе и Сифносе, обычно рядом с добычей железа и выполняют оборонительные функции.
В период македонского контроля над Андросом исследователи предполагают перенос технологий с материковых рудников Македонии и Фракии, где активно велась добыча металлов в IV–II веках до н.э. При Филиппе II началась разработка месторождений Пангайона, что усилило горнодобывающую активность региона.
Связь находок с военными событиями остается неустановленной. Нужны дополнительные данные для оценки всей технологической системы, включая производство, торговлю и переработку железа.
Исследование подтверждает развитие кузнечного производства в Палеополисе в IV–III веках до н.э. Руда острова содержала марганец и барий, облегчавшие плавку, а также добавки кальциевых пород с фосфором. Шлаки формировались в процессе кузнечной обработки, что согласуется с их расположением в центре города.
Оборонительные башни у шахт указывают на стратегическую роль месторождений, однако прямую связь с военными событиями исследователи не подтверждают, отмечая необходимость дальнейшего изучения системы добычи на Андросе.
