20.Железный век. Общая характеристика. Этапы освоения железа человеком.

Эпоха железа, или железный век, — третья из технологических макроэпох в истории человечества (вслед за каменным веком и эпохой энеолита и бронзы). Термином «ранний железный век» принято обозначать первую стадию эпохи железа, приблизительно датируемую в пределах рубежа II-I тыс. до н.э. — середины I тыс. н.э. (с определенными хронологическими вариациями для разных регионов).

Употребление термина «железный век» имеет долгую предысторию. Впервые идея существования эпохи железа в человеческой истории была четко сформулирована в конце VIII — начале VII в. до н.э. древнегреческим поэтом Гесиодом. Согласно его периодизации исторического процесса (см. Введение), современный Гесиоду железный век оказывается последней и наихудшей стадией человеческой истории, на которой людям нет «передышки ни ночью, ни днем от труда и от горя» и «лишь одни жесточайшие, тяжкие беды людям останутся в жизни» («Труды и дни», стрк. 175-201. Пер. В.В. Вересаева). У Овидия в начале 1в. н.э. этическое несовершенство эпохи железа еще более акцентировано. Древнеримский поэт именует железо «худшей рудой», в эпоху господства которой «стыд убежал, и правда, и верность; и на их место тотчас появились обманы, коварство; козни, насилье пришли и проклятая жажда наживы». Нравственное вырождение людей карается всемирным потопом, уничтожающим всех, исключая Девкалиона и Пирру, которые возрождают человечество.

Как видим, в оценке эпохи железа этими древними авторами особенно сильна была взаимосвязь культурно-технологического аспекта с философско-этическим, в частности эсхатологическим, т.е. железный век мыслился как своего рода преддверие конца света. Это вполне закономерно, ибо первичные концепции исторической периодизации окончательно оформились и запечатлелись в письменных источниках именно в начале реального железного века. Следовательно, для первых авторов создававших периодизацию истории, культурно-технологические эпохи предшествующие железному веку (будь то мифические, как век золота и век героев, или реальные, как век меди) были давним или недавним прошлым, тогда как сам железный век — современностью, недостатки которой всегда видны яснее и более ощутимы. Поэтому начавшаяся эпоха железа воспринималась как некий кризисный рубеж в человеческой истории. Кроме того, железо, победившее бронзу прежде всего в оружейном деле, неизбежно стало для свидетелей этого процесса символом вооружения, насилия, разрушения. Не случайно у того же Гесиода Гея-Земля, желая наказать Урана-Небо за его злодейства, специально создает «породу седого железа», из которого и делает карающий серп.

Таким образом, в древности термину «железный век» изначально сопутствовала эсхатологически-трагическая трактовка, причем эта древняя традиция нашла продолжение и в новейшей художественной литературе.

Наступлению железного века предшествует длительный подготовительный период, относящийся к предшествующим технологическим эпохам.

Еше в энеолите и бронзовом веке люди иногда использовали железо для производства некоторых украшений и простейших орудий труда. Однако первоначально это было метеоритное железо, постоянно поступающее из космоса. К выработке железа из руд человечество пришло значительно позднее.

Изделия из метеоритного железа отличаются от изделий из железа металлургического (т.е. полученного из руд) в первую очередь тем, что в составе первых отсутствуют какие-либо шлаковые включения, тогда как в составе металлургических такие включения, хотя бы в малых долях, неизбежно присутствуют как следствие операции восстановления железа из руд. Кроме того, метеоритное железо обычно отличается гораздо более высоким содержанием никеля, чем обусловливается значительно большая твердость такого железа. Однако этот показатель сам по себе не абсолютен, и в современной науке существует серьезная и пока не решенная проблема различения древних изделий из метеоритного и рудного железа. С одной стороны, это связано с тем, что содержание никеля в изделиях из метеоритного сырья могло значительно понижаться со временем в результате длительного корродирования. С другой стороны, на нашей планете встречаются железные руды с высоким содержанием никеля.

Теоретически можно было использовать и земное самородное железо — так называемое теллурическое (его появление, преимущественно в базальтовых скалах, объясняется взаимодействием оксидов железа с органическими минералами). Однако оно встречается лишь в мельчайших зернах и прожилках (исключая Гренландию, где известны большие скопления), так что практическое использование теллурического железа в древности было невозможно.

В связи с высоким содержанием никеля (от 5 до 20%, в среднем 8%), увеличивающим хрупкость, метеоритное сырье обрабатывалось преимущественно холодной ковкой — по аналогии с камнем. Вместе с тем некоторые изделия из метеоритного железа были получены в результате применения горячей ковки.

Можно выделить две важнейших стадии освоения рудного железа:

1-я стадия — открытие и совершенствование способа восстановления железа из руд — так называемого сыродутного процесса.

2-я стадия — открытие способов преднамеренного получения стали (технология цементации), а впоследствии способов ее термообработки с целью увеличения твердости и прочности изделий.

Сыродутный процесс осуществлялся в специальных печах, куда загружались железная руда и древесный уголь, разжигавшийся при подаче ненагретого, «сырого» воздуха (отсюда название процесса). Сам уголь мог быть получен путем предварительного сжигания дров, сложенных пирамидами и покрытых дерном. Сначала разжигали уголь, насыпанный на дно горна или печи, затем сверху загружали попеременно слои руды и того же угля. В результате горения угля выделялся газ — окись углерода, которая, проходя через толщу руды, восстанавливала окислы железа. Сыродутный процесс, как правило, не обеспечивал достижения температуры плавления железа (1528-1535 градусов по Цельсию), а доходил максимально до 1200 градусов, что было вполне достаточно для восстановления железа из руд. Это была своего рода «варка» железа.

Первоначально сыродутный процесс осуществлялся в ямах, обложенных огнеупорной глиной или камнями, затем стали строить небольшие печи из камня или кирпича, порой с использованием глины. Сыродутные печи могли работать на естественной тяге (в особенности если они сооружались на склонах холмов), но с развитием металлургии все чаще применялось накачивание воздуха мехами через керамические сопла. В открытую яму этот воздух поступал сверху, в печь — через отверстие в нижней части конструкции.

Восстановленное железо концентрировалось в тестообразном виде на самом дне печи, образуя так называемую горновую крицу — железную губчатую массу с включениями несгоревшего древесного угля и с примесью шлака. В более совершенных вариантах сыродутных печей жидкий шлак выпускали из горна по желобу.

Из горновой крицы, которую в раскаленном виде извлекали из печи, можно было изготавливать изделия только после предварительного удаления этой шлаковой примеси и устранения пористости. Поэтому непосредственным продолжением сыродутного процесса была горячая ковка горновой крицы, состоявшая в ее периодическом нагревании до «ярко-белого каления» (1400-1450 градусов) и в проковывании ударным инструментом. В результате получалась более плотная масса металла — собственно крица, из которой посредством дальнейшего проковывания делали полуфабрикаты и заготовки соответствующих кузнечных изделий. Еще до переработки в полуфабрикат крица могла становиться единицей обмена, для чего ей придавали стандартный размер, массу и удобную для складирования и транспортирования форму — лепешковидную, веретенообразную, бипирамидальную, полосчатую. В тех же целях самим полуфабрикатам могли придавать форму орудий труда и предметов вооружения.

Открытие сыродутного процесса могло произойти в результате того, пои выплавке меди или свинца из руд в плавильную печь помимо медной руды и древесного угля загружались (в качестве материалов для удаления «пустой породы» железосодержащие породы, в первую очередь гематит. В связи с этим уже в результате медеплавильного процесса могли случайно появляться первые частицы железа. Не исключено, что соответствующие печи могли послужить прототипом сыродутных.