Γερμανοί ερευνητές, αναδόμησαν τις αρχαίες κατασκευαστικές τεχνικές για τη δημιουργία του Δίσκου της Νέμπρα, ενός από τα πιο φημισμένα αρχαιολογικά ευρήματα, ανακαλύπτοντας τις εντυπωσιακές μεταλλουργικές δεξιότητες των τεχνιτών της Πρώιμης Εποχής του Χαλκού.
Ο Δίσκος της Νέμπρα
Ο Δίσκος της Νέμπρα, ανακαλύφθηκε από αρχαιοκάπηλους το 1999, στον αρχαιολογικό χώρο Mittelberg Hill κοντά στη Νέμπρα. Ο Δίσκος της Νέμπρα, είναι ένα χάλκινο τεχνούργημα διαμέτρου 30 εκατοστών και πάνω του, απεικονίζονται αστρονομικά σύμβολα, όπως ο ήλιος, η σελήνη, η ημισέληνος και αστέρια, με επιστρώσεις και στίγματα χρυσού.
Χρονολογείται μεταξύ του 1.800 και του 1.600 π.Χ. και αποδίδεται στον πολιτισμό Ούνιετιτσε της Κεντρικής Ευρώπης.
Γενικά, ο δίσκος θεωρείται η αρχαιότερη αναπαράσταση του σύμπαντος στον κόσμο και, πιθανολογείται ότι χρησιμοποιούνταν για αστρονομικές παρατηρήσεις ή τελετουργίες.
Ερευνητές στο πανεπιστήμιο του Μαδεμβούργου, Όττο φον Γκέρικε, σε συνεργασία με την κρατική υπηρεσία διαχείρισης πολιτιστικής κληρονομιάς και αρχαιολογίας της Σαξονίας – Άνχαλτ, εφάρμοσαν σύγχρονες αναλύσεις από τον κλάδο της εγκληματολογίας και της πειραματικής αρχαιολογίας, με σκοπό να αποκαλύψουν τη διαδικασία με την οποία δημιουργήθηκε ο δίσκος.
Οι τεχνικές της ανάλυσης του μετάλλου
Η ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Δρ. Thorsten Halle από το Ινστιτούτο Υλικών, Τεχνολογιών και Μηχανικής, εφάρμοσε Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM) και Περίθλαση Ηλεκτρονίων Οπισθοσκεδασμού (EBSD) – δύο τεχνικές που χρησιμοποιούνται στη μηχανική και στις επιστήμες των υλικών για τη μελέτη της μικροδομής και της κρυσταλλικής δομής υλικών, ώστε να αναλύσουν ένα μικροσκοπικό δείγμα του αυθεντικού δίσκου.
Οι τεχνικές αυτές, βοήθησαν τους ερευνητές ν’ αναλύσουν την κρυσταλλική δομή του μετάλλου και να καταλάβουν τις διεργασίες της θέρμανσης και της επεξεργασίας που υπέστη ο δίσκος.
Σύμφωνα με τον Halle, αρχικά, ο δίσκος χυτεύτηκε σε θερμοκρασία πάνω από 1200°C, με επαναλαμβανόμενη, επακόλουθη θέρμανση σε περίπου 700 °C και σφυρηλατήθηκε περίπου δέκα φορές.
Ο κύκλος της θέρμανσης και της αναδιαμόρφωσης, είναι χαρακτηριστικός σήμερα, ως μια διαδικασία που ονομάζεται ανακρυστάλλωση, κατά την οποία, το μέταλλο “θεραπεύεται” διαμορφώνοντας νέους κόκκους μετά τη στρέβλωση αποκαθιστώντας την ευπλαστότητα και άρα τη δυνατότητα επεξεργασίας του.
Σύμφωνα με τον Χάλε, ο δίσκος αρχικά έλαβε τη βασική του μορφή μέσω χύτευσης σε θερμοκρασία άνω των 1200°C και κατόπιν θερμάνθηκε επανειλημμένα γύρω στους 700°C και σφυρηλατήθηκε περίπου δέκα φορές. Αυτός ο κύκλος θέρμανσης και διαμόρφωσης είναι χαρακτηριστικός μιας διαδικασίας που σήμερα είναι γνωστή ως ανακρυστάλλωση, κατά την οποία το μέταλλο «θεραπεύεται» σχηματίζοντας νέους κόκκους μετά από παραμόρφωση, αποκαθιστώντας έτσι την ελαστικότητα και τη δυνατότητα κατεργασίας του.
Μαγδεμβούργου, Οτο φον Γκέρικε (πίσω), στο εργαστήριο του της πανεπιστημιούπολης, όπου πραγματοποιήθηκαν οι έρευνες. Φωτογραφία: Jana Dünnhaupt/University of Magdeburg
«Αυτού του είδους η αναλυτική κατασκευαστική διαδικασία, έχει εξαιρετικές ομοιότητες με σύγχρονες βιομηχανικές διαδικασίες», εξήγησε ο Halle. «Διεξάγουμε προσεκτική μεταλλουργική ανάλυση, διαβάζοντας την ιστορία του μετάλλου, σαν να μελετούμε ημερολόγιο».
Οι ερευνητές ανακάλυψαν πως, το τελικά στάδιο της κατασκευής, ειδικά της εκλέπτυνσης της άκρης του δίσκου, γινόταν όταν αυτός είχε κρυώσει, μια λεπτομέρεια που μαρτυρά προηγμένη, εμπειρική κατανόηση της συμπεριφοράς του μετάλλου, παρά την απουσία γραπτής γνώσης, μηχανών ή εργαλείων μέτρησης.
Για να πειραματιστούν με τη διαδικασία της παραγωγής, τα μέλη της ομάδας συνεργάστηκαν με έναν έμπειρο χαλκουργό, τον Herbert Bauer, ο οποίος δημιούργησε πολλά αντίγραφα του δίσκου με τη χρήση εξοπλισμού και τεχνικών της Εποχής του Χαλκού, όπως πέτρινα σφυριά και εστίες κάρβουνου.
Οι ρεπλίκες εξετάστηκαν υπό τις ίδιες συνθήκες με το αυθεντικό και στη συνέχεια, υποβλήθηκαν σε σύγκριση. Ομοιότητες στην μικροδομή, επαλήθευσαν την εικαζόμενη διαδικασία παραγωγής.
Η έρευνά τους, δημοσιεύτηκε τον Νοέμβριο του 2024, στο Nature Scientific Reports, πυροδοτώντας παγκόσμιο ενδιαφέρον.
Εφαρμογή για την μη παρεμβατική ανάλυση του υλικού
Η μελέτη, εκτός από το ότι ρίχνει φως στην αρχαία τεχνική, υποδηλώνει ένα σημαντικότερο πλούτο επιστήμης των υλικών απ’ ό,τι είχαν φανταστεί.
Πλέον, μελετητές στο Μαγδεμβούργο σχεδιάζουν μια εφαρμογή για κινητά, βασισμένη σε τεχνολογία δινορευμάτων που θα επιτρέπει στους αρχαιολόγους να αναλύουν την ιστορία του υλικού των μεταλλικών αντικειμένων επιτόπου, με τη χρήση ενός smartphone, χωρίς την παραμικρή φθορά στο αντικείμενο.