В археологии применяются различные методы изучения состава и источников происхождения древних материалов.
Выбор метода зависит от историко-археологических задач.
Первые материалы, созданные человеком, представляли собой сплавы металлов, керамику и ткани. Появление искусственных материалов ознаменовало переход на новый этап развития – от присвоения и приспособления природных материалов к изготовлению искусственных материалов с определенными свойствами.
Изучение древних материалов позволяет определить, был ли данный артефакт изготовлен там, где был найден, или далеко от места находки. Также ученые пытаются выяснить технологию производственного процесса, предназначение артефакта.
Ответить на эти вопросы помогают два типа исследований – анализ вещества и физическое моделирование древних технологических процессов.
Анализ вещества
Самым точным из традиционных методов анализа вещества является химический анализ. Исследуемое вещество обрабатывается в различных растворах, в которых составляющие его элементы выпадают в виде осадка, который прокаливается и взвешивается.
Провести химический анализ очень сложно, а ведь археологу нужно установить состав тысяч артефактов. Кроме того, некоторые компоненты содержатся в артефактах в очень маленьких количествах, поэтому их невозможно определить с помощью химического анализа.
Оптический спектральный анализ
В процессе оптического спектрального анализа небольшое количество вещества сжигается в пламени вольтовой дуги. Свет дуги пропускается через призму, проецируется на фотопластинку, на которой фиксируется спектр. В этом спектре каждый химический элемент имеет свое строго определенное место. Чем выше его концентрация в данном предмете, тем более интенсивной будет спектральная линия элемента.
Благодаря спектральному анализу археологических артефактов ученым удалось получить очень интересные сведения. В частности, удалось установить происхождение и распространение древней металлургии меди и бронзы.
Так, ранее считалось, что родина металлургии меди и бронзы Месопотамия, Египет и Южный Иран. В результате проведения анализов был поставлен вопрос не о регионах, а о конкретных древних горных выработках, к которым можно отнести разные типы сплавов.
Статистический анализ древних бронзовых артефактов позволил определить основные направления эволюции самой технологии бронзы.
С помощью спектрального анализа бронзовых изделий из скифских памятников Восточной Европы удалось установить, что в рецептуре сплавов скифской бронзы не наблюдается преемственности от более ранних культур позднего бронзового века. Вместе с тем здесь были найдены артефакты, которые близки по составу сплавам из Южной Сибири и Средней Азии. Данный факт еще раз доказывает восточное происхождение скифской культуры.
При помощи спектрального анализа можно изучать характер распространения во времени и пространстве не только бронзы, но и других материалов. В частности, успешный опыт имеется в изучении распространения кремня в эпоху неолита, а также стекла и керамики в различные исторические периоды.
В последние годы в практике археологических исследований возрастает роль современных, а для археологии — новых методов исследования.
Стабильные изотопы
Данный метод позволяет определить, был ли данный артефакт изготовлен там, где был найден, или далеко от места находки.
Например, произведения греческой скульптуры или фрагменты архитектурных сооружений, сделанные из мрамора, находят на большом расстоянии от Греции.
Иногда нужно выяснить, из местного или привозного из Греции мрамора изготовлена скульптура, или капитель колонны.
Источники мрамора для того или иного сооружения нужно знать реставраторам и т. п.
Нейтронно-активационный анализ
Нейтронно-активационный анализ является самым эффективным средством определения химического состава артефакта. Еще один плюс данного метода – это то, что это неразрушающий анализ.
Он заключается в том, что при облучении любого вещества нейтронами происходит реакция радиационного захвата нейтронов ядрами вещества. В результате происходит собственное излучение возбужденных ядер, а его энергия своя у каждого химического элемента и имеет свое определенное место в энергетическом спектре. Чем выше концентрация данного элемента в веществе, тем больше энергии излучается на участке спектра этого элемента.
