Kai kalbame apie pažangias medžiagų technologijas, dažniausiai įsivaizduojame šiuolaikines laboratorijas ir sudėtingą įrangą. Vis dėlto dalis sprendimų, kuriais naudojamės šiandien, buvo ištobulinti dar senovėje – be kompiuterių, spektrometrų ar tikslių matavimo prietaisų.
Pakanka prisiminti juodą, lipnią medžiagą, kuri šiandien dengia kelius ir atlaiko automobilių apkrovas. Naujausi tyrimai rodo, kad jos technologinės ištakos siekia laikus, kai viena svarbiausių naujovių buvo ką tik išrastas dantiraštis.
Keturi tūkstančiai metų iki naftos perdirbimo gamyklų
III tūkstantmetyje pr. Kr. dabartinio pietų Irako teritorijoje, Abu Tbeirah mieste, amatininkai dirbo su natūraliu bitumu taip nuosekliai ir tiksliai, kaip šiandien dirbtų inžinieriai. Archeologiniai tyrimai, kurių metu išanalizuoti 59 šios gyvenvietės pavyzdžiai, parodė, kad tai nebuvo atsitiktiniai bandymai. Bitumas buvo apdorojamas sistemingai, pagal pasikartojančias ir aiškiai atpažįstamas „receptūras“, iš kurių buvo gaminami kompozitai.
Mokslininkai pasitelkė didelės raiškos skaitmeninę mikroskopiją ir mašininį mokymąsi – metodus, įprastus šiuolaikinėse medžiagotyros laboratorijose, tačiau archeologijoje vis dar taikomus palyginti retai. Svarbu ir tai, kad tyrimai buvo neardomieji: vertingi radiniai nebuvo pažeisti. Gauti rezultatai pateikė netikėtai aiškų senovinių technologijų vaizdą.
Analizė atskleidė keturis skirtingus bituminių medžiagų tipus, kurių kiekvienas turėjo savitą sudėtį ir paskirtį.
Pirmasis tipas – klijai įrankiams. Tai buvo bitumas, sustiprintas augalinėmis skaidulomis, naudotas titnaginių ašmenų tvirtinimui prie medinių pjautuvų kotų. Skaidulos veikė kaip mikrosutvirtinimas: didino medžiagos elastingumą ir saugojo nuo skilinėjimo intensyviai dirbant laukuose.
Antrasis tipas – standartizuoti, stačiakampiai prekybiniai „luitai“. Tai buvo ypač vienalytės sudėties bitumo gabalai su augalinėmis ir mineralinėmis priemaišomis. Manoma, kad jie atliko pusgaminio funkciją: tokius luitus buvo patogu gabenti tarp gyvenviečių, o vėliau, pakaitinus, pritaikyti vietiniams poreikiams. Sudėties pastovumas leidžia manyti, kad egzistavo specializuotos dirbtuvės ir tam tikra kokybės kontrolė.
Trečiasis tipas – apvalūs, paslaptingos paskirties objektai. Jie išsiskyrė itin vienoda struktūra ir gausiomis mineralinėmis priemaišomis. Tyrėjų nuomone, tai galėjo būti kompaktiškos, jau apdoroto bitumo atsargos – suformuotos į patogius gabalus sandėliavimui ir vėlesniam naudojimui.
Ketvirtasis tipas – sandarikliai ir hidroizoliacinės medžiagos. Jų sudėtis – subalansuotas augalinių ir mineralinių priemaišų mišinys – buvo parinkta taip, kad užtikrintų maksimalų atsparumą vandeniui. Tai ypač reikšminga pelkėtoje Tigro ir Eufrato deltų aplinkoje, kur nuolatinė kova su drėgme buvo kasdienė būtinybė.
Paralelės su šiuolaikine inžinerija nėra atsitiktinės
Panašumai tarp senovinių praktikų ir šiuolaikinės asfalto gamybos stebina. Šiandien į asfaltbetonio mišinius dedama pluoštų (celiuliozinių ar sintetinių), kad būtų mažinama įtrūkimų rizika. Mineraliniai užpildai, pavyzdžiui, smulkūs kalkakmenio milteliai, padeda reguliuoti klampumą ir didina dangos ilgaamžiškumą. Iš esmės tai tie patys principai, kuriuos, sprendžiant iš radinių, taikė ir senovės amatininkai.
Toks sutapimas nėra keistas: skirtingos civilizacijos, skirtingais laikotarpiais susidūrusios su panašiomis medžiagų savybių problemomis, neretai randa panašius sprendimus. Temperatūros kontrolė, kompozito sutvirtinimas ir pusiausvyra tarp elastingumo ir tvirtumo – universalūs inžineriniai dėsniai.
Žinoma, šumerai neklojo kelių intensyviam ratiniam eismui – jų poreikiai buvo kitokie. Tačiau dirbtuvių preciziškumas kelia pagarbą. Tyrėjai taip pat aptiko sistemingo perdirbimo požymių: bitumas buvo laikomas vertinga žaliava, todėl jį stengtasi atgauti iš sulūžusių įrankių, išardytų valčių ar gamybos likučių.
Žinios, perduodamos iš kartos į kartą
Įspūdingiausia, kad tokia technologinė disciplina pasiekta neturint mums įprastų matavimo priemonių. Nebuvo mikroskopų, chemijos vadovėlių ar standartizavimo sistemų. Buvo lėtas, daug kartų kartotas praktinis darbas, patirtis ir stebėjimas, perduodami iš meistro mokiniui.
Amatininkas turėjo „plika akimi“ įvertinti tinkamą masės konsistenciją, jausti, kada temperatūra yra optimali darbui, ir tiksliai nujausti, kokiomis proporcijomis įmaišyti skaidulų ar smėlio. Tai buvo gyva, praktinė medžiagotyros mokykla, paremta empirija, o ne teorinėmis formulėmis.
Šie atradimai griauna įsivaizdavimą, kad senovės visuomenės naudojo tik paprastas, primityvias technologijas. Priešingai – šumerų atveju matome išplėtotą materialiąją kultūrą, paremtą patirtimi, standartizacija ir technine specializacija. Jie buvo ne tik rašto ir rato kūrėjai, bet ir ankstyvieji medžiagų mokslo pradininkai, kurie juodą, lipnią masę pavertė strategiškai svarbia žaliava savo civilizacijos poreikiams.
