Новая технология интерпретирует археологические находки библейских времен

Прорыв, достигнутый исследователями из четырех израильских университетов – Тель-Авивского университета, Еврейского университета в Иерусалиме, Университета Бар-Илан и Университета Ариэль, – позволит археологам идентифицировать обожженные материалы, обнаруженные при раскопках, и оценить температуру их обжига. Применив свой метод к находкам из древнего Гефа (Тель эс-Сафи в центральном Израиле), исследователи подтвердили библейское предание: "В то время поднялся Хазаэль, царь Сирии, и пошел на Геф, и взял его, а потом обратился, чтобы идти на Иерусалим" (4 Царств 12:18). Они объясняют, что в отличие от предыдущих методов, новая техника может определить, подвергался ли определенный предмет (например, глиняный кирпич) обжигу даже при относительно низких температурах, начиная с 200°C. Эта информация может быть ключевой для правильной интерпретации находок.

Междисциплинарное исследование возглавил доктор Йоав Вакнин из Института археологии имени Сони и Марко Надлеров Гуманитарный факультета им. Энтина (ТАУ) и Палеомагнитной лаборатории Еврейского университета. Другими участниками исследования выступили: профессор Рон Шаар из Института наук о Земле Еврейского университета, профессор Эрез Бен-Йосеф и профессор Одед Липшиц из Института археологии имени Сони и Марко Надлеров при Тель-Авивском университете, профессор Арэн Мэир из Департамента изучения Земли Израиля и археологии имени Мартина при Университете Бар-Илан и доктор Ади Элиягу Бехар с факультета изучения Земли Израиля и археологии и факультета химических наук Университета Ариэль. Исследование было опубликовано в научном журнале PLOS ONE.

Профессор Липшиц: "На протяжении бронзового и железного веков основным строительным материалом в большинстве частей Земли Израиля были глиняные кирпичи. Этот дешевый и легко доступный материал использовался для строительства стен в большинстве зданий, иногда на каменных фундаментах. Поэтому так важно понимать технологию изготовления этих кирпичей."

Доктор Вакнин добавляет: "В то же время жители других земель, таких как Месопотамия, где камень был редкостью, обжигали глиняные кирпичи в печах, чтобы увеличить их прочность и долговечность. Эта техника упоминается в истории о Вавилонской башне в книге Бытия: "И сказали друг другу: Пойдем, сделаем кирпичи и обожжем их огнем. И стали у них кирпичи вместо камней" (Бытие 11:3). Однако большинство исследователей считают, что эта технология дошла до Земли Израиля в гораздо более поздний период, с римским завоеванием. До этого времени жители использовали высушенные на солнце глиняные кирпичи. Таким образом, когда кирпичи находятся при археологических раскопках, возникает несколько вопросов: во-первых, были ли кирпичи обожжены, и если да, то были ли они обожжены в печи до строительства или в результате разрушительного пожара? Наш метод может дать окончательные ответы."

Новый метод основывается на измерении магнитного поля, зафиксированного и "запертого" в кирпиче при его обжиге и охлаждении.

Доктор Вакнин: "Глина, из которой делались кирпичи, содержит миллионы ферромагнитных частиц – минералов с магнитными свойствами, которые ведут себя как крошечные "компасы" или магниты. В высушенном на солнце глиняном кирпиче ориентация этих магнитов почти случайна, поэтому они взаимно компенсируют друг друга. Таким образом, общий магнитный сигнал кирпича слабый и неравномерный. Нагрев до 200°C или выше, как это происходит при пожаре, освобождает магнитные сигналы этих частиц, и они, в статистическом смысле, выравниваются в соответствии с магнитным полем Земли в этом конкретном времени и месте. Когда кирпич охлаждается, эти магнитные сигналы остаются запертыми в своем новом положении, и кирпич приобретает сильное и равномерно ориентированное магнитное поле, которое можно измерить магнитометром. Это явное указание на то, что кирпич действительно был обожжен."

Один из изученных обожженных кирпичей (Фото: д-р Йоав Вакнин)

На втором этапе процедуры исследователи постепенно "стирают" магнитное поле кирпича, используя процесс, называемый термической размагниченностью. Это включает нагревание кирпича в специальной печи в палеомагнитной лаборатории, которая нейтрализует магнитное поле Земли. Тепло освобождает магнитные сигналы, которые снова располагаются случайным образом, компенсируя друг друга, и общий магнитный сигнал становится слабым и теряет свою ориентацию.

Доктор Вакнин: "Мы проводим этот процесс постепенно. Сначала мы нагреваем образец до температуры 100°C, что освобождает сигналы лишь небольшой части магнитных минералов. Затем мы охлаждаем его и измеряем оставшийся магнитный сигнал. Затем мы повторяем процедуру при температурах 150°C, 200°C и так далее, продвигаясь небольшими шагами до 700°C. Таким образом, магнитное поле кирпича постепенно стирается. Температура, при которой сигнал каждого минерала "разблокируется", примерно соответствует температуре, при которой он был первоначально "заблокирован", и в конечном итоге температура, при которой магнитное поле полностью стирается, была достигнута во время исходного обжига."

Исследователи протестировали эту технику в лаборатории: они обжигали глиняные кирпичи при контролируемых условиях температуры и магнитного поля, измеряли приобретенное каждым кирпичом магнитное поле, а затем постепенно стирали его. Они обнаружили, что кирпичи полностью размагничиваются при той температуре, при которой они были обожжены, что доказывает, что метод работает.

Доктор Вакнин: "Наш подход позволяет идентифицировать обжиг, который происходил при гораздо более низких температурах, чем любой другой метод. Большинство методов, используемых для идентификации обожженных кирпичей, основаны на фактических изменениях в минералах, которые обычно происходят при температурах выше 500°C, когда некоторые минералы превращаются в другие."

Доктор Элиягу Бехар: "Один из распространенных методов идентификации минералогических изменений в глине (основной компонент глиняных кирпичей) из-за воздействия высоких температур основан на изменениях в поглощении инфракрасного излучения различными минералами. В этом исследовании мы использовали этот метод как дополнительный инструмент для проверки результатов магнитного метода."

Доктор Вакнин: "Наш метод гораздо более чувствителен, потому что он нацелен на изменения в интенсивности и ориентации магнитного сигнала, которые происходят при гораздо более низких температурах. Мы можем начать обнаруживать изменения в магнитном сигнале при температурах всего 100°C."

Кроме того, метод может определить ориентацию, в которой кирпичи остывали. 

Доктор Вакнин: "Когда кирпич обжигается в печи до строительства, он фиксирует направление магнитного поля Земли в этом конкретном времени и месте. В Израиле это направление – север и вниз. Но когда строители берут кирпичи из печи и строят стену, они укладывают их в случайных ориентациях, таким образом случайным образом фиксируя записанные сигналы. С другой стороны, когда стена горит на месте, как это может случиться при разрушении врагом, магнитные поля всех кирпичей фиксируются в одной и той же ориентации."

После подтверждения метода исследователи применили его к конкретному археологическому спору: была ли определенная кирпичная структура, обнаруженная в Тель эс-Сафи, идентифицированная как филистимский город Геф, родина Голиафа, построена из предварительно обожженных кирпичей или сгорела на месте? Преобладающая гипотеза, основанная на Ветхом Завете, исторических источниках и датировании углеродом-14, приписывает разрушение структуры разрушению Гефа царем Хазаэлем из Арама около 830 г. до н.э. Однако предыдущая работа исследователей, включая профессора Мэира, руководителя раскопок в Тель эс-Сафи, предположила, что здание не сгорело, а обрушилось в течение десятилетий, и что обожженные кирпичи, найденные в структуре, были обожжены в печи до строительства. Если бы эта гипотеза была верна, это было бы самым ранним случаем использования технологии обжига кирпичей, обнаруженной в Земле Израиля.

Чтобы разрешить спор, текущая исследовательская группа применила новый метод к образцам из стены в Тель эс-Сафи и обрушившихся обломков, найденных рядом с ней. Результаты были убедительными: магнитные поля всех кирпичей и обрушившихся обломков показывали одну и ту же ориентацию – север и вниз. 

Доктор Вакнин: "Наши находки показывают, что кирпичи горели и остывали на месте, там, где их нашли, а именно, в результате пожара в самой структуре, которая обрушилась в течение нескольких часов. Если бы кирпичи были обожжены в печи, а затем уложены в стену, их магнитные ориентации были бы случайными. Более того, если бы структура обрушилась со временем, а не в результате единого пожара, обрушившиеся обломки показали бы случайные магнитные ориентации. Мы считаем, что основная причина ошибочной интерпретации наших коллег заключалась в их неспособности идентифицировать горение при температурах ниже 500°C. Так как тепло поднимается вверх, материалы в нижней части здания горели при относительно низких температурах, ниже 400°C, и, следовательно, предыдущее исследование не идентифицировало их как обожженные – что привело к выводу, что здание не было разрушено пожаром. В то же время, кирпичи в верхних частях стены, где температуры были гораздо выше, претерпели минералогические изменения и поэтому были идентифицированы как обожженные – что привело исследователей к выводу, что они были обожжены в печи до строительства. Наш метод позволил нам определить, что все кирпичи, как в стене, так и в обломках, горели во время пожара: те, что внизу, горели при относительно низких температурах, а те, что были найдены в верхних слоях или упали сверху – при температурах выше 600°C."

Профессор Мэир: "Наши открытия крайне важны для понимания интенсивности пожара и масштабов разрушений в Гефе, крупнейшем и самом могущественном городе Земли Израиля того времени, а также для понимания строительных методов, существовавших в ту эпоху. Важно пересматривать выводы предыдущих исследований и иногда даже опровергать прежние интерпретации, даже если они исходят из вашей собственной школы." 

Профессор Бен-Йосеф добавляет: "Помимо их исторического и археологического значения, древние методы строительства также имели значительные экологические последствия. Технология обжига кирпичей требует больших количеств топлива, и в древние времена это могло привести к массовому ущербу лесам и даже утрате части видов деревьев в этом районе. Например, некоторые виды деревьев и кустарников, которые использовались древней медной промышленностью в долине Тимна, до сих пор не восстановились, и сама промышленность в конечном итоге рухнула, когда исчерпала свои природные ресурсы. Наши находки указывают на то, что технология обжига кирпичей, вероятно, не использовалась в Земле Израиля во времена царей Иудеи и Израиля."