実験的考古冶金学

実験考古冶金学は、実験考古学のサブセットであり、特に過去の冶金プロセスに関係し、最も一般的には銅や鉄の物体の複製、および古代の金属や金属物体の製造の背後にある方法論のテストが含まれます。スズ、鉛、ヒ素など、主に合金材料として使用される金属や元素も、実験研究の一部です。

実験考古学の理論は、1950年代の新しい考古学技術に由来しており、実験や民族学の形で現代の例を過去のプロセスの類似物として使用します。^[1]実験考古冶金学は一般的な実験考古学の一部と見なされており、文献で区別されることはほとんどなく、そのため、多くの原則は同じままですが、単一の主題に重点が置かれています。

考古冶金学は、発掘調査から得られる証拠が復元の良い出発点となるため、実験的再現に適した分野です。冶金学的遺物は、スラグや耐火性セラミックの遺物など、比較的耐久性のある生産方法の証拠となる耐久性のある製品を提供します。^[2]実験には、物体の複製、システムの複製、行動の複製、プロセスの複製など、さまざまな形式があります。^[3]

考古冶金学の実験は、通常、管理された実験室で行われるか、再現しようとしている技術の対象者が利用できる材料と設備のみを使用して実行することで、可能な限り本物らしくしようとします。しかし、場所に関係なく、実験は常に、当初意図されていた文脈から外れた異なる考え方の下で行われます。^[4] あらゆる種類の実験考古学で常に問題となるのは、考古学者と元々冶金学に関わっていた個人との間の文化的距離です。この考え方の違いは、冶金学の背後にあるプロセスに対する誤解につながる可能性があります。^[5] これに次ぐのは、すべての実験が成功するわけではなく、これが使用された技術のせいなのか、実験を行った個人のせいなのかを判断するのが難しいことです。^[6]

民族考古学は、現代の人々の技術を過去のプロセスの類似物として使用する実験考古学と組み合わせて広く使用されてきた。考古学における民族学の使用の試みは、実験の文脈を変えることによって、研究者とプロセスの文化的距離に対抗しようとするものである。アフリカは、銅の製錬と鉄塊炉の再現に大きな役割を果たしてきた。なぜなら、鉄の工房生産を行っている場所がまだいくつかあるからだ。^{[7] [8]} キリック^[8]は、アフリカで残っている鉄の生産を利用して、世界中の他の炉がどのように建設されたかについてさらなる洞察を得た考古学者の一人である。

採鉱は金属生産の最初のステップの 1 つであり、実験的考古冶金学の焦点の 1 つです。ただし、採鉱に関する実験的研究は、主に火付けと採鉱道具の複製と使用に限定されています。

火付けは、岩石を高温にさらして亀裂や剥離を誘発し、岩石全体の脆さを増大させて、採掘プロセスを受けやすくするプロセスです。^[9] 火付けのプロセスを理解することは、採掘の考古学的な歴史の発展にとって重要な要素であり、そのため、この技術を再現するためのいくつかの実験の対象となってきました。^{[10] [11] [12] [13] [14]} 通常、火付けの実験は、所定の岩石面の横で火をつけ、使用した燃料の量と種類、火と岩石面の温度、掘削前後の剥離の量、およびさまざまな手順に必要な時間を測定することによって行われます。^{[14] [15] [16] [17] [18]} この調査により、採掘現場を完了するために必要だった燃料の総量や周囲の環境への影響、採掘労働がどのように組織されていたかなど、採掘プロセスについていくつかの推論を行うことができます。火付け実験の1つの結果は、加熱後に岩面に水をかける急冷は、岩面の掘削を容易にするために必要ではないという認識です。^[19] 急冷プロセスは、ほとんどの火付け実験で標準的な手順でしたが、^{[14] [15] [16] [18]}効果的でないのになぜ急冷が使用されたのかという新しい質問に答えるには、より多くの研究が必要になりました。

先史時代の採掘で使われた道具の実験的な復元は、火付けの過程の後に使われた道具と関連して書かれていることが多い。^{[14] [15] [16] [17] [18]} 実験的な採掘道具の集合体は主にハンマーストーンと枝角のつるはしで構成されており、柳とハシバミの棒、生皮、麻紐を使って復元され、様々な柄付け技術と利用方法が実装されている。^[20]

製錬、つまり鉱石を金属状態に還元することは、考古冶金学における実験の主な手段です。^{[14] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28]} 最も単純な形の製錬は、酸素を減少させる雰囲気の中で、燃焼している木炭2個の間に鉱石サンプルを置き、圧縮空気源で燃焼を促進し、金属を製錬するのに十分な温度にすることで達成できます。^{[29]しかし、この最終的な金属状態に到達するには、廃棄物や}脈石を 取り除くための鉱石の処理、鉱石の焙焼、鉱石の製錬など、いくつかのことを最初に行う必要があり、その後、一連の再溶解によって金属を精製する可能性があります。次に、化学分析または顕微鏡分析によって製錬の製品が分析され、考古学的発掘の発見と比較され、さまざまな製造プロセスの可能性が調べられます。^{[30] [31]}

銅に関する最初の実験研究は、オハイオ州のホープウェルの塚で発見された銅板がホープウェルの人々によって作られたものであり、ヨーロッパからの貿易によるものではないことを証明するために、1894年にクッシングによって行われた。^{[32] [1] [33]} 実験では、クッシングは角と石の道具を使って銅板を切り出し、圧力と研磨の方法で丸い穴を開けた。^{[34]銅板の実験に加えて、クッシングは}アリゾナ州サラドバレーのプエブロの発掘調査 で発見されたものを再現した製錬実験も行い、銅の工芸品を再現した。^{[33] [34]}

鉄の実験的考古冶金学は銅のそれよりも新しいもので、そのほとんどは20世紀半ばまで広く研究されていませんでした。^{[35] [36]} これは、錬鉄の近代的な製錬が、最後の大規模生産が停止した1900年まで産業として生産されていたことと、研究者の間で多くの同じ技術がブルームリー鉄の始まり以来受け継がれてきたと信じられていたことに起因しています。^{[36] [37]}ローマ時代の鉄を 作るのに使用された技術は、ずっと前に消滅した技術の使用を示していたため、静的な技術ではありませんでした。^{[36] [37]} そうは言っても、鉄生産に関する歴史的な文書や現存する遺跡の量が多いため、鉄の研究は銅の研究よりも進んでいます。

鉄塊を再現する実験がいくつか行われた。^{[38] [39] [40] [41] [42] [43]} Clough ^[44]は、再現可能なローマ時代のボウル炉を用いた実験的な鉄製品の平均的な例を示している。Clough ^{[44] は、}再現されたボウル炉は質の悪い鉄を少量しか生産しないため非効率的であることを発見した。これは、はるかに大きく質の良い鉄塊の発掘物と比較した結果、ローマ人はボウル炉を使用していなかったという結論に至った。

貴金属の実験的研究は、実験コストと、関連する技術的プロセスが十分に理解されていないために制限されています。金と銀は、銅と同様の方法で生産されますが、灰吹法という追加のプロセスが必要です。プラチナは主に南米で問題となっており、合金製造の添加物として粉末金属として伝統的に使用されてきたため、実験的な考古冶金学からは除外されるのが一般的です。^[45]

^{製錬の実験過程では、燃料消費率[43] [46] [47]、}炉の空気流量の変化の影響^{[43] [48] [49]} 、温度^[42] 、生産時間^[42] 、化学組成^[50]など、いくつかのデータセットが収集されます。

銅生産における技術の複製には、考古学的発掘で発見されたものを再現しようとする膨大な可能性が含まれています。TylecoteとBoydell ^[47]は、特定の銅製品で見つかった鉄のレベルに関する考えられる説明と、銅を再溶解することで余分な鉄を除去できる可能性について実験しました。Crew ^[51]はまた、ブルームからビレットに加工するプロセスにより鉄の質量が失われる可能性があることを示すために鉄に関する実験を行い、スラグ、不純物、鉄金属が75％失われるという結論に達しました。

青銅や真鍮以外の合金は、考古冶金学の文献ではあまり取り上げられていません。これは主に、考古学的記録への関心や証拠が不足しているためです。ヒ素銅はそのような限られた研究テーマの 1 つで、ポラード、トーマス、ウィリアムズによる実験研究が行われています。^[52] ポラード、トーマス、ウィリアムズは、ヒ素を含む銅鉱石の実験的な製錬を数回行い、銅のヒ素は製錬温度が低いほど高いレベルで保持されることを発見しました。これは、ヒ素銅が、温度が一定点を超えることができなかった初期の製錬技術の結果である可能性があることを示唆しています。

鉛の実験は、主に生産が容易なために制限されてきた。鉛を含む鉱石は簡単に精錬、再精錬、加工できるため、過去の社会がどのように鉛を生産したかを理解するのはそれほど難しくない。^[53]鉛の実験は、銅精錬実験とほぼ同じ方法で行われ、完了時間、空気流量、燃料使用量、精錬された金属の量と組成などの定量的な要素を記録します。^[54] さらに、鉛は有毒な元素であり、実験には特別な注意を払う必要があり、実験に制限が生じます。^[55]

遺物の複製は、遺物の使用状況を比較する上で重要な役割を果たします。多くの場合、遺物は製造工程を証明したり、展示ケースに収めたりするためだけではなく、特定の遺物が考古学的記録にあるものと同様の摩耗の兆候を示すことを示すために作られます。ロバーツとオタウェイ^[56]は、事前に想定された方法でそれらを使用して青銅の斧を鋳造し、その結果を既知の考古学的遺物と比較することによって、そのような実験的な再構成を行いました。そのような実験から得られた結果から、遺物には類似した摩耗パターンがあり、未使用のものだけでなく使用されたものも堆積したヨーロッパのソケット付き斧があることがわかりました。^[56] 道具の痕跡の識別は、実験的な再構成を使用して逆方向にも進み、さまざまな材料媒体とそれらが残す摩耗パターンの違いを示すことができます。グリーンフィールド^[57]は、骨に残った鋼、青銅、石の道具の痕跡をすべて調査し、考古学的記録でどのように見られるかについての例を示したそのような実験の1つを示しています。

エネルギー消費と効率は考古冶金学におけるもう一つの興味深いテーマである。石、青銅、鋼の斧を比較する木の伐採と土地開拓の実験は多くの考古学者に人気がある^{[58] [59] [60]。} これらのタイプの実験では、研究者の費やした時間や酸素摂取量などの要素が考慮され、過去の生活様式におけるエネルギーの使用の類似点を見つけようとする。^{[58] [59] [60]}

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• Craddock, Paul T. (1995)、「Early Metal Mining and Production」、エディンバラ：エディンバラ大学出版局。
• フォレスト、キャロリン (2008)、「考古学における科学的実験の性質: 19 世紀から 20 世紀半ばまでの実験考古学」、カニンガム、ペニー、ヒーブ、ジュリア、パーデクーパー、ローランド (編)、実験による考古学の体験、オックスフォード: オックスボウ ブックス、pp. 61–68