Người tiền sử chế tạo đồ kim loại bằng cách nào?
5.000 năm trước, con người chuyển từ thời Đồ Đá sang thời Đồ Đồng nhờ sự ra đời của kỹ thuật luyện kim, tách kim loại khỏi tạp chất.
Ngày nay, hợp kim hiện diện trong mọi thứ, từ smartphone đến tàu vũ trụ. Đó là những sản phẩm mới nhất của hoạt động luyện kim tồn tại từ thời Đồ Đồng, khi hỗn hợp kim loại đầu tiên được tạo ra. Ngày nay, khai thác và xử lý kim loại là một ngành công nghiệp lớn, nhưng những người tiên phong đã xử lý kim loại gần như chỉ bằng các công cụ đá và lửa bình thường.
Sự ra đời của hợp kim đồng - thiếc là một trong những tiến bộ nổi bật nhất lịch sử thế giới. (Ảnh: Anna Kepa)
Ban đầu, người tiền sử chỉ có thể khai thác những kim loại ở dạng nguyên sinh, nghĩa là tồn tại ở dạng cục và không bị trộn lẫn với nguyên tố khác trong đá. Do đó, chúng không cần trải qua quá trình chiết xuất mà có thể thu thập được bằng cách sàng đãi trên sông hoặc đào bới đất.
Những đồ tạo tác bằng đồng cổ xưa nhất có niên đại khoảng 8.000 năm, trong khi vật dụng bằng vàng xuất hiện sau đó vài nghìn năm. Thời điểm này, công nghệ cần thiết để chiết xuất sắt trong đất đá vẫn chưa xuất hiện, dù người Ai Cập cổ đại đã chế tạo được một số vật thể từ sắt thiên thạch. Họ có thể biến chúng thành những con dao như dao găm trong lăng mộ pharaoh Tutankhamun.
Ảnh chụp hai mặt của dao găm trong lăng mộ vua Tutankhamun năm 2020 và ảnh chụp khi mới phát hiện con dao năm 1925 (dưới cùng). (Ảnh: Meteoritics & Planetary Science/Harry Burton).
Khoảng 5.000 năm trước, con người bắt đầu chuyển từ thời Đồ Đá sang thời Đồ Đồng, phần lớn nhờ vào sự ra đời của quá trình luyện kim. Quá trình này bao gồm nung nóng quặng đồng trong nồi bằng đá hoặc gốm để tách kim loại khỏi tạp chất.
Dù không có tài liệu nào về cách luyện kim ra đời, nhưng có khả năng người xưa đã nảy ra ý tưởng thổi khí qua các thanh rỗng để tăng nhiệt độ lò, giúp giải phóng kim loại nóng chảy. Người thợ rèn nguyên thủy này không biết rằng carbon trong gỗ phản ứng với oxy trong quặng, chuyển đổi thành CO2 và giải phóng lượng đồng vốn liên kết với nó.
Đồng là kim loại phù hợp để sử dụng, giúp tạo ra những công cụ và vũ khí mới tốt hơn nhiều so với vật liệu trước đó là đá. Đồng cứng lại khi bị đập bằng búa và có thể được nấu chảy, đổ vào khuôn để chế tạo vật dụng theo tiêu chuẩn.
Ngoài ra, đồng có thể được cải tiến đáng kể bằng cách trộn với thiếc, tạo thành một hợp kim mới. Hỗn hợp kim loại này không chỉ cứng hơn đồng nguyên chất khi dùng búa đập mà còn nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều, giúp quá trình đúc trở nên dễ dàng hơn.
Việc sử dụng rộng rãi hỗn hợp này khoảng năm 3000 trước Công nguyên đánh dấu sự khởi đầu của thời Đồ Đồng - thời kỳ nhiều hợp kim ra đời khi con người thử nghiệm cho thêm kẽm và các kim loại khác vào đồng. Thực tế, sự thử nghiệm này chưa bao giờ dừng lại. Những hợp kim mới tiếp tục ra đời với nhiều ứng dụng hữu ích.
Những tiến bộ công nghệ của thời Đồ Đồng thúc đẩy các nền văn minh hùng mạnh nhất thế giới cổ đại phát triển. Tuy nhiên, thời đại này cuối cùng cũng kết thúc khi con người tìm ra cách nấu chảy sắt từ đá, tạo ra một vật liệu thậm chí còn hữu ích hơn và mở ra thời Đồ Sắt.
Ban đầu, những lò nung cổ đại không thể đạt tới nhiệt độ đủ cao để thực sự nấu chảy sắt. Do đó, những thợ rèn đầu tiên phải làm việc với sắt rèn - vật liệu thu được khi tách khỏi xỉ sinh ra từ quá trình nung. Đến khoảng năm 300 trước Công nguyên, các thợ kim loại Trung Quốc phát minh loại ống thổi có thể tạo ra ngọn lửa đủ nóng để làm chảy sắt.
Điều thú vị là sắt thực chất không cứng bằng hợp kim đồng - thiếc, các đồ vật làm từ sắt thường có chất lượng thấp hơn đồ bằng hợp kim trước đó. Tuy nhiên, việc sản xuất sắt rẻ hơn hợp kim này rất nhiều, chủ yếu do sắt dồi dào hơn thiếc. Về sau, sắt cũng được sử dụng để tạo ra thép - một trong những vật liệu thiết yếu nhất thời hiện đại.
Phát hiện tàu ma 1.700 tuổi, hàng hóa kỳ dị còn nguyên vẹn
Bất chấp đã bị nuốt vào lòng Địa Trung Hải từ thế kỷ thứ IV, những đồ vật bên trong con tàu ma La Mã vẫn nguyên vẹn đến kỳ lạ.
Đào được tàn tích siêu quái vật cổ đại 13 tấn bị loài người khác "hạ thủ"
Theo Sci-News, đó là phần còn lại của sinh vật cổ đại gọi là "voi ngà thẳng", đã tuyệt chủng 400.000 năm về trước, nhưng là vị tổ tiên gần gũi của loài voi hiện tại.
Đào được loài khủng long khổng lồ chưa từng thấy trên thế giới
Một loài khủng long hoàn toàn mới được đặt tên là Meraxes gigas, nặng hơn 4 tấn, đã lộ diện ở Hệ tầng Huincul ở Las Campanas Canyon, tỉnh Neuquén - Argentina.
Lời trần tình của kẻ "khai quật mộ cổ"
Nhà khảo cổ kể về trải nghiệm về sự nguy hiểm và thú vui của nghề đào mộ.
Trung Quốc phát hiện một kho báu lớn niên đại hơn 300 năm
Theo ước tính của các nhà khảo cổ, giá trị của kho báu lên tới hơn 12.000 tỷ đồng.
Quái thú 218 triệu tuổi đầu đại bàng, mình cá sấu lộ diện ở Mỹ
Một loài quái thú được tìm thấy ở bang Texax - Mỹ đã làm các nhà khoa học bối rối hơn 3 thập kỷ.
