Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 454

Původ mědi únětické kultury v Čechách

Nad vesnicí Únětice na severním okraji Prahy odkryl koncem 19. století amatérský archeolog a lékař Čeněk Rýzner dvě pohřebiště. Odborná archeologická i laická veřejnost byla unesena pohledem na vysoce vyspělou kulturu, která se nakonec ukázala být charakteristickou pro velkou část střední Evropy starší doby bronzové. Označení „únětická kultura“ se stalo světově známým. Odkud však pochází měď, kterou únětická kultura tak mistrně zpracovávala?

V jižních Čechách nedávno nalezené hřivny a žebra měděné suroviny ze starší doby bronzové podrobili vědci instrumentální neutronové aktivační analýze (INAA) a rentgenové fluorescenční analýze (RFA).

Typy předmětů

Nálezy výrobků z mědi jsou zřetelně dvojího druhu. Jednu část z nich tvoří formy surové mědi bez přímého užitkového významu. Nejčastěji se za účel jejich výroby a distribuce považuje použití pro další specializovanou výrobu. Většinou jde o hromadně uložené soubory – depoty, jen vzácně doprovázené reálnými výrobky. Naproti tomu většina užitkových předmětů se nalézá uvnitř objektů, na sídlištích nebo v hrobech. Jedná se o různé typy šperků a ozdob (jehlice, náhrdelníky, trubičky a korály v náhrdelnících, náušnice, náramky), o nástroje (sekery, dláta, šídla) a o zbraně (dýky).

 

Ve starší době bronzové se objevuje několik tvarů surové mědi, které se od předchozích období velmi liší. Je to zejména výskyt „hřiven“, tj. do kruhu stočených prutů kovu, obvykle s roztepanými konci, stočenými do kliček. Pozoruhodné je na nich to, že se objevují až ve stovkách exemplářů v hromadných nálezech – depotech. Zvláštní je jejich prvkové složení: zhruba 85 % obsahuje značné příměsi arzénu, antimonu a stříbra, jejichž součet je rozložen kolem střední hodnoty mezi 3,5 % až 4 % (hřivnový kov, Ösenring metal).

Zbytek tvoří poměrně značně čistá měď, obsahující příměsí nejvýše do několika desetin procenta. Značně rozšířené jsou i další tvary – odlitky tvaru žeber s postupně se zhoršující kvalitou úprav povrchu, které se vyskytují v pozdějších časových horizontech starší doby bronzové. Na přelomu starší a střední doby bronzové existují i zcela neopracované slitky volně vyteklé taveniny. V souvislosti s rozvojem detekční techniky kovů došlo v posledních letech k velkému boomu odhalování těchto depotů pravěké suroviny v terénu a bohužel i k jejich ztrátám do soukromých rukou.

Analýza

Pro INAA se nejprve wolframovým vrtáčkem odebralo zhruba po pěti miligramech kovu z vnitřního objemu předmětů. V ozařovacích pouzdrech se pak poslaly do aktivní zóny řežského reaktoru, kde se ozářily neutrony. Zároveň se ozářily i standardy předpokládaných prvků, kovové fólie a vzorky certifikovaných standardů bronzů. Celkem bylo za použití INAA analyzováno 210 předmětů.

 

Údaje získané rentgenfluorescenční analýzou byly méně spolehlivé. Většina vykopaných archeologických artefaktů je vždy značně narušena korozí zasahující i poměrně hluboko. Vyluhováním dochází k úbytku mědi a tím i k narušení poměru mědi vůči příměsím. Pro patnáct lokalit se surovinovými depoty (hřiven, žebrovitých ingotů a slitků) bylo provedeno 430 RFA. I přes nepřesnost výsledků RFA a INAA můžeme vyvodit závěry o trendech metalurgie mědi a bronzů v českém pravěku.

Výsledky

Pro únětickou kulturu je charakteristický „hřivnový kov“ (typ 1) s vysokými příměsmi As, Sb a Ag, v celkovém součtu obsahů kolem 4 % a s častým doprovodem Bi. V hřivnách se nevyskytoval nikl. Skutečnost, že se tyto značně vysoké příměsi objevily před cínovým bronzem a také mizely s výskytem cínového bronzu, naznačuje, že mohlo jít o záměrnou technologickou přísadu do mědi před využitím nedostatkového cínu.

 

Pravděpodobně o něco později, ale ještě před převládnutím cínového bronzu ve výrobcích, se objevily žebrovité ingoty, které obsahují více niklu. To byl druhý surovinový zdroj, který může vysvětlovat častou přítomnost niklu v předmětech únětické kultury. Jak hřivny, tak i žebra se dopravovaly na sever přes jihočeské území, pravděpodobně z několika míst v Alpách.

Z přechodu ze starší do střední doby bronzové pochází další typ žeber téměř neprohnutého tvaru. Tyto ingoty většinou obsahují kolem 1 % As a v mnohem menší míře Ni a Sb. Zřejmě byly hlavním zdrojem mědi pro výrobu bronzu i v pozdějších dobách, společně se slitky nedefinovaného tvaru. Pro tuto pozdní surovinu je charakteristický pokles příměsi stříbra a antimonu, většinou na úrovně do setin procenta.

Mezi nově nalezenými depoty se vyskytly dva, ve kterých se objevila měď, vytavená s velkým množstvím olova. Olovo se v dřívějších nálezech surovin typu 1 až 3 nevyskytovalo v koncentracích nad úrovní 0,1 %, odpovídající mezi detekce Pb při použité RFA. V depotech z Purkarce 4 a Rychnova nad Malší však mnoho žeber obsahovalo až více než poloviční koncentraci Pb. Zatím nelze jednoznačně říci, zda šlo o chybu identifikace rud, technologie nebo o jinou příčinu. Skutečností je, že zhruba od doby vzniku těchto olovnatých ingotů se v mladších fázích doby bronzové začíná olovo objevovat dosti často, i když jen v malých množstvích (většinou do 2 % Pb). Záměrné slitiny bronzu s olovem se ve velké míře objevily až v laténském období (až přes 20 % Pb).

Měď typu „hřivnový kov“ však nebyla specifickým jevem pouze českého únětického okruhu.

Z rekapitulace 3099 kusů hřiven bez cínu a niklu z 277 lokalit středoevropské oblasti vyplývá, že část hřiven byla vyrobena ze značně čisté mědi: v intervalu mezi 0 a 0,5 % sumárního obsahu příměsí hřivnového typu (tj. As, Sb a Ag) existuje 16,7 % hřiven, v nejvyšší oblasti nad 1,2 % sumární příměsi je 82,3 % všech hřiven.

Měděné hutě v Alpách?

V procentním vyjádření jsou počty případů spadajících do těchto intervalů na všech územích velmi blízké. Z toho lze usuzovat, že zřejmě muselo existovat nějaké společné materiálové a technologické centrum, které vyvinulo a produkovalo materiál tohoto specifického složení podle stejného receptu. České území bylo jedním z několika směrů, přes něž směřoval jeho vývoz do vzdálenějších oblastí (až po jižní Skandinávii).


 

Rentgenfluorescenční analýza (RFA) je jednou z instrumentálních analytických metod, která umožňuje provádět nedestruktivní kvalitativní i kvantitativní analýzu zkoumaných objektů.

 

Zkoumaný vzorek se ozáří nízkoenergetickým zářením gama nebo X. Ve vzorku se tím vybudí charakteristické záření. Podle vlnové délky (energie) vzniklého fluorescenčního záření lze určit, které prvky jsou ve zkoumaném vzorku přítomny (kvalitativní analýza), podle intenzity fluorescenčního záření lze určit množství prvku ve vzorku (kvantitativní analýza). Zkoumaný materiál se nepoškodí, ani v něm nedojde ke generování umělé radioaktivity.

 


Neutronová aktivační analýza

je jadernou analytickou metodou umožňující současné stanovení koncentrace řady prvků v různých typech vzorků. Vzorek se nechá ozářit neutrony, nejčastěji v experimentálním jaderném reaktoru. Neutrony indukují v jádrech atomů vzorku jaderné reakce vedoucí k přeměně většinou původně neradioaktivních jader v jádra radioaktivní. Spolu se vzorkem neznámého složení se ozařují standardy (s přesně známým množstvím) prvků, jejichž přítomnost se ve vzorku předpokládá. Porovnáním aktivity a charakteristického záření ze vzorku a ze standardů lze velmi přesně určit obsah jednotlivých prvků ve vzorku, a to bez destrukce vzorku (v tzv. instrumentální, neboli nedestruktivní variantě metody).

 

Zdroje:

Moucha V., Hortfunde der frühen Bronzezeit in Böhmen, Praha, 2005.

 

Krause R.: Studien zur kupfer- und frühbronzezeitlichen Metallurgie zwischen Karpaten-becken und Ostsee, Rahden/Westf., 2003.

Katalog výstavy „Poklady doby bronzové. Nejnovější archeologické nálezy z jižních Čech“, (Chvojka O. ed.), České Budějovice, 2011.

Frána J., Chvojka O., Fikrle M., Analýzy obsahu chemických prvků nových depotů surové mědi z jižních Čech, Památky archeologické 100,2009,91-118.

Chvojka O.,Frána J.,John J.,Menšík P., Dva depoty ze starší doby bronzové v areálu mohylového pohřebiště u Nové Vsi (okr.Český Krumlov), Archeologické rozhledy 61,2009,607-635.

Bátora J., Pernicka E., Chemische Zusammensetzung der Kupferartefakte aus dem frühbronzezeitlichen Gräberfeld von Jelšovce, Südslowakei. Der Anschrift,Beiheft 9(1999),247-254.

Vandkilde H., A Biographical Perspektive on Ösenringe from the Early Bronze Age, Aarhus universitet,2007.

O jaderných analytických metodách jsme psali také v
http://www.3pol.cz/cz/rubriky/medicina-a-prirodoveda/806-vltaviny-ocima-jadernych-fyziku

 

Jaroslav Frána, Marek Fikrle, Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., Řež

 

Jaroslav Frána, Marek Fikrle, Ústav jaderné fyziky AV ČR, v. v. i., Řež
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak se svítí v Brně

Jeďte se podívat do Brna, jak se má správně svítit v ulicích! Jak se z hlediska svítivosti liší jednotlivé typy moderních LED svítidel nebo jakým způsobem fungují ...

Atomové hodiny do vesmíru

Společnost Orolia je světovým lídrem v oblasti navigace a určování polohy a významným dodavatelem atomových hodin pro globální navigační satelitní systémy.

Jak se dostane slunce do zásuvky? Nový program Obnovitelné zdroje pro děti.

Proč vzniká vítr? Jak funguje solární panel? A k čemu slouží vodním elektrárnám přelivy? Na zvídavé dětské otázky najdete odpovědi v novém výukovém ...

Jak přepravovat zelený vodík

Palivem budoucnosti se může podle odborníků stát vodík vyrobený elektrolýzou z vody. Širšímu využití zatím brání omezené možnosti jeho přepravy na větší vzdálenosti.

Je budoucnost letectví v elektřině, vodíku nebo biopalivech?

Podle Mezinárodní energetické agentury emise oxidu uhličitého z letecké dopravy v posledních dvou desetiletích raketově rostou. Statistiky ukazují, že letecký provoz se před razantním ...

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail