Archeologia spotyka zaawansowaną analitykę

Historia

Co wspólnego mają ze sobą brzozy i epoka brązu; co łączy Babel, Biblię i bitum? Zdarza się, że odpowiadamy na tak dziwne pytania.

Albert Einstein powiedział kiedyś, że u kolebki prawdziwej nauki stoi tajemnica. Jej eksplorowanie jest motywem, a narzędziem -  badanie. Dlatego, oprócz licznych laboratoryjnych prac wewnętrznych, tesa często otrzymuje zlecenia zewnętrzne od instytutów naukowych, na przykład badających czasy starożytne. W szczególnych przypadkach eksperci laboratorium wkraczają z najnowocześniejszym sprzętem, aby rozwikłać jakąś tajemnicę. Na przykład odkryć sekret legendarnej Wieży Babel.

Biblia? Babel? Bitum!

Biblia to dwuaspektowy zapis historyczny: po pierwsze, jest świętą księgą chrześcijan; po drugie – świadectwem wydarzeń z przeszłości. Budowa Wieży Babel, opisana w Księdze Rodzaju, miała miejsce naprawdę: w 1913 roku na terenie dzisiejszego Iraku odkryto pozostałości imponującej budowli. Żadne laboratorium na świecie nie jest w stanie udowodnić, że budowa doprowadziła do pomieszania języków i do podziałów. Można jednak ustalić, czy – zgodnie ze Starym Testamentem  – do budowy wieży wykorzystano bitum.

„To niesamowite, że ponad 2500 lat temu najwidoczniej celowo dodawano do bitumu domieszki nieorganiczne, aby rękojeść lepiej trzymała się kamienia”.
Dr Christian Brinkmann

Kierownik laboratorium tesa Analytics

Maleńka próbka skały z Muzeum Biblijnego w Münster
Maleńka próbka skały z Muzeum Biblijnego w Münster to znalezisko niemieckiego archeologa dr Roberta Kaldeweya, który odkrył pozostałości wieży w 1913 roku.

Więcej informacji dostarczył fragment jednej z babilońskich cegieł, udostępniony przez Muzeum Biblijne w Münster. Do próbki przylegała czarna substancja. Użyto najnowocześniejszych metod, w tym spektroskopii w podczerwieni, mikrotomografii oraz skaningowej mikroskopii elektronowej, zanim dr Christian Brinkmann, kierownik laboratorium tesa Analytics, potwierdził, że biblijne instrukcje budowlane faktycznie miały sens: cegły potężnej wieży były z pewnością połączone naturalnym bitumem.

Skąd bierze się bitum?

Bitum lub „dziegieć mineralny” powstaje w wyniku długotrwałego geologicznego procesu parowania niskowrzących składowych ropy naftowej, dlatego bywa też nazywany „naturalnym asfaltem”. W procesie podgrzewania bitumin zmienia się w miękką masę, potem staje się lepki, a następnie rzednie w temperaturze około 150 stopni. Po schłodzeniu wraca do pierwotnego, półstałego stanu. Produkowano go już w czasach starożytnych, a ze względu na jego plastyczność i właściwości uszczelniające używano go do najróżniejszych zastosowań w rzemiośle.

Podczas wykopalisk odkryto pozostałości kilku wież wzniesionych za czasów panowania króla Nabuchodonozora II (w VI wieku p.n.e.). Jedna z nich była szczególnie imponująca: powierzchnia podłogi wynosiła ponad 8000 metrów kwadratowych, a wysokość wieży – prawdopodobnie 75-90 metrów. Do budowy użyto „cegły zamiast kamieni i smoły zamiast zaprawy murarskiej” (Księga Rodzaju 11,3). Bitum odgrywa też decydującą rolę w innych, równie ważnych fragmentach Biblii. Dowiadujemy się na przykład, że matka Mojżesza – który otrzymał później Dziesięć Przykazań – porzuciła go, gdy był niemowlęciem, wkładając go do kosza powleczonego „żywicą i smołą” (Księga Wyjścia 2,3), a następnie umieszczając kosz w sitowiu na brzegu rzeki Nil. Tam Mojżesz został znaleziony, a później adoptowany przez córkę faraona. Trudno sobie wyobrazić, co by się stało, gdyby bitum nie uszczelnił kosza. A skoro już o Biblii mowa: według Pisma Świętego, także Arka Noego została uszczelniona smołą przez samego konstruktora (Księga Rodzaju 6,14). Na Bliskim Wschodzie, 12 000 lat temu, bitum był substancją nieodzowną przy budowie statków.

Klej uniwersalny: dziegieć brzozowy

Do laboratorium firmy tesa trafiają także odkrycia niezwiązane z Biblią. Na przykład sztylet z epoki kamienia, dostarczony niedawno przez dział archeologiczny dolnosaksońskiego stowarzyszenia Schaumburger Landschaft. Ten liczący około 4000 lat przedmiot czeka na badanie. „W wyjątkowych przypadkach i o ile czas nam pozwala, z radością przyjmujemy takie zlecenia” — przyznaje kierownik laboratorium, dr Christian Brinkmann. 

 

To zdecydowanie świeckie znalezisko: pewien człowiek odkrył ten ostro zakończony krzemień w gliniastej ziemi podczas prac nad fundamentami domu. Brakuje jednak rękojeści. Czy była kiedyś przywiązana rafią lub rzemykami? A może rękojeść była przymocowana do ostrza za pomocą uniwersalnego kleju z dziegciu brzozowego? Aby odpowiedzieć na takie pytanie, trzeba mieć pod ręką najnowocześniejszy sprzęt i narzędzia analityczne.  Zespół Brinkmanna zbadał to przypadkowe znalezisko instrumentami, które pozwoliły na analizę chemiczną w powiększeniu do 500 000 razy.

11-centymetrowy starożytny sztylet
tesa bada aktualnie antyczny sztylet o długości 11 cm.

Starożytny, kamienny świadek

Analizy wykazały, że do kamienia przylegają pozostałości substancji organicznej. Jej struktura pozwala sądzić, że była niegdyś lepka. To mógł być dziegieć brzozowy. „Dopiero po szczegółowej analizie i porównaniu wyników z inną próbką dziegciu brzozowego będziemy wiedzieć więcej” — tłumaczy dr Christian Brinkmann. Jedno jest pewne: po zakończeniu wszystkich analiz sztylet wróci do znalazcy, który chce udostępnić go lokalnemu muzeum.

Christian_Brinkmann_Mikro_CT
Dr Christian Brinkmann, kierownik laboratorium tesa Analytics, odczytuje wyniki ze skaningowego mikroskopu elektronowego.

Substancja pozyskiwana z kory brzozy to pierwszy klej wytworzony i stosowany przez człowieka. Historia klejenia sięga ok. 200 000 wstecz, do paleolitu. Biaława kora brzozy zawiera betulinę, którą można wyizolować poprzez podgrzanie do 340-400 stopni. Nie jest do końca jasne, jak robili to ludzie epoki kamienia: może ciasno zwijali korę, obtaczali ją w popiele w korycie w ziemi i zwęglali? Tak przynajmniej przypuszczają dziś naukowcy. Odkrycia archeologiczne pokazują, że dziegieć brzozowy był stosowany jako klej przez dziesiątki tysięcy lat. Znajdowano go podczas wykopalisk prowadzonych na terenach obozowisk i osad z czasów mezolitu i neolitu. Nawet w średniowieczu był używany do klejenia czy uszczelniania. Archeolodzy znaleźli także pozostałości dziegciu z odciskami zębów. Niewykluczone, że ta czarna masa była pierwszą w historii gumą do żucia! Ponieważ betulina działa przeciwzapalnie, z pewnością mogła być przydatna w higienie jamy ustnej.