Черная керамика
Черная керамика на первых порах, вероятно, получалась случайно, но одним случаем нельзя объяснить непрерывное производство гончарных изделий черного цвета, которое, без сомнения, возникло из сознательного желания как-нибудь замаскировать неизбежные и безобразные дымные пятна на древнейшей керамике, используя для полного закопчения то же самое дымное пламя, явившееся причиной их появления. Как удачно выразился Мейерс[4525], «то, что возникло как случайный брак, было подхвачено и использовано... и развито в целесообразную технологию». Скоро, однако, мастера поняли, что коптящее пламя не дает хорошего обжига и что для получения прочных черных горшков лучше всего обжигать их в максимально жарком огне и лишь после этого коптить в густом дыму. [561]
Черная керамика — не редкость и в современном Египте, где ее изготовляют довольно простым способом. Сначала изготовляются обычные сосуды красной или красноватой керамики; в конце обжига, когда языки пламени уже улеглись, но сосуды еще раскалены докрасна, дверцы топки раскрывают и на горячий пепел бросают какое-нибудь сильно дымящее топливо (на одном заводе это был вар, на другом — смесь древесного угля с варом). Это новое топливо, не соприкасаясь с сосудами, дает густой дым, от которого сосуды чернеют. Получающаяся в результате посуда, хотя ее обычно называют черной, на самом деле не черная, а темно-темно-серая, и не только по обеим поверхностям, но и насквозь; однако иногда непосредственно под поверхностью керамика имеет слегка коричневатый оттенок.
Кроуфут[4526] и другие авторы[4527] дают описания примитивных современных процессов изготовления черной керамики. Сосуды прямо из огня, еще в раскаленном состоянии, зарывают в какое-нибудь органическое вещество, например мякину, навоз или листья, которые от соприкосновения с горячими сосудами начинают тлеть и выделяют густой дым, отчего керамика очень быстро чернеет не только на поверхности, но и насквозь, если сосуды тонки, или, во всяком случае, довольно глубоко внутри, если они толсты.
Я сам изготовил таким способом в лаборатории некоторое количество черной керамики. Я брал древнюю красную керамику (черепки), современную красную керамику (миниатюрные сосуды) и современную серую керамику (черепки и миниатюрные сосуды), раскалял ее докрасна в электрической печи, после чего сразу закапывал в опилки, рубленую солому или мякину и оставлял ее там на разные промежутки времени, от нескольких минут до приблизительно получаса. Опилки, рубленая солома или мякина, обугливаясь, давали густой дым, который не только чернил поверхность сосудов, но, несомненно, проникал и внутрь, так как черепки в изломе оказывались черными с обеих сторон с серой полоской посредине. В других опытах черепки [562] современной серой керамики (холодной) подвешивались на проволоке в верхней части металлического цилиндра, закрытого, за исключением двух маленьких дырок наверху, через которые была пропущена проволока. На дне цилиндра был наложен толстый слой опилок, мякины или рубленой соломы;
Наружное дно цилиндра подвергалось сильному нагреву до тех пор, пока дым не переставал выходить через верхние отверстия. Керамика во всех случаях почернела, и чернота проникла в толщу черепка, причем в некоторых случаях черепок стал насквозь серым. Надо сказать, что на поверхности этой почерневшей керамики не остается никакого слоя сажи и ее можно свободно держать в руках, не пачкая рук; если протереть сосуд чистой белой тряпкой, тряпка почти не изменит цвет.
В связи с этим можно заметить, что, хотя дым состоит из твердых частиц, приблизительно от одной тысячной до одной стотысячной миллиметра в диаметре[4528], частицы эти так малы, что их не видно невооруженным глазом. Что же касается копоти или сажи от труб или от коптящей лампы, то она не имеет никакого отношения к тому, что в науке называется дымом, и частицы ее во много раз больше частиц дыма. Следует также указать, что древняя керамика часто имеет очень пористую структуру, так что при всяком соприкосновении с дымом проникновению его частиц внутрь черепка содействует сжатие воздуха в порах по мере охлаждения керамики. Обугливание во время обжига присутствующих в глине органических веществ усиливает вызываемое дымом почернение внутри керамики, особенно в середине стенок сосуда.
Хотя, как мы показали, керамика в присутствии густого дыма, без сомнения, чернеет
26
И чернеет насквозь, некоторые авторы склонны думать, что дым не является в данном случае существенным фактором; что дым не может проникнуть вглубь керамики и что почернение объясняется воздействием не дыма, а сопровождающих дым восстановительных газов, которые [563] превращают имеющуюся в керамике красную окись железа в ее черную разновидность. Рассмотрим теперь может ли происходить и происходит ли такого рода реакция.
Предположение, что цвет черной керамики объясняется присутствием черной окиси железа, образовавшейся из красной под воздействием имеющихся в огне восстановительных газов, теоретически допустимо и с химической точки зрения весьма привлекательно; однако что такого рода восстановление действительно имело место при обжиге египетской черной или черноверхой керамики, не доказано. Перейдем к рассмотрению наличных фактов.
Франкфорт утверждает[4529], что черный цвет, вызванный черной окисью железа, образовавшейся путем восстановления из красной, «можно легко отличить», от черного цвета, вызванного углеродистым веществом, поскольку первый при накаливании вновь приобретает первоначальный красный цвет (который можно снова, превратить в черный дальнейшим восстановлением), в то время как второй выгорает и исчезает. Однако в этой аргументации содержится ряд ошибок и упущений. Так прежде всего Франкфорт не учитывает природы глины. И хотя верно, что, если черная керамика при высокой температуре становится «бледно - или желто-красной», черный цвет ее объясняется присутствием углеродистого вещества (включая дым), выгоревшего под воздействием жара, этого все же еще недостаточно. Существуют и другие обстоятельства. Например, глина должна быть совершенно свободной от соединений железа или содержать их в очень малом количестве; или соединения железа должны быть связаны с карбонатом кальция или каким - нибудь другим веществом так, чтобы при прокаливании они не давали красной окиси. Обстоятельство, что некоторые черные сосуды при прокаливании краснеют, еще не свидетельствует о том, что черный цвет их объясняется присутствием черной окиси железа; для этого необходимо доказать, что глина была не того типа, который при обжиге дает красный цвет, поскольку в противном случае керамика, почерневшая [564] от какого-то углеродистого вещества (включая дым), дала бы при прокаливании такие же результаты. Разница в поведении двух видов черных сосудов (о которых говорит Франкфорт), почти наверное, объясняется тем, что одни были сделаны из глины, дающей три обжиге красный цвет, а другие — из другого сорта глины.
Ввиду наличия некоторой путаницы в отношении окислов железа (некоторые авторы приписывают черный цвет древней керамики различным окислам; например, Франкфорт[4530] и
29 30 31
Форсдайк — закиси железа, Петри — магнитному железняку, а Франше — обоим этим веществам), перейдем к рассмотрению этих окислов.
Существует три окисла железа: закись, или бурый железняк, — черного цвета, закисно-окисное железо, или магнитный железняк, — тоже черного цвета и окись железа, или гематит, — красного цвета. Из этого ясно, что черный окисел может быть либо магнитным железняком, либо бурым железняком.
Закись железа может быть получена в лаборатории путем накаливания окиси железа в струе водорода до температуры около 300°С32, 33 или в атмосфере водорода и пара до гораздо более высокой температуры (от 700 до 1000°С[4531]). Однако ни та, ни другая температура не соответствует температуре обжига древней керамики, поскольку 300° было бы слишком мало, а 700-1000° — слишком много для обезвоживания глины, нуждающейся для обжига в температуре от 500 до 600°С. Далее, атмосфера, окружающая керамику, обжигаемую первобытным способом, вовсе не является водородной или водородной в смеси с паром, и хотя при сгорании топлива могло выделяться небольшое количество водорода, он при открытом огне никак не мог оставаться [565] в свободном состоянии, а должен был сразу же сгорать с образованием паров воды. Другим неопровержимым возражением против теории объяснения черного цвета керамики присутствием закиси железа является то, что этот окисел представляет собой крайне неустойчивое вещество, которое не может существовать в свободном состоянии, так как немедленно окисляется в момент своего образования. Возможно, что те, кто говорит о закиси железа, не будучи химиками, имеют в виду не свободный окисел, а закисное соединение, которое для удобства можно считать состоящим из этого окисла в сочетании с каким-нибудь другим веществом, например с кремнеземом, в котором окисел перестает существовать отдельно, и реальным химическим веществом в данном случае становится закисный силикат. Это, по-видимому, и имеется
34
В виду, по крайней мере в одном случае, когда автор статьи упоминает синий стаффордширский кирпич (цвет которого, вероятно, объясняется, присутствием железистого силиката) как пример восстановления закиси железа из его окиси. Однако, поскольку стаффордширский кирпич синий, а ее черный, его цвет никак не может служить доказательством того, что красящим веществом черной керамики (а она очень черная, а не сине-черная) является либо закись железа, либо закисный силикат. Далее, стаффордширский синий кирпич производится в современных печах для обжига с точным регулированием атмосферных условий, где можно легко обеспечить и поддерживать восстановительную атмосферу, в то время как древнейшая черная керамика обжигалась примитивным способом в открытом огне, не обеспечивавшем восстановительной атмосферы. Иногда считают, что отсутствие сильно окислительной атмосферы, о чем свидетельствует присутствие дыма, может быть принято как свидетельство наличия восстановительной атмосферы, но это не так. Выделение дыма служит показателем сравнительно низкой температуры и частичного исключения воздуха, а никак не наличия восстановительной атмосферы, под которой следует понимать не только отсутствие обычного количества кислорода и даже не кратковременное образование небольшого количества восстанавливающих [566] газов, а присутствие значительного количества таких газов, действующих в течение довольно продолжительного промежутка времени.
Магнитный окисел, являющийся, по словам Петри, красящим веществом древней черной керамики, может быть получен в лаборатории путем восстановления красной окиси
35
При помощи водорода или окиси углерода при температуре 500°С или смесью водорода и пара при 400°С[4532]; однако примитивный способ обжига не создавал атмосферы водорода, окиси углерода, водорода с паром или вообще какой-нибудь восстановительной атмосферы. Окись железа, или гематит, может также быть превращена в магнитный окисел путем нагревания ее до очень высокой температуры (свыше 1350°С)[4533], то есть при температуре, которая не могла быть достигнута и условиях обжига примитивной керамики. Далее, когда окись железа (гематит) нагревается в восстановительной атмосфере, обычно образуется металлическое железо. И, наконец, если черной краской является магнитная окись, она должна обладать магнитными свойствами, чего мы не наблюдаем. Если черепок черной керамики мелко истолочь и полученный порошок подвергнуть пробе магнитом, в нем обычно находится несколько частиц, обладающих магнитными свойствами, но их количество далеко не достаточно, чтобы придать керамике черную окраску. Кроме того, нужно иметь в виду, что магнитный окисел железа является обычной составной частью египетских глин, так что небольшое количество этого вещества, которое мы можем обнаружить в черной керамике, почти наверное, является первоначальной составной частью глины, а не результатом химического восстановления красной окиси во время обжига[4534].
Многие из приведенных мною доказательств того, что цвет черной древнеегипетской керамики не является результатом присутствия черной окиси железа, являются негативными, но имеются и два убедительных позитивных [567] доказательства, а именно: 1) я подверг химическому анализу большое количество образцов как древней, так и современной черной египетской керамики и во всех случаях обнаружил в них углерод (дым), и 2) керамика сделанная из глины, приобретающей при обжиге серый цвет, и не покрытая жидким слоем красной охры (что исключает присутствие красной окиси, которая могла бы подвергнуться реакции восстановления), при воздействий на нее дымом (вышеописанным способом) также приобретает черную окраску. Присутствие углерода было доказано сильным прокаливанием мелкоистолченных черепков черной керамики с хромовокислым свинцом и пропусканием образовавшегося газа через известковую воду, которая при этом каждый раз мутнела, что свидетельствует о том, что полученный газ был углекислым газом, то есть что: в керамике был углерод.
