"Тесто" для терракотовой армии первого императора Китая

Здравствуйте, уважаемые читатели.

В прошлом году я уже выкладывала результаты анализа бронзового оружия терракотовой армии. На сей раз, учёные изучили под микроскопом и всяческими прочими методами саму терракоту, из которой были изготовлены фигуры воинов, различных птичек и кирпичи гробницы. Изследование принесло ошеломляющие результаты, ибо оказалось, что "тесто" для лепки всех этих изделий изготавливалось... централизовано. Это неожиданно (ибо нам приходится изменять свои представления о древних временах), но, после узнанного об изготовлении оружия армии, уже не возпринимается невозможным даже на первый взгляд :о)  (заранее прошу простить мне огрехи вольного перевода научной статьи с помощью гугла) А чтобы понять выражение "глиняный сердечник бронзовых птиц, вам лучше ознакомиться со статьёй Кузнецы Телангана .   Итак

Китайские учёные  Шансинь Чжан, Инь Ся, Сююзен Ли, а также британский археолог  Патрик Шон Куин выяснили детали процесса создания терракотовой армии императора Цинь Шихуанди.  Работа называется

"Строительство Терракотовой Армии: технология керамических ремесел и организация производства в мавзолейном комплексе Цинь Шихуанди"

Учёные отмечают, что даже спустя несколько десятилетий изучения этого памятника, так и не было выяснено кем, как и где были изготовлены тысячи терракотовых фигурок. Учёные решили изучить и сравнить между собой фигурки воинов, вылепленные в натуральную величину с другими керамическими артефактами, извлечёнными из мавзолея. Сосредоточивши изследование на рецептуре сырья и технологии изготовления фигурок, учёные выявили, что фигурки связаны между собой не только сходством состава глиняной массы, но и технологически, и пространственно. Было обнаружено, что тесто для фигурок воинов было сделано по одному рецепту, а тесто, для фигурок птиц - по другому. Соблюдалась стандартизация и наблюдение за качеством на этапах работ. Но, по порядку.

Композиционные, технологические и пространственные связи между различными артефактами свидетельствуют о том, что глину обрабатывали централизованно, прежде чем распространять по различным специализированным местным мастерским.Существовало разделение труда и очень высокая система организации работ.

Огромный комплекс мавзолея Цинь Шихуанди ("хуанди" буквально означает "император-основатель"), Первого Императора Китая, является погребальным местом беспрецедентного значения, которое, как считается, представляет собой микрокосм его имперского королевства (рис. 1а). Строительство сложного некрополя в Линтонге, недалеко от Сиань, провинция Шэньси, Китай, началось, когда 13-летний Цинь Шихуан поднялся на трон в 247 году до нашей эры и было завершено после его смерти менее, чем 40 лет спустя. В качестве работников могли быть задействованы до 700000 мастеров и рабочих со всех уголков империи Цинь, некоторые из которых были рабами. Если к тому же учесть, что ничего подобного до того времени в Китае не производилось, то для воплощения этого проекта, изполнителям пришлось решать многочисленные логистические и технологиеские проблемы

Рисунок 1. Место мавзолея императора Цинь Шихуана в провинции Шэньси, Китай. а) план участка мавзолея с расположением ям, упомянутых в тексте; б) карта четвертичных осадочных отложений в окрестностях Линтонг (модифицировано Lei et al., 2004: 38, рис.1).

Самым известным объектом мавзолея является Терракотовая армия, в состав которой входит около 7000 отдельных  керамических воинов, генералов и лошадей в натуральную величину, оснащенных настоящим оружием и установленных в боевом порядке в трёх подземных ямах (рис. 1а и 2а). Несколько десятилетий исследований, . например, относительно разположения мест их производства, производителей и технологии изготовления терракотовой армии привели к хорошему пониманию физической последовательности изготовления статуй. Тем не менее, многие вопросы по-прежнему остаются в отношении местоположения производственных мастерских, производителей и технологий ремесла. Например, обычно предполагается, что из-за размера и веса фигур они, вероятно, были произведены в мавзолее или рядом с ним. Однако в окружающем ландшафте не было обнаружено никаких мастерских или недвусмысленного производственного мусора; возможные несоответствия с местным сырьем могут предполагать, что статуи были изготовлены в другом месте. Обжигание стольких глиняных статуй натуральной величины, которые имеют толщину стенки до 0,1 м без большого количества брака, потребовало бы превосходного контроля над температурой и составом атмосферы, а также тщательного отбора и подготовки сырья. В то время, когда были найдены печи, достаточно большие для размещения солдат и лошадей высотой 1,8-2 м,  они содержали фрагменты кирпича и черепицы, что побудило некоторых исследователей предложить, чтобы воины были обожжены при помощи костров или просто высушены. Интерпретации технологии пастообразной подготовки, используемой при изготовлении терракотовой армии, одинаково противоречивы, с предложениями как о специализированной модификации сырья, так и об использовании неочищенной местной глины.

.Рисунок 2. Изученные в этом изследовании керамические артефакты: а) статуя терракотового воина; б) терракотовый акробат; c) кирпичи, используемые для литьевой ямы 1; d) бронзовые водоплавающие птицы; e) утрамбованная  стенка укрепления. (Изображения b-d предоставлены Tianzhu Zhang.)

Определение деталей того, как изготавливались терракотовые статуи, имеет решающее значение для решения более широких вопросов, касающихся логистики, стандартизации и организации труда мастерских мавзолейного комплекса Первого императора и административных процедур периода Цинь в Китае в целом. Ключевыми вопросами являются количество, размер и производственные места различных мастерских, связанных с изготовлением приблизительно 7000 фигур, их культурной / политической принадлежности, внутренней организации и конкретных ролей в проекте. Интересны также возможные связи между производством терракотовых статуй и другими ремеслами в сооружении мавзолея, и что это может рассказать нам о планировании и управлении проектом в целом.

 Изследуемые материалы и аналитические методы

В качестве первого шага мы изучили исходный набор фрагментов терракотовых статуй и сравнили их с керамическими строительными материалами и глиняными сердечниками, используемыми для литья бронзовых артефактов, выкопанных с участка (таблица 1, рисунок 2). Все образцы были проанализированы под микроскопом с помощью тонкоточной петрографии для получения характеристик их сырья, способов приготовления пасты и обжига. Полученные данные были использованы для решения нескольких невыясненных вопросов, касающихся технологии керамических мастерских и мест производства терракотовых статуй и других керамических объектов.

Таблица 1. Подробная информация о керамических образцах, проанализированных на месте мавзолея императора Цинь Шихуана. QMC = керамическая мавзолея Qin.

Наш набор образцов включает в себя 12 фрагментов статуй терракотовых воинов, происходящих из самой большой из трех ям, ямы 1 (рис. 1а), в которой находилась основная армия. Эти образцы представляют собой разные части их родительских артефактов, включая ногу, руку, халат и броню (рис. 2а). Для изучения были также доступны два фрагмента статуй «терракотовых акробатов» (рис. 2b), извлеченные из ямы K9901 (рис. 1a). Были проанализированы пять глиняных кирпичных блоков из пола ямы 1 (рис. 2в) для сравнения со статуями, а также три образца материала из глинистого ядра, расположенного в области тела или шеи из нескольких богато украшенных бронзовых статуй водоплавающих птиц (рис. 2d), найденных в яме K0007 (рис. 1а). Наконец, был также изучен один образец утрамбованной земли (рис. 2е) из ямы K9901 (рис. 1а).

Все керамические артефакты были подготовлены в виде тонких срезов толщиной 30 мкм и анализированы с помощью поляризационного светового микроскопа с увеличением × 25-400. Образцы были сгруппированы в петрографические ткани в зависимости от характера их включений в виде частиц, глинянной матрицы и пустот. Количественные модальные и текстурные данные также собирались посредством подсчета очков в общей сложности 300 равномерно разнесенных точек (Quinn 2013: 102-11), используя этапы пошаговой оцифровки и программного обезпечения PETROG.

Петрографический состав, сырье и технология производства

Все образцы, по-видимому, были получены из безизвестковой глинистой пасты, богатой угловатыми включениями кварца и биотитовой слюды пылеватых размером (рис. 3). В образцах встречаются малозаметные  включения обогащенной глины (рис. 3е-f). Они могут представлять собой слабо гидратированные остатки тонкого, темного глинистого источника и более легкое, более иловое разнообразие, которые смешивались вместе, чтобы получить единую пасту с особыми функциональными или эстетическими свойствами. «глинистые» включения могут, однако, иметь естественное произхождение и также встречаться в глинистых отложениях, откуда могут быть перенесены в керамику

.Рисунок 3. Микрофотографии шлифов групп петрографических тканей и особенности, обнаруженные в керамических артефактах в этом исследовании. a) статуя воина из терракотовой закалины; б) песочный фрагмент терракотового акробата; c) образец из семян с песком и растительностью из бронзовых водоплавающих птиц; d) образец необработанного илового кирпича; e) темное, богатое глиной пластическое включение, которое может указывать на преднамеренное смешивание глины; f) световое пластическое включение в образце, которое может указывать на преднамеренное смешивание с материалом на предыдущем изображении; г) фрагмент гранитной породы в пределах песка; h) фрагмент метаморфической породы филлита в песчаном характере. Ширина изображения = 0,5 мм, кроме g и h = 0,25 мм. Изображения, взятые под скрещенными полярами, за исключением с и f, взятые в плоском поляризованном свете.

Глина, используемая для производства керамики, могла быть заготовлена ​​из обширных лессовых отложений, существующих в регионе Линтун (рис. 1b) и покрывающих большую часть северо-западного Китая. Они представляют собой почти неограниченный запас сырья, который использовался для производства различных типов керамических изделий. Предыдущие композиционные анализы терракотовой армии также привели к выводу, что воины были сделаны из местного лесса, который имеет мелкий, слюдяный, богатый глиной характер. Геохимические связи, предложенные Гао и др.  и Шан и др.), однако, являются менее убедительными.

Эта общая основная глина, по-видимому, обрабатывалась несколькими способами, в результате чего образовались три различные петрографические ткани, которые коррелируют с типом артефакта. Паста терракотовых воинов и статуй акробатов была приготовлена ​​путем добавления песка (рисунок 3a-b); основной материал бронзовой водоплавающей птицы был получен путем добавления песка и измельченного растительного вещества (рис. 3в); и кирпичи, выстилающие пол ямы 1 и образец утрамбованной земли из ямы K9901, по-видимому, были изготовлены из необработанной глины, описанной выше (рис. 3d).

Идентификация характера песка основывалась на распределении зернистости более грубой статуи и образцов керна, которая сильно слабо бимодальная (рис. 4), благодаря ее частому неравномерному проникновению в основную глину и по сравнению с непереработанной пастой для кирпичей и утрамбованной земли, которые имеют более тонкую, лучше отсортированную, унимодальную текстуру, состоящую из встроенных включений пылеватого размера (рис. 3d). Образцы встречающихся естественных глины и осадка обычно не содержат бимодальных зерен из-за сортировки материала водой или ветром. (отмучивание и отсев? - Взор)

Рисунок 4. Гистограммы распределения зернистости керамических артефактов с места мавзолея императора Цинь Шихуана на основе подробных текстурных данных, собранных по включениям в тонком разрезе. a) Бимодальное распределение размеров включений в образцах статуи терракотового воина; б) унимодальное распределение размеров включений в образце кирпича.

Для контроля пластичности или «липкости» тонкой глины можно было добавить песок, что делает глиняную смесь более подходящий для пластической обработки, например, в богато украшенных статуях воина и акробата. Песок также «открывает» пасту, создавая поры, через которые могла испаряться вода. Отсутствие параллельных удлиненных пустот в образцах статуй указывает на то, что эти толстостенные предметы тщательно высушивались перед обжигом. Возможно, песчаный компонент также добавляли, чтобы придать статуям большую ударную вязкость после обжига, уменьшая вероятность боя при ударе. Керамический материал внутренней сердцевины бронзовой водоплавающей птицы, вероятно, был закален по тем же причинам.

Состав песчаных мерных включений дает важные сведения об их геологическом происхождении. В дополнение к доминирующим кварцевым и поликристаллическим кварцевым зернам этот материал содержит меньшую (<50%) долю других включений, таких как щёлочи и плагиоклазный полевой шпат, пертит, амфибол, биотитовая слюда, эпидот, филлит, шифер, песчаник, алевролит , микроритовый известняк и гранит (рис. 3g-h). Это большое разнообразие добавок свидетельствует о том, что источником смеси является «полимик», или полиминеральное песчаное месторождение. Отсутствие в тонком шлифе агломератов указывает на то, что песок собирали в рыхлой форме, а не получали в результате измельчения песчаника. Поэтому возможным источником может быть четвертичный аллювиальный песок.

В пасту сердечников водоплавающих птиц также добавляли тонкую растительную массу. Она обуглилась и частично сгорела, оставив отличительные пустоты, которые содержат обугленный органический материал (рис. 3в). Возможно, она была добавлена для уменьшения общей массы ядра заполнения, так как было бы невозможно удалить этот материал из длинных шеек скульптур после литья. Высокая пористость внутреннего сердечника (7,5-13%, рис. 5) также могла бы облегчить выпуск химически комбинированной воды из глины, когда расплавленная бронза > 1000 ° С выливалась в форму. В противном случае это могло повлиять на процесс литья тонкого металлического предмета.

Рисунок 5. Тернарная диаграмма доли включений, матрицы глины и пустот внутри керамических артефактов с места мавзолея императора Цинь Шихуана, основанная на модальных данных, собранных на тонком шлифе.

Наш петрографический анализ 12 статуй терракотовых воинов освещает широко обсуждаемую технологию обжига этих артефактов. Их прочность и долговременное сохранение явно свидетельствуют о том, что статуи были специально обожжены, а не просто оставлены высушенными. Выживаемость пыльцы в двух ранее проанализированных образцах может быть объяснена плохим проникновением кислорода в стенки толстых керамических образцов - это, как известно, имеет решающее значение для деградации пыльцы во время обжига керамики. Наличие двойного лучепреломления или «оптической активности» в глинистой матрице большинства образцов под микроскопом в скрещенных лучах свидетельствует о том, что статуи не подвергались длительной температуре > 850 ° C , при этой температуре обычные глинистые минералы, такие как иллит, начинают таять и теряют свою кристаллическую структуру. Включения минерального амфибола, которые встречаются во многих образцах статуи и бронзовых фигурок, имеют под микроскопом в плоско-поляризованном свете зеленый цвет, что указывает на максимальную температуру обжига <750 ° C.

Предложения по температурам обжига 900-1050 ° C не подтверждены нашими данными и не были бы необходимы для того, чтобы керамика затвердела. Однако следует иметь в виду, что сжигание деревянных крыш подземных ям, где находилась терракотовая армия, во время их предполагаемого разрушения генералом Сян Ю в конце периода Цинь, могло привести к случайному перегреву определенных статуй, объясняя тем самым широкие вариации оценок температуры обработки огнём различных исследований.

Обжигание, вероятно, имело место в постоянной структуре, такой как печь, из-за медленной скорости повышения температуры, которая потребовалась бы для приведения химически комбинированной воды из толстостенных терракотовых статуй без катастрофического разрушения, а также для обеспечения постоянной максимальной температуры чтобы керамика отвердела полноценно. Ни одно из этих требований не могло быть выполнено путем обжига в неконтролируемом «открытом» огне костра, где топливо и керамика находятся в непосредственной близости, и на температуру обжига влияют изменения внешних условий: условий ветра и температуры воздуха ,

Организация производства

Проанализированные композиционные и технологические связи между различными типами артефактов из мавзолея Императора Цинь Шихуана (рис. 6), указывают на то, что производство керамических предметов для некрополя было организованным. Это может указывать на то, что одна или несколько крупных мастерских изготавливали несколько различных типов керамики. Такой сценарий может быть также поддержан наличием аналогичных марок и надписей как на терракотовых воинах, так и на черепицах, выкопанных из мавзолея, а также возможном совместном способе строительства плиты под ногами воинов и дренажных труб объекта.

Рисунок 6. Принципиальная схема интерпретации технологии приготовления пасты для керамических артефактов  мавзолея императора Цинь Шихуанди.

Производство нескольких совершенно разных керамических артефактов одной и той же мастерской может предоставить предварительные доказательства для поддержки ранее предложенного существования нескольких «ячеек» многопрофильных мастеров. Они могут быть ориентированы на решение разным задач, когда это необходимо, и будут более адаптируемыми, чем отдельная схема производственной линии. Связь между глинистыми сердечниками, используемыми для бронзовых статуй водоплавающих птиц и производства другой керамики, выкопанной из мавзолея, также предполагает непредвиденную степень «межпланового взаимодействия» между мастерами-горшечниками и металлообработчиками.

Альтернативным объяснением использования подобной технологии получения сырья и "теста" в производстве различных керамических объектов является наличие централизованной системы обработки и распределения глины и формовочной смеси на месте производства (рис. 6). В соответствии с этой интерпретацией различные мастерские могли отвечать за производство конкретных керамических объектов, но получали сырье для них из одного источника. Такая система имела бы смысл с точки зрения стандартизации и контроля качества, учитывая, что глина является основным компонентом примерно 7000 статуй и множества других керамических изделий. Как показали наши анализы, особая тщательность была предпринята для отбора и смешивания определенных ингредиентов в пасте в соответствии с типом производимого артефакта. Строгое соблюдение этих рецептов сыграло бы решающую роль в обеспечении успешного производства такого большого количества сложных артефактов. Одним из способов обеспечения этого было бы отделить получение сырья, обработку (сушку, дробление, рафинирование) и подготовку пасты (смешивание и отпуск глины) от процессов формирования, обжига и украшения керамики. Наличие специализированного отдела, ответственного за поставку глины на различные производственные участки, приводит к меньшей изменчивости состава, чем если бы это было отдано отдельным производственным подразделениям. Это также поможет обеспечить постоянную поставку большого количества сырья, которое требовалось постоянно.

(продолжение следует)

***

Мой канал на zen.yandex.ru