古代炼铜工匠可能意外地为铁器时代的到来奠定了基础。在格鲁吉亚一处拥有3000年历史的作坊中，研究人员发现，冶金工匠使用氧化铁并非为了冶炼铁，而是为了提高铜的产率。这种实验探索表明，对材料的好奇心如何可能引发了历史上最伟大的技术飞跃之一，将铁从一种稀有的天外金属转变为帝国与工业的支柱。
这项工作重新分析了格鲁吉亚南部一处遗址的冶金遗存：一个名为克韦莫博尔尼西（Kvemo Bolnisi）的有3000年历史的冶炼作坊。在20世纪50年代的最初分析中，作坊里发现了成堆的赤铁矿（一种氧化铁矿物）和炉渣（金属生产的废弃物）。发现了这些氧化铁后，最初的发掘者认为该作坊是一个早期的炼铁遗址。
然而，新的研究表明这些假设是错误的。克韦莫博尔尼西的工人并非在炼铁，而是使用氧化铁作为助熔剂冶炼铜——这是一种加入炉中以增加铜产量的物质。
这些发现支持了一个长期讨论的理论，即铁是由炼铜者发明的。这一证据表明，古代铜冶金工人在冶金炉中试验了含铁材料，这是迈向炼铁的关键一步。
铁的重要性
虽然铁器时代标志着铁生产广泛普及的开始，但这种金属本身并不是一项新发现。人们发现了可追溯至青铜时代的铁制品，其中最著名的是来自埃及国王图坦卡蒙陵墓的一把带有黄金和水晶剑柄的铁匕首。但最早的铁制品是由陨石中发现的天然金属铁锻造而成的，并非通过冶炼从铁矿石中提取。这种稀有性意味着在历史上的那个时期，铁比黄金更贵重。
铁提取冶金技术的发展改变了这一切。铁是地球上最丰富的元素之一，尽管天然金属铁非常罕见。从铁矿石中提炼铁并将其加工成工具或武器等有用材料的能力，是人类历史上决定性的技术变革之一。向铁器时代的过渡绝非一蹴而就，但它催生了亚述和罗马装备铁器的军队，以及后来工业革命时期的铁路和钢架建筑。
克兰菲尔德大学考古科学访问学者纳撒尼尔·厄布-萨图洛博士说：“铁是世界上最典型的工业金属，但缺乏书面记录、铁易生锈以及对炼铁遗址研究的缺乏，使得寻找其起源充满挑战。
“这正是克韦莫博尔尼西遗址令人兴奋的地方。这是在炼铜过程中有意使用铁的证据。这表明这些冶金工匠将氧化铁——最终将被用作炼铁矿石的地质化合物——理解为一种独立的材料，并在炉中试验其特性。在这里的使用表明，炼铜工人的这种实验对冶金技术的发展至关重要。
“这类研究有一种美妙的对称性，即我们可以利用现代地质学和材料科学的技术来了解古代材料科学家的思维。我们可以通过分析炉渣——一种看起来像奇形怪状岩石块的普通废弃物——来完成这一切。”
该研究得到了安卡拉英国研究所、格尔达·汉高基金会和南高加索美国研究所的资助。研究论文《铁器时代黎明时期的铜冶金中的铁：来自高加索采矿和冶炼遗址的铁发明见解》发表在《考古科学杂志》上。