来自以色列四所大学——特拉维夫大学、耶路撒冷希伯来大学、巴伊兰大学和阿里尔大学的研究人员取得了一项突破，这将使考古学家能够识别发掘中发现的烧焦材料，并估计它们的燃烧温度。
研究人员将他们的方法应用于古迦特(以色列中部的Tell - essafi)的发现，证实了圣经的记载:“大约在这个时候，亚兰王哈薛上来攻击迦特并占领了它。他就转去攻击耶路撒冷”(列王纪下12、18)。他们解释说，与以前的方法不同，新技术可以确定特定物品(如泥砖)是否在相对较低的温度下(从200°C到更高)发生了燃烧事件。这些信息对于正确解释研究结果至关重要。
这项多学科研究由特拉维夫大学人文学院Sonia & Marco Nadler考古研究所的Yoav Vaknin博士和希伯来大学古地磁实验室领导。该论文发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。
Lipschits教授说:“在青铜和铁器时代，以色列大部分地区的主要建筑材料是泥砖。这种廉价且容易获得的材料被用来建造大多数建筑物的墙壁，有时是在石头基础之上。这就是为什么了解制造这些砖的技术如此重要的原因。”
瓦克宁博士补充说:“在同一时期，其他地方的居民，比如美索不达米亚，很难获得石头，他们会在窑里烧制泥砖，以增加它们的强度和耐用性。《创世纪》中巴别塔的故事中提到了这种技术:“他们彼此说，来吧，我们要做砖，把砖烧透。”所以他们以砖代石”(创世记11章3节)。
然而，大多数研究人员认为，这项技术直到很久以后，随着罗马人的征服才到达以色列的土地。在此之前，居民使用晒干的泥砖。因此，当在考古发掘中发现砖块时，必须提出几个问题:首先，砖块是否被烧制过，如果是，它们是在施工前在窑中烧制的，还是在破坏性的火灾事件中就地烧制的?我们的方法可以提供确凿的答案。”
这种新方法依赖于测量在砖燃烧和冷却时记录并“锁定”在砖中的磁场。
瓦克宁博士说:“制作砖块的粘土含有数百万个铁磁颗粒——具有磁性的矿物质，它们的行为就像许多微小的‘指南针’或磁铁。在晒干的泥砖中，这些磁铁的方向几乎是随机的，因此它们相互抵消。”
因此，砖的整体磁信号较弱，不均匀。加热到200°C或更高，就像在火灾中发生的那样，释放这些磁性粒子的磁信号，从统计学上讲，它们倾向于在特定的时间和地点与地球磁场对齐。当砖冷却下来时，这些磁信号仍然锁定在它们的新位置，砖获得了一个强大的、均匀定向的磁场，这可以用磁力计测量。这清楚地表明，砖实际上已经被烧了。”
在第二阶段，研究人员使用一种称为热退磁的过程，逐渐“消除”砖的磁场。这包括在古地磁实验室的特殊烤箱中加热砖块，以中和地球磁场。
热量释放出磁信号，这些磁信号再次随机排列，相互抵消，整个磁信号变得微弱，失去了方向。
瓦克宁博士说:“我们逐步进行这个过程。首先，我们将样品加热到100°C，这只会释放出一小部分磁性矿物的信号。然后我们将其冷却并测量剩余的磁信号。然后，我们在150°C、200°C等温度下重复这一过程，逐步提高到700°C。”
通过这种方式，砖的磁场逐渐消失。每种矿物的信号被‘解锁’的温度与它最初被‘锁定’的温度大致相同，最终，磁场被完全抹去的温度是在原始火灾期间达到的。”
研究人员在实验室测试了这项技术:他们在受控的温度和磁场条件下烧制泥砖，测量每块砖获得的磁场，然后逐渐擦除。他们发现，砖块在燃烧时的温度下完全退磁，这证明了这种方法是有效的。
Vaknin博士说:“我们的方法可以识别发生在比任何其他方法都低得多的温度下的燃烧。大多数用于识别烧砖的技术都是基于矿物的实际变化，这种变化通常发生在高于500°c的温度下，当一些矿物转化为另一些矿物时。”
Eliyahu Behar博士补充说:“识别粘土(泥砖的主要成分)因高温而发生的矿物学变化的常用方法之一是基于各种矿物质对红外辐射吸收的变化。在这项研究中，我们使用这种方法作为验证磁法结果的额外工具。”
Vaknin博士补充说:“我们的方法比其他方法灵敏得多，因为它针对的是磁信号强度和方向的变化，而这些变化发生在更低的温度下。我们可以在低至100°C的温度下开始检测磁信号的变化，从200°C及以上的温度开始，研究结果是结论性的。”
此外，该方法还可以确定砖冷却的方向。瓦克宁博士说:“当一块砖在建造之前在窑里烧制时，它会记录下那个特定时间和地点的地球磁场方向。在以色列，这意味着向北和向下。但是，当建筑商从窑中取砖砌墙时，他们会将砖块以随机的方向放置，从而随机记录信号。”
“另一方面，当一堵墙在原地燃烧时，就像它被敌人摧毁时一样，所有砖块的磁场都锁定在同一个方向上。”
在证明了该方法的有效性之后，研究人员将其应用于一个具体的考古争议:在Tell es- safi发现的一个特定的砖结构是用预烧制的砖建造的，还是在现场燃烧的?基于《旧约》、历史资料和碳-14年代测定法的普遍假设认为，这座建筑的破坏是公元前830年左右，大马士革的亚兰国王哈薛对迦特的破坏。
然而，包括负责Tell - es-Safi发掘工作的Maeir教授在内的研究人员在之前的一篇论文中提出，这座建筑并没有被烧毁，而是在几十年的时间里倒塌了，而且在建筑中发现的烧砖是在建造前在一个窑里烧制的。如果这个假设是正确的，这将是在以色列土地上发现的最早的烧砖技术实例。
为了解决这一争议，目前的研究小组将新方法应用于Tell es-Safi的墙壁样本和在其旁边发现的倒塌碎片。
研究结果是确凿的:所有砖块和坍塌碎片的磁场都显示出相同的方向——朝北和朝下。瓦克宁博士说:“我们的发现表明，砖块是在发现它们的地方就地燃烧和冷却的，也就是说，在建筑物本身的大火中，砖块在几个小时内倒塌了。”如果这些砖是在窑里烧制的，然后铺在墙上，它们的磁性方向就会是随机的。”
“此外，如果该结构随着时间的推移而不是在一次火灾事件中倒塌，坍塌的碎片将显示出随机的磁方向。我们认为，我们的同事错误解释的主要原因是他们无法识别温度低于500°C的燃烧。由于温度上升，建筑物底部的材料在相对较低的温度下燃烧，低于400°C，因此，前一项研究没有将它们确定为燃烧，从而得出建筑物没有被火灾摧毁的结论。”
“与此同时，墙壁上部的砖，温度更高，经历了矿物学变化，因此被确定为烧毁，这使得研究人员得出结论，它们在建造之前已经在窑中烧制。”我们的方法使我们能够确定墙壁和碎片中的所有砖块都在火灾中燃烧:底部的砖块在相对较低的温度下燃烧，而那些在较高的层中发现的砖块或从顶部掉落的砖块-温度高于600摄氏度。”
梅尔教授说:“我们的发现对于破译当时以色列土地上最大和最强大的城市迦特的火灾强度和破坏范围以及了解那个时代流行的建筑方法非常重要。”回顾以前研究的结论很重要，有时甚至反驳以前的解释，即使它们来自你自己的学派。”
本尤素福教授补充说:“除了具有历史和考古意义外，古代建筑方法还具有重大的生态意义。”烧砖技术需要大量的可燃材料，在古代，这可能导致该地区大规模的森林砍伐，甚至树种的丧失。”
“例如，蒂姆纳山谷古代铜工业开采的某些树种和灌木直到今天还没有恢复过来，一旦铜工业耗尽了天然燃料，它就最终崩溃了。我们的发现表明，在犹大和以色列国王时代，以色列土地上可能没有使用烧砖技术。”
其他撰稿人包括希伯来大学地球科学研究所的Ron Shaar教授、特拉维夫大学Sonia & Marco Nadler考古研究所的Erez Ben-Yosef教授和Oded Lipschits教授、Bar-Ilan大学Martin (Szusz)以色列土地研究与考古系的Aren Maeir教授和Ariel大学以色列土地研究与考古系和化学科学系的Adi Eliyahu Behar博士。
更多信息:Yoav Vaknin等人，将热消磁应用于考古材料:一种检测烧焦粘土并估计其烧制温度的工具，PLOS ONE(2023)。DOI: 10.1371 / journal.pone.0289424
特拉维夫大学提供
引用本文:新技术解释了圣经时代(2024年1月4日)的考古发现，检索自2024年1月4日httpsokphys.org/news/2024-01-technology-archaeological-biblical.html
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