Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней

Примерно к концу I века, когда добыча в горе Лаврион прекратилась до нового времени, затопили 2 тысячи стволов шахты, самый глубокий из которых достигал 100 метров. В шахту спускались по приставным лестницам или зазубренным стволам деревьев, закрепленным по краям шахты; руда поднималась при помощи блока и веревки. Кровли галерей поддерживались целиками бедной руды, которую не добывали. Вентиляция делалась за счет параллельных галерей, вентиляционных дверей и иногда костров для увеличения тяги. Шахтеры работали при искусственном освещении с киркой и корзиной (рис. 42). Поднятую на поверхность руду измельчали в порошок, а затем промывали, отделяя тяжелые частицы руды от легких камней; подобным образом работали золотодобытчики Египта еще в 3000 году до н. э.

Римская добыча руды отличалась масштабностью (рис. 43). Римляне регулярно добывали свинец (с серебром), медь, железо и олово даже в отдаленной Британии. Процент осужденных преступников (лат. damnati in metallum – приговоренный к работам в рудниках) и рабов на шахтах становился все меньше в общем объеме работников, которых нанимали в любой провинции; шахтер становился квалифицированным ремесленником. Наиболее важное технологическое нововведение римлян – винт Архимеда и черпачное колесо для осушения шахт. Винт, возможно, уже применялся для орошения в Египте, до Архимеда; в любом случае именно римляне сделали винт (лат. cochlea), или «водяную улитку», как они называли его из-за формы, обычным горнодобывающим инструментом. Что касается черпачного колеса, то на одной из медных шахт Рио-Тинто вода поднималась на высоту почти 30 метров восемью последовательными парами черпачных колес, приводимых в движение большим ступальным колесом. Немногочисленные поверхностные залежи руды римлян не интересовали, а разработка глубинных залежей не приносила прибыли из-за нехватки рабочей силы в последние столетия империи. Кроме того, экстракция металлов из руд по-прежнему зависела от выплавки на древесном угле, который сильно подорожал из-за массовой вырубки лесов Средиземноморья.

Рис. 42. Греческие шахтеры. С коринфской глиняной таблички VI в. до н. э.

Важная разработка в римской металлургии – использование ртути для экстракции золота. Примерно в начале н. э. ртуть впервые получили в Испании методом дистилляции; ртутная руда (обычно сульфид) прокаливалась в печи, оснащенной простым устройством для конденсации паров. Золото встречалось не только в аллювиальном виде, как уже говорилось, когда его добывали методами времен золотой лихорадки, но и как руда, распределенная в твердых породах. Чтобы извлечь золото, римляне дробили руду и перемешивали ее с ртутью, в которой золото растворялось, как амальгама. Затем ртуть фильтровали через кусок кожи и дистиллировали; золото оставалось в дистилляторе, а дистиллят ртути использовали дальше. Римляне увеличили производство золота и серебра, извлекая их из меди методом ликвации. Когда медь плавится с большим количеством свинца, оба металла не перемешиваются, а формируют две несмешивающиеся жидкости, вроде масла и воды. Драгоценные металлы, присутствующие в меди, переходят на свинец, из которого они извлекаются купелированием.

Рис. 43. Римские шахты в Европе

Наиболее значимое изменение в оловодобыче – закрытие испанских шахт примерно в середине III века и истощение залежей оловянных россыпей в целом. В результате жильная руда в Корнуолле, которую добывали с 3-го тысячелетия до н. э. (откуда термин «британский металл»), стала добываться новыми темпами. Часть олова сплавляли с 30 процентами свинца, а из полученного сплава – певтера делали сосуды, популярные в домах римлян; в Средние века доля олова в певтере значительно снизилась. Но больше всего внимания уделялось бронзе, из-за чего римляне разрабатывали очень богатый запас меди в Испании. Медь экспортировалась даже в Индию. Медные и бронзовые изделия выпускали на заводе в Капуе, стандартную продукцию которого находят не только по всей Италии, но даже в Финляндии. Появился новый сплав – латунь. Он состоял из меди и цинка, его отождествляли с «белой бронзой», украшавшей двери дворца Сарго-на II. Однако на Западе латунь появилась только во времена правления Августа, который ввел в обращение латунные монеты: латунь стоила в шесть раз дороже меди, а в некоторых регионах Древнего мира она ценилась выше серебра. До XVI века о чистом цинке не знали; латунь получали цементацией, в процессе которой вместе прокаливались каламин (карбонат цинка), медь и древесный уголь.