مس، فلزی باستانی: سفری در تاریخچه پرفراز و نشیب

مس یکی از نخستین فلزاتی بود که بشر در طول تاریخ به کشف و استفاده از آن پرداخت. دلیل اصلی این کشف زودهنگام و کاربرد گسترده مس، وجود این فلز به شکل نسبتاً خالص در طبیعت است. در واقع، مس به راحتی در دسترس انسان‌های اولیه قرار گرفت و به همین دلیل، نقش مهمی در تمدن‌های باستانی ایفا کرد. از ابزارهای ساده گرفته تا زیورآلات و وسایل تزئینی، مس به بخشی جدایی‌ناپذیر از زندگی بشر تبدیل شد. شناخت و به کارگیری فلز مس، دروازه‌ای به سوی عصر فلزات و پیشرفت‌های چشمگیر در فناوری و فرهنگ گشود.

یافته‌های باستان‌شناسی از کاربرد مس

اگرچه ابزارها و اشیاء تزئینی مسی متعددی با قدمت ۹۰۰۰ سال قبل از میلاد کشف شده‌اند، شواهد باستان‌شناسی نشان می‌دهند که نخستین تمدن‌هایی که توانستند به طور کامل از قابلیت استخراج و کار با مس بهره ببرند، ساکنان بین‌النهرین باستان (حدود ۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰ سال پیش) بودند.

جوامع اولیه، از جمله بین‌النهرینی‌ها، مصریان و بومیان آمریکا، به دلیل فقدان دانش متالورژی نوین، بیشتر به جنبه‌های زیبایی‌شناختی مس اهمیت می‌دادند و از آن مانند طلا و نقره برای ساخت اشیاء تزئینی و زیورآلات استفاده می‌کردند.

نخستین دوره‌های زمانی تولید و استفاده سازمان‌یافته از مس در جوامع مختلف به طور تقریبی به شرح زیر تخمین زده شده است:

• بین‌النهرین، حدود ۴۵۰۰ سال قبل از میلاد
• مصر، حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد
• چین، حدود ۲۸۰۰ سال قبل از میلاد
• آمریکای مرکزی، حدود ۶۰۰ سال پس از میلاد
• آفریقای غربی، حدود ۹۰۰ سال پس از میلاد

عصر مس و عصر برنز

امروزه محققان بر این باورند که قبل از جایگزینی برنز، مس به طور منظم برای مدتی مورد استفاده قرار می‌گرفت که به آن عصر مس اطلاق می‌شود. جایگزینی مس با برنز بین سال‌های ۳۵۰۰ تا ۲۵۰۰ قبل از میلاد در غرب آسیا و اروپا رخ داد و سرآغاز عصر برنز بود.

مس خالص به دلیل نرمی، برای ساخت سلاح و ابزار کارآمد نیست. اما آزمایش‌های اولیه متالورژی توسط بین‌النهرینی‌ها منجر به یافتن راه حلی برای این مشکل شد: برنز. برنز، آلیاژی از مس و قلع، نه تنها سخت‌تر بود، بلکه می‌توانست با آهنگری (شکل دادن و سخت کردن از طریق چکش‌کاری) و ریخته‌گری (ریختن و قالب‌گیری به صورت مایع) نیز فرآوری شود.

توانایی استخراج مس از معادن تا سال ۳۰۰۰ قبل از میلاد به خوبی توسعه یافته بود و برای افزایش استفاده از مس و آلیاژهای آن بسیار مهم بود. دریاچه وان، در ارمنستان امروزی، به احتمال زیاد منبع سنگ مس برای فلزکاران بین‌النهرینی بود، که از این فلز برای تولید گلدان، سینی، نعلبکی و ظروف نوشیدنی استفاده می‌کردند. ابزارهای ساخته شده از برنز و سایر آلیاژهای مس، از جمله اسکنه، تیغ، نیزه ماهیگیری، تیر و سرنیزه، کشف شده‌اند که قدمت آن‌ها به هزاره سوم قبل از میلاد بازمی‌گردد.

تجزیه و تحلیل شیمیایی برنز و آلیاژهای مرتبط از این منطقه نشان می‌دهد که آنها حاوی تقریباً ۸۷ درصد مس، ۱۰ تا ۱۱ درصد قلع و مقادیر کمی آهن، نیکل، سرب، آرسنیک و آنتیموان بودند.

مس در مصر باستان

در مصر، استفاده از مس تقریباً همزمان با بین‌النهرین در حال توسعه بود، اگرچه هیچ مدرکی مبنی بر انتقال مستقیم دانش بین این دو تمدن وجود ندارد. لوله‌های مسی برای انتقال آب در معبد پادشاه ساهورع در ابوصیر که در حدود ۲۷۵۰ سال قبل از میلاد ساخته شده بود، استفاده می‌شد. این لوله‌ها از ورقه‌های نازک مس به قطر ۲.۹۵ اینچ ساخته شده بودند، در حالی که طول خط لوله تقریباً ۳۲۸ فوت بود.

مصریان همچنین از مس و برنز برای ساخت آینه، تیغ، ابزار، وزنه و ترازو، و همچنین برای ساخت ابلیسک‌ها و تزئینات معابد استفاده می‌کردند.

بر اساس منابع کتاب مقدس، ستون‌های برنزی عظیمی به قطر ۶ فوت و ارتفاع ۲۵ فوت زمانی در ایوان معبد سلیمان در اورشلیم (حدود قرن نهم قبل از میلاد) قرار داشتند. در همین حال، در داخل معبد، به اصطلاح دریای برنجی، یک مخزن برنزی به حجم ۱۶۰۰۰ گالن که توسط ۱۲ گاو نر برنزی ریخته‌گری شده نگه داشته شده بود، وجود داشت. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که مس مورد استفاده در معبد سلیمان ممکن است از خربة النحاس در اردن امروزی آمده باشد.

مس در خاور نزدیک و چین

اشیاء مسی و به ویژه برنزی در سراسر خاور نزدیک گسترش یافتند و قطعاتی از این دوره در آذربایجان، یونان، ایران و ترکیه امروزی کشف شده‌اند.

تا هزاره دوم قبل از میلاد، اشیاء برنزی نیز به مقدار زیاد در مناطق چین تولید می‌شدند. ریخته‌گری‌های برنزی که در داخل و اطراف استان‌های هنان و شانشی امروزی یافت شده‌اند، به عنوان اولین استفاده از این فلز در چین در نظر گرفته می‌شوند، اگرچه برخی از مصنوعات مسی و برنزی مورد استفاده توسط Majiayao در شرق گانسو، شرق چینگهای و شمال سیچوان قدمتشان به ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد می‌رسد.

ادبیات آن دوران نشان می‌دهد که متالورژی چینی چقدر توسعه یافته بود، با بحث‌های مفصلی در مورد نسبت دقیق مس و قلع مورد استفاده برای تولید درجات مختلف آلیاژ که برای ریخته‌گری اقلام مختلف از جمله دیگ، زنگ، تبر، نیزه، شمشیر، تیر و آینه استفاده می‌شد.

آهن و پایان عصر برنز

در حالی که توسعه ذوب آهن به عصر برنز پایان داد، استفاده از مس و برنز متوقف نشد. در واقع، رومی‌ها کاربردها و استخراج مس را گسترش دادند. توانایی مهندسی رومی‌ها منجر به روش‌های جدید استخراج سیستماتیک شد که به ویژه بر طلا، نقره، مس، قلع و سرب متمرکز بود.

معادن محلی مس در اسپانیا و آسیای صغیر شروع به خدمت رسانی به رم کردند و با گسترش دامنه امپراتوری، معادن بیشتری در این سیستم ادغام شدند. در اوج خود، رم مس را تا شمال Anglesey، در ولز امروزی، تا شرق Mysia، در ترکیه امروزی، و تا غرب Rio Tinto در اسپانیا استخراج می‌کرد و می‌توانست تا ۱۵۰۰۰ تن مس تصفیه شده در سال تولید کند.

بخشی از تقاضا برای مس از ضرب سکه ناشی می‌شد، که با صدور اولین سکه‌های حاوی مس توسط پادشاهان یونانی-باختری در حدود قرن سوم قبل از میلاد آغاز شده بود. یک شکل اولیه از کوپرونیکل، آلیاژی از مس-نیکل، در اولین سکه‌ها استفاده شد، اما اولین سکه‌های رومی از آجرهای برنزی ریخته‌گری شده تزئین شده با تصویر گاو نر ساخته شده بودند.

اعتقاد بر این است که برنج، آلیاژی از مس و روی، برای اولین بار در این زمان (حدود قرن سوم قبل از میلاد) توسعه یافته است، در حالی که اولین استفاده از آن در سکه‌هایی که به طور گسترده در گردش بودند، در Dupondii روم بود، که بین ۲۳ قبل از میلاد و ۲۰۰ پس از میلاد تولید و توزیع می‌شدند.

جای تعجب نیست که رومی‌ها، با توجه به سیستم‌های گسترده آب و توانایی مهندسی خود، اغلب از مس و برنز در اتصالات مربوط به لوله‌کشی، از جمله لوله، شیر و پمپ استفاده می‌کردند. رومی‌ها همچنین از مس و برنز در زره، کلاه خود، شمشیر و نیزه، و همچنین اقلام تزئینی، از جمله سنجاق، سازهای موسیقی، زیور آلات و هنر استفاده می‌کردند. در حالی که تولید سلاح‌ها بعداً به آهن تغییر می‌کند، اقلام تزئینی و تشریفاتی همچنان از مس، برنز و برنج ساخته می‌شدند.

همانطور که متالورژی چینی منجر به درجات مختلف برنز شد، متالورژی رومی نیز درجات جدید و متنوعی از آلیاژهای برنج را با نسبت‌های مختلف مس و روی برای کاربردهای خاص توسعه داد.

یکی از میراث‌های دوران روم، کلمه انگلیسی copper (مس) است. این کلمه از کلمه لاتین cyprium گرفته شده است که در نوشته‌های رومی اوایل دوران مسیحیت ظاهر می‌شود و احتمالاً از این واقعیت ناشی شده است که بیشتر مس رومی از قبرس سرچشمه می‌گرفت.