Schatz im antiken Müll: Erfahren Sie mehr über die Geschichte Japans anhand von Metallabfällen
Thomas Conlan spielte mit einem seltsamen, bräunlich-schwarzen Stein auf seinem Schreibtisch. Jahrhundertelang hatten die Menschen das Trümmerstück für wertlos gehalten, doch für Conlans Forschung ist es von unschätzbarem Wert.
Bei dem klumpigen Gestein handelt es sich um eine Probe von Schlacke, dem Material, das nach dem Erhitzen von Erz zur Gewinnung wertvoller Metalle übrig bleibt. Zusammen mit Forschern aus den Bereichen Kunst, Ingenieurwesen und Materialwissenschaften erforscht Conlan, ob diese weggeworfenen Reste Lücken in der frühen japanischen Geschichte schließen können.
Conlan, Professor für ostasiatische Studien und Geschichte , hofft, anhand der Bergbauabfälle mehr über das politische und kulturelle Klima Japans im 8. bis 18. Jahrhundert n. Chr. zu erfahren, einer Zeit, über die es nur wenige schriftliche Aufzeichnungen gibt.
Ein Großteil der Schlacke von Conlan stammt aus der Verhüttung von Kupfer, einem Metall, das im historischen Handel, bei Denkmälern und bei der Münzprägung eine wichtige Rolle spielte. „Wir wissen, dass es in der Vergangenheit einen unglaublich dynamischen Prozess der Metallurgie gab“, sagte Conlan. „Sie haben Tonnen von diesem Zeug abgebaut, aber es gibt nichts wirklich darüber geschriebenes.“
Einige Produkte dieser frühen Kupferminen sind noch heute zu sehen. Der weltweit größte Bronze-Buddha befindet sich in Nara, Japan, und stammt aus dem Jahr 745. Für seinen Bau wurden fast 490 Tonnen Kupfer aus einer nahegelegenen Mine benötigt, wie in Dokumenten aus dieser Zeit beschrieben wird. Doch vom 10. bis zum 16. Jahrhundert gibt es nur sehr wenige Aufzeichnungen über den Bergbau, was die Forscher zu der Frage veranlasste, ob die Metallurgie zurückging oder einfach nicht dokumentiert wurde.
Bild mit freundlicher Genehmigung der East Asian Library und der Gest Collection, Princeton University Library
Dieser Mangel an Textaufzeichnungen kann manchmal die Perspektive von Historikern verzerren, sagte Conlan. „Historiker haben die Bedeutung von Reis und Landwirtschaft überschätzt“, sagte er. „Und sie haben die Bedeutung von Bergbau und Handel unterschätzt.“
Conlan hofft, dieses Ungleichgewicht durch die Untersuchung der mikroskopischen Struktur der Schlacke zu korrigieren. Von Kollegen in Japan erhielt er etwa 30 Proben aus der Zeit zwischen 700 und 1700. Mithilfe modernster Methoden und mit Unterstützung des David A. Gardner '69 Magic Project-Fonds für Innovation in den Geisteswissenschaften möchte sein Team die Techniken mittelalterlicher Metallurgen erlernen, einschließlich der Frage, welche Zusatzstoffe den Metallen beigemischt wurden und bei welchen Temperaturen welche Materialien verwendet wurden und wie die Materialien veredelt wurden.
Conlans Mitarbeiter an dem Projekt sind Howard Stone , der Donald R. Dixon '69 und Elizabeth W. Dixon Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik ; Nan Yao , leitende Forschungswissenschaftlerin am Princeton Institute for the Science and Technology of Materials (PRISM) und Direktorin des Imaging and Analysis Center ; und Rachel Selinsky, eine außerordentliche Forschungswissenschaftlerin im Bereich Chemie- und Biotechnik. Conlan wurde außerdem von Craig Arnold , einem Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik und Direktor von PRISM, und Bruce Koel , einem Professor für Chemie- und Biotechnik, beraten.
Bei einem kürzlichen Treffen zur Projektbesprechung saßen die Forscher um einen Schreibtisch in Conlans mit Büchern gesäumtem Büro, weit weg von den sterilen Laboren und surrenden Maschinen im Bildgebungszentrum.
Materialwissenschaftler haben in der Vergangenheit Schlacken analysiert, aber die Forscher glauben, dass dies das erste Mal ist, dass Schlacke zur Untersuchung der Geschichte einer Region verwendet wurde.
„Hier gibt es eine Art Detektivproblem“, sagte Stone.
„Es ist, als würde man versuchen, ein Puzzle zu lösen, ohne alle Teile zu haben“, sagte Nan.
„Es ist, als würde man anhand von 30 Blättern herausfinden, wie ein Wald aussieht“, sagte Conlan.
Selinksy ist für die Durchführung der Experimente verantwortlich. Dazu gehört die Identifizierung der Bestandteile einer Probe durch Beschuss mit Röntgenstrahlen und die Messung der als Reaktion darauf emittierten Proben. Bisher deuten die Daten darauf hin, dass japanische Metallurgen keine Zusatzstoffe wie Kalzium hinzugefügt haben, um die Kupfergewinnung zu verbessern.
Das Team hat nun seine Aufmerksamkeit auf die kristallografische Zusammensetzung der Schlacke gerichtet und mithilfe verschiedener Werkzeuge festgestellt, ob die Geschichte des Materials in seiner Struktur verankert ist.
Wenn ihre Arbeit im Laufe der Zeit Verbesserungen in der Metallurgie aufzeigt, könnte die Forschung nicht nur die Art und Weise, wie Historiker das frühe Japan betrachten, sondern auch ihre Sicht auf die historische Rolle von Kupfer weltweit grundlegend verändern. Viele frühe Volkswirtschaften waren von der Kupferproduktion abhängig, und diese Techniken könnten durchaus Licht auf andere antike Zivilisationen werfen, die nur wenige schriftliche Aufzeichnungen hinterlassen haben.