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科学家使用X射线揭开图坦卡蒙法老的铁匕首的秘密:由陨石制成

2022-02-28 13:34     来源:cnBeta     X射线荧光光谱分析 X射线

据Ars Technica报道,在图特王(King Tut)墓中发现的众多物品中,有一把铁制的匕首,这是古埃及第十八王朝时期很少使用的一种材料。这种铁很可能来自于一块陨石。而最近发表在《陨石学与行星科学》杂志上的一篇论文进一步阐明了这把铁匕首的确切锻造过程,以及它是如何落入图特王手中的。

图坦卡蒙(Tutankhamun)是Akhenaten的儿子,在他8、9岁的时候就君临天下。他并不被认为是一个特别重要的法老,但20世纪20年代从他的坟墓中发现的宝物使他声名鹊起。这些宝物包括著名的金质埋葬面具、纯金棺材、宝座、箭弓、小号、莲花杯和各种家具。

这些都成为全球巡回展览的一部分,特别是在20世纪60年代和70年代得到了全世界媒体的报道。这具木乃伊甚至激发了几首歌曲:Steve Martin的热门歌曲《King Tut》(1978年在《Saturday Night Live》中首次亮相)和已故民谣摇滚歌手Michael Peter Smith的歌曲《Dead Egyptian Blues》。

2005年对图特木乃伊遗体的CT扫描显示,这位年轻的法老有一只畸形的左脚,并可能使用手杖(在墓中发现了几根手杖)。他还有部分硬腭裂,也许还有轻微的脊柱侧弯。埃及最高文物委员会和《国家地理》杂志委托对这位少年法老进行面部重建,最终被铸成硅胶。他的死因仍然是个谜:疟疾感染、严重摔伤和镰状细胞贫血都被认为是可能的死因。(CT扫描排除了头部钝器创伤造成的谋杀)。

在图特王墓中发现的5000多件文物中,有19件是铁制的,包括带有金色刀柄的匕首、一个微型头枕、一个护身符和一套可能用于"开口"仪式(为了让死者在来世能够吃喝)的刀片。

在木乃伊的腰部和脖子上还串有金属珠子和其他宝石。科学家们在2013年分析了其中一个珠子,发现其微观结构和成分与铁陨石非常相似。这些铁很可能在被制成珠子之前被加工成小的薄片。考古学家认为,在这一时期的埃及,使用铁是表示高地位的一种手段。

至于这把匕首,它的高镍含量使科学家们相信它的刀刃的铁很可能来自陨石。这一点在2016年得到了证实,当时对刀片进行了X射线荧光光谱分析(一种无损检测方法)以分析其成分。结果发现该刀片主要是铁,有11%的镍和0.6%的钴--这种成分确实与铁陨石的成分相当。相比之下,由陆地铁矿石制成的工艺品的镍含量从未超过4%。

然而,2016年的那项研究并没有涉及提供铁的陨石类型,也没有涉及匕首可能是如何制造的。在公元前6世纪之前,埃及没有炼铁的考古证据,而已知的埃及使用金属铁的最早例子可以追溯到公元前3400年左右--在埃及成为一个由法老统治的单一国家之前,公元前3000年。匕首的制造方法包括冷加工,即对铁陨石进行切割和抛光;热加工,即在高温下熔化铁,然后铸造;或低温加热,然后锻造。

匕首的来源也是一个悬而未决的问题。与图特王墓中发现的其他粗制滥造的铁器不同,这把匕首则是经过专业制作的。在埃及王室档案中以阿卡德语书写的外交信函中,有书面证据表明匕首来自国外,这些信函被称为阿玛尔纳书简。这些信件提到了米坦尼国王在阿蒙霍特普三世(图特的祖父)与米坦尼的一位公主结婚时送给他的礼物清单。该清单包括一把匕首,刀刃是铁的,刀柄是金的,上面镶嵌着青金石。

诸如此类的问题是共同作者Takafumi Matsui和他在日本千叶工业大学的同事希望在大埃及博物馆保护中心的帮助下回答的。他们在2020年2月访问了开罗博物馆。

Matsui等人拍摄了匕首的高分辨率光学图像。他们还使用便携式扫描X射线荧光仪器测量了匕首、金柄和金鞘的元素丰度,并调查了元素在刀刃上的分布情况。这显示了铁、镍和钴的浓度(如2016年的研究中所测量的),以及锰的浓度。他们还在刀刃上发现了几个发黑的斑点,含有硫、氯、钙和锌。

事实证明,最有趣的是刀刃上的元素分布。它们显示了一种明显的交叉条纹纹理,被称为“Widmanstätten图案”(以奥地利矿物学家Alois von Beckh Widmanstätten伯爵的名字命名),这是八面体陨铁的典型特征,是铁陨石中最大的一组。当他们将匕首上的图案与日本同类型的陨石的图案进行比较时,这一点得到了证实。硫化铁的小黑块也作为包裹物出现在八面体中。

根据作者的说法,黑色斑块中的低硫量和Widmanstätten图案构成了强有力的证据,证明图特王的匕首是在低于950°C的相对较低的温度下锻造的。

至于这把匕首来自哪里,阿玛尔纳书简提供了一个强有力的线索,即它是米坦尼国王送给阿蒙霍特普三世的一份结婚礼物。研究小组发现,金柄上的宝石是用石灰膏贴上去的,这一点得到了支持。尽管当时米坦尼普遍使用石灰膏。

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