在現代博物館和檔案館中，古代文本、手稿和書籍在一定條件下保存，使它們能夠為後代保留其原貌。 不朽手稿中最引人注目的代表被認為是死海古卷（庫姆蘭手稿），最早發現於 1947 年，可追溯到公元前 408 年。 e. 有些捲軸只留下了碎片，但其他捲軸幾乎沒有受到時間的影響。 這裡就出現了一個顯而易見的問題──2000多年前的人們是如何創作出流傳至今的手稿的？ 這正是麻省理工學院決定要找出的答案。 科學家在古代捲軸中發現了什麼以及使用什麼技術來創造它們？ 我們從研究人員的報告中了解到這一點。 去。
歷史信息
1947 年，貝都因牧羊人穆罕默德·埃德·迪卜(Muhammad ed-Dhib)、朱馬·穆罕默德(Juma Muhammad) 和哈利勒·穆薩(Khalil Musa) 去尋找一隻失踪的羊，最終來到了庫姆蘭的洞穴。 歷史沒有記載牧羊人是否找到了失落的偶蹄類動物，但從歷史的角度來看，他們發現了更有價值的東西——幾個藏有古代捲軸的陶罐。
庫姆蘭的洞穴。
穆罕默德拿出幾卷捲軸，帶到他的定居點向他的部落同胞展示。 一段時間後，貝都因人決定將這些捲軸交給伯利恆一位名叫易卜拉欣·伊賈的商人，但後者認為這些捲軸是垃圾，表明它們是從猶太教堂偷來的。 貝都因人並沒有放棄出售他們的發現，並前往另一個市場，一名敘利亞基督徒提出向他們購買這些古卷。 結果，一位姓名不詳的酋長加入了談話，並建議他聯繫古董商哈利勒·埃斯坎德·沙欣 (Khalil Eskander Shahin)。 這個稍微複雜的市場搜尋結果是，捲軸以 7 約旦鎊（略高於 314 美元）的價格出售。
發現捲軸的罐子。
如果沒有引起美國東方研究學院(ASOR) 約翰·C·特拉弗(John C. Traver) 博士的注意，這些無價的捲軸可能會在古董商的架子上積滿灰塵，他將捲軸中的主題與類似的主題進行了比較在納許紙莎草紙（當時已知的最古老的聖經手稿）中，我們發現了它們之間的相似之處。
以賽亞書卷包含幾乎完整的先知以賽亞書文本。 捲軸長度為734公分。
1948 年 11 月，阿以戰爭最激烈的時候，這些古卷被運往貝魯特（黎巴嫩）。 1948 年 1 月 1949 日，ASOR 負責人米勒·伯羅斯 (Millar Burrows) 正式宣布發現了古卷。 從那時起，發現第一批古卷的洞穴（稱為一號洞）的全面搜尋開始了。 28年，約旦政府批准在庫姆蘭境內進行搜索。 早在 1949 年 XNUMX 月 XNUMX 日，比利時聯合國觀察員菲利普·利彭斯上尉和阿拉伯軍團上尉阿卡什·澤本就發現了這個洞穴。
自發現第一卷以來，已發現 972 份手稿，其中一些是完整的，而另一些則僅以單獨碎片的形式收集。 這些碎片非常小，數量超過15塊（我們說的是在000號洞裡發現的碎片）。 其中一位研究人員一直試圖將它們放在一起，直到 4 年去世為止，但從未完成他的工作。
捲軸碎片。
從內容上看，死海古卷由聖經文本、偽經和偽經以及庫姆蘭人的文學組成。 文本的語言也多種多樣：希伯來語、亞蘭語，甚至希臘語。
文字是用木炭寫成的，捲軸本身的材料是用山羊皮和綿羊皮製成的羊皮紙；還有紙莎草紙上的手稿。 發現的一小部分捲軸是使用將文字壓印到薄銅片上的技術製成的，然後將其捲起並放入罐子中。 展開這些捲軸不可能不因腐蝕而不可避免地遭到破壞，因此考古學家將它們切成碎片，然後將其編入單一文本。
銅捲軸的碎片。
如果說銅捲軸展示了時間流逝的公正甚至殘酷的本質，那麼還有一些銅捲軸似乎不受時間的影響。 其中一個標本是一幅8米長的捲軸，以其較小的厚度和明亮的象牙色而引人注目。 考古學家稱之為“聖殿古卷”，因為文本中提到了所羅門應該建造的第一聖殿。 此捲軸的羊皮紙具有由膠原基材和非典型無機層組成的層狀結構。
寺廟捲軸。 您可以在以下位置更好地了解整個聖殿捲軸： .
在我們今天正在審查的工作中，科學家使用 X 射線和拉曼光譜分析了這個不尋常的無機層的化學成分，並發現了鹽岩（硫酸鹽蒸發岩）。 這樣的發現表明了一種創建分析捲軸的獨特方法，它可以揭示保存可在我們這個時代應用的古代文本的秘密。
聖殿古卷分析結果
正如科學家所指出的（正如我們自己從照片中看到的那樣），大多數死海古卷的顏色都很深，只有一小部分是淺顏色的。 除了引人注目的外觀外，聖殿捲軸還具有多層結構，其文字寫在像牙色的無機層上，該無機層覆蓋了用作捲軸底部的皮膚。 在捲軸的背面，您可以看到皮膚上殘留的毛髮。
圖片#1： А - 捲軸的外觀， B - 沒有無機層和文字的地方， С — 文字面（左）與反面（右）， D — 光錶示存在沒有無機層的區域（較亮的區域）， Е — 1C 上虛線突出顯示區域的放大光學顯微照片。
軌道 毛囊*，在捲軸背面可見（1А），他們說捲軸上的部分文字是寫在皮膚內側的。
毛囊* - 位於皮膚真皮層的器官，由 20 種不同類型的細胞組成。 這個動態器官的主要功能是調節頭髮生長。
文字一側有「裸露」區域，沒有無機層（1C，左），這使得淡黃色的膠原蛋白基層可見。 還發現了捲軸捲起的區域，其中的文字與無機層一起被「重印」到捲軸的背面。
µXRF 和 EDS 滾動分析
在目視檢查捲軸後，科學家們進行了 µXRF* и 能譜分析* 分析。
X射線螢光分析儀* （X 射線螢光分析）- 光譜學，透過分析所研究的材料受到 X 射線輻射時出現的光譜，可以找出物質的元素組成。 µXRF（微 X 射線螢光）與 XRF 的不同之處在於空間解析度明顯較低。
能譜分析* （能量色散X射線光譜）是一種固體元素分析方法，基於對其X射線光譜的發射能量的分析。
圖片#2
寺廟古卷以其異質性而聞名（2А）在化學成分方面，正是因為這個原因，科學家決定在捲軸兩側使用μXRF和EDS這樣的精確分析方法。
感興趣區域（進行分析的捲軸區域）的總 µXRF 光譜顯示無機層的複雜成分，由許多元素組成，其中主要是（2S): 鈉 (Na）、鎂（Mg）， 鋁 （Al）、矽（Si), 磷 (P）、硫（S) 氯 (Cl) 、鉀 (K), 鈣 (Ca), 錳 (Mn）， 鐵 （Fe）和溴（Br).
μXRF元素分佈圖顯示主要元素Na、Ca、S、Mg、Al、Cl和Si分佈在整個碎片中。 也可以假設鋁在整個碎片中相當均勻地分佈，但由於鋁的 K 線和溴的 L 線之間的高度相似性，科學家們還沒有準備好以 100% 的準確度來說明這一點。 但研究人員將鉀 (K) 和鐵 (Fe) 的存在解釋為捲軸的污染，而不是在創作過程中有意將這些元素引入其結構中。 在有機層尚未分離的碎片較厚區域中，Mn、Fe 和 Br 的濃度也有所增加。
Na和Cl在整個研究區域表現出相同的分佈，即這些元素的濃度在存在有機層的區域中相當高。 然而，Na 和 Cl 之間存在差異。 Na 分佈較均勻，而 Cl 不遵循無機層中的裂縫和小分層的模式。 因此，Na-Cl 分佈的相關圖可能表明僅在皮膚的有機層中存在氯化鈉（NaCl，即鹽），這是在羊皮紙製備過程中對皮膚進行處理的結果。
接下來，研究人員對捲軸上感興趣的區域進行了掃描電子顯微鏡（SEM-EDS），這使他們能夠量化捲軸表面的化學元素。 由於電子穿透深度相對較淺，EDS 提供了較高的橫向空間解析度。 使用低真空掃描電子顯微鏡來實現這種效果，因為它可以最大限度地減少真空造成的損壞，並允許對非導電樣品進行元素映射。
EDS元素圖分析（2D）顯示在無機層的興趣區域中存在顆粒，其主要含有鈉、硫和鈣。 在無機層中也發現了矽，但在無機層表面上發現的Na-S-Ca顆粒中沒有發現矽。 在顆粒之間和有機材料中發現了較高濃度的鋁和氯。
鈉、硫和鈣元素圖（插圖 2V）顯示這三種元素之間存在明顯的相關性，箭頭表示在顆粒中觀察到鈉和硫，但觀察到很少的鈣。
圖片#3
µXRF 和 EDS 分析清楚地表明，無機層含有富含鈉、鈣和硫的顆粒，以及較小比例的其他元素。 然而，這些研究方法不允許對化學鍵和相特徵進行詳細研究，因此拉曼光譜（Ramanspectroscopy）被用於此目的。
為了減少拉曼光譜中通常觀察到的背景螢光，使用低能量激發波長。 在這種情況下，波長 1064 nm 的拉曼光譜可讓您從相當大（直徑 400 μm）的顆粒收集數據（3А）。 繪製的兩個光譜都顯示了三個主要元素：987 和 1003 cm-1 處的雙硫酸鹽峰、1044 cm-1 處的硝酸鹽峰以及膠原蛋白或明膠的典型蛋白質。
為了清楚地分離所研究的捲軸碎片的有機和無機成分，使用了 785 nm 的近紅外線輻射。 在影像中 3V 膠原纖維（光譜 I）和無機顆粒（光譜 II 和 III）的光譜清晰可見。
膠原纖維的光譜峰值包括 1043 cm-1 處硝酸鹽的特徵，這可能與 NH3NO4 中 NO3− 離子的振動有關。
含有Na、S和Ca的顆粒的光譜顯示無機層含有來自不同比例的含硫酸鹽礦物的混合物的顆粒。
為了進行比較，風乾的 Na2SO4 和 CaSO4 合成混合物的光譜峰值落在 450 和 630 cm-1 處，即與所研究樣品的光譜不同（3V）。 然而，如果相同的混合物在 250 °C 下快速蒸發乾燥，拉曼光譜將與聖殿古卷硫酸鹽碎片中的光譜一致。
光譜 III 與無機層中直徑約 5-15 µm 的非常小的顆粒有關（3S）。 這些顆粒在 785 nm 激發波長下表現出非常強烈的拉曼散射。 1200、1265 和 1335 cm-1 處的特徵三重態光譜特徵反映了「Na2-X」類型的振動單位。 這種三重態是含鈉硫酸鹽的特徵，通常存在於芒硝 (Na2SO4) 和鈣芒硝 (Na2SO4 CaSO4) 等礦物中。
圖片#4
然後，科學家使用 EDS 在文字側面和背面創建了聖殿古卷大面積的元素地圖。 反過來，對較亮的文字面進行反向散射掃描（4B）和較暗的反面（4C）揭示了相當異質的成分。 例如，在帶有文字的一側的大裂縫旁邊（4V）可以在無機層和下面的膠原料之間看到電子密度的明顯差異。
接下來，以原子比格式對捲軸碎片中存在的所有元素（Ca、Cl、Fe、K、Mg、Na、P、S、Si、C 和 O）進行定量。
上面的三角形圖顯示了 512x512 像素感興趣區域中三種元素（Na、Ca 和 S）的比率。 圖表： 4A и 4D 顯示圖表上點的相對密度，其顏色漸層顯示在 4D 的右側。
分析這兩個圖後，得出的結論是，研究區域（來自文本和捲軸背面）每個像素中的鈣與鈉和硫的比率對應於鈣芒硝和芒硝。
隨後，所有EDS分析資料透過模糊C均值聚類演算法根據主元素比例進行聚類。 這使得可以在滾動片段的文字側和反面可視化各個階段的分佈。 然後使用該資料來確定將每個資料集中的 5122 個資料點最有可能劃分為預定數量的簇。 文本面的資料分為三個簇，反面的資料分為四個簇。 聚類結果以三角形圖中的重疊聚類形式呈現（4E и 4H）和分佈圖（4F и 4G).
聚類結果顯示了捲軸背面深色有機物質的分佈（藍色 4K）以及文本側無機層中的裂縫暴露了下面的膠原蛋白層（黃色 4J).
研究的主要元素被指定為以下顏色：硫 - 綠色、鈣 - 紅色和鈉 - 藍色（三角形圖） 4I и 4L以及分佈圖 4J и 4K）。 透過“著色”，我們可以清楚地看到元素濃度的差異：鈉 - 高，硫 - 中，鉀 - 低。 在滾動片段的兩側（文字和反面）都可以觀察到這種趨勢。
圖片#5
使用相同的方法繪製了所研究的捲軸碎片的另一個區域以及第 4 號洞穴的其他三個碎片（R-4Q1、R-4Q2 和 R-4Q11）中的 Na-Ca-S 濃度圖。 。
科學家指出，根據元素分佈圖和地圖，只有來自 4 號洞穴的 R-1Q4 碎片與聖殿古卷相符。 特別是，結果顯示 R-4Q1 的關係與鈣芒硝的理論 Na-Ca-S 比率一致。
在 4 nm 激發波長下收集的 R-1Q785 片段的拉曼測量顯示硫酸鈉、硫酸鈣和方解石的存在。 R-4Q1 膠原纖維的分析未顯示硝酸鹽的存在。
因此，聖殿捲軸和 R-4Q1 在元素組成上極為相似，這表明它們的創作方法相同，顯然與蒸發鹽有關。 從庫姆蘭同一洞穴獲得的另外兩卷捲軸（R-4Q2 和 R-4Q11）顯示鈣、鈉和硫的比例與聖殿捲軸和碎片 R-4Q1 的結果顯著不同，表明生產方法不同。
綜上所述，畫卷上的無機層含有多種礦物質，其中大部分是硫酸鹽。 除石膏及其類似物外，還鑑定出芒硝（Na2SO4）和鈣芒硝（Na2SO4·CaSO4）。 當然，我們可以假設其中一些礦物可能是捲軸主層分解的產物，但我們可以自信地說，它們絕對不存在於發現捲軸的洞穴中。 這個結論很容易得到證實，因為在不同庫姆蘭洞穴中發現的所有研究碎片表面上的含硫酸鹽層與這些洞穴壁上發現的礦床並不對應。 結論是蒸發礦物在其生產過程中被納入渦旋結構。
科學家也指出，死海水中硫酸鹽的濃度相對較低，死海地區通常不發現鈣芒硝和芒硝。 一個完全合乎邏輯的問題出現了：這些古代捲軸的創造者從哪裡得到鈣芒硝和芒硝？
無論聖殿捲軸創作的原始材料的來源如何，其創作方法都與其他手稿（例如來自第 4 號洞穴的 R-1Q4 和 R-2Q4）所使用的方法有很大不同。 鑑於這種差異，科學家認為捲軸本身是使用當時普遍接受的方法製作的，但隨後用無機層進行了修改，使其能夠保存 2000 多年。
為了更詳細地了解這項研究的細微差別，我建議看看 и 給他。
尾聲
不了解自己過去的民族是沒有未來的。 這個短語不僅指具有歷史意義的事件和人物，也指許多世紀前使用的技術。 有人可能會認為，現在我們不再需要知道這些2000年前的捲軸到底是如何製作的，因為我們有自己的技術，可以讓這些文字以原始形式保存多年。 不過，首先，這不是很有趣嗎？ 其次，當今的許多技術，無論聽起來多麼微不足道，在古代都以這樣或那樣的形式使用過。 而且，正如你和我所知，即使在那時，人類也充滿了聰明才智，他們的想法可以推動現代科學家取得新發現或改進現有發現。 學習過去的經驗教訓不能被認為是可恥的，更不能被認為是無用的，因為過去的迴聲總會在未來產生共鳴。
週五關閉：
紀錄片（第一部分）講述死海古卷的故事，死海古卷是人類歷史上最重要的考古發現之一。 （).
感謝收看，保持好奇心，祝大家週末愉快！ 🙂
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來源： www.habr.com