Μελέτη της τεχνολογίας κατασκευής σιδηρών αντικειμένων των αρχών της πρώτης προχριστιανικής χιλιετίας, με βάση τα ευρήματα της ανασκαφής Σπηλαίου Διός στην Πάρνηθα Αττικής

Abstract

The thesis deals with the technological study and scientific analysis of iron objects of the early pre-Christian millennium, based on the artefacts from the Sanctuary of Zeus Parnessios. It consists of two volumes, of which Volume A contains the main text of the thesis with the synthesis and interpretation of the data, and Volume B the data sheets with the descriptions and analyses of the objects.The first volume consists of three general parts, the Theoretical Part (Part A), the Analyses (Part B) and the Synthesis of the data (Part C).The Theoretical Part (Part A) consists of four chapters. Chapter 1 provides a critical review of the history of iron metallurgy research with emphasis on Greece and the Eastern Mediterranean during the early first pre-Christian millennium. Chapter 2 gives a brief presentation of the excavation, the sanctuary, and its chronology. Chapter 3 presents the categories of artefacts analysed, namely knives, obeloi, and swords. Their typology and use are discussed, based on archaeological studies that have been done and in parallel from other excavations. In Chapter 4, the whole operational chain is examined in detail, from smelting to secondary smithing (forging), as well as thermal treatments such as carburisation, quenching and annealing. In addition, an attempt is made to reconstruct the metallurgy of iron in antiquity based on existing archaeological data, literary texts, and iconography.Part B, which consists of six chapters, presents the results of each analytical method used, namely (a) X-ray radiography, (b) X-ray fluorescence spectroscopy (p-XRF), (c) scanning electron microscopy coupled with an energy dispersive spectrometer (SEM-EDS), (d) optical microscopy for metallographic examination, and (e) micro-hardness testing (HV). All the methods are first described in Chapter 5.Chapters 6-10, contain the results of each of the above analytical methods. In each of these chapters, the basic principles of each method, the types of apparatus, the specific parameters applied, as well as the results from their application, are given and thoroughly discussed.The last part of the thesis (Part C) presents, in one chapter (Chapter 11), the synthesis of the data and the results of the analyses of the material, which constitutes an original contribution to the study of iron metallurgy in the early historical periods. In summary, this study sheds light on a largely unknown aspect of the Early Iron Age, offering new insights into issues such as the deliberate production of steel and the smelting of iron from laterites.

H διατριβή έχει ως θέμα τη μελέτη της τεχνολογίας κατασκευής σιδηρών αντικειμένων των αρχών της πρώτης προχριστιανικής χιλιετίας, με βάση τα ευρήματα της ανασκαφής ιερού του Διός στην Πάρνηθα Αττικής. Αποτελείται από δύο τόμους, εκ των οποίων ο Τόμος Α΄ περιλαμβάνει το κυρίως κείμενο της διατριβής με τη σύνθεση και την ερμηνεία των δεδομένων και ο Τόμος Β΄ τα δελτία με τις περιγραφές και τις αναλύσεις των αντικειμένων.Ο πρώτος τόμος, αποτελείται από τρία γενικά μέρη, το Θεωρητικό Μέρος (Μέρος Α’), τις Αναλύσεις (Μέρος Β’) και τη Σύνθεση των δεδομένων (Μέρος Γ’).Το Θεωρητικό Μέρος (Μέρος Α’) αποτελείται από τέσσερα κεφάλαια. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια κριτική ανασκόπηση της ιστορίας της έρευνας της μεταλλουργίας του σιδήρου με έμφαση στην Ελλάδα και την Ανατολική Μεσόγειο κατά το πρώτο μισό της 1ης προχριστιανικής χιλιετίας. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται μια σύντομη παρουσίαση της ανασκαφής, του Ιερού και της χρονολόγησής του. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται οι κατηγορίες των ευρημάτων που αναλύθηκαν, συγκεκριμένα τα μαχαίρια, οι οβελοί και τα ξίφη. Συζητούνται η τυπολογία και η χρήση τους, με βάση αρχαιολογικές μελέτες που έχουν γίνει και παράλληλα από άλλες ανασκαφές. Στο Κεφάλαιο 4, εξετάζεται με λεπτομέρεια όλη η εγχειρηματική αλυσίδα, από την εκκαμίνευση έως την κατασκευή των αντικειμένων, καθώς και επιμέρους θερμικές επεξεργασίες, όπως η ενανθράκωση, η βαφή και η ανόπτηση. Επιπλέον, γίνεται μια προσπάθεια ανασύνθεσης της μεταλλουργίας του σιδήρου κατά την αρχαιότητα με βάση τα αρχαιολογικά δεδομένα, τις γραπτές πηγές αλλά και την εικονογραφία.Στο Β’ Μέρος, το οποίο αποτελείται από 6 κεφάλαια, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλυτικών μεθόδων. Στο Κεφάλαιο 5 αρχικά, περιγράφονται οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν, συγκεκριμένα (α) η ραδιογραφία ακτίνων Χ, (β) η φασματοσκοπία φθορισμού ακτίνων Χ (p-XRF), (γ) το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης με φασματόμετρο ενεργειακής διασποράς ακτίνων Χ (SEM-EDS), (δ) η οπτική μικροσκοπία για μεταλλογραφική εξέταση, και (ε) η σκληρομέτρηση.Τα επόμενα κεφάλαια (Κεφάλαια 6-10) είναι αφιερωμένα στα αποτελέσματα κάθε μίας από τις παραπάνω αναλυτικές μεθόδους. Σε καθένα από αυτά παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της κάθε μεθόδου, η αναλυτική συσκευή που χρησιμοποιήθηκε, τα ερωτήματα που κλήθηκε να απαντήσει η κάθε ανάλυση, καθώς και τα αποτελέσματα.Στο τελευταίο μέρος της διατριβής (Μέρος Γ’) παρουσιάζεται σε ένα κεφάλαιο (Κεφάλαιο 11) η σύνθεση των δεδομένων και των αποτελεσμάτων των αναλύσεων του υλικού αυτού, το οποίο από μόνο του αποτελεί μια πρωτότυπη συμβολή στην έρευνα της μεταλλουργίας του σιδήρου στις πρώιμες ιστορικές περιόδους, δηλαδή περιόδους κατά τις οποίες η μεταλλουργία σιδήρου βρίσκεται ακόμα σε φάση διαμόρφωσης, και οι οποίες ήταν ελάχιστα γνωστές έως τώρα στην αρχαιολογική και αρχαιομετρική έρευνα, προσφέροντας νέα δεδομένα για ζητήματα όπως η συνειδητή παραγωγή χάλυβα ή η χρήση σκληρών σιδηρονικελιούχων μεταλλευμάτων.