『イラスト図解 世界史を変えた金属』より 第5回～人類が最初に精錬した金属は銅？―銅器と青銅器～
金属の成り立ちや特徴、人類史における関りまで解説した好評既刊『イラスト図解 世界史を変えた金属』から一部を公開いたします。
第5回は第1章・第3節「人類が最初に精錬した金属は銅？―銅器と青銅器」を紹介します。
1-3 人類が最初に精錬した金属は銅？―銅器と青銅器
銅器と青銅器
人類が最初に自ら精錬した金属は、銅だったと思われます。銅鉱石は、色が鮮やかな緑色や青色なので、見つけやすい鉱石です。燃やした木炭に鉱石を入れるだけで、鉱石から酸素や硫黄をうばい取る還元＊反応に必要な温度が得られ、容易に銅鉱石から銅を得ることができました。古代の人は、赤銅色の銅が火の中から生まれる光景を見て、感動したことでしょう。
銅を道具として使うときに問題となるのは、柔らかいことです。石で叩いて鋭い刃先を作っても、すぐに切れ味が悪くなります。
しかし、この問題も他の金属と混ぜることで解決しました。銅と錫を一緒に加熱する＊ と、銅単体よりも200℃も低い875℃程度で液体になります。しかも、冷やして固めると、銅単独よりもはるかに硬くなります。これを青銅と呼びます。この技術は、瞬く間に世界各地に普及していきました。青銅器、すなわちブロンズの利用の始まりです。
青銅は容易に溶けるので、職人が鋳型さえ作れば、必要な形の道具を作ることができます。これを鋳造＊と呼びます。道具がすり減ったり欠けたりしても、溶かして鋳込めば元通りになります。そのため、祭や農具、武器などに適したリサイクル素材＊になりました。再生利用できない石器の時代から、リサイクル可能な青銅器時代へと、一気に移り変わったことでしょう。
＊還元
金属化合物から金属元素を生成する反応。酸化の逆反応であり、金属の製錬や鋼鉄の製造など、さまざまな産業プロセスで重要な役割を果たしている。
＊銅と錫すずを一緒に加熱する
錫は銅より原子半径が大きく、結晶サイズが少し大きいため、錫が置換元素となって結晶構造を歪ませる。このため外部からの力で変形しにくい、強い素材になる。
＊鋳造
金属を溶かし、それを特定の形状に型（鋳型）に流し込んで固める製造プロセス。熱により溶けた材料が型の中で冷却され、所望の形状の製品が得られる。自動車、建築、航空宇宙など多くの産業で使用され、大量生産や複雑な形状の部品の作成に適している。
＊リサイクル素材
青銅は格好のリサイクル素材であった。青銅器が欠けたり割れたりすると、補修することができない。そこで、かけらをまとめて加熱すると溶解し、再び道具に鋳造することができた。
青銅の利用場所
青銅が使われたのは、BC4000年のメソポタミア、エジプト、中国、インダス川流域でした。不思議なことに、これらの地域は、銅鉱石は採取できても、必ずしも錫が採れる場所ではありません。
青銅作りに必要な錫は、意外にも遠方から交易で運ばれてきました。錫は疑いなく鉛よりも早くから知られていました。ローマ時代のプリニウスの『博物誌』＊には、英国やポルトガル、スペインに、広大な錫の採取場所があったと書かれています。
錫鉱石は、マグマによって熱せられた高温水が、周囲の岩石から鉱物を溶かし出し、岩石の割れ目に入り込んで鉱脈を作ったものです。そのため、採掘できる場所が限られていました。貴重な錫鉱石が採取できる場所は、交易で潤ったり、他国からの侵略の対象になったりしました。
＊プリニウスの『博物誌』
『博物誌』は、古代ローマ時代の大プリニウスが著した書。地理学、天文学、動植物、鉱物など、雑多な知識が記述されている。自分で確かめたり、研究したりした知見は少なく、過去の書籍を参照した伝聞情報が多い。しかし当時の知見を知るには、うってつけの書物である。
書籍目次
第1章 金属はどこで生まれ、人類と出会うのか？―宇宙・地球・生命・文明と金属
1－1 〈138億年前〉元素誕生から地球誕生―恒星が金属を作り出す
1－2 〈BC38－19億年〉鉄鉱石と銅鉱石の起源―生命と地球環境が鉱石を作る
1－3 人類が最初に精錬した金属は銅？―銅器と青銅器
1－4 金属の歴史に登場する鉄の種類―数万年も前から利用されてきた鉄
Column 玉鋼
第2章 金属の記憶―金属の神話と錬金術
2－1 金属と伝承―鉄の神話
2－2 錬金術―黄金への永遠の願望
Column ロマンティックな遭遇
第3章 金属の文明―金属変遷と東西の文明
3－1 〈BC5000－BC1000〉青銅器と鉄器―青銅器文明から鉄器文明へ
Column ブロンズ病
3－2 〈BC1000－BC1〉ローマと中国―西端のローマ文明と東端の中国文明が始まる
Column わが家の銅鐸
第4章 金属の思想―金属は文明と錬金術を生み出す
4－1 〈AD1－500〉文明の興隆―ローマは興隆し、中国は鉄鋼先進国へ
4－2 〈500－1000〉錬金術出現―ビザンチン文化と錬金術の萌芽期
Column 神話と金属
第5章 金属の拡張―距離の拡張と技術の拡張
5－1 〈1000－1400〉冶金の進化―十字軍の東方文化発見と鉱山冶金術の進化
5－2 〈1400－1600〉冶金技術―大航海時代と鉱山冶金技術書籍
Column ダンテ「神曲」の金属
第6章 金属の衝動―産業革命へ準備
6－1 〈1600－1700〉鉄生産前夜―鉄生産は英国に移動し、ミクロ観察が発明される
Column 一つ目小僧
Column 三蔵法師の宿題
6－2 〈1700－1760〉発見と革命―第一次元素発見ラッシュと高炉法の進化
6－3 〈1760－1800〉蒸気と電気―蒸気機関と製鉄業が産業革命を生み、電気利用が始まる
Column シューベルトは騒音に苦情を言ったか？
第7章 金属の胎動―産業革命への歩み
7－1 〈1800－1820〉元素と刃物―電気利用で第二次元素発見ラッシュ、鉄は刃物と大砲へ
7－2 〈1820－1840〉模様と金属―ダマスカス模様へのあこがれと新金属アルミニウム登場
7－3 〈1840－1860〉黄金と彗星―黄金がゴールドラッシュを呼び、彗星のごとく転炉法が誕生する
7－4 〈1860－1880〉理解と製鋼―周期表が理解を深め、製鋼法の死闘の中で鉄血演説が生まれる
第8章 金属の躍進―巨大建造物と新金属の大躍進
8－1 〈1880－1890〉実用と製品―エッフェル塔とアルミニウム精錬
8－2 〈1890－1895〉軍艦と鋼材―戦艦甲板の鋼材競争
8－3 〈1895－1900〉放射線と新機能―放射線科学と新機能金属素材の開発
Column 女神さまの内なる悩み
第9章 金属と機能―金属に新たな機能の可能性
9－1 〈1900－1905〉電磁鋼と酸素―電磁鋼板の発明と酸素分離がもたらす高効率精錬
Column 錫ペスト
9－2 〈1905－1910〉表面の技術―表面硬さの知見と表面不動態化
9－3 〈1910－1915〉機能材料―ジュラルミンとステンレス鋼
Column エボシのたたら場探訪記
第10章 金属の成長―性質の成長と建造物の成長
10－1 〈1915－1920〉硬さと戦争―衝撃と硬さの定義と戦争が生んだ巨大砲の衝撃
10－2 〈1920－1925〉地球の理解―地球科学の登場と窒素の効用
10－3 〈1925－1930〉進化と巨大化―合金の進化と鉄鋼設備の巨大化
10－4 〈1930－1935〉理論と摩天楼―科学理論の進歩とステンレス鋼をまとう摩天楼
第11章 金属の運命―戦争に翻弄される金属
11－1 〈1935－1940〉戦火の足音―金属理論の深化と第二次世界大戦
11－2 〈1940－1945〉核と新素材―原子核の実験と鋳造技術
11－3 〈1945－1950〉理解の進歩―金属科学知識の理解と鋳鉄技術の進歩
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