ארכאומטלורגיה אל-ברזלית בדרום הלבנט

ארכאומטלורגיה אל-ברזלית בדרום הלבנט פורס את ההיסטוריה של שיטות העיבוד של מתכות אל-ברזליות בחלק זה של המזרח התיכון בתקופה שבין 4500 ל-1000 לפנה"ס. ארכאולוגיה של מתכות (או בשמה המודרני - ארכאומטלורגיה) היא ענף מחקר של הארכאולוגיה ותחילתה מקבילה להתפתחות המחקר הארכאולוגי השיטתי עצמו. בשלב הראשון התמקד חקר המתכות העתיקות במיון הממצאים על פי הצורה, הגודל, החומר ואופן השימוש בהם, כאשר החומר מאופיין בעיקר על פי הצבע החיצוני של החפץ ושיטת הייצור משוחזרת על בסיס הנחות ומסקנות לוגיות הנגזרות מצורתו. מעט מאוחר יותר הוחל ביישום שיטתי של ניתוח מטלוגרפי ככלי מרכזי במחקר הטיפולוגי של חפצי מתכת עתיקים מ"העולם הישן". ספרי הלימוד הראשונים בארכאומטלורגיה הופיעו בשנות ה-50 וה-60 של המאה העשרים (למשל: Coghlan ו- Tylecote) ומאז התבססה הארכאומטלורגיה כאחד המאפיינים של המחקר הארכאולוגי ה-"מודרני".

תקופת הברונזה הקדומה

במהלך אלף השנים הבאות של תקופת הברונזה הקדומה (מסוף האלף הרביעי ועד לסוף האלף השלישי לפנה"ס) המשיכו לייצר כלים בעלי להב קצר, או חוד, תוך שימוש בטכנולוגיית הייצור הכלכוליתית - יציקה לתבניות פתוחות וחישול - של נחושת (קבוצה 2 לעיל). אותן שיטות שימשו גם לייצור חדשני של כלי נשק ארוכי להב (פגיונות וסכינים מסומררים, חרבות כבדות בעלות תקע לניצב וגרזנים דמויי אפסילון). טכנולוגיית הייצור של הנחושת שימשה גם לייצור תכשיטים העשויים ריקועי מתכת (לעיתים מעוטרים) וחוטי מתכת דקים (בעיקר טבעות וצמידים), שיוצרו לא רק מנחושת אלא גם, לראשונה, מכסף וזהב.
שרידים ארכאולוגיים של כריית נחושת בתקופת הברונזה הקדומה, ושל הפקת הנחושת מהעפרה בסמוך למכרה, נמצאו בעבר הירדן (פינאן), בעמק הערבה (תמנע) ובדרום סיני. הממצאים כוללים שרידי תעשיית נחושת בלבד: סיגי נחושת, טיפות - וגושים חסרי צורה מוגדת - של נחושת וכוריות חימר קטנות שצורתן חצי כדור עם פותה (Socket). באתר של המרינה באשקלון, המתוארך לתקופת הברונזה הקדומה א', נמצאו בורות קטנים ורדודים, ששימשו ככל הנראה להפקת הנחושת, בסמוך לשרידים תעשייתיים נוספים.
בכל הבורות נמצאה שכבת אדמה אדומה ושרופה מכוסה בשכבה דקה לבנה של קלציט. לא נמצאו כל ממצאים ארכאולוגיים, מעשי ידי האדם, שניתן לקשר אותם לשרידי החפירה. בקרבת מקום, אם כי במנותק ממערכת הבורות, נמצאו שרידים מפוזרים של שברי חרסים, חלקי עצמות, שיירים של סיגי נחושת וכמה חלקים של כוריות חימר. הממצאים תוארכו לתקופת הברונזה הקדומה א'. תארוך של רסיסי קווארץ מהשכבה האדומה, באמצעות מדידת האור הנפלט מהגביש בשתי שיטות שונות של עירור, אור לייזר (Optically stimulated luminescence - OSL) וחימום (thermoluminescence - TL), הראו שתהליכי השריפה האחרונים התרחשו לפני 5260 ± 380 שנים ו- 5180 ± 380 שנים בהתאמה.
רוב מוצרי המתכת, שמקורם בעיקר מתקופת הברונזה הקדומה א', נמצאו באתרי קבורה. אותם סוגי מתכות נמצאו באתרים ובקברים לכל אורך תקופת הברונזה הקדומה ובכל מקומות היישוב של התקופה בישראל, מהגליל העליון בצפון ועד לנחל הבשור ומלחתא בנגב הצפוני. מטמון בודד של חפצי נחושת, ככל הנראה מתקופת הברונזה הקדומה א', נמצא ללא הקשר ארכאולוגי משמעותי בשדות של כפר מונש.
במהלך תקופת הברונזה הקדומה עברה תעשיית המתכת של דרום הלבנט תהליכי התמחות והתארגנה כך ששלבים שונים של תהליך הייצור התבצעו במקומות שונים והכלים, כמו גם חומרי הגלם ותהליכי הייצור, נעשו אחידים יותר. בפעם הראשונה בהיסטוריה של המתכת בדרום הלבנט ניתן היה להבחין בדמיון צורני וטכנולוגי לתעשיות המתכת של שתי האימפריות הגדולות (מצרים ומסופוטמיה) בשני הקצוות של הסהר הפורה. לכל אורך התקופה לא נמצאה בדרום הלבנט עדות ארכאומטלורגית לייצור של ברונזה ולא נמצאו כלים עשויים ממתכת זו - וזאת בניגוד לייצור ושימוש בנחושת.

תקופת הברונזה התיכונה

מתקופת הברונזה התיכונה (מסוף האלף השלישי ועד לאמצע האלף השני לפנה"ס) נמצאו כבר מאות כלי מתכת. התפתחות כלי נשק מורכבים יותר (פגיונות ארוכים, חרבות, גרזני קרב משוכללים וכדומה) התאפשרה באמצעות מיסוג הנחושת עם ארסן או בדיל. כל כלי הנשק מתקופת הברונזה התיכונה ב', שנבדקו, נעשו מסגסוגות נחושת שכללו בדיל (2%-14% Sn) או ארסן (0.5% - 4.3% As) ולפעמים תערובת בריכוזים נמוכים של שניהם. שינויים אלה בהרכב המתכת של כלי הנשק באו לידי ביטוי גם בהרכב המתכות של חפצים קטנים, כמו סיכות רכיסה בצורת יתד (toggle pin) שנעשו ככל הנראה על ידי התכת ומיחזור שאריות מתכת. בתקופה זו החלה העופרת (Pb) למלא תפקיד חשוב יותר כתוסף שלישי ליציקות של חפצים עבים מבוססי נחושת, בעיקר גרזני קרב.
למרות שהתגלו שתי סגסוגות עקריות מהן יוצרו הכלים מבוססי הנחושת של תקופת הברונזה התיכונה ב', (1) נחושת עם ארסן ו-(2) נחושת עם בדיל, עד היום לא אובחן קשר בן סגסוגת ספציפית לסוגים מסוימים של חפצים או לתקופות שונות. שתי הסגסוגות מופיעות בחפצים דומים ובקברים המתוארכים לראשיתם כמו גם לסופם של (בערך) 400 השנה של התקופה. בנוסף, נכון להיום לא נמצא כל קשר בין מסורת מיסוג ספציפית לפיזור המרחבי של הממצאים. חפצים דומים, העשויים מכל אחת משתי הסגסוגות - נחושת ארסנית ונחושת בדיל, נמצאו באותו אזור גאוגרפי וחפצים דומים העשויים מאותו הרכב מתכת נמצאו באזורים מרוחקים אחד מהשני כמו ארץ ישראל ומצרים העליונה. ההבדלים בין תרכובות המתכת ששימשו ביריחו ובתל אל-דבאה, עליהם מצביע פיליפ, אינם בהכרח תולדה של שוני בין שני מרכזי הייצור. הם יכולים באותה מידה לנבוע מהעובדה שההשוואה נעשתה בין קבוצות שונות של כלים: כלי נשק יוקרתיים שיוצרו מסגסוגת מבוקרת של ארסן או בדיל, בתל אל-דבאה, עם כלים דומים אך בתוספת של כלים פשוטים יותר (פגיונות, סכינים, סיכות רכיסה וכדומה) ו/או ראשי חניתות העשויים מסגסוגות שונות באיכות נמוכה יותר, ביריחו.
בחינת הרכב המתכת ששימשה לייצור טיפוסי הכלים השונים מצביעה על קיומם של כמה תהליכי ייצור. ככל שעלה עוביו של החפץ כך גדלה כמות העופרת שהוספה במכוון ליציקה. כמויות העופרת הגבוהות ביותר נמדדו בגרזני מקור-הברווז, כמות פחותה יותר בגרזני הביקוע בעלי הפותה (Flat socketed axes) והרבה פחות בלהבים דקים יותר כדוגמת ראשי חניתות ופגיונות, שעובדו וחושלו במידה רבה לאחר היציקה. אבחנה זו תואמת היטב את תהליכי המיסוג המבוקרים של גרזני מקור-הברווז ופגיונות העורקים (כאשר באחרון נמצאה כמות עופרת פחותה בהרבה) מתקופת הברונזה התיכונה ב'-2, ובמידה פחותה את תהליכי הייצור של ראשי החניתות, שלמרות שמקורם היה, בעיקר, מאותה תקופה, הרכב המתכת ממנה יוצרו מבוקר פחות וניכרת בו שונות רבה. ייתכן וקיים קשר בין רמת השליטה על תהליך המיסוג ובין רמת ההשקעה ביציקה. טיפוסי הכלים המורכבים יותר, כמו מקור-הברווז, גרזני הביקוע ופגיונות העורקים, נוצקו בדרך כלל בתבנית סגורה, מעוצבת היטב, עשויה שני חלקים מאבן סטיאטיט(Steatite). לעומתם, כמה מטיפוסי הכלים שתרכובותיהם היו פחות מבוקרות, כגון ראשי חניתות וסכינים, וכלים פשוטים יותר כגון אזמלים, נוצקו בעיקר לתבניות פתוחות, מעוצבות בגסות, עשויות אבן גיר.

תקופת הברונזה המאוחרת

באתרים מתקופת הברונזה המאוחרת (החצי השני של האלף השני לפנה"ס) נמצאו מאות חפצי מתכת: כ-200 כלי נשק בעלי להב, 140 כלי קיבול, מספר כלי עבודה, ראשי חץ קטנים ופריטים קישוטיים. כל הלהבים שנבחנו עשויים ברונזת בדיל ורוב כלי הנחושת האחרים עשויים אף הם מסגסוגת נחושת ובדיל או נמצא בהם בדיל כזיהום.
בתקופה זו, נמצאו לאורך חופי הים התיכון ובתוך ספינות טרופות מתחת לפני הים, בעיקר בקרבת החוף הדרומי של טורקיה, כמויות גדולות של מטילי נחושת ובדיל (למשל, עשרה טון מטילי נחושת ושלושה טון בדיל במטען אחד של הספינה הטרופה מאולו בורון מהמאה ה-14 לפנה"ס). במקביל נמצאו בכנען, בנוסף לאוספי הכלים המקומיים, טיפוסי ברונזה שמקורם בקפריסין, מצרים, סוריה ומסופוטמיה, כולם עשויים למעשה ברונזת בדיל. חפצי יוקרה כגון חרבות מגל או להבים בעלי ניצב יצוק נוצרו מסגסוגת באיכות גבוה שהכילה בדיל בכמות אופטימאלית (11-13% ממשקלם) בעוד שבמתכת של כלים פשוטים יותר, וכנראה זולים יותר, נמצאה כמות נמוכה יותר של בדיל.

תקופת הברזל

נחושת ומתכות מבוססות נחושת הוסיפו לשמש כמתכת העיקרית במהלך החלק הראשון של תקופת הברזל (סוף האלף השני ותחילת האלף הראשון לפנה"ס). נמשך הנוהג של התכה מחדש (מיחזור) של חפצי נחושת פגומים (כפי שמלמדים שרידי כוריות חרס דמויי עציץ, סיגים, ונחירי מפוחים). מוקדים של מדורות פתוחות ובהם שרידים של ייצור מתכת נמצאו באתרים רבים בישראל המשויכים בעיקר עם יישובי הפלשתים וגויי הים בחוף השרון הצפוני בין תל אביב וחיפה (למשל: תל קסילה, תל גריסה, תל דור ותל דן בצפון). רק מאוחר יותר בתקופת הברזל החלה המתכת ברזל לשחק תפקיד עקרי כמתכת הבסיסית לכלי עבודה וכלי נשק.
נתוח אנליזות XRF של מתכות ושרידים מטלורגיים וניתוח אנליזות FTIR + XRF של יסודות ומינראלים בשכבות אפר ארכאולוגיות מאזור התעשייה הפתוח (אזור G) בתל דור איפשרו לזהות את מקומם המדויק של אתרי עבודות המתכת בסופה של תקופת הברונזה המאוחרת ותחילתה של תקופת הברזל. כמו כן ניתן היה לשחזר באופן חלקי את התהליכים הפירו-טכנולוגיים שסביר שכללו התכה של ברונזה במוקדים פתוחים. גם כחלוף אלפי שנים האפר, הפחם, הקלציט והקרקע השרופה בסביבה הקרובה של אזור עבודות המתכת שמרו על אחוז גבוה בהרבה של נחושת (כ- 0.05% ממשקלם) מאשר השכבות הארכאולוגיות שמסביב.
חפצים מבוססי נחושת המשיכו להיות נוכחים בצידם של מספר הולך וגדל של מוצרי ברזל גם בתקופות הברזל ב' ו-ג' ועד לתקופה הפרסית (החצי הראשון של האלף הראשון לפנה"ס). מטמוני כסף המכילים מטילים דמויי לשון או קוביות שוקולד (בצע כסף) ושברי תכשיטים הפכו לשכיחים יותר ויותר באתרים הארכאולוגיים בישראל כמו גם באגן הים התיכון כולו. בתקופה הפרסית ניתן למצוא עדויות לתופעה דומה גם לחופה של ישראל, מקום בו נמצאו חפצי נחושת וחפצים מבוססי נחושת בכמויות גדולות יחסית. מה שניתן היה להגדיר כ-"ערכת" המתכת הבסיסית של הפניקים כלל בעיקר את ראשי החץ האירנו-סקיתיים בעלי שלוש הכנפיים והפותה, העשויים בעיקר ברונזת בדיל לעיתים בתוספת ארסן או עופרת שלא עברו עיבוד לאחר היציקה, וסיכות רכיסה מקושטות דמויות סיכת ביטחון (פיבולה) בצורת כף-יד עשויות ברונזת בדיל באיכות גבוהה (7-12% בדיל ממשקלם) ובתוספת של עופרת (עד 17% Pb ממשקלם). חפצים אלו עברו ריקוע לאחר היציקה על מנת לחבר את המחט הקפיצית לגוף הסיכה. מסמרים ארוכים עשויים נחושת ללא תוספות כלשהן שנמצאו באתרים חופיים כמו גם כחלק ממבנה ספינות נתגלו גם בספינה הטרופה ממעגן מיכאל.