Nämn plåt och de flesta skulle tänka på den typiska plåtburken, används för att konservera mat du förvarar i dina skåp. Tenn används här för att skydda burken mot korrosion (även om inte alla burkar idag innehåller tenn).

Men medan användningen av tenn i konservering bara går tillbaka till tidigt 1800-tal, blandningen av tenn med andra element går tillbaka många århundraden.

Tenn – kemisk symbol Sn med atomnummer 50 i det periodiska systemet – är mjukt och silverfärgat, med en smältpunkt på endast 232 ℃. Vid första anblicken verkar det inte vara en lovande möjlighet att göra något.

På något sätt, människor upptäckte att tillsats av kontrollerade mängder tenn till koppar gav en fantastisk, guld-gul legering vi kallar brons.

Jag blev först intresserad av brons under mitt sista års forskningsprojekt på grundutbildningen 1978. Det intresset fortsätter idag – jag arbetar med kollegor i Thailand för att omvända tekniken som användes för att göra antika thailändska bronsarmringar.

Tidigt brons

De första kända tennbronserna verkar ha dykt upp i Kaukasusregionen i Eurasien omkring 5800 till 4600 f.Kr. Att dessa mycket knappa tidiga exempel på tennbrons av misstag kan ha tillverkats av ganska sällsynta malmer som naturligt innehöll både koppar och tenn samtidigt.

Det finns gott om bevis för att cirka 3000 f.Kr. tennbrons tillverkades i Egeiska havet och Mellanöstern (Turkiet, Syrien, Irak, Iran) genom att medvetet legera tenn och koppar, där malmerna erhålls från separata källor.

Klart, en rad något osannolika händelser måste inträffa innan detta kunde bli normen.

En oavsiktlig smälta skulle ha gjorts av lämpliga mineraler innehållande oxider av tenn och koppar. Den resulterande metallen måste erkännas för att ha önskvärda egenskaper, som hårdhet, färg och seghet, så att överlägsna vapen eller smycken kunde produceras.

Hantverkare skulle då ha behövt vara tillräckligt organiserade för att kunna räkna ut hur man ska upprepa denna smältprocess för att skapa artefakter som svärd, yxhuvuden, skålar och armringar.

Handelsnätverk måste sedan upprättas för att få den jämförelsevis sällsynta plåten från avlägsna platser, som Afghanistan eller Cornwall i Storbritanniens sydväst, till vilket gjuteri som helst. Det metallurgiska hantverket skulle behöva föras vidare till andra utövare, troligen på muntlig väg.

Spridningen av brons

Tricket att medvetet tillsätta tenn till koppar spred sig sedan över hela den gamla världen, nådde Västeuropa omkring 2800 f.Kr. Egypten år 2200 f.Kr. den folkrika norra Kinaslätten år 2200 f.Kr. Kinas Yunnan-provins omkring 1400 f.Kr. Thailand omkring 1100 f.Kr. och södra Indien vid 1000 f.Kr. (om inte ett århundrade eller två tidigare).

Detta har lett till en robust diskussion bland arkeometallurger om huruvida den speciella kunskapen om tennens användbara attribut spred sig från en enda grundplats i Mellanöstern, eller om det upprepade gånger hade utvecklats självständigt av inhemska hantverkare.

När det gäller Thailand och Kambodja, argument har framförts för flera scenarier:att tekniken utvecklades oberoende, att den fördes söderut från Kina (eller kanske tvärtom, exporteras från nordöstra Thailand till Kina), eller att den importerades från Bengalen.

Med Kina, några lokala forskare har gynnat uppfattningen om oberoende lokal upptäckt av tennbrons, även om balansen av bevis tyder på att kunskapen överfördes av ridbesökare från Västasien.

afrikanskt brons

Tenn bröts också under förkolonial tid i södra Afrika, och några bronsföremål – såsom bitar av plåt eller göt – har återfunnits på gamla metallbearbetningsplatser där.

De tillgängliga bevisen för denna region tyder på tekniken för att producera och bearbeta järn, koppar och brons dök upp samtidigt på platser i Afrika söder om Sahara, börjar omkring 500 f.Kr. i norr och når Sydafrika omkring 300 f.Kr.

Hur kom den metallurgiska kunskapen till södra Afrika? Var det en inhemsk upptäckt av bantu i Östafrika som sedan bars med dem på deras migrationer, eller överfördes färdigheten söderut från Mellanöstern, och i så fall av vem och hur?

Som i fallet med Asien, tolkningen av dessa frågor kan färgas av moderna politiska känslor. Frågan om källan till de metallbearbetningsfärdigheter som producerade de vackra koppar- och guldsmyckena i den antika staden Mapungubwe i Sydafrika, till exempel, har fortfarande inte lösts.

Brons i Amerika

De antika kulturerna i Amerika utvecklade också sofistikerade färdigheter för att bearbeta ädla metaller, koppar och tenn.

De kunde tillverka bronsartefakter som ringar, hängen, kroppsprydnader, prydnadspincett, pansar av plåt, stora skivor, prydnadssköldar och särskilt klockor, genom att gjuta, om än först från omkring 1000 e.Kr. i Sydamerika och sedan strax därefter i västra Mexiko.

När det gäller Mesoamerika, kunskapen om brons troddes ha förts norrut från Peru och Ecuador till Mexiko av sjöfartshandlare.

Klart, den antika världen, både gammalt och nytt, var väl förbunden med långa handelsvägar längs vilka idéer (och i många fall tenn) flödade.

Blandningen av tenn

Överföringen av tekniken kan också följas genom att uppmärksamma specifika aspekter av den fysiska metallurgin som är involverad.

När mer än cirka 15 viktprocent tenn tillsätts kopparn, den resulterande legeringen blir ganska spröd i sin gjutna form, även om den fortfarande har en härligt varm gyllengul färg.

Någon, någonstans, gjorde den anmärkningsvärda upptäckten att om en sådan gjutning snabbt släcks från röd värme till vatten (eller bättre, saltvatten), den blir mjukare och relativt mer seg och användbar.

Den släckande värmebehandlingen lämnar en mycket karakteristisk nålliknande mikrostruktur (känd som martensit) i artefakten som kan detekteras med ett mikroskop. Detta berättar för en arkeolog att delen har tillverkats genom en jämförelsevis komplex process, snarare än att bara kasta.

När tennhalten är mindre än cirka 15 %, ingen martensit bildas och inget anmärkningsvärt händer vid släckning.

Resultatet som erhålls vid värmebehandling av en brons med hög tenn är kontraintuitivt eftersom, när järn behandlas på detta sätt, det blir hårt och skört. Knepet för att göra bronset hårt är så specifikt att det är mest troligt att denna kunskap överfördes från person till person.

Dess överföring över den gamla världen skulle ha krävt kunniga individer som rest betydande avstånd till främmande klimat. Uppkomsten av dessa artefakter på avlägsna platser i Eurasien och Afrika är ytterligare ett tecken på forntida globalisering.

Ett extra element

Det finns ytterligare ett trick som förekommer i de gamla bronserna, även om den här kan ha upptäckts självständigt på mer än en plats.

Någon gång under sen bronsålder eller tidig järnålder (cirka 500 f.Kr.), hantverkare började lägga bly till sina tennbronsgjutgods. Detta ger den smälta metallen extra flytbarhet, låter det flyta in i fina detaljer i en form så att gjutgods med fina detaljer och präglade figurer kan göras.

Som ett element, bly är inte lika glänsande eller attraktivt som tenn; den är mycket tätare och finns i helt olika malmer som galena (blysulfid). De tidigaste kända gjutna bronserna med betydande kontrollerade tillsatser av bly verkar vara från Kina (500 f.Kr. till 200 e.Kr.). Ännu en gång, det var helt klart en avsiktlig innovation, och återigen spreds den snabbt över hela Eurasien.

När fler platser som de i östra Thailand grävs ut, och när databasen över legeringskompositioner och datum ökar, det kommer att bli möjligt att kasta mer ljus över uråldriga handelsvägar, migration och tekniköverföring.

Närvaron och användningen av tenn på dessa platser kommer att fungera som ett slags metallurgiskt DNA, en indikator för gamla kulturella och mänskliga utbyten.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.