简单的篝火化学反应暗示了古代人类是如何产生色素的

美国化学家向我们展示了古代人类是如何意外发现一种简单易行的方法来制作红赭石的——人类最早使用的颜料之一——方法是在篝火中烘烤一种常见的棕色矿物块。这项工作为红赭石在人类文化中的突出地位和无处不在提供了新的见解。

考古证据表明，人类在30万年前就开始使用赭石颜料，用途从人体彩绘到艺术和仪式。赭石是沙子、粘土和氧化铁矿物的混合物，这使它的颜色从黄色到红色不等。针铁矿产生棕赭石，赤铁矿产生红赭石。两者都是天然存在的，主要存在于岩石和土壤中，因此开发制造赤铁矿的方法对人类生产红赭石来说并不是必要的。

然而，有证据表明，充满活力的红色颜料尤其受欢迎，可能是因为它们被视为血液和生命的象征。考古学家此前已经确定，大约在10万年前的石器时代中期，针铁矿被故意用火或地面烤箱加热以产生赤铁矿。

针铁矿是部分水合的，赤铁矿是脱水的。所以当针铁矿被加热时，它失去水分变成赤铁矿。但在此之前，科学家们只研究了人工合成针铁矿的颜色转化过程(针铁矿可以在实验室中制造)，并在精确控制的实验室熔炉中转化为赤铁矿。这表明石器时代的人们需要复杂的方法来控制加热过程。“我认为这是假定实验室的结果可以完全外推到现实世界，”他说沃尔特·鲍耶在美国霍巴特和威廉·史密斯学院就读。

出于好奇，鲍耶和他的团队开始复制石器时代的人们如何只用篝火来制作颜料。鲍耶说:“我们希望证实(合成针铁矿的)早期结果，结果发现天然针铁矿的行为与合成针铁矿非常不同。”

当研究人员在木柴中加热天然和合成针铁矿时，他们发现天然矿物反应更慢，在300°C到900°C之间很容易发生颜色变化，因此不依赖于精确的温度控制。

他们测试了古人可能使用的各种加热方法，包括含有针铁矿粉的陶瓷坩埚，将粉末夹在两块石头之间，以及简单地将大块针铁矿放在煤中。最后一个技巧被证明是最有效的。

鲍耶说:“我们非常惊讶。鲍耶说:“任何一个露营者都会告诉你，当你把什么东西放进柴火里时，出来的东西是黑色的。”但加热后，这些块状粉末上的煤烟和灰非常干净，这些煤烟和灰是用其他方法污染粉末的。用可见反射光谱对样品进行分析，结果显示，火焰和炉子加热产生的红色亮度是相同的。

“热处理可以通过直接在火中加热针铁矿固体块来产生红色颜料，而不需要精确的温度控制，这一发现是一个有价值的见解，”他说安德鲁Zipkin他是亚利桑那州立大学的考古学家。

鲍耶认为，这种方法的简单性暗示了古人是如何偶然发现它的，并使它的知识迅速分享给其他人，从而深入了解了红赭石的热处理是如何广泛传播的。

但对于这一过程的便捷性是否必然有助于这项技术的迅速传播，Zipkin持谨慎态度。他说:“这很容易促进了赭石热处理的反复独立发现。”