Аналіз складу металевих виробів, злитків, тиглів і ливарних форм VIII-IX століть з данського міста Рібе допоміг вченим визначити, як розвивалася кольорова металургія в початковий період епохи вікінгів. Протягом цього часу майстри помітно просунулися у виробленні рецептури мідних сплавів, переходячи від випадкових комбінацій легуючих компонентів до все більш послідовного отримання сплавів певного складу. Крім того, металурги почали виготовляти тиглі з поліпшеними вогнетривкими властивостями. Про це повідомляє стаття в журналі.
Настання епохи вікінгів історики пов'язують з початком регулярних торгових, грабіжницьких і колонізаційних морських походів скандинавів у країни Європи. Ця епоха прийшла на зміну німецькому залізному віку (V-VIII століття), протягом якого в Скандинавії склалися інститути громадської ієрархії, на основі племінних об'єднань сформувалися ранні королівства, а також з'явилися міста.
Одним з перших міст, що виникли на рубежі німецького залізного століття і епохи вікінгів, був Рібе, розташований на узбережжі Північного моря в південно-західній частині Данії. Ще на початку VIII століття тут з'явилося торжище, на якому місцеві жителі контактували з норвезькими мореходами (про ці контакти говорять знахідки рогу північного оленя і виготовлених з нього гребенів). Місто на цьому місці виникло не відразу, але вже в самих ранніх археологічних шарах Рібе вчені знаходять не тільки залишки імпортних і місцевих товарів (намистини, фрагменти кераміки і скла, шматочки бурштину), а й ознаки існування ливарних майстерень. Це уламки тиглів, форми, злитки, шлак і готові вироби з мідних сплавів і дорогоцінних металів.
Група данських дослідників на чолі з Ваною Орфану (Vana Orfanou) з Орхуського університету проаналізувала зміни складу ливарних сплавів у Рибі за знахідками з шарів, що датуються 700-790 (кінець залізного століття) і 790-850 (початок епохи вікінгів) роками. Металургійна кераміка і злитки (більша частина їх виконана у формі прутків) були взяті з числа знахідок на двох ділянках, розкопаних в Рибі на відстані близько 70 метрів один від одного. Вибірку готових виробів склали ключі і броші, виявлені в різних районах Данії, але типологічно відповідні предметам з Рібе і імовірно походять з місцевих майстерень.
Спочатку автори роботи вивчили поверхню 743 фрагментів тиглів і 383 фрагментів ливарних форм за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізу (РФА) на вміст металів у шарі шлаку. На 71 відсотку зразків виявилися мідь, цинк, олово і свинець (у складі оксидів), а також дорогоцінні метали. Найчастіше на внутрішніх поверхнях був цинк; мідь зустрічається однаково часто як з внутрішнього, так і з зовнішнього боку ємностей. Сліди срібла знайшли на фрагментах тиглів залізного століття в п'яти відсотках випадків, а епохи вікінгів - у 13 відсотках. Сліди золота були виявлені лише на двох осколках, що відносяться до 790-850 років.
Потім зразки, взяті з 54 фрагментів тиглів і 12 фрагментів форм, піддали більш глибокому аналізу методом мікро-РФА. Для виготовлення металургійної кераміки місцеві майстри використовували глини різного складу, які вчені віднесли до двох груп. До групи A увійшли глини зі зниженим середнім вмістом глинозему Al2O3 і підвищеним - діоксиду титану TiO2; до групи B - зі зворотним співвідношенням цих компонентів. Виявилося, що у VIII столітті при виготовленні тиглів металурги використовували глини з помітними відмінностями у складі. У наступному столітті властивостям сировини вже надавали більшого значення і, мабуть, воліли брати його з певних родовищ. При цьому для значної частини кераміки вибирали глину групи B з меншим вмістом діоксиду титану і кращими вогнетривкими властивостями. Сировина для ливарних форм відноситься до групи A, але містить велику кількість кремнезему, що говорить про додавання піску.
Дослідники також застосували метод мікро-РФА для аналізу складу матеріалу в 24 злитках і 24 готових виробах. Три бронзових злитки виявилися сильно корродовані, і вміст компонентів у них встановити не вдалося. Більшість злитків складається з латуні, яку отримували з міді і галмея - карбонатної або силікатної цинкової руди. Вміст компонентів у сплавах VIII століття сильно коливається: від 66,3 до 90,1 відсотка міді, від 2,8 до 32,4 відсотка цинку та від 0,4 до 2,4 відсотка свинцю. У деяких зразках виявлено і олово - від 0,5 до 5,8 відсотка, в одному - 6,4 відсотка срібла. Склад сплавів першої половини IX століття виглядає більш уніфікованим: 75,1-82,2 відсотка міді, 14,8-22,4 відсотка цинку та 0,4-2,4 відсотка свинцю. Декілька злитків містять від 0,6 до 1,6 відсотка олова. Матеріал готових виробів протягом усього вивченого періоду був пов'язаний з їх призначенням: ключі відливалися зі свинцевої бронзи (мабуть, через її кращі ливарні властивості), а брошки - зі схожої на золото латуні.
Склад латуні в брошах з кінця VIII століття також стає більш постійним і нерідко включає цілих три легуючих компоненти - цинк, свинець і олово. Гранули олова і міді, а в одному випадку - срібла, були ідентифіковані при дослідженні тигельного шлаку методом електронно-зондового рентгеноспектрального аналізу. Відсутність гранул цинку і свинцю може пояснюватися тим, що ці метали порівняно легко переходять у газову фазу (свинець починає випаровуватися при температурі вище 500 градусів, а цинк - при 906 градусах).
Орфану та її колеги вважають, що свинець і особливо олово зі сріблом потрапляли в сплави завдяки повторному використанню бронзового і латунного брухту. Непостійні концентрації компонентів, головним чином у VIII столітті, можуть бути обумовлені змішанням вторинної сировини за відсутності стандартної рецептури. Її вироблення почалося в IX столітті, можливо, після того, як вікінги познайомилися з металургійною майстерністю інших народів.
Раніше археологи розповіли, як кельтська бронзова прикраса для кінської упряжі, вивезена вікінгами з Британських островів, перетворилася на Норвегії на жіночу брошку. Також вчені з'ясували, що наступ бронзового століття в Скандинавії був пов'язаний з міграціями населення з інших районів Європи, а ненавмисна стандартизація бронзових злитків призвела до появи ранньої форми грошей в центральноєвропейському регіоні і на півдні Скандинавії.