在现代博物馆和档案馆中，古老的文字，手稿和书籍被保存在某些条件下，这使您可以为子孙后代保留它们的原始外观。 没完没了的手稿中最引人注目的代表是死海古卷（《古兰经》手稿），最早发现于1947年，其历史可追溯到公元前408年。 e。 有些卷轴仅是零散保存的，但时间也几乎没有改变。 这里出现了一个显而易见的问题：人们如何设法创造出能够保存到2000年前的今天的手稿？ 这正是麻省理工学院决定找出的。 科学家在古代书卷中发现了什么，并使用了哪些技术来制作它们？ 我们从研究人员的报告中了解到这一点。 走吧
历史背景
在相对较新的1947年，贝都因人牧羊人穆罕默德·迪卜（Muhammad al-Dhib），朱马·穆罕默德（Juma Mohammed）和哈利勒·穆萨（Khalil Musa）寻找失踪的绵羊，这些绵羊将他们带到了昆兰的洞穴。 牧羊人是否发现流浪的偶蹄动物的历史尚无定论，但是从历史的角度来看，他们发现了一些更有价值的东西-几只藏有古卷轴的陶壶。
库姆兰洞穴。穆罕默德花了几卷，并把他们带到他的村庄，展现族人。 过了一段时间，贝都因人决定将卷轴移交给伯利恒的一个名叫易卜拉欣·伊贾的商人，但后者认为它们是垃圾，表明它们已被从犹太教堂偷走。 贝都因人没有试图出售他们的发现，而是去了另一个市场，叙利亚基督徒提议从那里购买古卷。 结果，一位与该对话有关的酋长（其名字仍不为人所知）建议与古董商Khalil Eskander Shahin联系。 这个稍微令人困惑的市场搜索故事的结果是，以7约旦英镑（约合314美元）的价格出售了古卷。
在其中找到卷轴的投手。如果价格昂贵的涡卷没有引起美国东方研究学院（ASOR）的约翰·C·特雷弗（John C. Trever）博士的注意，他们会把古董卷放在尘土飞扬的架子上，他将这些涡卷与纳什纸莎草纸（纳什纸莎草纸）进行了比较，那是最早的圣经手抄本，发现他们之间有相似之处
以赛亚书卷，几乎包含先知以赛亚书的全文。 卷轴的长度为734厘米。1948年3月，在阿以战争的高峰期，古卷被运到贝鲁特（黎巴嫩）。 1948年4月11日，ASOR首席执行官Millar Burroughs正式宣布发现涡卷。 从那一刻起，便开始对那个山洞（被称为第一山洞）进行全面搜索，在那里发现了第一卷古卷。 1949年，约旦政府批准在昆兰进行搜身。 早在1949年1月28日，这个洞穴就被联合国的比利时观察员菲利普·利彭斯上尉和阿拉伯军团阿卡斯·埃尔·本恩的上尉发现。
自从找到第一个书卷以来，共找到972份手稿，其中有些是完整的，有些则仅收集在单独的碎片中。 这些碎片很小，数目超过15,000（我们正在谈论的是在第4号洞穴中发现的碎片）。 一位研究人员试图将它们放在一起，直到1979年他去世，但未能完成他的工作。
滚动的片段。在内容上，《死海古卷》由圣经文本，伪经和伪史诗以及库姆兰人的文学组成。 文字的语言也多种多样：希伯来语，阿拉姆语甚至希腊语。
这些文字是在煤炭的帮助下编写的，而卷轴本身的材料是山羊和绵羊皮上的羊皮纸，在纸莎草纸上也发现了手稿。 发现的一小部分卷轴是使用在铜薄片上挤出文字的技术制成的，然后将其扭曲并放入壶中。 不可能将这些涡卷展开而不会由于腐蚀而不可避免地对其进行破坏，因此，考古学家将它们切成碎片，然后变成了单一文本。
铜卷轴的碎片。如果铜制的涡卷展现了时间流逝的公正甚至残酷，那有些时候似乎就没有力量了。 这样的例子之一是长8米的卷轴，它的厚度小和象牙色鲜艳吸引了人们的注意。 鉴于所罗门本应竖立的第一圣殿的经文，考古学家将其称为“圣殿古卷”。 该卷轴的羊皮纸具有由胶原蛋白基材和非典型无机层组成的层状结构。
寺庙卷轴。 您可以在此链接中更好地看到整个Temple滚动。我们今天正在考虑的工作中的科学家通过X射线和拉曼光谱分析了这种不寻常的无机层的化学成分，并发现了盐岩（硫酸盐蒸发物）。 这样的发现表明了一种独特的方法来创建经分析的书卷，可以揭示保存可用于我们时代的古代文字的秘密。
圣殿卷轴分析结果
正如科学家指出的那样（从照片中我们可以看到），大多数死海古卷的颜色都很深，只有一小部分为浅色。 除了其醒目的外观外，圣殿卷轴还具有多层结构，文字覆盖在无机象牙层上，覆盖了用作卷轴基础的皮肤。 在卷轴的背面，您可以注意到皮肤上残留有毛发。
图片编号1： A-滚动的外观， B-缺少无机层和文本的位置， C-文本侧（左侧）和反面（右侧）， D-灯光指示存在无机层的区域不存在（较亮的区域） ）， E-在1C下用虚线表示的区域的放大光学显微照片。卷轴（
1A ）背面可见的
毛囊*痕迹表明，卷轴上的文本部分写在皮肤内部。
毛囊*是位于皮肤真皮中的器官，由20种不同类型的细胞组成。 这种动态器官的主要功能是调节头发的生长。
在文本一侧，有没有无机层的“裸露”区域（左侧为
1C ），这使淡黄色的胶原蛋白基础层可见。 在扭曲的地方也可以找到图，在这些地方，文字和无机层一起被“重印”在卷轴的背面。
µXRF和EDS滚动分析
在对卷轴进行目视检查之后，科学家进行了
µXRF *和
EDS *分析。
XRF * （X射线荧光分析）是一种光谱学，它可以通过分析X射线辐射材料时产生的光谱来找出物质的元素组成。 µXRF（微X射线荧光分析）与XRF的区别在于空间分辨率明显较低。
EDS * （能量色散X射线光谱法）是对固体物质进行元素分析的方法，该方法基于对X射线光谱的发射能量的分析。
图片编号2寺庙涡卷的特点是在化学成分方面具有异质性（
2A ），这就是为什么科学家决定在涡卷的两面都应用µXRF和EDS等精确分析方法的原因。
感兴趣区域的总μXRF光谱（进行分析的滚动部分）显示了无机层的复杂组成，该无机层由许多元素组成，主要元素为（
2C ）：钠（
Na ），镁（
Mg ），铝（
Al ），硅（
Si ），磷（
P ），硫（
S ），氯（
Cl ），钾（
K ），钙（
Ca ），锰（
Mn ），铁（
Fe ）和溴（
Br ）。
元素分布的μXRF图谱显示，Na，Ca，S，Mg，Al，Cl和Si的主要元素分布在整个碎片中。 也可以假设铝在整个碎片中分布相当均匀，但是由于铝的K线和溴的L线之间的强烈相似性，科学家们还没有准备好以100％的准确度说出来。 但是研究人员解释说，是由于涡旋的污染而不是有意将这些元素引入到其结构中，从而导致了钾（K）和铁（Fe）的存在。 在碎片的较厚区域（未分离有机层）中也观察到Mn，Fe和Br浓度增加。
Na和Cl在整个研究区域显示相同的分布，也就是说，在存在有机层的区域中，这些元素的浓度很高。 但是，Na和Cl之间存在差异。 Na更均匀地分布，而Cl不对应于无机层中裂纹和小分层的结构。 因此，Na-Cl分布的相关图可以表明仅在皮肤的有机层内部存在氯化钠（NaCl，即盐），这是在羊皮纸制备过程中对皮肤进行处理的结果。
此外，研究人员对他们感兴趣的涡旋部分进行了扫描电子显微镜（SEM-EDS），这使得定量确定涡旋表面上的化学元素成为可能。 由于电子穿透深度较小，因此EDS可提供较高的横向空间分辨率。 为了获得这种效果，使用了低真空扫描电子显微镜，因为它使由真空引起的损坏最小化，并允许对非导电样品进行元素标测。
对EDS元素图（
2D ）的分析显示，在无机层感兴趣的区域中存在颗粒，这些颗粒主要包含钠，硫和钙。 在无机层中也检测到硅，但在无机层表面上发现的Na-S-Ca颗粒中未检测到硅。 在颗粒之间和有机材料中检测到较高浓度的铝和氯。
钠，硫和钙元素（
2B插入图）的图谱显示这三种元素之间具有明显的相关性，箭头表示其中观察到钠和硫但钙含量不足的颗粒。
图片编号3µXRF和EDS分析清楚地表明，无机层中含有富含钠，钙和硫的颗粒，以及其他比例较小的元素。 但是，这些研究方法不允许详细研究化学键和相特征；因此，为此使用了拉曼光谱法（Raman spectroscopy）。
为了减少通常在拉曼光谱中观察到的背景荧光，使用了低能量激发波长。 在这种情况下，波长为1064 nm的拉曼光谱允许收集足够大（直径为400μm）的粒子（
3A ）的数据。 图中的两个光谱均显示三个主要元素：在987和1003 cm
-1处有一个硫酸盐双峰，在1044 cm
-1处有一个硝酸盐峰和典型的胶原蛋白或明胶蛋白。
为了清楚地分离出所研究涡卷碎片的有机和无机成分，应用了785 nm的近红外辐射。 胶原纤维（光谱I）和无机颗粒（光谱II和III）的光谱在图像
3B中清晰可见。
胶原纤维的光谱峰包括1043 cm
-1处硝酸盐的特征，这可能与NO
4-离子在NH
4 NO
3中的振动有关。
包含Na，S和Ca的颗粒的光谱表明，无机层包含来自不同比例的含硫酸盐矿物混合物的颗粒。
为了比较，Na
2 SO
4和CaSO
4的风干合成混合物的光谱峰落在450和630cm
-1处 ，即。 与测试样品（
3B ）的光谱不同。 但是，如果相同的混合物通过在250°C下快速蒸发干燥，则拉曼光谱将与圣殿涡卷在其硫酸盐碎片中的光谱一致。
光谱III与无机层中直径约为5-15微米（
3C ）的非常小的颗粒有关。 这些颗粒在785nm的激发波长下显示出非常强烈的拉曼散射。 1200、1265和1335 cm
-1处的特征三重态光谱特征反映了Na
2 -X型振动单位。 该三重态是含有Na的硫酸盐的特征，通常在矿物中产生，如芒硝（Na
2 SO
4 ）和钙芒硝（Na
2 SO
4 ·CaSO
4 ）。
图片编号4然后，科学家利用EDS在文字的背面和背面创建了大圣殿卷的大部分区域的元素图。 反过来，较亮的文本侧（
4B ）和较暗的背面（
4C ）的反向散射扫描显示了相当不同的成分。 例如，在带有文本（
4B ）的侧面上的一个大裂缝旁边，您可以看到无机层和下面的胶原材料之间的电子密度明显不同。
接下来，以原子比的形式对涡旋碎片中所有存在的元素（Ca，Cl，Fe，K，Mg，Na，P，S，Si，C和O）进行定量测定。
上面的三角图显示了512x512像素研究区域中三种元素（Na，Ca和S）的比率。
4A和
4D上的图表显示了图表上各点的相对密度，其颜色等级显示在4D的右侧。
在对两个图进行分析之后，得出的结论是，研究区域的每个像素中钙，钠和硫的比率（从文字和滚动的背面开始）分别对应于钙镁铝石和芒硝。
之后，使用C均值的模糊聚类算法，将所有EDS分析数据考虑到主要元素的比例进行分组。 这使我们能够可视化滚动片段的文本侧和背面的各个阶段的分布。 此外，这些数据用于确定每个数据集的5122个数据点最可能的分离为预定数量的群集。 文本侧的数据分为三类，背面的数据分为四类。 聚类结果以三角形图（
4E和
4H ）中的重叠聚类以及分布图（
4F和
4G ）呈现。
聚类结果表明，深色有机材料分布在卷轴的背面（
4K呈蓝色），而文字侧无机层的裂缝则暴露了其下方的胶原层（
4J呈黄色）。
以下颜色被分配给主要研究元素：硫绿色，钙红色和钠蓝色（三角形图
4I和
4L以及
4J和
4K分布图）。 作为“着色”的结果，我们清楚地看到了元素浓度的差异：钠-高，硫-中和钾-低。 在滚动片段的两边都可以观察到这种趋势（文本和反向）。
图片编号5使用相同的方法显示研究的涡旋碎片的另一个区域以及4号洞穴的其他三个碎片（R-4Q1，R-4Q2和R-4Q11）中Na-Ca-S的浓度。
科学家注意到，根据元素图和分布图，只有第4号洞穴的R-4Q1片段与圣殿古卷重合。 特别地，结果显示R-4Q1的比率，其对应于理论Na-Ca-S钙锌矿比率。
在785 nm的激发波长下对R-4Q1片段进行的拉曼测量表明存在硫酸钠，硫酸钙和方解石。 胶原纤维R-4Q1的分析未显示硝酸盐的存在。
因此，圣殿古卷和R-4Q1的元素组成极为相似，这表明它们在创建过程中应用了相同的方法，这显然与蒸发盐有关。 从昆兰同一个洞穴获得的其他两个涡卷（R-4Q2和R-4Q11）显示出钙与钠和硫的比率，这与圣殿涡卷和碎片R-4Q1的结果显着不同，表明生产方法不同。
综上所述，我们可以说涡旋盘上的无机层包含许多矿物质，其中大多数是硫酸盐。 除石膏及其类似物外，还鉴定了钙钛矿（Na2SO4）和钙辉石（Na2SO4·CaSO4）。 自然地，可以假定这些矿物中的某些可能是涡卷主层分解的产物，但可以肯定地说，这些矿物并不完全存在于发现涡卷的洞穴本身中。 可以很容易地证实这一结论，因为在不同的Qumran洞穴中发现的所有研究碎片表面上的含硫酸盐层与在这些洞穴壁上发现的矿物沉积物并不对应。 结论-蒸发矿物在涡卷的生产过程中被包括在内。
科学家们还注意到，死海水中的硫酸盐浓度相对较低，并且在死海地区通常找不到钙芒硝和芒硝。 逻辑上出现了一个问题-这些古代卷轴的创作者从哪里获得了钙芒硝和芒硝？
, (, R-4Q1 R-4Q2 №4). , , , , 2000 .
为了更详尽地了解这项研究的细微差别，我建议您研究一下
科学家的
报告和
其他材料 。
结语
, , . , , . - , , 2000 , , . , -, ? -, , , . , , , . , , .
周五顶峰：( I), — . ( II ).谢谢大家的关注，保持好奇心，祝大家周末愉快！ :)
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