Vì sao binh khí của đội quân đất nung vẫn nguyên vẹn sau hơn 2000 năm?

Vào những năm 1970, các chuyên gia khảo cổ đã phát hiện thấy hơn 8.000 bức tượng chiến binh đất nung, có kích cỡ tương đương người thật trong lăng mộ vua Tần Thủy Hoàng nằm ở thành phố Tây An, Trung Quốc. Đây được xem là một trong những công trình khảo cổ bí ẩn nhất trên thế giới. Kể từ khi được tìm thấy, các vũ khí bằng đồng được chôn cất cùng với đội quân đất nung này đã khiến các nhà khoa học bối rối bởi ít ai lý giải được nguyên nhân vì sao chúng không bị hoen gỉ sau hàng nghìn năm.

Theo nghiên cứu mới đây được đăng tải trên tạp chí khoa học Scientific Reports, tình trạng hoàn hảo của những vũ khí bằng đồng sau 2.200 năm gắn liền với đội quân đất nung là do điều kiện đất ở môi trường xung quanh. Trước đó, trong suốt 4 thập kỷ, giới nghiên cứu cho rằng số vũ khí này còn nguyên vẹn và sáng bóng tới mức khó tin bởi chúng được mạ crôm.

Đội quân đất nung được chôn bên trong lăng mộ của vị vua đầu tiên của Trung Quốc, Tần Thủy (năm 259-210 Trước Công Nguyên), với niềm tin rằng đội quân này sẽ bảo vệ cho hoàng đế sau khi ông qua đời. Đội quân được trang bị vũ khí làm bằng đồng có đầy đủ chức năng như: giáo, chùy, kiếm, nỏ… Trong nhiều thập kỷ, các nhà khảo cổ học đã khai quật hàng chục ngàn cổ vật vũ khí có giá trị tại nơi đây, trong đó có rất nhiều cổ vật vẫn ở trong tình trạng gần như nguyên vẹn, mặc dù tay cầm, bao kiếm và các thành phần chất hữu cơ tương tự thì đã bị mục nát, phân hủy từ lâu.

Các nghiên cứu ban đầu cho thấy dấu vết của crôm trên bề mặt vũ khí bằng đồng, một nguyên tố kim loại được tìm thấy trong thép không gỉ có khả năng chống xỉn màu. Điều này cho thấy các nghệ nhân nhà Tần có thể đã sử dụng phương pháp xử lý dựa trên crôm để ngăn chặn sự ăn mòn.

Phủ crôm là công nghệ được phát minh vào thế kỷ 20, được dùng để xử lý kim loại làm cho chúng không bị ăn mòn. Kim loại sẽ được nhúng trong dung dịch chứa muối crôm. Một lớp ôxit crôm sẽ lắng đọng trên bề mặt kim loại và từ đó tạo ra một hàng rào chống gỉ sét.

Marcos Martinón-Torres, nhà khảo cổ học tại Đại học Cambridge (Anh), tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Những gì chúng ta tìm thấy trước đây là câu chuyện mọi người vẫn kể, có vẻ khả thi và phù hợp với các dữ liệu hiện có”. Tuy nhiên, ông cho rằng đã đến lúc phải xem lại giả thuyết trên với hy vọng có thể đưa ra câu trả lời có tính thuyết phục hơn.

Nghiên cứu mới nhất này là kết quả của sự hợp tác 10 năm giữa Bảo tàng đội quân đất nung Terracota và Đại học College London (Anh), nơi Marcos làm việc trước khi đến Cambridge. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích hơn 450 bộ phận vũ khí trong lăng mộ và phát hiện ra rằng có ít hơn 10% trong số đó mang vết tích của crôm. Họ cho rằng đây có thể không phải là một kỹ thuật bảo quản có chủ ý mà dường như chỉ là một cách thức trang trí.

Ngoài ra, không tìm thấy mối tương quan nào giữa lượng crôm được tìm thấy trên bề mặt vũ khí và tình trạng bảo quản của nó. Trên thực tế, những mẫu vật được bảo quản tốt nhất không cho thấy bất kỳ dấu vết nào của crôm. Thay vào đó, crôm được tìm thấy trước đây trên bề mặt đồng của vũ khí có khả năng đã bị nhiễm bẩn từ sơn mỹ nghệ được sử dụng trên các vật thể khác. Hàm lượng crôm đáng kể có trong sơn mỹ nghệ đã được phát hiện, nhưng chỉ có một lượng li ti của crôm trong các sắc tố và đất gần đó, bằng chứng cho khả năng bị vấy bẩn sang.

>> Tìm thấy trong mộ cổ, kiếm Câu Tiễn vẫn sắc bén sau hơn 2500 năm

“Sơn mỹ nghệ được quét lên đội quân đất nung như một lớp sơn lót trước khi chúng được sơn bằng các màu khác nhau và chúng tôi nghĩ rằng nó cũng được quét lên các bộ phận bằng gỗ đã bị phân rã như tay cầm và các trục”, ông Marcos cho biết.

Vậy bí mật để những vũ khí bằng đồng cổ này bảo quản được lâu như vậy là gì? Nguyên nhân có lẽ là do vùng đất Tây An xung quanh nơi quân đội đất nung Terracotta bị chôn vùi trong hơn 2.000 năm: đất có độ kiềm vừa phải, các hạt nhỏ và hàm lượng chất hữu cơ thấp.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một buồng môi trường đặc biệt để mô phỏng các bản sao tương tự chất liệu vũ khí của đội quân đất nung. Kết quả cho thấy, các mẫu vật này vẫn giữ trạng thái gần như hoàn hảo sau 4 tháng ngay cả trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt, còn các bản sao được chôn trong đất thông thường tại Anh lại cho thấy sự ăn mòn nghiêm trọng. Các vũ khí được bảo quản tốt cũng cho thấy mức độ thiếc cao trong đồng, qua đó cũng có thể góp phần nâng cao chất lượng bảo quản.

Một câu hỏi được đặt ra là: làm thế nào có thể trộn dung dịch chứa crôm vào sơn mỹ nghệ? Theo ông Marcos Martinón-Torres, sơn mỹ nghệ (nhựa của một loại cây sơn) sẽ trở nên rắn chắc và không thấm nước khi nó cứng lại. Các nghệ nhân nhà Tần thường trộn các khoáng chất khác nhau để tạo điều kiện đẩy nhanh quá trình làm cứng này.

>> Tần Thủy Hoàng trong lịch sử không phải là bạo chúa

“Các nghệ nhân nhà Tần có thể đã trộn một số dung dịch chứa muối crôm với sơn mỹ nghệ để bảo quản. Tuy nhiên, trên thực tế vẫn chưa có bằng chứng cụ thể nào chứng minh cho nhận định này.” ông cho biết.

Độ pH trong đất vừa phải và hàm lượng thiếc cao trong vũ khí bằng đồng có thể góp phần giúp bảo quản các cổ vật, tuy vậy, nhóm nghiên cứu không loại trừ khả năng các nghệ nhân nhà Tần có một số bí mật công nghệ mà chúng ta chưa biết đến. “Giới khảo cổ học thường nói rằng những gì không được tìm thấy không có nghĩa là nó không tồn tại,” Martinón-Torres cho biết. “Tất cả những gì chúng tôi có thể tuyên bố tại thời điểm này là chúng tôi không có bằng chứng nào về công nghệ cao siêu được sử dụng để bảo quản. Tuy nhiên, điều đó không đồng nghĩa với việc nó không tồn tại.”