兵马俑武器里暗藏着中国古代黑科技吗( 二 ) _小知识

既然如此，兵马俑武器表面为什么会有铬元素呢？研究人员认为，这是因为武器的周边环境存在铬，在埋藏过程中沾染到了武器表面。可是，他们的观点却引入了一个新问题：兵马俑坑规模如此之大，内部环境也很复杂，而这个含铬的污染源会在哪里？
毫无疑问，首先被怀疑的“嫌疑人”当然是埋藏武器的土壤，因为它与武器的接触最亲密持久。在中国西北地区，铬铁矿（FeCr2O4）比较丰富。如果兵马俑坑里的土壤含有大量铬铁矿物，或许就能沾染到武器表面。然而，检测结果显示武器周边土壤含铬量微乎其微，并且模拟实验也否认了铬元素会从土壤转移到武器上。因此，土壤作为污染源的可能性就被排除了。

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秦俑表面残存的颜色。图片来源：Self-made |Wikimedia Commons
在土壤之外，二号怀疑对象就是兵马俑的颜料了。秦国时期使用的颜料大多是用自然界的矿石研磨调制而成，而这些天然矿石就可能含有铬。但是检测结果再一次否定了猜测，整个兵马俑坑里的颜料都没有被检测出铬元素。

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兵马俑彩绘用到的颜料。图片来源：Charlie |Wikimedia Commons
这可就奇怪了，兵马俑坑里能携带铬元素的东西还有谁呢？研究人员想到了另一样“看不见”、平时注意不到，但却无处不在的东西，这便是“漆” 。以往的研究已经发现，秦俑在绘制颜色之前，得先涂上几层漆作为基底。另外像长矛的木杆、剑弩的弓臂上也会涂漆。所以，漆在整个兵马俑坑中的存量非常大。中国古代传统的漆是从漆树干上采集的，属于“纯天然”制品，应当不含铬。但是古人为了提升漆的性能，时常会放一些添加剂进去，而这其中或许就有铬存在。
于是乎，研究人员对坑内残存的漆进行成分检测。果不其然，漆的含铬量相当丰富，比土壤含铬量足足高出了几个量级！由此看来，兵马俑武器所含铬的来源正是漆。这也解释了为什么铜箭镞，弩扳机这些部分含铬量最高，那是因为这些部件与涂漆的竹木材料接触紧密，最容易受到“传染” 。
现在我们终于明白，秦始皇兵马俑武器上的铬并不是什么防锈秘诀，也不是中国古代超前黑科技，而是被漆沾染的后果。不过，既然秦人的防锈蚀技术并不是依靠铬元素，那么兵马俑坑里的武器是怎么保持两千年不朽的呢？
有人认为这与淬火工艺有关，也有说法认为青铜材料含锡元素较多，能起防锈作用。然而，此类说法解释力有限，秦人武器不朽的真正原因仍然是个历史谜题。或许，秦人虽没有掌握铬转化膜技术，但却拥有其他不可思议的防锈手段，而这就要等待以后更多的研究来揭晓答案了！
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参考文献：
[1]Martinón-Torres, M., et al., Surface chromium on Terracotta Army bronze weapons is neither an ancient anti-rust treatment nor the reason for their good preservation. Scientific Reports, 2019. 9(1): p. 5289
[2]韩汝玢, et al., 秦始皇陶俑坑出土的铜镞表面氧化层的研究.自然科学史研究，1983.
[3]何堂坤, 几件表面含铬青铜器的分析. 考古, 1996. 7.