Kupfer: Die erste Nutzung eines Metalls in der Menschheitsgeschichte

Ein Bericht von Hartmut Rüf

Ötzi`s Kupferbeil hat uns in Erinnerung gerufen, dass es zur Zeit des steinzeitlichen Eismannes bereits Anfänge der Metallnutzung gab.

Einzelne Kupfererze wie die Halbedelsteine Malachit (grün) und Azurit (blau) wurden als Schmuckstein und gemahlen als Farbpigment bereits seit dem 11. Jahrtausend v.Chr. genutzt. Die erste Quelle waren jedoch Vorkommen von metallischem Kupfer; das älteste Artefakt daraus stammt aus dem 9. Jahrtausend v.Chr. Das Metall wurde damals durch Hämmern kalt bearbeitet, der Kupferguss war noch nicht bekannt.

Die Herstellung des Metalls aus seinen Erzen wie dem oben genannten Malachit bzw. Azurit gelang, sobald in einem Ofen genügend hohe Temperaturen erzeugt werden konnten. Die ersten Belege davon in Form von Schlackenresten stammen aus der Zeit um 5000 v.Chr., etwa gleichzeitig vom Balkan (aus der sogenannten Vinča-Kultur) und aus Südwestasien. Es ist somit in diesem Fall möglich, dass eine bedeutsame kulturelle prähistorische Entwicklung ihren Ausgang nicht in Vorderasien, sondern in Europa genommen hat.

Es vergehen wiederum über tausend Jahre, bis die Kupferverhüttung ihren Weg vom Balkan nach Mitteleuropa findet. In der Mondseekultur sind Kupfergegenstände bereits weit verbreitet, der Fund von Gusslöffeln beweist, dass es sich dabei um keine Importprodukte handelt.

Die ältesten bekannten Abbaustellen von Kupfererzen in Österreich befinden sich in Tirol im Raume von Brixlegg, dort  wurde Kupfer aus sogenannten Fahlerzen erschmolzen, deren Arsen- bzw. Antimongehalt dem erzeugten Kupfer eine Härte verleiht, die der Bronze nahekommt (Arsenbronze).

Die Verhüttung von Kupferkies, dem Erz, wie es z.B. am Salzburger Mitterberg und in der Toskana vorliegt, gelang hingegen erst in der Bronzezeit nach großen Fortschritten in der Konstruktion und Temperaturführung der Schmelzöfen. Der Bergbau und die Schmelzöfen am Mitterberg wurden zu dieser Zeit zu einem europäischen Zentrum der Kupfergewinnung. Das dort gewonnene Kupfer wurde hauptsächlich zu Bronze weiterverarbeitet, einer Legierung mit 10 – 15% Zinn, die gegenüber reinem Kupfer leichter verarbeitbar ist und eine wesentlich höhere Härte aufweist.

Ab dem 10. vorchristlichen Jahrhundert übernahm Eisen weitgehend die Rolle der Bronze als Werkstoff. Bis in die Neuzeit wurde nur mehr Kupfer bzw. Bronze verwendet, wenn neben Festigkeit auch Haltbarkeit gefragt war.

Der gewaltige heutige Anstieg des Kupferverbrauches erklärt sich wegen einer zuvor nicht gefragten Eigenschaft, der guten elektrischen Leitfähigkeit des Metalls.

 

Verwendete Literatur:

Blagoje Govedarica: Das Phänomen der balkanischen Kupferzeit.
In:
Bernhard Hänsel und Wolfram Schier (Hrsg.) Prähistorische Archäologie In Südosteuropa Band 30, S.11-22 Verlag Marie Leidorf Gmbh  Rahden/Westf. 2016
Ernst Pernicka and Carolin Frank: Copper artifacts of the Mondsee group and their possible sources. In: Midgley, M.S. & J. Sanders (eds)  Lake Dwellings after Robert Munro, 113-138, Leiden: Sidestone Press 2012
B.Höppner, M. Bartelheim, M. Huijsmans, R. Krauss,  K.-P. Martinek,  E. Pernicka  and R. Schwab: Prehistoric Copper Production In The Inn Valley (Austria), And The Earliest Copper In Central Europe, Archaeometry 47, 2 (2005) 293–315
Eva Rosenstock, Silviane Scharl, Wolfram Schier:  Ex oriente lux? – Ein Diskussionsbeitrag zur Stellung der frühen Kupfermetallurgie Südosteuropas Martin Bartelheim, Barbara Horejs, Raiko Krauß (Hrsg.): Von Baden bis Troia, Ressourcennutzung, Metallurgie Und Wissenstransfer,  S. 59-122, Verlag Marie Leidorf Gmbh  Rahden/Westf. 2016
Bastian Asmus: Das älteste Kupfer der Welt, Archeometallurgie.de

Schweizer Tageszeitung veröffentlicht Interview mit Archäologen Urs Leuzinger

Das St. Galler Tagblatt veröffentlicht am ein Interview mit dem Archäologen Urs Leuzinger unter dem Titel :

 

«Das 5380 Jahre alte Pfahlbaudorf in Arbon auszugraben war faszinierend» – das sagt der «Thurgauer Indiana Jones» über seinen Beruf als Archäologe

Interview: Florian Beer

 

Hier kann der Artikel nachgelesen werden, indem Urs Leuzinger mehrfach auch Bezug zu Österreich, unter anderem seinen Vortrag in Seewalchen vor ein paar Wochen, nimmt:

https://www.google.ch/amp/s/www.tagblatt.ch/amp/ostschweiz/frauenfeld/das-5380-jahre-alte-pfahlbaudorf-in-arbon-auszugraben-war-faszinierend-das-sagt-der-thurgauer-indiana-jones-ueber-seinen-beruf-als-archaeologe-ld.1171102

Zeitreisebericht – Blühendes Österreich

„Lernen von den Feuersteins:
10 Alltagstipps aus der Steinzeit“

 

Der Redakteur Mag. Uwe Grinzinger hat uns bei einer KIDS Spezial-Schiffsexpedition in die Steinzeit begleitet und einen Bericht über unsere Pfahlbauvermittlungen verfasst.

 

Der Bericht von Uwe Grinzinger ist im Naturmagazin von Blühendes Österreich auf

https://www.bluehendesoesterreich.at/naturmagazin/tipps-aus-der-steinzeit

nachzulesen.

SWR Dokumentation SALZKAMMERGUT mit #Pfahlbau am #Attersee!!! ..mit unserem Peter Wechselauer als echten jungSteinzeitmenschen!

ab 08:55 min. Pfahlbau am Attersee

Für eine Dokumentation über das Salzkammergut hat sich vor Kurzem (Mittwoch, den 12. Juni) ein Aufnahmeteam des SWR vom Deutschen Fernsehen einen Tag bei uns in Seewalchen aufgehalten. Einige unserer Vermittler waren in die Aufnahmen direkt eingebunden und stellten das Leben und die Arbeit in der Jungsteinzeit nach. Die Fahrt im Einbaum mit leinenbekleideten Pfahlbau-Vereinsmitgliedern, das Feuersteinschlagen mit Peter Wechselauer – einem unserer „Feuersteins“ – als echten jungSteinzeitmenschen, sowie das Interview mit unserem Pfahlbau-Vereinsobmann Alfons Egger sind in die Doku mit eingeflossen.

Bernhard Riener, der Aufnahmeleiter, bedankte sich telefonisch noch einmal bei allen Mitwirkenden und teilte uns den Ausstrahlungstermin mit:

So, 14.7.   20.15 Uhr SWR Fernsehen
Das Salzkammergut    
Ein Film von Bernhard Riener

 

Birkenteer – Forschung und Entwicklung von der Altsteinzeit bis heute

Martin Madera
10.05.2019

Als im Jahr 2001 zwei Steinartefakte in Campitello in Italien gefunden wurden, stand der Welt eine Sensation bevor. Auf den Artefakten wurden Reste einer schwarzen organischen Substanz gefunden, mit der die Steinkeile offensichtlich in einen Holzschaft geklebt worden waren. Eine Analyse ergab, dass es sich um Birkenteer handelt. Die Datierung der Artefakte ergab ein Alter von rund 200 000 Jahren.
Damit war erwiesen, dass Birkenteer das älteste von Menschen hergestellte Material ist und der Gebrauch von Birkenteer mehr als 100 000 Jahre bekannt war, bevor die ersten Keramiken hergestellt wurden. Bereits die Neanderthaler waren mit dem Gebrauch von Birkenteer als Klebstoff vertraut.
Birkenteer wird durch die trockene Destillation von Birkenrinde gewonnen. Dabei wird die Birkenrinde unter Luftabschluss auf ca. 350 – 500°C erhitzt. Über die Vorstufe des Birkenteers kann durch längeres Erhitzen das sogenannte Birkenpech hergestellt werden. Wichtig ist, dass als Ausgangsstoff Rinde und nicht Holz verwendet wird, da Birkenpech aus Holz nicht klebt.

Doch wie konnten die Menschen der Altsteinzeit ohne Keramikgefäße Birkenteer herstellen, wenn die Herstellung unter Luftabschluss erfolgen muss? Mit dieser Fragestellung beschäftigte sich 2017 ein Artikel in Nature, einer der renommiertesten Zeitschriften der wissenschaftlichen Literatur. Es wird von Versuchen einer Gruppe von Archäologen der Universität Leiden berichtet, die durch Erhitzen von gerollter Birkenrinde auf bzw. unter glühenden Kohlen Mengen an Birkenteer gewinnen konnten, die für die Schäftung von Steinwerkzeugen ausreichend waren. Damit war der Beweis erbracht, dass die Herstellung von Birkenteer auch ohne Keramikgefäße möglich ist.

Chemisch gesehen ist Birkenteer ein Gemisch aus flüchtigen Bestandteilen der Birkenrinde. Dabei sind Betulin, Betulinsäure und Lupeol, die chemisch eng verwandt sind und zur Gruppe der Terpene gehören, Hauptbestandteile. Der Nachweis von Betulin, das für die weiße Farbe der Birkenrinde verantwortlich ist, ist spezifisch für Birkenpech und das wichtigste Unterscheidungsmerkmal gegenüber Teeren, die aus anderen Rindenarten hergestellt wurden.
Der Herstellungsprozess und die Verwendung von Birkenteer und verwandtem Produkten ist eine der ältesten Technologien der Menschheit und durchlief über Jahrtausende einen Entwicklungsprozess, der immer noch nicht abgeschlossen ist. Schon in der Steinzeit wurde Birkenteer nicht nur als Klebstoff verwendet. Es finden sich auch Kauspuren an Teerfundstücken, wobei nur darüber spekuliert werden kann, ob damals schon Birkenpech auch für medizinische Zwecke eingesetzt wurde. In der Antike und im Mittelalter wurde Birkenpech zum Abdichten von Schiffen verwendet. In der Neuzeit wurde Birkenteer zur innerlichen Anwendung gegen Würmer und äußerlich als Abwehrmitteln gegen Gelsen und andere Insekten empfohlen.

Derzeit kommt Birkenteer vor allem in Salben zur Behandlung von Hautkrankheiten zum Einsatz. Durch die aktuelle Forschung zur Verwendung von einzelnen Bestandteilen des Birkenteers und der Birkenrinde, könnte sich in Zukunft ein weites Anwendungspektrum ergeben. Geforscht wird vor allem zum Einsatz von Betulin in der Krebstherapie, da es bei Tumorzellen den Prozess der Apoptose, dem Zelltod, hervorrufen kann, sowie zu seiner antiviralen und entzündungshemmenden Wirkung und zum Einsatz in Biopolymeren.

Der Steinzeitwerkstoff Feuerstein

Martin Madera
10.05.2019

Was ist Feuerstein?

Feuerstein, auch Flint oder Silex genannt, besteht aus Quarz (SiO2 . H2O – Silizium Dioxid mit Kristallwasser), dem Anhydrid der Kieselsäure. Feuerstein hat damit chemisch die gleiche Zusammensetzung wie Quarzsand oder Bergkristall. 
Die unterschiedlichen Färbungen kommen durch Einschlüsse von Metallen und Metalloxiden. Feuerstein wird z.B. durch Hämatit intensiv rot gefärbt.

Schwarzer Feuerstein bekommt meist durch Kohlenstoffeinschlüsse seine Farbe. Anders als Glas, das amorph, also ohne Kristallstruktur ist, besteht Feuerstein hauptsächlich aus Calcedon, einer mikrokristallinen, faserigen Form von Quarz. Weitere Bestandteile des Feuersteins sind Achat und Opal, sie haben dieselbe chemische Zusammensetzung wie Feuerstein, nur eine andere Kristallstruktur.

Wie entsteht Feuerstein?

Gebildet wurden die meisten Feuersteinlager in marinen Ablagerungen der Kreidezeit, dem Jura oder dem Tertiär. Durch Auflösung von Skeletten von Diatomeen (Kieselschwämmen und Kieselalgen), ist Kieselgel bzw. Kieselsäure entstanden. Aus dem Kieselgel wurde über Jahrmillionen Wasser abgespalten und es bildete sich der Feuerstein. 
Die Wasserabspaltung erfolgt dabei von innen nach außen. Dadurch ergibt sich die häufig zu beobachtende Struktur mit einer weißlichen äußeren Schale, die leicht zu bearbeiten ist und in der der Wassergehalt deutlich höher ist als im Inneren der Feuersteinknolle.

Welche Eigenschaften hat Feuerstein?

Feuerstein ist mit einer Härte von 6,5 – 7 so hart wie Bergkristall, aber durch das mikrokristalline Gefüge leichter spaltbar und so besser für die Herstellung von Werkzeugen geeignet. Im Gegensatz zu Kristallen hat der Feuerstein keine Vorzugs-Spalt-Richtung. Wenn auf den Feuerstein mit einem Werkzeug geschlagen wird, laufen dadurch Impulswellen kreisförmig von der Schlagstelle weg durch den Stein und es kommt zum typischen muschelförmigen Bruch.

Wofür wurde Feuerstein verwendet?

Feuerstein wird als „Stahl der Steinzeit“ bezeichnet. Seine extrem scharfen Bruchkanten machen ihn ideal für den Einsatz als Messer, Beil, Schaber oder Pfeilspitze. Dadurch, dass sich Feuerstein gezielt bearbeiten lässt, lassen sich Klingen in der gewünschten Form herstellen und nach deren Gebrauch auch wieder nachschärfen.

Schon seit der Altsteinzeit haben unsere Vorfahren Feuerstein als idealen Werkstoff für Schneidewerkzeuge verwendet. Feuerstein ist an den frischen Bruchkanten so scharf wie Rasierklingen und steril. Durch den welligen, scharfen und exakten Schnitt, verheilen Wunden besser als mit Stahlklingen. 
Steinzeitliche „Schädeloperationen“ hatten eine 80% Überlebensrate, wie aus Schädelfunden und den Knochenverheilungen hervorgeht und waren damit bereits erfolgreicher als im Mittelalter. 
Sogar in der heutigen Zeit setzen Schönheitschirurgen Feuerstein-Skalpelle bei Operationen ein.

Eine weitere Anwendung bis in die Gegenwart findet Feuerstein im Volksglauben. Sogenannte Hühnergötter, Feuersteine mit Loch, wurden und werden mancherorts auch heute noch im Volksglauben  gegen allerlei Übel bei Mensch und Tier eingesetzt. Bauern haben die Steine auf Eiterbeulen der Tiere gebunden, bis die Beulen ausgeheilt waren.

Feuerstein zum Feuermachen?

Der Name „Feuerstein“ lässt vermuten, dass Feuerstein zum Feuermachen verwendet wurde. Das ist nur bedingt richtig. Wenn zwei Feuersteine aufeinander geschlagen werden, entstehen zwar Funken und die Schlagflächen riechen etwas verbrannt, aber die Funken haben nicht genug Energie, um zum Beispiel einen Zunderschwamm zum Glimmen zu bringen. Nur wenn der Feuerstein auf ein eisenhältiges Gestein, wie zum Beispiel Pyrit (chemische Formel: FeS2 – Eisensulfid; Trivialnamen dafür sind Katzengold, Eisen- oder Schwefelkies) geschlagen wird, entstehen Funken mit ausreichend Energie, um damit ein geeignetes Material zum Glühen bringen zu können. Dabei spielt aber der Feuerstein eine untergeordnete Rolle – das Funkenschlagen aus Pyrit gelingt z.B. auch durch Schlagen mit Stahl.

Woher?

Aufgrund von Einschlüssen z.B. von Resten von einstigen kleinen Lebewesen, aber auch der chemischen Zusammensetzung, z.B. dem Sauerstoffgehalt, lässt sich der Ursprungsort von Silex heute sehr exakt feststellen.
Im Gerlhamer Moor hat man eine Pfeilspitze aus einem Steinbruch am Gardasee (IT) gefunden. Einige Feuersteinwerkzeuge aus den Pfahlbaustationen Seewalchen und See am Mondsee wurden aus Beiersdorfer oder Berndorfer (Bayern, D) Plattensilex gefertigt. Feuersteine wurden aber auch über noch weitere Strecken gehandelt. Doch zeigten Untersuchungen, dass nur 3,4 % eindeutige Feuerstein Importe sind, die restlichen Feuersteine zur Herstellung von Gerätschaften sind regionalen Ursprungs.
Eine Feuersteinlagerstätte wurde 2008 in der Nähe des Mondsees im Oberalm-Revier gefunden.