سحر الكيمياء في عالم مصر القديمة, اكتشافات مازالت تدهشنا

من بين جميع العلوم، الكيمياء هي أكثر العلوم التي يرتبط بها المصريون القدماء ارتباطًا وثيقًا. حتى إن إحدى المدارس الفكرية تنسب كلمة كيمياء إلى الإسم المصري لمصر القديمة”kemet”، الذي نقله الكيميائيون اليونانيون والعرب. و التي تعني “الأرض السوداء”، وتصف لون التربة السوداء الخصبة التي تترسب سنويًا من نهر النيل. و ليس من قبيل المصادفة أن يكون هذا هو الاسم و الاعتراف بأن المصريين كانوا أفضل الكيميائيين في العالم القديم حتى الإغريق اعترفوا بذلك. إن الاستخدام المصري للكيمياء أُعتُقِدَ بأنه “أسطوري علمي”. فلقد اعتقدوا، على سبيل المثال، أن المواد تمتلك جوهرًا أو انبعاثًا لآلهة مختلفة مثل المغنتيت حيث ربطوه بالإله حورس. وكان يُعتقد أن ملح النطرون مع أوزوريس وراتنجات الأشجار هي دموع الآلهة. استخدمت الكيمياء على نطاق واسع، لكن ارتباطها بالطقوس الدينية كان محوريًا، حيث عمل علماء المعادن والعطور والصباغون خارج المعابد، وفقًا لقواعد الطقوس. مما أدى هذا إلى السرية المحيطة بمعرفتهم الكيميائية. فكيف كان المصريون القدماء بتلك البراعة في الكيمياء؟ وهل كانت انجازاتهم مجرد “تجربة وخطأ” أم أكثر تعقيدا مما نعتقد؟

تقنيات في صناعة الألوان والأصباغ

يعتبر تخليق المواد هي  جوهر الكيمياء وهو مايميز الكيميائي الماهر. وكان المصريون القدماء أول حضارة تصنع صبغة غير عضوية، وهي الأزرق المصري. كان هذا جزءًا من رغبتهم في تقليد الأحجار الكريمة التي ارتبطوا بها مع الآلهة، ولا سيما اللازورد، وهو معدن سيليكات الألومنيوم الأزرق النادر المحتوي على اللازوريت، والذي اعتقدوا أنه يشكل شَعْر الإله. من عام 2500 قبل الميلاد، بدأوا في تصنيع الصبغ الأزرق رباعي سيليكات الكالسيوم والنحاس (CaO.CuO.4SiO₂). و أعيد تصنيعها في العصر الروماني، قبل أن تضيع التكنولوجيا. ثم أعيد اكتشافها فقط في القرن التاسع عشر.

و بالنظر إلى الكيمياء التي ينطوي عليها الأمر، لا يمكنك إلا أن تقدر مهاراتهم. حيث تم محاولة تحضير القليل من الأزرق المصري, واحتاج الأمر إلي وجود جو مؤكسد, ومحفز ومواد خام _مثل السيليكا والجير والنحاس_ إلي التسخين مع مادة البوراكس “Borax” للحصول علي ذلك اللون. وذلك مع الأخذ فى الاعتبار قياس العناصر المتكافأة للمنتج النهائي, ممايشير إلي أن الكيميائيين المصريين كانوا قادرين علي تعديل ظروف أفرانهم ومعدل التبريد لتكوين صبغات خضراء بديلة عن عمد أيضاً. إن اللون الأزرق المصري، وهو أول صبغة اصطناعية، تم صنعها منذ 3000 عام قبل الميلاد، و تركيبتها الكيميائية هي CaCuSi₄O₁₀، أو CaO₃CuO₃4SiO₂، وهي عبارة عن سيليكات نحاس الكالسيوم. تم إنتاجها عن طريق تسخين رمال الكوارتز ومركب نحاسي و CaCO₃ وكمية صغيرة من القلويات (رماد النبات أو النطرون) معاً إلى 800-1000درجة مئوية لعدة ساعات ، وخلال هذه الفترة يحدث التفاعل التالي:[1]

Cu₂CO₃(OH)₂+8SiO₂ +2CaCO₃= 2CaCuSi₄O₁₀+3CO₂ +H₂O

واعتمادًا على كيفية طحن هذه الكريستالات الناتجة عن التفاعل، ينتج مجموعة من الألوان الزرقاء. حيث يعطى المسحوق الناعم لون أزرق سماوي فاتح والحبوب الخشنة تعطي ألوانًا زرقاء أغمق.

عُرف عن القدماء المصريين في العالم القديم بأنهم صباغون ممتازون. لقد عرفوا الموردينتس “Mordents” وهي مواد تستخدم لربط الصبغة بالقماش. وقد استخدموا “حجر الشب” أو مايمسي بال “Alum” لذلك الغرض . و غالبًا ما يحتوي حجر الشب_ وهو ملح كبريتات البوتاسيوم الألومنيوم_ على شوائب من الحديد، مما قد يؤدي إلى ظهور لون غير مرغوب فيه في عملية الصباغة. مما يبدو من المحتمل أنه في العصور القديمة تمت تنقية الشب عن طريق عمليات إعادة التبلور”Recrystallization”.

إلى جانب الصبغات المعدنية، استخدم المصريون صبغات نباتية مثل الفوة ، القرطم ، والألكانيت للون الأحمر، ونبات وسمة الصباغين للأزرق. ولحاء شجرة الرمان للأصفر. و يحتوي المستخلص الأحمر من نبات الفوة على الإيزارين، الذي تم اكتشافه على الأقمشة الحمراء الموجودة في مقبرة توت عنخ آمون.

 وجاء اللون النيلي أو الأزرق من نبتة النيلي أو من نبات وسمة الصباغين. حيث يُهرس النبات في الماء ويُترك للخليط ليتخمر، وبعد ذلك يتشكل راسب أزرق من “الإنديجوتين”. ويتم تجفيفه ثم استخدامه علي هذا الشكل. ثم بعد ذلك يتم اختزال الأنديجوتين إلى مركب عديم اللون قابل للذوبان عن طريق المعالجة الكيميائية على سبيل المثال، العسل أو الجير، ثم يُغمر النسيج في المحلول ويُترك ليجف. وعن طريق الأكسدة بالهواء أثناء عملية التجفيف يظهر اللون .

كانت الصبغة الأكثر قيمة في العصور القديمة هي اللون الأرجواني الصوري” Tyrian purple”. هذه الصبغة هي “ديبروموينديجوتين”. حيث حصل القدماء عليها من سلائف “precursors” شبه عديمة اللون من غدد المحار التي يحصدوها من البحر الأبيض المتوسط. وينشأ اللون الأرجواني عندما يجف القماش المعالج في الشمس.

كيمياء البحث عن الحياة الأبدية

كانت مهارات التحنيط لدى المصريين في أوجها خلال فترة حكمه في الأسرة الثامنة عشر. حيث تم العثور علي مجموعة واسعة من المواد العضوية _من أصل حيواني ونباتي_ المرتبطة بالتحنيط علي جثث الممياوات. على الرغم من أن التحنيط المبكر كان يُنظر إليه في البداية على أنه مجرد جفاف ناجم عن الصحراء المصرية الحارة والجافة. و اعتمدت هذه العملية، المستخدمة للحفاظ على الجسم للآخرة، على تجفيف الأنسجة لمقاومة التعفن. و تطورت من بداية بسيطة إلى عملية معقدة. حيث يقول هيرودوت، أن الجسم بعد إزالة المخ وبعض الأعضاء الداخلية، تتم تغطيته بالنطرون لمدة 70 يومًا لتجفيف الأنسجة. وتم استخدام النطرون كعامل تجفيف وخَلُص إلي أنه تم استخدامه في الحالة الجافة وليس كسوائل. وأن الفترة المثلي للجفاف هي 30-40 يومًا. تم استخدام الراتينج المصهور أيضًا كعامل تحنيط. و مكنت التحسينات الفنية خلال الأسرة التاسعة عشرة من الاحتفاظ بلون الجلد الطبيعي كما يظهر في مومياء رمسيس الثاني.

وقد اكتشف العالم “باكلي” أدلة أكثر تعقيدا على التحنيط. ففي وقت مبكر من أواخر العصر الحجري الحديث قبل العصر الفرعوني، منذ أكثر من 6000 عام، وجد أنهم يستخدمون بالفعل المنتجات الطبيعية، وراتنجات الأشجار، والمنتجات النباتية التي لها خصائص مضادة للبكتيريا والفطريات ومبيدات الحشرات إلى حد ما. مما يؤدي إلي حماية ممتازة لكامل الجسم في هذا الوقت.[2]

إن ظن الأغلبية في تحنيط توت عنخ آمون أنه من المحتمل أن قد تم تحنيطه في محلول النطرون بالطريقة السابق ذكرها. و لكن تم ذكر فكرة مضادة لهذا في عام 1914 من قبل الكيميائي ألفريد لوكاس، الذي عمل مع كارتر_مكتشف مقبرة توت عنخ آمون_ والذي كان معروفًا باسم شيرلوك هولمز في علم المصريات. حيث أوضح تحليله للمومياء بقعًا من كلوريد الصوديوم والكبريتات على الجلد، ولكن بدون أي أثر للكربونات. لقد حيره هذا الأمر وخَلُصَ في النهاية إلى أن النطرون لم يستخدم على الإطلاق. ولكن باكلي اعتقد أن هذا سيكون سمة من سمات حل تلك الأحجية. وهو أن ليس لديك الكربونات والبيكربونات لأنهما قد تم دمجهما مع الأنسجة.

إن ارتفاع درجة القلوية “High PH” فى المحاليل، من شأنه أن يوقف البكتيريا عن مسارها، عن طريق منع وظيفة الإنزيم. مما يساعد المحلول أن ينتشر بشكل أعمق في الأنسجة ويغير بنية الكولاجين، ربما عن طريق الارتباط الكاتيوني ببقايا البروتين الكربوكسيلي، مما يوفر مزيدًا من الحفظ الكامل. ومن ثم سيظل الجسم يحتوي على كمية كبيرة من الأنسجة والماء بداخله.

و من تجارب التحنيط التي أجراها باكلي، بما في ذلك على جسم الإنسان المتبرع به، خَلُصَ إلى أنه عندما يتم إجراء العملية بعناية شديدة، فإن النتيجة ستكون حفظًا مثاليًا تقريبًا. فعندما يدخلون القبر ، يبدون تمامًا كما كانوا على قيد الحياة، وكأنهم نائمون.  إن تلك العملية أظهرت مستوى عالٍ من التعقيد والتحكم وهو استخدام الراتنجات العضوية من مجموعة متنوعة من المصادر. بالإضافة إلى استخدام هذه الخلائط كوسيلة لعزل الماء. حيث تشير الدلائل إلى أنه تم تطبيقها أيضًا على الأجسام قبل استخدام النطرون. وذلك بسبب الطبيعة الكاوية للكربونات والبيكربونات، فإذا لم تقم بتطبيق هذه الطبقة العضوية، فإنها سوف تبيض الجلد باللون الأبيض. ولكن إذا وضعت مادة الحاجز العضوي هذه أولاً ثم وضعتها في محلول النطرون، فإن ما تحصل عليه بعد ذلك هو حفظ ممتاز للون البشرة.

سر خلطات مستحضرات التجميل

من أهم ألغاز الكيمياء المصرية القديمة، اكتشاف أصباغ الرصاص الاصطناعية المستخدمة في مكياج الكحل الذي كان يرتديه المصريون القدماء. ويعود تاريخه إلى عام 2000 قبل الميلاد. وقد نُشر في عام 1999، التحليلات الكيميائية التي أجراها “فيليب والتر” في متحف اللوفر في باريس. حيث أظهرت أن المركبات المحفوظة جيدًا الموجودة في مجموعة اللوفر لأواني المكياج المصرية القديمة، تضمنت أصباغًا طبيعية (galena (PbS و cerussite (PbCO₃). ولكن أيضًا اللوريونيت (Pb(OH)Cl) ومسحوق الفوسجينيت الأبيض (Pb₂Cl₂CO₃)، و نادرًا ما يتم العثور على كلاهما بشكل طبيعي ومن غير المحتمل أن يكونا نتاج تحلل لأي شيء موجود. ومن ثم استنتج والتر أن هذه الأصباغ يجب أن تكون صنعت صناعياً، باستخدام ما نسميه اليوم الكيمياء الرطبة “Wet chemistry”.

و استنادًا إلى الوصفات الرومانية اللاحقة، جرب والتر طريقة لإنتاج الفوسجينيت. لقد استخدم معدن “الليثارج” _(PbO)_ المطحون بالملح وخلطها في الماء وفي بعض الحالات كربونات الصوديوم. ثم قام بتحييد المحلول القلوي الناتج (تصف الوصفة الرومانية صب المحلول واستبدال الماء كل يوم للتحكم في الرقم الهيدروجيني) وبعد عدة أسابيع وجد إما مادة اللوريونيت أو الفوسجينيت، مع بلورات ذات حجم مماثل لتلك الموجودة في العينات المصرية. و يشير هذا إلى أنه ربما كان لديهم بعض المعرفة بالتحكم في الأس الهيدروجيني والمحاليل المُثَبتَة “Buffering solutions” وبعض الكيمياء الكمية الأساسية.

تم تأكيد عمل والتر منذ ذلك الحين من قبل عدة مجموعات بحثية. ففي عام 2018 ، استخدمت “لوسيل بيك” ، من مختبر قياس الكربون 14 بجامعة باريس ساكلاي، التأريخ بالكربون المشع لإثبات أن عينات المكياج المصرية القديمة تضمنت مركبات اصطناعية. و من العينات التي تم اختبارها، تم تأكيد إحداها على أنها مستحضرات تجميل اصطناعية، مصنوعة من نفس مركب الفوسجينيت الذي اكتشفه والتر ومٌؤَرخ في الفترة من 1763 إلى 1216 قبل الميلاد.

كانت لوسيل بيك قادرةً أيضًا على تحديد تاريخ الوعاء الخشبي بالكربون (إلى 1514-1412 قبل الميلاد ، في عهد أمنحتب الثالث) الذي كان يحتوي على المكياج. و لقد حصلوا على علاقة ارتباط جيدة جدًا بين نتائج الصندوق الخشبي ونتائج عينات المكياج. لذلك في هذه الحالة، فإنه دليل مباشر على أن مستحضرات التجميل هذه تم إنتاجها بشكل مصطنع في ذلك الوقت. و قد يكون هذا أقدم دليل على استخدام الكيمياء الرطبة لإنتاج مستحضرات التجميل، على الرغم من أن واحدة فقط من العينات كانت اصطناعية، إلا أنها تبدو نادرة. اختبر بيك أيضًا بعض العينات من المتحف البريطاني ولم يعثر حتى الآن على أي مستحضرات تجميل اصطناعية.

جاء المزيد من الأدلة على وجود الفوسجينيت الاصطناعي من فريق من معمل أبحاث الآثار في جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة، وتم أخذ عينات من 11 حاوية كحل في متحف بيتري بجامعة لندن. لقد أجروا مجموعة واسعة من التحليلات الكيميائية لإلتقاط كل من المكونات غير العضوية والعضوية. ووجدوا أيضًا مركبات الرصاص التي من المحتمل أن تكون قد تم تصنيعها. ووجدوا تنوعًا أكبر بكثير من التحليل الحديث السابق، بما في ذلك أشياء مثل المعادن التي تحتوي على المنغنيز والنحاس. بالإضافة أيضًا إلي مكونات لا تحدث معًا بشكل طبيعي، لذلك كانت هناك نية متعمدة في صياغاتهم. في عام 2010، اقترح فريق فرنسي بما في ذلك والتر، أن تركيبات الكحل التي صنعها المصريون القدماء ربما تكون قد صيغت لخصائصهم الطبية. حيث أظهروا أن أيونات Pb₂⁺ يمكنها أن تثير استجابة معينة من الإجهاد التأكسدي في خلايا الجلد التي يمكن أن تحفز الاستجابة المناعية.

فن تشكيل المعادن من ذهب توت عنخ آمون إلي تقنيات التلحيم

أظهر المصريون القدماء أيضًا مهارة فنية هائلة في صناعة المعادن. وعلي الرغم من عدم تمكنهم أبدًا من صهر الحديد- الحديد الوحيد الذي كان لديهم كان نيزكيًا ويسمى بشكل مناسب “معدن السماء”- لكنهم كانوا أساتذة في صناعة النحاس والفضة والذهب. أنتجوا أشياء مثل القناع الذهبي لتوت عنخ آمون، المصنوع من سبائك الذهب عيار 23 قيراطًا، مع عيون كوارتز وسبج ولازورد مرصع. إحدى التقنيات التي تثير إعجاب هي طريقة اللحام، والمعروفة باسم اللحام الصلب الكيميائي، والتي تظهر في تصنيع المجوهرات الذهبية. حيث يتم استخدام ملح النحاس المسحوق مثل الملكيت (كربونات النحاس) ، و يتم لصقها في مكانها. و عند تسخين الملحين معًا (الذهب والنحاس)، ينتج عن ذلك انخفاض في درجة انصهار الذهب في الحال. وهذا ما كان يجعل سبائك النحاس والذهب مميزة لتشكيل اللحام. مرة أخري، انها كيمياء!.

ان مجال الحديث عن الكيمياء في مصر القديمة واسع وما تم ذكره ماهي الا مقتطفات من فيض علمهم الذي مازال يحير العلماء. و لا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن معاملهم ومعداتهم. حيث يوجد في عدد من المعابد المصرية غرف تسمى المعامل. وهي غرفة محفورة فيها وصفات العطور وهناك أيضًا وصفات تستحضر عمليات الصباغة، ولا سيما في معبد دندرة. و في العصر الفرعوني، من شبه المؤكد أنه لم يكن هناك أي من الأواني الزجاجية التي قد نربطها بالمختبر. حيث لم يصل نفخ الزجاج إلى مصر حتى الإمبراطورية الرومانية.

كما أن الافتقار إلى النصوص الكيميائية جعلنا نفتقر إلى المعلومات حول كيفية نظر المصريين إلى العالم المادي وما إذا كان لديهم أي إطار نظري لوصف طبيعة المادة. و غالبًا ما يُنسب هذا النوع من التفكير إلى الإغريق، مثل ديموقريطوس الذي توصل إلى فكرة الذرة حوالي عام 400 قبل الميلاد. حيث أرجع بعض العلماء إلي أن هذا التركيز على التفكير الفلسفي قد يكون بسبب نقص الإغريق النسبي في الموارد الطبيعية والمواد التي منعتهم من تطوير المهارات العملية والتجريبية للمصريين. و من المحتمل أن الكثير من العلوم التي تعتبر الآن نتاجًا للثقافة اليونانية قد تم نقلها من مصر. مثل جميع أنواع الوصفات، وكيفية صنع اللؤلؤ الصناعي أو الأحجار الكريمة الاصطناعية، فهذه وصفات أقدم بكثير ترجع إلى التقاليد المصرية.

المصادر

1-Chemistry in the Time of the Pharaohs

2-Unwrapping ancient Egyptian chemistry