Aseteknologiaa: Välttämättömyydestä hyve – keksintöjen historiaa
Keksintöjä on tehty aina, ja Suomen alueella erityisen paljon. Keksimiseen tarvitaan kaksi asiaa: Taito muuttaa idea tulokseksi ja tarve uusiin ideoihin. Taitoa saa opiskelemalla ja tekemällä, tuo toinen on vähän hankalampi. Ideointiin tarvitaan tarve ( kuulostaa ja näyttää tekstissä karseelta!
). Toisin sanoen pitää olla jokin ongelma, joka ratkaista. Ongelma voi olla ”todellinen”, toisin sanoen elintärkeä tms., tai sitten vähemmän todellinen, laiskuus. Tässä käsiteltävän keksinnön, ”innovaation”, kohdalla kyse ei ole ilmeisimminkään ollut laiskuudesta, vaan todellisesta ongelmasta, laadusta.
Yksi suurista itämerensuomalaisista keksinnöistä näyttää olevan metallurgiaan liittyvä, damaskointina tunnettu tekniikka. Asian tutkimista haittaa, että nykyisessä, etenkin populaarissa, tekstissä, damaskointi tarkoittaa mitä tahansa kuvion metallipintaan tuottavaa tekniikkaa, idästä länteen, pohjoisesta etelään. Näin ei tosiasiassa ole, vaan kyseessä on useita erilaisia metallinkäsittelytekniikoita. Esimerkiksi ”japanilainen damaskointi”, joka näkyy japanilaisissa miekoissa, tehdään valmiiseen tuotteeseen, terään, hapottamistekniikalla, joka on aivan toista kuin se, mitä damaskoiti perinteisesti on tarkoittanut.
Toinen ongelma on termin ”kääntyminen”. Damaskoinnilla tarkoitettiin aiemmin kuviotaontaa, ja sen ajateltiiin olevan lähtöisin juuri Damaskoksesta, sen miekantekijöiltä. Aito damaskolainen terä ei kutiienkaan, paradoksaallisesti, ole damaskoitu, vaan valmistettu intialaisesta nk. wooz-raudasta, joka itsessään on epätasaista ja tuottaa kuvion, teki siitä mitä tahansa. Kuvassa persialaisia, wooz-damsakiteriä.
Se, mitä taas nimenomaan erheellisesti kutsuttiin aiemmin ja kutsutaan nyt damaskoiduksi, ”aidot damaskoidut”, on tarkoituksella ja tieten tehty sellaisiksi, kuin ovat. Nämä aidot damaskoidut terät levisivät, kauhua herättäen, ympäri Eurooppaa ja ”koko maailmaa” ryöstöretkien mukana 800-luvulta alkaen. Valmistusmenetelmä opittiin myös nykyisen Espanjan alueella, jossa sen tuloksena ovat kuuluisat toledolaiset säilät.
Mutta miten ”pohjolan damaskointi” (nyk. eng. ”pattern welding”) syntyi, milloin ja miksi?
Se, mitä tässä tarkoitan ”damaskoinnilla” on nimenomaan määrätyllä tavalla taotun kerrosterästuotteen valmistustapa. Metodin ymmärtämiseksi pitää kerrata vähän metallurgian perusteita.
Rauta itsessään on ollut ihmisten käytössä iät ja ajat. Vanhimmat rautaesineet on ajoitettu ajalle parituhatta vuotta e.Kr., ja esimerkiksi Gröönlannin eskimot ovat käyttäneet rautaa satoja, ellei tuhat, vuotta ennen kuin se tuli meille. Varhaisin rauta oli kuitenkin meteorirautaa, eikä varsinaisesta metallurgiasta voi puhua.
Rauta tuli Suomeen ja itämerensuomalaisten asuma-alueelle idästä. Tätä todistavat sekä arkeologiset löydöt että itse sana, ”rauta”, joka on itäistä perua, ja mm. volgalaiskielissä tyyppiä ”ravzho”. Varhaisimmat rautaesineet nykyisen Suomen alueella ovat löytyneet Savukoskelta, ja ne ovat tyypillisiä itäisiä taisteluaseita, sisäpuolelta teroitettuja lyhyitä miekkoja (myös sana ”miekka” on itäistä perua). Tunnettu paralleeli on gurkhien kuuluisa ”kukri”.
Varhaisimmat rautaesineet ovat ilmeisimmin olleet tuontitavaraa. Rautakaudella rautaa tuotettiin pääasiassa erilaisissa pätsi-tyyppisissä minimasuuneissa. Niissä ladottiin vuorotelleen puuhiiltä ja malmia, pohjolassa pääasiassa järvimalmia, limoniittia. Tämän toiminnan sivutuotteena syntyi aina värillistä lasia, ja lasihelmien tulo löytöaineistoon onkin varma merkki raudanvalmistuksesta (jossain). Toki nekin voivat olla tuontitavaraa, mutta yleensä eivät. Pronssikoruja kannatti kuljettaa, ilmeisesti lasihelmiä ei, hinnanmuodostuksen takia.
Limoniittiperäiseen rautaan liittyy kuitenkin ongelmia. Joten vähän sitä metallurgiaa: Metallit muodostavat puhtaina nk. metallisidoksia. Metallin kiderakenne on ikäänkuin valtava pallomeri, jossa metallin atomit pakkautuvat tiiviisti toisiaan vasten muodostaen enemmän tai vähemmän tasaisia näennäislevyjä. Näennäisiä siksi, että levyä voidaan tarkastella kaikissa suunnissa. Sidokset ovat yhtä vahvoja joka suuntaan, joten metalli ei hajoa levyinä kuten esimerkiksi liuskeet.
Tähän metallimassaan jää rikastamisen seurauksena hiiltä. Jos hiiltä on liikaa, metallista tulee kovaa, mutta herkästi murtuvaa. Jos liian vähän, siitä tulee pehmeää. Jälkimmäistä voidaan kuitenkin sopivien hiilimäärien puitteissa karkaista kovemmaksi. Hiilen liian suuri määrä on ollut alusta saakka raudanvalmistuksen ongelma. Ongelma saatiin ratkaistua Euroopassa taloudellisesti kestävässä muodossa vasta englantilaisen Henry Bessemerin keksimällä menetelmällä, jossa masuuniin lisättiin kalkkia, käytännössä kalkkikiveä tai dolomiittia. Tosin menetelmä oli keksitty Itä-Afrikassa jo noin 1 000 vuotta aikaisemmin, mutta onneksemme (?) afrikkalaisia kansoja ja meitä erotti tuolloin tehokkaasti Sahara. Kun etumatka sitten oli ”kurottu umpeen”, teknologian leviäminen sai ”uuden suunnan”. Mutta tuo vain sivujuonteena, josta ei enempää.
Hiili jää siis periaatteessa tasaisesti, jäähtyvän ja kiteytyvän, metallin sisään. Tällainen limoniitista rautakautisin menetelmin valmistettu perusteräs sisältää noin 6 % hiiltä, mikä on ongelma. Taottaessa tämä hiili liittyy rautaan kvasiyhdisteenä, josta käytetään nimitystä sementiitti (Fe3C). Sementiitti on äärimmäisen kovaa, mutta samalla haurasta. Se ei kestä iskuja. Esimerkiksi valuraudassa sementiitin osuus on suuri. Teriin se taas ei sovellu.
Toisaalta ongelmallista oli rautakautisen raudan valmistus limoniitista siksi, että laatu oli äärimmäisen epätasaista. Vaikka limoniittia oli runsaasti saatavilla, sitä on järvissä ja soissa noin 5 m syvyyteen asti, jopa 2 m. paksuina kerroksina, ja se on uusiutuvaa materiaalia, sen kokoonpano on riippuvaista säistä, järven mineraalikoostumukseta ja monesta muusta seikasta. Rautapitoisuus liikkuu 20 – 50% välillä, muu on, mitä sattuu olemaan. Lisäksi malmi-puuhiiliseoksen seossuhde oli lähinnä sepän ammattitaideon varassa.
Kuten voi kuvitella, tuo aiheutti päänsärkyä. Täkäläinen rauta oli yksinkertaisesti laadultaan niin surkeaa, ettei siitä saanut kunnollista asemateriaalia itkemälläkään. Ja aseitahan rauta-aikana tarvittiin. Niinpä sitten jossain päin Suomea, Ruotsia tai Viroa joku seppä jossain vaiheessa, noustessaan kylpyammeesta, hihkaisi: ”heurekekkamus!”. Hän keksi, että sotkemalla erilaisia materiaaleja taontavaiheessa keskenään rauta voisi tulla parempaa, kuin tutussa komposiittijousessa ikään, kun erilaisten materiaalien yhdistelmä tuottaa paremman tuloksen kuin mikään osista yksinään. Jälkikäteen ajatellen tekniikka on tietysti itsestäänselvyys, mutta, kuten niin usein itsestäänselvyydet, jokun pitää ensin kajauttaa se julki, koska sitä ei ole kukaan aiemmin huomannut. Itsestäänselvää, eikö?
Uusi tekniikka oli siis käytännössä pakon sanelema. Suomalaisten pääase oli rautakaudella aluksi keihäs, ja nimenomaan keihään lehtiin tarvittiin vääntökestävyyttä ja samalla läpäisykykyä. Toinen tärkeä oli tietysti puukko, mutta sillä oli muutakin käyttöä. Ase saatiin halutun laiseksi vetämällä rauta ensin paksuiksi langoiksi, ja sitten kiertämällä nippu yhteen, ikään kuin köydeksi. Kun tämä ”köysi” sitten taottiin ja sen terä karkaistiin, saatiin tuote, joka oli ylivoimainen vihollisten vastaaviin verrattuna. Tulos oli tehokkuuden lisäksi myös kaunis. Sitä kehitettiin edelleen, vaihtamalla välillä ”rautaköyden” kiertosuuntaa, jolloin lehdestä tuli varsinainen taideteos.
Viikinkiretkiien myötä tämä tekniikka levisi myös nykyiseen Saksaan, ja, kuten sanottu, jopa Espanjaan ja Välimerelle. Vanhimmat näin damaskoidut rautaesineet ovat kuitenkin Suomesta löydetyt keihäänkärjet, joista kuvia alla. Samanaikaisia tanskalaisia, tai ylipäätään itämerensuomalaisen alueen ulkopuolella tehtyjä, löytöjä ei ole. Voidaan siis hyvällä omallatunnolla lähteä siitä, että tämä jopa osittain maailmaa mullistanut, ja viikinkien ryöstöretkien menestykseen olellisesti vaikuttanut innovaatio on itämerensuomalainen.