Vì sao người Ai Cập cổ đại sử dụng mực in chứa chì?
Một nghiên cứu mới đã khám phá thứ khoa học đằng sau các truyền thống viết thời cổ đại của người Ai Cập.
Khi những người Ai Cập cổ đại đặt bút lên những trang giấy – hoặc chính xác hơn, là đặt bút lên các trang giấy cói papyrus – họ đã thực hiện nhiều giải pháp mà trong đó mực được tính đến để thông điệp về thế giới tinh thần, thế giới vật chất của họ được trường tồn. Theo nghĩa đó, mực cũng chính là lịch sử, khi được sử dụng để ghi chép vô số chữ viết và ngôn ngữ trên nhiều phương tiện khác nhau từ hơn 5.000 năm trước. Người Ai Cập cổ đại đã ghi lại những điều đó trên loại vật liệu mềm dẻo và bền bỉ là giấy cói. Mực đen được sử dụng để viết phần chính của văn bản, trong khi mực đỏ thường được dùng để làm nổi bật các tiêu đề, hướng dẫn, từ khóa, v.v. Từ lâu, cả mực đen và mực đỏ của người Ai Cập cổ đại đều được biết đến là được làm từ vật liệu hữu cơ và vô cơ, chủ yếu là bồ hóng và đất son, rồi trộn với chất kết dính, thường là keo Ả Rập, và đôi khi có thể là keo động vật, dầu thực vật và giấm. Hỗn hợp sau đó được sấy khô và ép thành viên, được người ghi chép mang theo người rồi khi cần thiết có thể pha với một ít nước để tạo ra mực lỏng cho bút sậy.
Trong thập kỷ qua, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để làm sáng tỏ sự phát minh và lịch sử của mực ở Ai Cập cổ đại và các nền văn hóa Địa Trung Hải, chẳng hạn như ở Hy Lạp và La Mã cổ đại. Kết quả cho thấy, các loại mực đen mới, chẳng hạn như mực than chì và đồng, đã được phát triển thông qua quá trình thử nghiệm liên tục và được sử dụng cùng với mực than/mực bồ hóng. Năm 2017, Thomas Christiansen, nhà Ai Cập học tại Đại học Copenhagen và nhóm nghiên cứu đã thực hiện một nghiên cứu tương tự và phát hiện ra sự xuất hiện của đồng trong mực đen của một tờ giấy cói cổ đại. Những tương đồng về việc sử dụng kim loại của giấy cói trên nhiều vùng địa lý cho thấy “người Ai cập cổ đại sử dụng cùng công nghệ làm mực khắp Ai Cập trong khoảng từ năm 200 trước Công nguyên đến năm 100 sau công nguyên”, Christiansen lưu ý. Những nghiên cứu này chủ yếu là nhằm hiểu được thành phần và quá trình làm mực của người Ai Cập, qua đó có những cách thức bảo tồn những di vật lịch sử quý báu này tốt hơn.
Kết quả phân tích cho thấy, trong mẫu mực có xuất hiện các thành phần natri, magie, nhôm, silic, phốt pho, lưu huỳnh, clo, kali, canxi, sắt và chì. Điều này bác bỏ giả định trước đây của giới khoa học là mực dành cho giấy cói chủ yếu là chứa carbon, ít nhất cho đến thế kỷ thứ 4 và thứ 5 sau Công nguyên.
Hầu hết các nghiên cứu ở châu Âu đều dựa trên những bản thảo được khai quật từ Thư viện đền Tebtunis, một kho tàng nằm trong trong khuôn viên đền thờ chính tại Tebtunis (ngày nay là Umm el-Breigât), thuộc phần cực Nam của vùng trũng Fayum, cách Cairo khoảng 100 km về phía Tây Nam. Phần lớn thư viện được tìm thấy trong hai hầm nhỏ, nơi các bản thảo được lưu giữ, khi ngôi đền bị bỏ hoang vào đầu thế kỷ thứ ba sau Công nguyên. Các bản thảo này có niên đại trải dài từ thế kỷ thứ nhất đến đầu thế kỷ thứ ba sau Công nguyên và được xếp vào nhóm các tập hợp giấy cói quan trọng nhất được khai quật của Ai Cập. Nhìn chung, các loại bản thảo giấy cói đều ở tình trạng khô và giòn do bảo quản kém, bao gồm hàng nghìn mảnh thuộc về 400 đến 500 bản thảo. Một nguồn khác là từ kho của Horus, một chiến binh Ai Cập đóng quân tại trại Pathyris, cách Luxor khoảng 30 km về phía Nam, vào thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên. Trong một cuộc nội chiến vào năm 88 trước Công nguyên, Pathyris đã bị phá hủy, nhưng thư từ riêng của Horus vẫn tồn tại do được bảo quản trong một chiếc lọ.
Tất cả các phần giấy cói này được Quỹ Carlsberg mua lại từ năm 1931 đến năm 1938 trên thị trường đồ cổ ở Cairo và giờ được lưu giữ trong Bộ sưu tập giấy cói Carlsberg tại Đại học Copenhagen. “Cho đến nay, tính chất hóa học của mực được sử dụng trong thế giới cổ đại vẫn còn rất ít được nghiên cứu. Do đó, để lại những khoảng trống trong kiến thức của chúng ta về một trong những phát minh cơ bản trong lịch sử văn minh. Đây là lý do tại sao chúng tôi đến Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu (ESRF)”, Thomas Christiansen nói.
Và vậy là nhóm nghiên cứu ở trường ĐH Copenhagen, Đan Mạch và Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu ở Grenoble, Pháp đã tập trung vào nghiên cứu thành phần của mực in Ai Cập cổ đại, nhờ sức mạnh của các thiết bị tiên tiến tại ESRF.
Chì là chất làm khô nhanh
Thành phần bí mật làm nên mực in của người Ai Cập cổ đại là một câu hỏi lớn với các nhà nghiên cứu, tuy nhiên không phải lúc nào cũng tìm được câu trả lời như mong muốn. Nhóm nghiên cứu liên ngành ở Copenhagen và ESRF đã tận dụng được lợi thế của mình, kết hợp nhiều kỹ thuật phân tích trên máy gia tốc synchrotron như huỳnh quang tia X vi mô, nhiễu xạ tia X vi mô và quang phổ hồng ngoại vi mô nhằm thăm dò thành phần hóa học từ thang đo milimét đến dưới micromet, qua đó trích xuất được thông tin không chỉ về thành phần nguyên tố mà còn về thành phần phân tử và cấu trúc của mực. Marine Cotte, nhà khoa học tại ESRF và đồng tác giả của bài báo giải thích trong một thông cáo báo chí “Bằng cách áp dụng công nghệ tiên tiến của thế kỷ 21 để khám phá những bí mật ẩn giấu của công nghệ mực cổ xưa, chúng tôi đang góp phần làm sáng tỏ nguồn gốc của các phương pháp viết”.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích 12 mảnh giấy papyrus có niên đại từ năm 100 đến 200 trước Công nguyên, khi Ai Cập đang dưới quyền kiểm soát của người La Mã. Nét đặc biệt của 12 mảnh giấy này là đều chứa những ký tự viết bằng mực đen và mực đỏ. Như vậy, họ sẽ phải trích xuất được thông tin mang xu hướng từ 24 mẫu mực khác nhau, “một thách thức, nếu xét đến tính không đồng nhất do cấu trúc giấy cói, thành phần mực và sự phân hủy của mực”, họ viết trong bài báo xuất bản trên PNAS.
Kết quả phân tích cho thấy, trong mẫu mực có xuất hiện các thành phần natri, magie, nhôm, silic, phốt pho, lưu huỳnh, clo, kali, canxi, sắt và chì. Điều này bác bỏ giả định trước đây của giới khoa học là mực dành cho giấy cói chủ yếu là chứa carbon, ít nhất cho đến thế kỷ thứ 4 và thứ 5 sau Công nguyên.
Phần lớn mực đỏ đều chứa sắt và chì còn mực đen, chì cũng thường được tìm thấy cùng với phốt pho và lưu huỳnh. “Trong bảy mẫu mực đỏ, chì, lưu huỳnh và phốt pho tập trung nhiều hơn ở các cạnh của các vạch mực, tạo thành một loại quầng sáng xung quanh các vạch giàu sắt. Dưới kính hiển vi khả kiến, quầng sáng này xuất hiện dưới dạng quầng sáng màu cam nhạt hơn bao quanh mực đỏ và không thể nhìn thấy được ở một số vùng”, các nhà nghiên cứu viết trong công bố. “Trong năm mẫu, bản đồ chi tiết đã tiết lộ chì, phospho và lưu huỳnh bao phủ các thành cấu tạo giấy cói. Một quầng sáng tương tự đã được quan sát thấy trên ảnh SEM của mực đen trên mảnh giấy cói Hy Lạp (khoảng năm 100 đến 200 CN) từ Tebtunis. Trước đây, chì, phốt pho, clo và có thể lưu huỳnh cũng được tìm thấy trong mực đen ở các mảnh giấy cói từ Herculaneum đã bị cháy”.
Vậy có thể giải thích sự hiện diện của chì trong mực in như thế nào ? Các nhà nghiên cứu phân tích, những trường hợp xuất hiện chì và phốt pho (đôi khi là lưu huỳnh) trong các loại mực từ thời La Mã cho thấy rằng chúng là kết quả của một công thức chính xác và đều đặn, chứ không phải là sự hiện diện ngẫu nhiên.
Hơn nữa, sự liên kết của chì và phốt pho trong nhiều loại mực đen từ vùng Địa Trung Hải cổ đại chứng minh rằng chúng được thêm vào thành phần mực để kết dính tốt hơn các sắc tố, dù là đen hay đỏ, chứ không phải để tăng cường màu sắc, ví dụ như chì trắng chẳng hạn.
Người Ai Cập cổ đại đã sử dụng một hỗn hợp phức tạp gồm chì phosphat (có lẽ là phosphohedyphane), kali chì sun sulfat (palmierite), chì carboxylate (cụ thể hơn là chì palmitate kết tinh) và chì clorua (có lẽ là challacolloite) để pha vào mực. Vai trò của các hợp chất này là gì ? Các nhà nghiên cứu lý giải, “nhiều khả năng chì phosphat được pha trộn vào mực một cách cố ý bởi về cơ bản, chúng không làm ảnh hưởng đến chất lượng của giấy cói mà thực sự đóng vai trò ‘củng cố’, làm cứng lớp mực hơn”.
Do không phải sử dụng để tạo màu cho mực nên các nhà khoa học cho rằng, các hợp chất chì này đã được sử dụng vì đặc tính làm khô của chúng. “Điều đáng chú ý là chúng tôi phát hiện ra rằng chì được thêm vào hỗn hợp mực, không phải để nhuộm, mà để làm khô mực, nhờ đó mực sẽ bám trên giấy cói”, Cotte nói. “Chúng tôi nghĩ rằng chì hẳn đã được nghiền mịn và có thể ở trạng thái hòa tan, và khi được áp dụng, các hạt lớn vẫn giữ nguyên vị trí, trong khi các hạt nhỏ hơn ‘khuếch tán’ xung quanh chúng”.
Các nhà nghiên cứu đi đến kết luận này vì họ không tìm thấy bất kỳ loại chì nào khác, chẳng hạn như chì trắng hoặc chì minium, vốn phải có nếu chì được sử dụng làm chất màu. Sau này, người châu Âu đã tận dụng ưu thế làm khô của chì. Rất có thể hơn một thiên niên kỷ sau, các họa sĩ thời kỳ Phục Hưng đã học hỏi được công thức này từ nền văn hóa Địa Trung Hải thời cổ đại. “Vào thế kỷ 15, khi các nghệ sĩ tái khám phá tranh sơn dầu ở châu Âu, thách thức đặt ra là làm khô sơn trong một khoảng thời gian hợp lý”, Marine Cotte nói. “Các họa sĩ nhận ra rằng một số hợp chất chì có thể được sử dụng như chất làm khô hiệu quả”, bà giải thích. Chúng ta có thể nhớ rằng họa sĩ Ý Cennino d›Andrea Cennini (khoảng năm 1360 đến 1427) đã khuyên về việc chuẩn bị giấy da và khuyến nghị sử dụng xương nung, chì trắng và dầu làm lớp phủ cho các lớp vẽ chóng khô.
Xung quanh câu chuyện làm mực còn vô số thông tin thú vị và sâu sắc khác. “Việc chì không được thêm vào như một chất màu mà như một chất làm khô cho thấy mực có công thức khá phức tạp và không phải ai cũng có thể làm được. Chúng tôi đưa ra giả thuyết là đã xuất hiện những xưởng chuyên sản xuất mực để phục vụ nhu cầu của ghi chép, viết lách”, Thomas Christiansen, đồng tác giả của bài báo, cho biết thêm.
Dựa trên những hiểu biết của mình về đời sống tâm linh Ai Cập cổ đại, ông cho rằng mực in trên các mảnh giấy cói dường như là không phải do các viên tư tế tại đền thờ làm ra. Nguyên nhân là bởi cần một lượng hiểu biết khá phong phú và phức tạp để tạo ra mực in nên sẽ phải có sự chuyên môn hóa. “Xét đến thành phần phức tạp của phần lớn mực đỏ được phân tích ở đây – và lượng nguyên liệu thô cần thiết để cung cấp cho một thư viện đền thờ – thì dường như không có khả năng các thầy tế lễ, những người đã viết bản thảo, có thể tự tay chế tạo mực. Thay vào đó, họ hẳn đã mua hoặc giám sát việc sản xuất chúng tại các xưởng chuyên dụng, giống như các họa sĩ bậc thầy thời Phục Hưng”.
Mặt khác, người Ai Cập cổ đại có vẻ ưa thích chì carboxylate và sử dụng loại hóa chất độc hại này trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Năm 2005, Marine Cotte đã phát hiện ra mỹ phẩm Ai Cập cổ đại từ thời kỳ đầu Vương quốc Mới (khoảng năm 1550 đến 1300 trước Công nguyên) có chứa chì carboxylate. “Hơn nữa, có thể sự tương đồng đáng kinh ngạc giữa thành phần của mực đỏ được nghiên cứu ở đây và các loại dầu bôi thuốc được ghi lại trong giấy cói y học Ai Cập cổ đại”, họ viết trong bài báo trên PNAS.
Tuy nhiên, vẫn còn có nhiều điều mà các nhà nghiên cứu chưa khám phá hết. Ví dụ, nguồn gốc của các loại chì sunfat và chì phosphat là gì ? ban đầu chúng đã có trong mực hay chúng hình thành trong quá trình mực bị biến đổi ? Đây vẫn là một câu hỏi mở chưa có lời giải. Các nhà nghiên cứu cho rằng, nếu chúng là một thành phần của mực thì việc hiểu được vai trò của chúng trong quá trình viết cũng là một điều chưa lý giải nổi.
Việc hiểu rõ hơn về bản chất của các loại mực được sử dụng ở Ai Cập cổ đại sẽ có thể giúp “các chuyên gia bảo tồn có thể phát triển các phương pháp bảo tồn mới và hiệu quả hơn, đảm bảo tuổi thọ của những tờ giấy cói độc đáo và mỏng manh này, đồng thời các bảo tàng, những nhà sưu tầm có thể đưa ra những quyết định đúng trong lưu giữ chúng”, Thomas Christiansen kết luận.
Mỗi nghiên cứu là một bước tiến mới trong khám phá văn minh cổ đại. Như Cotte nói trong thông cáo báo chí của cơ sở máy gia tốc ESRF “Bằng việc áp dụng công nghệ tiên tiến bậc nhất của thế kỷ 21, chúng tôi đã phát hiện ra những bí mật còn ẩn giấu trong công nghệ làm mực cổ đại, qua đó góp phần vào việc vén lên bức màn che phủ về nguồn gốc của các phương thức thực hành liên quan đến chữ viết thời cổ đại”.□
Tô Vân tổng hợp
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2004534117
Bài đăng Tia Sáng số 18/2025
