Khoảng 200 pháo đài đá cổ xưa ở châu Âu có hiện tượng thủy tinh hóa do nung nóng, khiến các nhà khảo cổ bối rối suốt 250 năm qua.
Trong suốt thời kỳ Đồ Đồng và Đồ Sắt, người châu Âu xây dựng nhiều pháo đài và thành lũy bằng đá trên đồi. Khoảng 200 công trình như vậy có dấu hiệu chịu tác động từ nhiệt độ cao. Những bức tường bị đốt cháy ở nhiệt độ cao đến mức các tảng đá nóng chảy một phần và hợp nhất với nhau, gọi là hiện tượng thủy tinh hóa. Suốt 250 năm qua, pháo đài thủy tinh hóa vẫn là một bí ẩn với giới khảo cổ.
Minh họa pháo đài thủy tinh hóa Dun Deardail ở Glen Nevis, Scotland. (Ảnh: Scotsman).
Ban đầu, quá trình thủy tinh hóa được cho hậu quả từ những trận chiến trong quá khứ. Nhưng kỳ lạ là thủy tinh hóa là điều duy nhất giữ cho các bức tường đá gắn kết. Những pháo đài này không chứa bất kỳ vật liệu kết dính nào như vữa hay vôi. Một số bằng chứng cho thấy, các tảng đá được xếp chồng lên nhau trong trạng thái khô, sau đó bị đốt cháy có chủ ý, khiến chúng hợp nhất thành khối vững chắc.
Hiện tại, giới khoa học đưa ra hai giả thuyết. Giả thuyết đầu tiên cho rằng việc nung chảy tường đá là hệ quả ngoài ý muốn của một hoạt động khác, ví dụ như rèn kim loại, đốt lò hay đốt lửa báo hiệu. Giả thuyết thứ hai cho rằng đây là kết quả của một nỗ lực xây dựng đáng kinh ngạc.
Trong một thí nghiệm tiên phong do kỹ sư Wallace Thorneycroft và nhà khảo cổ Vere Gordon Childe thực hiện vào những năm 1930, một bức tường kích thước 1,8 m x 1,8 m được xây bằng đá xen kẽ với những thanh gỗ ngang, sau đó bị đốt cháy. Ngọn lửa cháy trong 3 tiếng, sau đó bức tường sụp đổ. Thorneycroft và Childe nhận thấy đống đổ nát đã được thủy tinh hóa với những mảnh gỗ lẫn bên trong. Họ ước tính ngọn lửa nóng khoảng 1.200 độ C.
Theo một nghiên cứu khác do chuyên gia E. Youngblood tại Viện Smithsonian cùng đồng nghiệp thực hiện, xuất bản trên tạp chí Archaeological Science năm 1978, việc đốt cháy một bức tường lẫn gỗ không đủ để giải thích cho quá trình thủy tinh hóa mạnh mẽ của các pháo đài cổ. Nhóm nghiên cứu cho rằng ngọn lửa gây ra sự thủy tinh hóa này có thể đã cháy suốt nhiều ngày với mức nhiệt duy trì trên 1.000 độ C.
Điều này chỉ có thể xảy ra khi ngọn lửa được kiểm soát, ví dụ, bằng cách lấp đầy khoảng trống giữa các tảng đá trong khung gỗ với đất, đất sét và vật liệu dễ cháy như than bùn. Khó có khả năng các bức tường bị đốt cháy một cách tình cờ hoặc do kẻ thù, đồng nghĩa hành động đốt cháy là có chủ ý. Nhưng tại sao người xưa lại làm như vậy?
Pháo đài thủy tinh hóa tại Sainte-Suzanne, Pháp. (Ảnh: jp.morteveille/Wikimedia).
Một cách giải thích khả dĩ là để tăng độ bền cho công trình đá. Cách lý giải này từng bị nhiều nhà nghiên cứu bác bỏ vì việc nung nóng thường làm yếu cấu trúc đá khi tạo ra những vết nứt nhỏ do đá giãn nở khác nhau. Tuy nhiên, một nghiên cứu đăng trên tạp chí Archaeological Science năm 2016 cho rằng điều này không đúng với sa thạch - một vật liệu xây pháo đài phổ biến. Loại đá này tăng độ bền dưới tác dụng nhiệt vì các hạt nhỏ bên trong đá kết hợp với nhau thành một khối thủy tinh đặc. Nếu đúng, những pháo đài thủy tinh hóa cổ xưa thực sự là những công trình xây dựng tài hoa.
Ban đầu, giới khoa học cho rằng pháo đài thủy tinh hóa chỉ tồn tại ở Scotland. Nhưng sau đó, chúng cũng được tìm thấy ở một số khu vực khác thuộc Tây Âu và Bắc Âu. Có hơn 200 công trình như vậy trên khắp châu Âu, trong đó 70 ở Scotland.