Kopertijd
De kopertijd wordt ook wel Chalcolithic genoemd, een naam uit het Grieks (χαλκός khalkós , "koper" en naar λίθος litho "steen"). De periode is ook bekend als Eneolithicum of Aeneolithicum (van het Latijnse aeneus "van koper"). Het is een archeologische periode die onderzoekers nu zien als onderdeel van het bredere Neolithicum. Voorheen zag men het als een overgangsperiode tussen het Neolithicum en de Bronstijd.
Koper als hoofdmateriaal
In de Chalcolithische periode overheerste koper in de metaalbewerkingstechnologie. Het is de periode voordat werd ontdekt dat men door het toevoegen van tin aan koper brons kon maken. Dit is een metaal-legering die harder en sterker is dan tin en koper zelf.
Hoe men tot het koper smelten is gekomen is niet helemaal duidelijk. Overigens ging het gebruik van steen gewoon door tot in de ijzertijd.
De opkomst van de metallurgie (het verwerken van metaal) kan het eerst hebben plaatsgevonden in de Vruchtbare Halve Maan. Het vroegste gebruik van lood is hier beschreven uit de laat- neolitische nederzetting van Yarim Tepe in Irak. Het gaat hier om een 8.000 jaar oude armband van lood. Mogelijk dat het smelten van lood al vóór het smelten van koper is begonnen. Het smeltpunt van lood is 327,5 °C en van koper 1080 °C. Voor het smelten van koper is dus veel meer warmte nodig.
Uit archeologisch onderzoek blijkt dat nadat het verwerken van koper bekend was, dat de productie van stenen werktuigen afnam (mogelijk ging er kennis verloren doordat men op koper was overgestapt).
Momenteel is de algemene mening dat de ontwikkeling van de metallurgie onafhankelijk op verschillende plaatsen, op verschillende tijdstippen, en met verschillende technieken heeft plaatsgevonden.
Koper is het achtste meest voorkomende metaal in de aardkorst, is over de hele wereld verkrijgbaar en is een van de weinige metalen die in zuivere staat kan worden gevonden. Het is eenvoudig om mee te werken, en een simpele (stenen) hamer kan voldoende zijn om een koperklompje in een kraal te veranderen. Het opvallende uiterlijk van inheems (natuurlijk) koper maakt het gemakkelijk te herkennen, en wordt zelfs fraaier als het wordt omgezet in sieraden. Mogelijke dat dit de motivatie voor de mensheid is geweest om met de metallurgie te beginnen.
Het begin van koperwinning
De archeologische vindplaats Belovode, op de Rudnik-berg in Servië , heeft het oudste betrouwbaar gedateerde bewijs ter wereld van kopersmelten bij hoge temperatuur. Dit was zo'n 7.000 jaar geleden. De overgang van de kopertijd naar de bronstijd in Europa vond plaats tussen de 6.800 - 4.800 jaar geleden. In het Oude Nabije Oosten besloeg de Kopertijd ongeveer dezelfde periode: 5.800 - 4.800 wat vervolgens over gaat in de Vroege Bronstijd (rond 5.300 - 3.200 jaar geleden). Ook hier zijn de grenzen niet scherp omdat de ontwikkelingen niet overal op hetzelfde moment plaatsvonden.
Behalve dat koper in de zuivere vorm gevonden kan worden, zit het gebonden in vele soorten mineralen. Hiervan is het groene melachiet de bekendste. Net als dat men bij het pottenbakken verschillende kleuren kreeg door gebruik te maken van verschillende soorten klei, is ook de ontdekkingstocht naar de mineralen mogelijk zo begonnen.
In feite is deze zoektocht naar natuurlijk koper en mineralen een van de mogelijke verklaringen over wat Ötzi de IJsman, de oude mummie gevonden (in september 1991) in de Alpen deed en die rond 5.300 jaar geleden leefde. Men vroeg zich af wat hij op 3.210 meter hoogte deed? Mogelijk was hij naar nieuwe ertsen en mineralen op zoek. Overigens bezat Ötzi een koperen bijl.
Boven een open vuur kan het natuurlijke koper verhit worden waardoor het kneedbaarder wordt (maar nog niet smelt) en makkelijker vervormd kan worden (soort smeden). Omdat natuurlijk koper steeds lastiger te vinden was, moest men op zoek naar andere bronnen. Verschillende mineralen kende men al wel als mooie gekleurde stenen en dergelijke. Men gebruikte vuren om rotsen te verhitten en door deze snel af te koelen met water, spleet de rots (in stukken). Met wiggen en hamers (soort pikhouwelen) konden er stukken afgehaald worden. Een vorm van mijnbouw dus.
Koperproductie
Er zijn smeltkroezen (aardewerk bekers) gevonden waarin het koper werd gesmolten. Er is in 2017 in Horvat Beter in Israël een werkplaats met oven gevonden van zo'n 6.500 jaar oud. De metaalmakers hadden mogelijk eigen (geheime) recepten en ze haalde hun bronmateriaal van verder weg. Omdat het smelten om een specialistische kennis vraagt, hadden deze metaalmakers wellicht een vooraanstaande positie binnen de gemeenschap.
Men moet op een gegeven moment ontdekt hebben dat houtskool een hogere verbrandingstemperatuur heeft dan gewoon hout (van 1000°C tot 1200°C). Door het mineraal melachiet fijn te stampen en het ontstane poeder aan een houtskoolvuur toe te voegen en af te dekken, kon men koper eruit smelten. Door zuurstof in het vuur te blazen via een pijp (eventueel met een blaasbalg) kon de temperatuur verhoogd worden.