Widok ruin kompleksu młyna Barbegal w 2018 roku. Źródło: Robert Fabre
Naukowcy z Uniwersytetu Jana Gutenberga rozszyfrowali historię rzymskiego kompleksu młynów w Barbegal we Francji, korzystając ze znajdujących się w tym miejscu złóż węglanu wapnia. Odkrycia te ujawniają żywotność młynów i konieczne z biegiem czasu dostosowania w gospodarce wodnej, oferując rzadki wgląd w starożytną inżynierię przemysłową.
Archeolodzy stają przed poważnym wyzwaniem podczas badania budynków, z których pozostały jedynie ruiny. Stanowiło to szczególne wyzwanie dla pozostałości rzymskich młynów wodnych w Barbegal w południowej Francji, datowanych na II wiek n.e. Ten unikalny kompleks przemysłowy składał się z 16 kół wodnych ustawionych w równoległych rzędach, ośmiu po wschodniej i ośmiu po zachodniej stronie, które pracowały w układzie przypominającym wodospad.
Wcześniej z tego miejsca można było uzyskać bardzo niewiele informacji poza tym, że koła były zasilane przez akwedukt doprowadzający wodę z okolicznych wzgórz. Odkrycie monety wyemitowanej za panowania cesarza Trajana w niecce nad kompleksem młyńskim oraz cechy konstrukcyjne tego miejsca sugerują, że młyn był używany przez około 100 lat. Jednak rodzaj kół młyńskich, ich funkcja i sposób ich wykorzystania pozostawały do dziś tajemnicą.
Fragment węglanu z młynów Barbegal, uformowany na drewnie maszyn młyńskich, z odciskami drewna i śladami obróbki drewna. Źródło: Philippe Leveau
Badania historyczne poprzez geoarcheologię
Nowe badania prowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Jana Gutenberga odsłoniły historię kompleksu młynów wykorzystujących złoża węglanu wapnia przechowywane obecnie w Muzeum Archeologicznym w Arles. W swoim badaniu, opublikowanym niedawno w Geoarcheologiabadacze odkryli, że osady te utworzyły się pod koniec około 100-letniego okresu eksploatacji młynów wodnych Barbegal na bokach i podstawie drewnianego systemu doprowadzającego wodę do kół.
„Pokazujemy, że na podstawie takich złóż węglanowych można w dużym stopniu zrekonstruować historię młyna wodnego” – stwierdził profesor Cees W. Passchier z Uniwersytetu Jana Gutenberga w Moguncji (JGU), kierownik zespołu JGU. Najpierw badacze musieli dopasować do siebie niektóre ze 140 przechowywanych elementów niczym puzzle, a następnie przeanalizować warstwy, stosując różne techniki, w tym spektrometrię mas.
Szkic zespołu młyna Barbegal z trzema zbiornikami wodnymi z kołami młyńskimi i korytami wodnymi. Baseny dolne miały prawdopodobnie koryta kolankowe. Źródło: Cees Passchier
Spostrzeżenia ze złóż węglanów
„Udało nam się na przykład wykazać, że drewniane koła wodne i kanały wodne wymagają wymiany po trzech do ośmiu latach. Przynajmniej w jednym przypadku stare koło wodne zostało zastąpione większym” – powiedział Passchier. Naukowcy wyciągnęli ten wniosek z niezwykłego kształtu osadów węglanowych, które utworzyły się w kanale wodnym. O ile dolne i wcześniejsze warstwy wskazują, że poziom wody musiał być pierwotnie stosunkowo niski, o tyle górne i późniejsze warstwy węglanowe wskazują na wyższy poziom wody.
Badacze odrzucili możliwość, że początkowo przez kanał wodny przepływała mniejsza ilość wody, a następnie została ona zwiększona. Ustalili, że – przy łagodnie nachylonym korycie wodnym i niskim stanie wody – ilość dostarczanej wody nie byłaby wystarczająca do napędzania koła młyńskiego. Dlatego też nachylenie kanału wodnego musiało zostać zmienione, z początkowo bardziej stromego kąta przy niskim poziomie wody na płytsze zbocze, transportujące wodę na odpowiednio wyższym poziomie.
Pusty fragment węglanu z młynów Barbegal, prawdopodobnie ze szprychy drewnianego koła młyńskiego. Źródło: Philippe Leveau
„Cała konstrukcja tego młyna wodnego musiała zostać zmodyfikowana” – stwierdził Passchier. „Jeśli podniesiesz sam kanał wodny, woda będzie miała tendencję do rozpryskiwania się, tracąc moc niezbędną do skutecznego napędzania koła. Zatem do podniesienia kanału wodnego potrzebne będzie także większe koło wodne”. Faktycznie fragment osadu węglanowego utworzonego na kole wodnym potwierdza tę konkluzję, gdyż nie zawiera wszystkich warstw węglanowych, a jedynie te z ostatnich lat eksploatacji.
Dynamika operacyjna i wzorce sezonowe
Korzystając z analizy izotopowej warstw węglanowych, badacze byli nawet w stanie ustalić, przed którymi okresami eksploatacji części młyna wymagały odnowienia. Węglan zawiera tlen, a względne proporcje izotopów tlenu różnią się w zależności od temperatury wody. Na podstawie składu izotopowego w warstwach węglanowych badacze byli w stanie wywnioskować temperaturę wody, a tym samym zidentyfikować pory roku, w których warstwy się osadzały. Doszli do wniosku, że węglan z próbek znajdujących się w Muzeum Archeologicznym w Arles osadzał się w kanałach wodnych przez okres od siedmiu do ośmiu lat.
„Najwyższa, a tym samym najmłodsza warstwa węglanowa zawiera muszle mięczaków i fragmenty drewna, co świadczy o tym, że młyn musiał być już wtedy opuszczony i ulegał rozkładowi. Woda nadal płynęła przez jakiś czas, w wyniku czego nadal tworzyły się osady węglanowe, ale utrzymanie kanałów wodnych ustało” – powiedział Passchier.
Samodzielna praca młynów wodnych
Badaczom udało się odpowiedzieć na jeszcze jedno pytanie. Nie było wcześniej wiadome, czy młyny były obsługiwane wspólnie przez jednego operatora, czy też 16 kół wodnych było używanych niezależnie od siebie. Sądząc po wyraźnie różniących się od siebie warstwach trzech badanych kanałów wodnych, młyny pracowały oddzielnie – przynajmniej do końca swojej żywotności. Co więcej, zachodnia strona założenia została opuszczona wcześniej niż wschodnia. Wreszcie, po opuszczeniu młynów, długie kawałki węglanów z kanałów wodnych wykorzystano później jako przegrody w zbiorniku wodnym do innych celów przemysłowych.
Odniesienie: „Działanie i upadek kompleksu młynów Barbegal, największego kompleksu przemysłowego starożytności” Cees W. Passchier, Gül Sürmelihindi, Pierre-Louis Viollet, Philippe Leveau i Christoph Spötl, 28 czerwca 2024 r., Geoarcheologia.
DOI: 10.1002/gea.22016
