英国大奥姆铜矿埋藏数千年的秘密

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Image caption 大奥姆海岬隧道在地下绵延五英里(图片来源:Amanda Ruggeri)

在大奥姆(Great Orme)海岬的最高点极目远眺,美丽宁静的风光尽收眼底,绵延起伏的绿色山丘和农田一直延伸到蔚蓝的爱尔兰海。

威尔士兰蒂德诺(Llandudno)高耸的海岬下有个埋藏了数千年的秘密。

海岬地下有超过 5 英里(8 公里)长的隧道。隧道有 9 种不同高度,深达 230 英尺(70 米),有的窄到仅容孩子通过。

这些隧道都属于一个铜矿:早在 3,800 年前被首次开采,在几个世纪中,它都是英国最大的铜矿。

英国利物浦大学考古学系艾伦·威廉姆斯(Alan Williams)的博士研究课题即为大奥姆海岬。他表示,“在 1980 年代和 1990 年代,从英国青铜时代完全不存在已知铜矿,到突然之间,发现了大量小铜矿,然后,大奥姆铜矿基本上成为其中最耀眼的明星,它比其他所有铜矿都要大,实际上,它是欧洲最大的铜矿之一。原来,它是铜矿中的巨石阵。”

在去年的 2015 年欧洲国际冶金考古会议上,威廉姆斯针对大奥姆铜矿发表研究报告(该报告即将作为论文出版),报告确认,大奥姆铜矿出产高质量的铜,用于制造青铜,有些还远销法国、荷兰,可能还有丹麦。

在被他称作“CSI (犯罪现场调查)演习”的调查中,他发现,大奥姆铜矿出产的铜与西北欧发现的青铜文物相吻合。为证明这点,他研究了两个可作为铜的“指纹”的变量:铜矿的微量元素及不同铅同位素的比率。

威廉姆斯表示,“可以说,青铜时代的大奥姆铜矿有一个黄金时代,当时在英国,大部分铜矿石都由它供应,不仅如此,我们还发现,在欧洲大陆,在法国布列塔尼,在荷兰,也许还有其他地方,情况也是如此。”

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Image caption 在大奥姆(Great Orme)海岬眺望威尔士兰蒂德诺(图片来源:Amanda Ruggeri)

但非同寻常的是,大奥姆铜矿虽然是史前英国最大的铜矿,却并非唯一。

不列颠群岛第一个主要铜矿出现在约 4,400 年前爱尔兰西南部的罗斯岛。我们能了解这一点的一个原因是,在许多英国史前矿井,都发现过骨制工具和木炭这样的文物,这就让研究人员能通过放射性碳测定年代法估计其年代。

铜是除过金外人类最早发现的金属,非常抢手。尽管铜闪闪发光,但硬度过低,因此无法成为制造工具或武器的理想材料。

在铜中加入一点儿更硬、更脆的锡,效果就会更好。这样就形成理想的合金:青铜。青铜最早从其他地方传入不列颠群岛,但到了约 4,100 年前,英国人就开始自己制造青铜。

制造青铜特别复杂,不仅技术复杂,而且在人员组织、沟通和制定计划方面都是如此,有时候战线还很长。这就有助于说明研究人员一般认为英国的青铜时代通常从 4,000 年前持续 2,800 年前的原因,因为在那时,社会复杂程度和社区间的联系已经达到一定的水平。

我们以开采铜矿和冶炼铜所需投入的人力资源为例。除了开采铜矿需要人,砍伐和采集木材生火冶炼铜也需要人,从海滩取来石头制作工具同样需要人,还有其他很多必不可少的工作都需要有人承担。

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Image caption 像其他小铜矿一样,大奥姆铜矿也从露天开采开始(图片来源:Amanda Ruggeri)

与此同时,英国唯一有锡矿的地方是康沃尔郡,从大奥姆要乘船向南 300 英里(480 公里)方可抵达那里。正如大奥姆海岬管理人尼克·乔伊特(Nick Jowett)指出的那样:“如果要一路前去康沃尔郡,带上两公吨铜去就毫无意义。他们必然要开会,也必然要沟通。”

剑桥大学考古部门的西蒙·汀布莱克(Simon Timberlake)表示,在威尔士曾发现有 4,100 年历史的十个铜矿。他说,“他们的工作反映了在不列颠群岛各地寻找铜矿的整个阶段。”

但是,他又表示,“平心而论,这些铜矿大多都很小,它们的规模根本无法和大奥姆相提并论。”

到了约 3,500 年前,最后一批这样的铜矿也逐渐消失了。有些铜矿可能从一开始储量就并不丰富。还有一些或者是资源耗尽,或者是开采到潜水面时,铜矿被水淹没。

我们来了解一下大奥姆铜矿。

像其他小铜矿一样,大奥姆铜矿一开始也采用一种露天开采系统。矿工只需要挖出表面呈现绿色和黑色纹理的铜矿石矿脉就行。

但很快,矿工们决定,除了沿着铜矿矿脉继续水平向前挖掘,还要沿着纵向不断向下挖掘,于是他们就挖出了我们现在看到的蜿蜒、狭窄的隧道。

制造铜最为集中的时期大约在 3,500 年前持续了两三个世纪,但放射性碳测定年代法测定表明,大奥姆铜矿又继续开采了一千年。

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Image caption 图中所示的孔雀石是最容易冶炼的一种铜矿石(图片来源:Phil Hill/Science Photo Library)

威廉姆斯表示,“英国有大量铜矿,很多地区都有,但大奥姆铜矿很特别。”其中有几个原因。

尽管许多不同类型的矿石都能冶炼出铜,但大奥姆铜矿一种被称为“孔雀石”(malachite)的碳酸铜形式的矿物,却是其中最容易冶炼出铜的一种矿石。

这种矿脉被含镁石灰石所环绕。这种矿石硬度不高,因此,与硅石等其他矿石相比,要更容易开掘。

由于大奥姆铜矿位于海岬上,因此,在掘进到潜水面前,矿工就有大量矿石可以发掘。这里还有可以利用的天然洞穴通道。

但这并不意味着采矿有多容易。

在大奥姆铜矿发现了 2,500 多把石工锤,最大的重达 66 磅(30 公斤),另外还发现了 35,000 多件骨制工具文物。因此,我们就得知,矿工们通常要用石制工具敲击岩石,直到能接着用骨制工具进行刮削处理。

但是,在大奥姆铜矿还发现了 40 多片青铜碎片,由于在岩石中留有标记,因此仅凭石制工具和骨制工具无法制成它们。在澳大利亚同时代的铜矿中也曾发现过青铜制品的证据。

这表明,矿工们还使用青铜采矿工具。只发现少量青铜碎片并不让人意外,因为史前矿工很有可能把骨制工具丢在地下,而青铜工具能回炉再利用,因此值得保留。

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Image caption 大奥姆铜矿曾被弃用,但到了 1700 年代,又被重新启用。(图片来源:Amanda Ruggeri)

由于挖掘工作艰苦繁重,隧道如此之小也就不足为奇了。隧道只需挖到够用就行了。

乔伊特笑着说,“隧道真的让人难以爬过,但我想,‘用一个石工锤对着一堵墙砸上八小时也很难啊。’”

至于那些小到最灵活的成年人也难以通过的隧道,也许是由儿童挖掘而成的。

乔伊特表示,当时的人可能全家都在矿上工作。“父母挖掘时,孩子们可能就在一旁帮助刮削以露出这些矿脉。当时与现在不同。孩子们没有学校可上。情况就是这样。”

随着掘进的深入,遭遇水淹的风险也就更大。到最后,由于水位随着季节而变化,在夏季,他们能达到的深度也许最浅。在 230 英尺(70 米)以下,他们会遇到潜水层。

最终,铜矿被完全废弃。几百年间,英国人用的青铜几乎全部要再度从欧洲大陆进口,因为欧洲大陆的矿脉更容易开采。

但是,正是在这几百年间,大奥姆铜矿帮助欧洲各地形成青铜网络。

无人能确定,大奥姆铜矿当年到底生产了多少铜。威廉姆斯表示,一系列因素导致精确估计铜产量几乎是不可能的,这些因素包括:不了解有多少矿石,又有多少被浪费,在开采和冶炼中又有多少损失。因此,估计的铜矿石产量很宽泛,约为 25 公吨到 1,760 公吨之间。

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Image caption 图中从左至右为西欧青铜时代的斧头,体现了斧头风格随时间的变迁(图片来源:Paul D Stewart/Science Photo Library)

威廉姆斯表示,“有些估计高的数字遭到批评,原因是多得离谱。”

很难想象,人口并不算多的不列颠群岛竟然能生产出如此数量的青铜制品。汀布莱克指出,已发现的爱尔兰青铜时代早期的斧头中,其全部金属含量也只有 0.75 公吨。

威廉姆斯又补充说,“但是,如果说有些青铜被长途交易,可能性就会更大。”

和英国一样,欧洲大陆也使用青铜制作从珠宝饰物到长矛等各色物件。但其中最常见的还是斧头。与易碎的石斧和硬度不高的铜斧不同,青铜斧头能让清理田地、造房子或伐木等繁重的工作变得更为容易和便捷,这也让它成为当时主要的多任务技术。

因为所具有的多种功能和价值,青铜也帮助塑造了英国和欧洲大陆的社会。在当时,掌握青铜越多,也就越有实力。正如考古学家通常所说的那样,青铜为当时社会等级制度的建立奠定了基础。

青铜交易也帮助不同社区之间建立联系,帮助传播新思想、新技术和新目标。具有讽刺意味的是,铜制品从欧洲大陆传入英国,颠覆了大奥姆铜矿的发展趋势,英国最终再度依赖与欧洲大陆的贸易。

又过了 1,500 年,罗马人来到英国,金属矿床开采才再次成为英国的一个巨大的产业。

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(责编:友义)

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