英國大奧姆銅礦埋藏數千年的秘密

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Image caption 大奧姆海岬隧道在地下綿延五英里(圖片來源:Amanda Ruggeri)

在大奧姆(Great Orme)海岬的最高點極目遠眺,美麗寧靜的風光盡收眼底,綿延起伏的綠色山丘和農田一直延伸到蔚藍的愛爾蘭海。

威爾士蘭蒂德諾(Llandudno)高聳的海岬下有個埋藏了數千年的秘密。

海岬地下有超過 5 英里(8 公里)長的隧道。隧道有 9 種不同高度,深達 230 英尺(70 米),有的窄到僅容孩子通過。

這些隧道都屬於一個銅礦:早在 3,800 年前被首次開採,在幾個世紀中,它都是英國最大的銅礦。

英國利物浦大學考古學系艾倫·威廉姆斯(Alan Williams)的博士研究課題即為大奧姆海岬。他表示,「在 1980 年代和 1990 年代,從英國青銅時代完全不存在已知銅礦,到突然之間,發現了大量小銅礦,然後,大奧姆銅礦基本上成為其中最耀眼的明星,它比其他所有銅礦都要大,實際上,它是歐洲最大的銅礦之一。原來,它是銅礦中的巨石陣。」

在去年的 2015 年歐洲國際冶金考古會議上,威廉姆斯針對大奧姆銅礦發表研究報告(該報告即將作為論文出版),報告確認,大奧姆銅礦出產高質量的銅,用於製造青銅,有些還遠銷法國、荷蘭,可能還有丹麥。

在被他稱作「CSI (犯罪現場調查)演習」的調查中,他發現,大奧姆銅礦出產的銅與西北歐發現的青銅文物相吻合。為證明這點,他研究了兩個可作為銅的「指紋」的變量:銅礦的微量元素及不同鉛同位素的比率。

威廉姆斯表示,「可以說,青銅時代的大奧姆銅礦有一個黃金時代,當時在英國,大部分銅礦石都由它供應,不僅如此,我們還發現,在歐洲大陸,在法國布列塔尼,在荷蘭,也許還有其他地方,情況也是如此。」

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Image caption 在大奧姆(Great Orme)海岬眺望威爾士蘭蒂德諾(圖片來源:Amanda Ruggeri)

但非同尋常的是,大奧姆銅礦雖然是史前英國最大的銅礦,卻並非唯一。

不列顛群島第一個主要銅礦出現在約 4,400 年前愛爾蘭西南部的羅斯島。我們能了解這一點的一個原因是,在許多英國史前礦井,都發現過骨制工具和木炭這樣的文物,這就讓研究人員能通過放射性碳測定年代法估計其年代。

銅是除過金外人類最早發現的金屬,非常搶手。儘管銅閃閃發光,但硬度過低,因此無法成為製造工具或武器的理想材料。

在銅中加入一點兒更硬、更脆的錫,效果就會更好。這樣就形成理想的合金:青銅。青銅最早從其他地方傳入不列顛群島,但到了約 4,100 年前,英國人就開始自己製造青銅。

製造青銅特別複雜,不僅技術複雜,而且在人員組織、溝通和制定計劃方面都是如此,有時候戰線還很長。這就有助於說明研究人員一般認為英國的青銅時代通常從 4,000 年前持續 2,800 年前的原因,因為在那時,社會複雜程度和社區間的聯繫已經達到一定的水平。

我們以開採銅礦和冶煉銅所需投入的人力資源為例。除了開採銅礦需要人,砍伐和採集木材生火冶煉銅也需要人,從海灘取來石頭製作工具同樣需要人,還有其他很多必不可少的工作都需要有人承擔。

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Image caption 像其他小銅礦一樣,大奧姆銅礦也從露天開採開始(圖片來源:Amanda Ruggeri)

與此同時,英國唯一有錫礦的地方是康沃爾郡,從大奧姆要乘船向南 300 英里(480 公里)方可抵達那裏。正如大奧姆海岬管理人尼克·喬伊特(Nick Jowett)指出的那樣:「如果要一路前去康沃爾郡,帶上兩公噸銅去就毫無意義。他們必然要開會,也必然要溝通。」

劍橋大學考古部門的西蒙·汀布萊克(Simon Timberlake)表示,在威爾士曾發現有 4,100 年歷史的十個銅礦。他說,「他們的工作反映了在不列顛群島各地尋找銅礦的整個階段。」

但是,他又表示,「平心而論,這些銅礦大多都很小,它們的規模根本無法和大奧姆相提並論。」

到了約 3,500 年前,最後一批這樣的銅礦也逐漸消失了。有些銅礦可能從一開始儲量就並不豐富。還有一些或者是資源耗盡,或者是開採到潛水面時,銅礦被水淹沒。

我們來了解一下大奧姆銅礦。

像其他小銅礦一樣,大奧姆銅礦一開始也採用一種露天開採系統。礦工只需要挖出表面呈現綠色和黑色紋理的銅礦石礦脈就行。

但很快,礦工們決定,除了沿著銅礦礦脈繼續水平向前挖掘,還要沿著縱向不斷向下挖掘,於是他們就挖出了我們現在看到的蜿蜒、狹窄的隧道。

製造銅最為集中的時期大約在 3,500 年前持續了兩三個世紀,但放射性碳測定年代法測定表明,大奧姆銅礦又繼續開採了一千年。

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Image caption 圖中所示的孔雀石是最容易冶煉的一種銅礦石(圖片來源:Phil Hill/Science Photo Library)

威廉姆斯表示,「英國有大量銅礦,很多地區都有,但大奧姆銅礦很特別。」其中有幾個原因。

儘管許多不同類型的礦石都能冶煉出銅,但大奧姆銅礦一種被稱為「孔雀石」(malachite)的碳酸銅形式的礦物,卻是其中最容易冶煉出銅的一種礦石。

這種礦脈被含鎂石灰石所環繞。這種礦石硬度不高,因此,與硅石等其他礦石相比,要更容易開掘。

由於大奧姆銅礦位於海岬上,因此,在掘進到潛水面前,礦工就有大量礦石可以發掘。這裏還有可以利用的天然洞穴通道。

但這並不意味著採礦有多容易。

在大奧姆銅礦發現了 2,500 多把石工錘,最大的重達 66 磅(30 公斤),另外還發現了 35,000 多件骨制工具文物。因此,我們就得知,礦工們通常要用石制工具敲擊岩石,直到能接著用骨制工具進行刮削處理。

但是,在大奧姆銅礦還發現了 40 多片青銅碎片,由於在岩石中留有標記,因此僅憑石制工具和骨制工具無法製成它們。在澳大利亞同時代的銅礦中也曾發現過青銅製品的證據。

這表明,礦工們還使用青銅採礦工具。只發現少量青銅碎片並不讓人意外,因為史前礦工很有可能把骨制工具丟在地下,而青銅工具能回爐再利用,因此值得保留。

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Image caption 大奧姆銅礦曾被棄用,但到了 1700 年代,又被重新啟用。(圖片來源:Amanda Ruggeri)

由於挖掘工作艱苦繁重,隧道如此之小也就不足為奇了。隧道只需挖到夠用就行了。

喬伊特笑著說,「隧道真的讓人難以爬過,但我想,『用一個石工錘對著一堵牆砸上八小時也很難啊。』」

至於那些小到最靈活的成年人也難以通過的隧道,也許是由兒童挖掘而成的。

喬伊特表示,當時的人可能全家都在礦上工作。「父母挖掘時,孩子們可能就在一旁幫助刮削以露出這些礦脈。當時與現在不同。孩子們沒有學校可上。情況就是這樣。」

隨著掘進的深入,遭遇水淹的風險也就更大。到最後,由於水位隨著季節而變化,在夏季,他們能達到的深度也許最淺。在 230 英尺(70 米)以下,他們會遇到潛水層。

最終,銅礦被完全廢棄。幾百年間,英國人用的青銅幾乎全部要再度從歐洲大陸進口,因為歐洲大陸的礦脈更容易開採。

但是,正是在這幾百年間,大奧姆銅礦幫助歐洲各地形成青銅網絡。

無人能確定,大奧姆銅礦當年到底生產了多少銅。威廉姆斯表示,一系列因素導致精確估計銅產量幾乎是不可能的,這些因素包括:不了解有多少礦石,又有多少被浪費,在開採和冶煉中又有多少損失。因此,估計的銅礦石產量很寬泛,約為 25 公噸到 1,760 公噸之間。

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Image caption 圖中從左至右為西歐青銅時代的斧頭,體現了斧頭風格隨時間的變遷(圖片來源:Paul D Stewart/Science Photo Library)

威廉姆斯表示,「有些估計高的數字遭到批評,原因是多得離譜。」

很難想像,人口並不算多的不列顛群島竟然能生產出如此數量的青銅製品。汀布萊克指出,已發現的愛爾蘭青銅時代早期的斧頭中,其全部金屬含量也只有 0.75 公噸。

威廉姆斯又補充說,「但是,如果說有些青銅被長途交易,可能性就會更大。」

和英國一樣,歐洲大陸也使用青銅製作從珠寶飾物到長矛等各色物件。但其中最常見的還是斧頭。與易碎的石斧和硬度不高的銅斧不同,青銅斧頭能讓清理田地、造房子或伐木等繁重的工作變得更為容易和便捷,這也讓它成為當時主要的多任務技術。

因為所具有的多種功能和價值,青銅也幫助塑造了英國和歐洲大陸的社會。在當時,掌握青銅越多,也就越有實力。正如考古學家通常所說的那樣,青銅為當時社會等級制度的建立奠定了基礎。

青銅交易也幫助不同社區之間建立聯繫,幫助傳播新思想、新技術和新目標。具有諷刺意味的是,銅製品從歐洲大陸傳入英國,顛覆了大奧姆銅礦的發展趨勢,英國最終再度依賴與歐洲大陸的貿易。

又過了 1,500 年,羅馬人來到英國,金屬礦牀開採才再次成為英國的一個巨大的產業。

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(責編:友義)

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