Undersöker en hög med industriavfall blandat med träkol på Slaves’ Hill, Timna Valley. Kredit:Erez Ben-Yosef och Central Timna Valley Project.
Forskare från Tel Aviv University samlade in prover av träkol som användes som bränsle för metallurgiska ugnar i Timnadalen, som ligger i Israels södra ökenregion, under 1000- till 900-talen f.Kr. och undersökte dem under ett mikroskop. De fann att de använda träkolsbränslena förändrades över tiden. De tidigare proverna innehöll huvudsakligen lokala vita kvast- och akaciatörnträd, utmärkt bränsle tillgängligt i närheten, men kvaliteten på veden hade försämrats med tiden, med senare prover som bestod av lågkvalitativt träbränsle och timmer som importerats på långt håll.
"Våra fynd tyder på att den antika kopparindustrin i Timna inte sköttes på ett hållbart sätt, med överexploatering av lokal växtlighet som så småningom ledde till att både växterna och industrin försvann. Kopparproduktionen förnyades inte i denna region förrän omkring tusen år senare, och den lokala miljön har inte återhämtat sig helt till denna dag", säger forskarna.
Studien genomfördes av Ph.D. student Mark Cavanagh, Prof. Erez Ben-Yosef, och Dr. Dafna Langgut, chef för Laboratory of Archaeobotany and Ancient Environments, alla från TAU:s Jacob M. Alkow-avdelning för arkeologi och antika främre österländska kulturer, och Dr. Langgut är också ansluten med Steinhardt naturhistoriska museum. Studien publicerades i Scientific Reports .
Prof. Erez Ben-Yosef, chef för de arkeologiska utgrävningarna i Timnadalen, säger:"Många fynd i Timnadalen tyder på att en enorm kopparindustri blomstrade här under en period av cirka 250 år, mellan 1000- och 900-talen f.Kr. med tusentals gruvanläggningar och ett tiotal bearbetningsplatser som använde ugnar för att frigöra koppar från malmen.
"Denna imponerande operation är känd för allmänheten som 'Kung Salomons gruvor', och idag vet vi att kopparproduktionen faktiskt nådde en topp här vid ungefär tiden för kungarna David och Salomo. Bibeln nämner aldrig gruvorna som sådana, men den berättar för oss. att David erövrade området Timna, som då var känt som Edom, och placerade garnisoner i hela landet, så att edomiterna blev hans undersåtar, och att hans son Salomo använde enorma mängder koppar för att bygga templet i Jerusalem.
"Vi kan bara anta att David intresserade sig för denna avlägsna ökenregion på grund av dess koppar - en viktig och värdefull metall på den tiden som användes för att göra brons bland annat. Timnas kopparindustri drevs av de lokala edomiterna, som specialiserade sig i detta yrke, och koppar från Timna exporterades till avlägsna länder, inklusive Egypten, Libanon och till och med Grekland.Denna studie visar dock att industrin inte var hållbar, ett faktum som kan passa väl in med ockupation av en främmande makt, kanske styrde från Jerusalem."
Forskarna förklarar att Timnas kopparindustri var mycket avancerad för sin tid, och att metallsmederna som bearbetade kopparn var skickliga och väl respekterade individer. Kopparen utvanns ur malmen genom smältning i lerugnar vid en temperatur av 1 200 grader Celsius. Hela processen tog cirka åtta timmar, varefter ugnen krossades och kopparn hämtades från sin bas. Träkolet som krävdes för att uppnå den höga temperaturen tillverkades i förväg på speciella platser, genom långsam förbränning av träd och buskar som fälldes för detta ändamål.
Utgrävning av Slaves Hill. Kredit:Hai Ashkenazi, med tillstånd från Central Timna Valley Project
Mark Cavanagh säger:"Kopparindustrin i Timna upptäcktes första gången för cirka 200 år sedan, och ända sedan dess har varje forskare som besökt området ställt samma fråga:Vilket bränsle användes för att värma upp smältugnarna? Eftersom vegetationen är väldigt sparsam i det här ökenområdet, var kom veden ifrån? För att äntligen lösa detta mysterium samlade vi in prover av träkol från smältplatserna och undersökte dem i labbet."
Träkolsproverna, välbevarade tack vare det torra ökenklimatet, togs från högar av industriavfall på två stora produktionsanläggningar i Timnadalen och fördes till arkeobotaniklaboratoriet vid TAU. Dr. Dafna Langgut säger:"På labbet undersöker vi växtrester som upptäckts vid arkeologiska utgrävningar. I den aktuella studien undersökte vi mer än 1 000 kolprover under ett elektroniskt mikroskop. Den anatomiska strukturen hos det ursprungliga träet bevaras i kolet, och under i mikroskopet kan arten identifieras. Proverna daterades efter lagret av avfallshögen där de hade hittats, och några skickades även ut för kol-14-datering."
Mark Cavanagh säger, "Vi hittade betydande förändringar i sammansättningen av träkol allt eftersom. Träkol från bottenskiktet av högarna, daterat till 1000-talet f.Kr., innehöll mestadels två växter kända för att vara utmärkta brinnande material:40% akacia taggträd och 40 % lokala vita kvast, inklusive kvaströtter. "Bomträdets brinnande kol" nämns till och med i Bibeln som utmärkt ved (Psalm 120, 4). Ungefär 100 år senare, runt mitten av den 10:e århundradet f.v.t. såg vi en förändring i träkolets sammansättning.Industrien hade börjat använda bränsle av lägre kvalitet, såsom olika ökenbuskar och palmer.I detta senare skede importerades andra träd från långt borta, som t.ex. enar från Edomite-platån i dagens Jordanien, som täcker avstånd på upp till 100 km från Timna, och terebinth, transporteras också från dussintals kilometer bort."
Forskarna hävdar att den gradvisa förändringen av innehållet i träkolet berodde på överexploatering som hade förstört naturresurserna – i det här fallet högkvalitativ ved, akacian och den vita kvasten. Prof. Ben-Yosef säger, "Baserat på mängden industriavfall som hittats på bearbetningsplatserna kan vi beräkna mängden vedartade växter som krävs för att producera koppar. Till exempel produktionsplatsen som kallas "Slavskullen", som bara var en av flera anläggningar som fungerade samtidigt, brände så många som 400 akacior och 1 800 kvastar varje år. När dessa resurser minskade, sökte industrin efter andra lösningar, vilket framgår av kolets förändrade sammansättning. Det gick dock inte att transportera vedartade växter på avstånd visa sig kostnadseffektivt på lång sikt, och så småningom, under 800-talet f.Kr., stängdes alla produktionsanläggningar. Kopparindustrin i Timnadalen förnyades endast 1 000 senare, av nabatéerna."
Dr. Langgut avslutar:"Vår studie indikerar att för 3 000 år sedan orsakade människor allvarliga miljöskador i Timnadalen, som påverkar området till denna dag. Skadorna orsakades genom överexploatering, särskilt av akacian och den vita kvasten, som som nyckel arter i södra Aravas ekosystem, hade försörjt många andra arter, lagrat vatten och stabiliserat jorden. Deras försvinnande genererade en dominoeffekt av miljöskador som irreparabelt skadade hela området. Tre tusen år senare har den lokala miljön fortfarande " t återhämtat sig från krisen. Vissa arter, som den vita kvasten, som en gång var vanliga i Timnadalen, är nu mycket sällsynta, och andra har försvunnit för alltid." + Utforska vidare
