מבט על חורבות מתחם טחנת ברבגל בשנת 2018. קרדיט: רוברט פאברה
חוקרים מאוניברסיטת יוהנס גוטנברג פיענחו את ההיסטוריה של מתחם הטחנות הרומי של ברבגל בצרפת באמצעות מרבצי סידן פחמתי מהאתר. ממצאים אלה חושפים את חיי הפעילות של הטחנות ואת ההתאמות בניהול המים הנדרשות לאורך זמן, ומציעים תובנה נדירה לגבי הנדסת תעשייה עתיקה.
ארכיאולוגים עומדים בפני אתגר גדול כאשר הם חוקרים מבנים שנותרו מהם רק חורבות. זה היה אתגר מיוחד עבור שרידי טחנות המים הרומיות בברבגל שבדרום צרפת, מהמאה ה-2 לספירה. מתחם תעשייתי ייחודי זה כלל 16 גלגלי מים שהוצבו בשורות מקבילות, שמונה במזרח ושמונה בצד המערבי, שהופעלו בסידור דמוי מפל.
בעבר, ניתן היה להפיק מעט מאוד מידע מהאתר, פרט לכך שהגלגלים סופקו על ידי אמת מים שהביאה מים מהגבעות שמסביב. גילוי מטבע שהופק בתקופת שלטונו של הקיסר טראיאנוס באגן מעל מתחם הטחנה, יחד עם המאפיינים המבניים של האתר, מעידים על כך שהטחנה הייתה בשימוש כ-100 שנה. עם זאת, סוג גלגלי הטחנה, תפקידם ואופן השימוש בהם נותרו בגדר תעלומה עד כה.
שבר קרבונט מטחנות ברבגל, נוצר על עץ של מכונות הטחנה, עם טביעות עץ ועקבות של עיבוד עץ. קרדיט: פיליפ לבו
חקירה היסטורית באמצעות גיאוארכאולוגיה
מחקר חדש בראשות חוקרי אוניברסיטת יוהנס גוטנברג חשף את ההיסטוריה של מתחם הטחנה באמצעות מרבצי סידן פחמתי המאוחסנים כעת במוזיאון הארכיאולוגי של ארל. במחקר שלהם, שפורסם לאחרונה ב גיאוארכאולוגיההחוקרים גילו שמרבצים אלו נוצרו לקראת סוף החיים התפעוליים של כ-100 שנה של טחנות המים ברבגל בצדדים ובבסיס מערכת אספקת העץ שהובילה את המים לגלגלים.
"אנחנו מראים שאפשר לשחזר במידה רבה את ההיסטוריה של טחנת מים על בסיס מרבצי קרבונט כאלה", אמר פרופסור Cees W. Passchier מאוניברסיטת יוהנס גוטנברג מיינץ (JGU), ראש צוות JGU. ראשית, החוקרים נאלצו להתאים כמה מ-140 החלקים המאוחסנים יחד כמו פאזל, ואז הם ניתחו את השכבות באמצעות טכניקות שונות, כולל ספקטרומטריית מסה.
סקיצה של מתחם טחנת ברבגל עם שלושה אגני מים עם גלגלי טחנה ותעלות מים. לאגנים התחתונים היו כנראה צינורות בצורת מרפק. קרדיט: Cees Passchier
תובנות מפיקדונות קרבונטים
"הצלחנו להראות, למשל, שהיה צורך להחליף גלגלי מים ותעלות מים מעץ לאחר שלוש עד שמונה שנים. לפחות במקרה אחד, גלגל מים ישן הוחלף בגדול יותר", אמר פאשייר. החוקרים הסיקו את המסקנה הזו מהצורה החריגה של מרבצי הקרבונט שנוצרו בתעלת המים. בעוד שהשכבות התחתונות והמוקדמות מצביעות על כך שמפלסי המים היו במקור נמוכים יחסית, שכבות קרבונט עליונות ומאוחר יותר מעידות על מפלס מים גבוה יותר.
האפשרות שבמקור היו פחות מים שזרמו בתעלת המים שהוגדלה לאחר מכן נדחתה על ידי החוקרים. הם קבעו כי – עבור תעלת מים משופעת במתינות ומפלס מים נמוך – כמות המים שסופקה לא הייתה מספיקה להנעת גלגל טחנה. לפיכך, בוודאי השתנה נטיית תעלת המים, ממה שהיה בתחילה זווית תלולה יותר עם מפלס מים נמוך למדרון רדוד יותר המוביל מים במפלס גבוה יותר בהתאם.
שבר קרבונט חלול מטחנות ברבגל, אולי מאישור של גלגל העץ. קרדיט: פיליפ לבו
"כל המבנה של טחנת המים הזו חייב להיות שונה," אמר פאשייר. "אם אתה מרים את תעלת המים לבד, המים נוטים להתיז, ומאבדים את הכוח להניע את הגלגל ביעילות. כך, כשמרימים את תעלת המים, צריך גם גלגל מים גדול יותר”. למעשה, קטע של משקע קרבונט שנוצר על גלגל המים מאשש מסקנה זו שכן הוא אינו מכיל את כל שכבות הקרבונט אלא רק את אלו של שנות הפעולה האחרונות.
דינמיקה תפעולית ותבניות עונתיות
באמצעות ניתוח איזוטופים של שכבות הקרבונט, החוקרים אף הצליחו לברר את תקופות ההפעלה שלפניהן נדרשו חלקי הטחנה לחידוש. קרבונט מכיל חמצן והיחסים היחסיים של איזוטופי חמצן שונים בהתאם לטמפרטורת המים. על סמך הרכב האיזוטופים בשכבות הקרבונט, הצליחו החוקרים להסיק על טמפרטורות מים ובכך לזהות את העונות בהן הושקעו השכבות. הם הגיעו למסקנה שהקרבונט מהדגימות במוזיאון הארכיאולוגי בארל הופקד בתעלות המים במשך תקופה של שבע עד שמונה שנים.
"שכבת הקרבונט העליונה ולפיכך הצעירה ביותר מכילה קונכיות רכיכות ושברי עץ, מה שמעיד שהטחנה כנראה ננטשה עד אז והתפוררה. המים המשיכו לזרום במשך זמן מה כך שגם מרבצי קרבונט המשיכו להיווצר, אך התחזוקה של תעלות המים פסקה", אמר פאשייר.
הפעלה עצמאית של טחנות מים
החוקרים הצליחו לענות על שאלה נוספת. לא היה ידוע קודם לכן אם הטחנות הופעלו בשילוב על ידי מפעיל יחיד או ש-16 גלגלי המים היו בשימוש עצמאי זה מזה. אם לשפוט על פי שכבותיהם של שלוש תעלות מים שנחקרו, השונות בבירור זו מזו, הטחנות פעלו בנפרד – לפחות לקראת סוף חייהן. יתרה מכך, הצד המערבי של המתחם ננטש מוקדם יותר מהצד המזרחי. לבסוף, פיסות קרבונט ארוכות מתעלות המים שימשו מאוחר יותר כמסכי מחיצה באגן מים למטרות תעשייתיות אחרות לאחר שהטחנות כבר ננטשו.
