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Mina Romana Meurin

Mina Romana Meurin


Por Chris Chaplow e Fiona Flores Watson

As minas da Rio Tinto, localizadas no norte da província de Huelva, são consideradas as minas mais antigas do mundo com exceção das minas em Chipre, elas certamente têm a maior longevidade das que estão sendo exploradas hoje - desde antes de 1000 AC. No final do século 19, eles eram os maiores produtores de cobre do mundo.

Seus 13 quilômetros quadrados forneceram uma importante fonte de cobre europeu tanto nos tempos antigos quanto nos modernos. Rio Tinto contém a maior massa de pirita cuprífera (um dos minerais de onde o cobre é extraído) conhecida pelo homem, junto com um pouco de ouro, prata, enxofre e ferro. O solo vermelho que domina a paisagem é causado pela oxidação de rochas contendo metal ao longo de muitos milhões de anos.

As minas da Rio Tinto fazem parte do cinturão pirita ibérico de 230 km, estendendo-se de Aznalcollar, perto de Sevilha, a Aljustrel, em Portugal. A pirita é um mineral que contém uma combinação de enxofre com ferro e cobre, com um brilho metálico que lhe dá o nome de "ouro do tolo". Em certos lugares, este campo de mineração mostrou sinais de superfície de dois outros minerais de cobre de cores vivas: malaquita verde brilhante e azurita azul profundo. Isso deve ter atraído a curiosidade dos habitantes pré-históricos da área.


Mina Romana Meurin - História

1. Mineração Romana

Introdução Roman Mining

Os romanos extraíam metais em todas as partes de seu império. Eles procuraram metais utilitários, como ferro, cobre, estanho e chumbo, e os metais preciosos ouro e prata. O desejo por recursos minerais pode até ter afetado a política externa. Antes de invadir, César sabia dos ricos depósitos de estanho na Grã-Bretanha, um metal usado na produção de bronze e com fornecimento limitado em outras partes do império [César, 5.12].
Nosso conhecimento da mineração romana vem de relatórios modernos de escavação das minas e de fontes literárias, como Diodoro da Sicília e Plínio. A evidência escrita não discute todos os aspectos da mineração, omitindo informações como como os veios foram localizados, quais ferramentas foram usadas ou como as rodas de drenagem foram usadas para controlar a água. Quando um autor menciona uma mina, raramente é com informações suficientes para identificar uma localização exata. As próprias minas contêm evidências de vários processos, mas devemos interpretar os restos. Várias minas romanas foram escavadas e documentadas. Os exemplos incluem a mina de ouro em Dolaucothi, no País de Gales, e as extensas minas de prata em Rio Tinto, Espanha. A mineração é um processo destrutivo, muitas evidências foram apagadas por Roman e depois trabalhando. É particularmente difícil datar recursos como eixos e ferramentas. Algumas minas anteriores, como a mina de prata grega de Laurion, tiveram um período romano que pode ter tido um efeito mínimo nas características da mina. A má preservação dos restos orgânicos também limita as informações. Em Dolaucothi, por exemplo, os investigadores acreditam que apenas uma tábua de uma roda de drenagem de madeira sobrevive na mina porque as outras partes foram queimadas em um incêndio para soltar rocha [Boon, p. 123].

Tipos de mineração romana

Apesar dessas limitações, é possível desenvolver uma imagem da mineração romana. Os romanos empregaram três técnicas para recuperar os metais. Plínio os descreve
"O ouro em nossa parte do mundo. É encontrado de três maneiras: primeiro, nos depósitos de rios. Nenhum ouro é mais refinado, pois é totalmente polido pelo próprio fluxo do rio e pelo desgaste. Os outros métodos são para minerar em poços escavados ou para procurá-lo nos escombros de montanhas minadas. " [XXXIII 66 Humphrey, et al., Doravante SB, p. 187]
A menos difícil era a mineração de superfície, onde o minério estava disponível na superfície em leitos de rios ou exposto no solo. O poder erosivo dos córregos quebrou o minério e os metais mais pesados ​​acomodaram-se no fundo em áreas de fluxo mais lento. Esses são chamados de depósitos de placer. Onde os romanos reconheciam minérios de metal na superfície, eles podiam segui-los até o solo minerando a superfície ("os destroços de montanhas destruídas") ou cavando túneis curtos. Essa técnica, chamada de opencast, foi usada para muitos metais.
A terceira técnica, mineração de veios profundos, era a mais difícil e perigosa. Apenas ouro e prata eram valiosos o suficiente para justificar a escavação subterrânea. Depois que um local adequado foi encontrado, túneis foram escavados na rocha para remover o minério. Poços verticais estreitos foram cravados na rocha, ampliando-se para galerias horizontais onde o minério foi encontrado. Às vezes, galerias horizontais de uma encosta também eram acionadas. Trabalhando abaixo do solo, os mineiros tiveram que lidar com a necessidade de iluminação, os perigos da má ventilação e a presença de água nos túneis. A Figura 1 mostra a estrutura de uma mina hipotética.


figura 1
Este relatório descreve as características da mineração de veios profundos, bem como os problemas especiais envolvidos. Além dos escritos de vários autores romanos e gregos, os dados vêm de relatórios de escavações arqueológicas de minas romanas na Grã-Bretanha e na Espanha. Esta informação é comparada às práticas descritas por Agricola no século 16, e às atividades na mina de ouro colonial Reed perto de Stanfield, Carolina do Norte.
Os romanos não tinham conhecimento teórico de geologia, mas eles (e os gregos antes deles) fizeram observações que os ajudaram a localizar as fontes de minério. Plínio [XXXIII 67 e 98] menciona a associação de terras particulares com minério. Às vezes, eles perseguiam a fonte de depósitos de aluviões rio acima para os vales laterais [Davies, p. 17]. Eles reconheceram a afinidade de um tipo de metal por outro [Plínio, XXXIII 95] e que os metais freqüentemente ocorriam onde diferentes camadas entravam em contato [Davies, p. 17]. Eles fizeram uso limitado de anúncios para prospecção [Diodorus, 5.36]. Todos esses métodos ajudaram os romanos a localizar possíveis depósitos. As mesmas técnicas foram usadas na mina de Reed, onde um alicate encorajou a escavação da superfície e, eventualmente, a escavação de galerias e poços na colina. Os garimpeiros coloniais confiavam em sinais de superfície muito semelhantes aos observados pelos romanos.

Ferramentas de Mineração

A remoção de rochas era um processo difícil e demorado nas minas romanas. Ferro foi usado para a maioria das ferramentas, embora martelos e cunhas de pedra tenham sido recuperados [Davies, p. 35-36]. Ao minerar pedra dura, um gad de ferro (uma barra pontiaguda) atingido por um martelo removeria a pedra em flocos e poeira. Este gad pode ser encaixado em uma alça, segurado nas mãos de mineiros ou preso com pinças [Davies, p. 32]. Os romanos usavam martelos de cabeça simples e dupla pesando 5-10 libras, com soquetes para um cabo de madeira [Healy, p. 100]. Picaretas de ferro, geralmente com uma lâmina curva de 8-9 polegadas, foram usadas para trabalhar rochas mais macias [Davies, p. 32]. Outras ferramentas de ferro incluem pés de cabra [Davies, p. 33], aríetes ["eles. Batem na pederneira com aríetes carregando 150 libras de ferro", Plínio, XXXIII 71 SB, p. 188], e cunhas ["eles o atacam com cunhas de ferro e os aríetes mencionados acima", Plínio XXXIII 72 SB, p. 188]. As ferramentas de mineração romanas escavadas em Baetica, Espanha, são mostradas na Figura 2. Na linha inferior, há exemplos de uma picareta e um martelo.


Figura 2 [após Shepherd, p. 21]

As ferramentas de ferro do mineiro não mudaram no período colonial. Agricola menciona o uso de um gad como os encontrados em Rio Tinto e Laurion [Forbes, p. 194], e a visita à mina na mina Reed incluiu uma demonstração de como a rocha foi removida com um gad e um martelo.
O minério liberado das paredes pode ser recolhido em cestos ou baldes com ancinhos de ferro, pás ou enxadas [Davies, p. 33]. Cestos de esparto foram recuperados da Espanha [Davies, p. 30], e bandejas de madeira foram encontradas na Rio Tinto [Craddock, p. 83]. Da mina grega de Laurion (mais tarde levemente trabalhada pelos romanos) veio uma tigela de bronze [Davies, p. 30]. A Figura 3 é uma placa grega do século 6 aC mostrando mineiros usando cestos de minério e uma picareta [Shepherd, p. 35] 1.

Figura 3 [após Shepherd, p. 35]
Temos relativamente poucos itens de madeira ou têxteis sobreviventes da época romana. Mas, nas minas, ocasionalmente encontramos condições em que eles são preservados. Madeira foi usada em baldes para remover minério [Davies, p. 30]. Várias escadas de madeira permanecem, assim como dispositivos de madeira para elevar água (descritos mais tarde). A existência de cunhas de madeira é inferida de uma grande galeria em Linares, na Espanha, que não possui marcas de ferramenta [Davies, p. 20]. Essas cunhas inchariam quando molhadas, quebrando a rocha. Sacos de couro, sandálias de mineiros e bonés também foram recuperados [Healy, p. 101].
Em Palazuelos, Espanha, uma área onde os romanos faziam a mineração de prata, foi encontrado um relevo esculpido (Figura 4). Mostra mineiros vestidos com túnicas com aventais de (presumivelmente) couro para se protegerem [Rickard, JRS, p. 140]. O maior mineiro carrega uma pinça em uma das mãos e uma lata de óleo ou sino na outra. Outro mineiro carrega um tipo de picareta e outro uma lâmpada [Sanders, p. 321]. A representação se encaixa bem com o equipamento de mineração recuperado das minas romanas.


Figura 4 [Davies, ilustração 42]

Trabalhos subterrâneos

Com essas ferramentas, os mineiros romanos cavaram poços verticais e galerias e galerias horizontais. As passagens eram pequenas devido às dificuldades de remoção da rocha. Diodorus descreve a mineração,

". abrindo poços em muitos lugares e cavando fundo na terra, [eles] procuram os estratos ricos em prata e ouro.
Eles continuam não apenas por uma grande distância, mas também por grande profundidade, estendendo suas escavações por muitos estádios e
dirigindo em galerias que se ramificam e dobram em várias direções, trazendo das profundezas o minério que lhes fornece ganho. "[5.36-38 SB, p. 186]

Ferramentas de ferro como a picareta ou o gad foram usadas para fazer uma ranhura inicial, e então outras ferramentas (cunhas, formões, picaretas) romperam a crista exposta [Davies, p. 20]. Os autores romanos não descrevem esse processo, mas é presumivelmente semelhante à extração de blocos de pedra para construção. Foi um trabalho árduo: "aqueles indivíduos de força física notável quebram a rocha de quartzo com martelos de ferro, aplicando ao trabalho não habilidade, mas força" [Diodorus, 3.12-13.1 SB, p. 184].
Os poços eram passagens verticais ou inclinadas que forneciam acesso, ventilação e um caminho para a remoção do minério. Eles eram normalmente quadrados, pequenos (1-2 metros quadrados) e reforçados com madeira para evitar o colapso. As hastes circulares eram revestidas de pedra. O poço quadrado da mina Reed foi igualmente reforçado com madeira. Muitos dutos romanos contêm apoios para os pés ou mãos para escalar, e algumas escadas foram preservadas [Davies, p. 23]. Um poço pode ter até 200 metros de profundidade [Rickard, Metals, p. 447], mas a maioria é menor, pois a colocação do corpo de minério determinou sua profundidade. Além dos poços verticais, os galhos horizontais podem ser direcionados da encosta para o corpo de minério. Algumas galerias eram para retirada de minério, outras para drenagem.
A partir do poço inicial, as galerias horizontais podem ser conduzidas em profundidade. As galerias seguiram as veias à medida que avançavam no subsolo. O contorno das galerias era retangular, com altura de apenas 1 - 1,5 metros e largura de cerca de 1 metro [Shepherd, p. 17]. Havia alguns túneis que eram ainda menores: "Não é possível alguém ficar de pé enquanto cava nos depósitos de Samia, mas ele deve cavar deitado de costas ou de lado" [Theophrastus, On Stones 63 SB, p. 185]. Embora ele esteja se referindo à mineração de argila, muitas galerias em Laurion eram muito apertadas. Algumas galerias, como em Rio Tinto e Dolaucothi, eram ligeiramente maiores perto do telhado, talvez para acomodar os ombros dos homens ou cestas de minério carregadas na altura dos ombros [Rickard, JRS, p. 132 Manning, pág. 301]. Raramente as galerias eram muito longas, como as de 2,2 km que Plínio atribuiu a Aníbal [XXXIII 96].
As galerias eram sustentadas por contraventamento de madeira, denominado 'escoramento' ["A terra é sustentada por suportes de madeira", Plínio XXXIII 68 SB, p. 187] ou por pilares de rocha não minerada. Os pilares de rocha eram críticos e havia pena de morte se fossem minados [Plutarco, 843d]. O perigo de colapso do telhado sempre esteve presente, como evidenciado pelos esqueletos esmagados encontrados na Ásia Menor e uma passagem de Statius descrevendo um mineiro esmagado sob a rocha [6.880-885]. Na lex Vipasca (um contrato de arrendamento das minas imperiais, século II DC), o escoramento de madeira era obrigatório [Bruns, p 293-5 SB, p. 180.]
Além das ferramentas de ferro, os romanos usaram o fogo para fraturar a rocha e removê-la. Plínio menciona quebrar a pederneira por meio de fogo e vinagre [XXXIII 71], e Diodoro fala em "queimar o mais duro da matriz contendo ouro com um grande fogo e torná-lo friável" antes de esmagar a pedra com a mão [3.12-13.1 SB , p. 184]. Muitos autores antigos, incluindo Tito Lívio [XXI.XXXVII.2] e Vitrúvio [VIII.3.19] mencionam o uso de fogo e vinagre. O vinagre teria produzido fraturas adicionais com a queda rápida da temperatura. Geólogos modernos questionam o valor do vinagre sobre qualquer outro líquido frio [Craddock, 33-35 Shepherd, p. 23-24], mas dada a menção frequente a ele, provavelmente o vinagre foi usado. A queima de fogo continuou a ser feita durante a época de Agricola [Craddock, p. 34], até que os explosivos fossem desenvolvidos. Na mina de Reed, pólvora negra estava disponível e a queima de fogo não foi usada.
Depois de fragmentado, o minério precisava ser trazido à superfície para processamento posterior. Diodoro [3.13.1] menciona meninos lutando pelos túneis, e Plínio [XXXIII 71] descreve um revezamento de mineiros carregando o minério nos ombros. A Figura 3, a placa grega, mostra indivíduos menores manuseando as cestas de minério. Presumivelmente, os meninos poderiam se mover mais facilmente nos túneis de teto baixo. Cestos, baldes, sacos ou trenós teriam sido enchidos com minério e transportados para uma boca de entrada ou para o fundo de um poço. Os romanos não usavam uma carroça com rodas, como Agricola descreveu, mas as bandejas de madeira de Rio Tinto se parecem com as publicadas no De Re Metallica de Agricola [Craddock, p. 83]. Uma vez no fundo do poço, o minério poderia ser carregado com o mineiro, usando as escadas ou alças cortadas nas laterais. Alternativamente, o contêiner de minério pode ser elevado com uma corda. Marcas de corda nas laterais do eixo são consideradas evidência disso [Shepherd, p. 43-44]. Há evidências de uma roda ou molinete no topo de um poço da Rio Tinto [Healy, p. 102]. O minério foi levantado no poço da mina Reed por uma corda presa a um "croquete", um balde de ferro. A prática colonial é bastante próxima da romana.

Problemas especiais de mineração de veios profundos

Ventilação

O trabalho profundo da mina criou problemas de ventilação, iluminação e drenagem. Os romanos conheciam os perigos do ar nocivo nas minas. Plínio escreve: "Os vapores das minas de prata são prejudiciais a todos os animais" [XXXIII 98 SB, p. 175], e "quando poços de poços são enterrados profundamente, vapores de enxofre ou alume sobem para encontrar os escavadores e matá-los" [XXXI 49 SB, p. 190]. Passagens semelhantes ocorrem em Lucrécio [6.808-815], Estrabão [12.3.40] e Vitrúvio [8.6.12]. O último autor menciona baixar uma lâmpada em um poço (poço) para determinar se o ar é perigoso.
Além do ar ruim, as minas estavam quentes. Para cada 30 metros de profundidade, a temperatura aumentava 1 grau centígrado [Healy, p. 82]. A representação de mineiros gregos (Figura 3) trabalhando nus mostra que o calor era um problema comum. O uso de atear fogo (descrito acima) para conduzir galerias só poderia ter adicionado aos problemas de ventilação.
Para superar os problemas de calor e gases tóxicos, os romanos criaram movimento adicional de ar por convecção. Isso poderia ser feito cortando eixos adicionais em paralelo, como foi feito na Rio Tinto [Davies, p. 24], de modo que o ar mais quente da mina subiu e foi substituído por ar mais frio de fora. Teofrasto descreveu isso, "Eles fazem poços de ventilação, de modo que o ar é diluído pelo movimento" [Concerning Fire 24 SB, p. 190]. Vitruvius, na mesma passagem que descreveu a lâmpada acesa no poço para detectar gases, diz “mas se a chama for apagada pela força do gás, então dutos de ventilação devem ser cavados próximos ao poço em ambos os lados. desta forma, os vapores de gás serão dissipados pelos poços como pelas narinas "[8.6.13 SB, p. 289]. Davies [pág. 24] pensa que sulcos rasos em algumas paredes de poço foram usados ​​para placas para separar um único poço em um esboço para cima e para baixo. Os fogos também poderiam ser feitos para aumentar o movimento do ar, uma prática mencionada por Teofrasto [Concerning Fire 70], mas estes teriam que ser colocados com cuidado para evitar aumentar os problemas de ventilação. Galerias de interconexão e cortes transversais frequentes, como encontrados na Rio Tinto, também aumentariam o fluxo de ar [Davies, p. 23-4]. Plínio se refere a ondular tiras de linho [XXXI 49] para mover o ar, uma prática também ilustrada por Agricola [Craddock, p. 75]. A ventilação insuficiente continuou a ser um problema sério na época romana.

Iluminação

Os mineiros costumavam passar longos períodos no escuro, apenas com lâmpadas de óleo para iluminar. Plínio diz que as lâmpadas mediam os períodos de trabalho [XXXIII 70], talvez um turno diário de 8 ou 10 horas. Os mineiros usavam lâmpadas de óleo como as encontradas nas casas romanas. Estes eram pratos de pedra ou terracota com um pavio [Figura 5]. As lâmpadas foram encontradas em nichos nas paredes [Forbes, p. 210]. Diodoro [3.12.6] menciona lâmpadas montadas nas cabeças dos mineiros, mas não há outra evidência disso. Na mina de Reed, as velas eram usadas nas cabeças dos mineiros. Montar as lâmpadas traria a luz onde o mineiro precisava. Tochas também podiam ser usadas para iluminar, mas aumentariam os problemas de ventilação.

Figura 5 [após Shepherd, p. 41]

Drenagem

O controle das águas subterrâneas pode determinar a viabilidade de uma mina. Essa água vem da percolação acima da mina ou, mais raramente, da escavação no mar ou em um rio subterrâneo [Shepherd, p. 35]. Muitas minas simplesmente pararam no lençol freático. Minas que desciam rapidamente se enchiam de água quando abandonadas. Enquanto eles estavam sendo trabalhados, os romanos usaram vários métodos para lidar com a água. Eles poderiam conduzir admissões de drenagem abaixo dos níveis de trabalho, usar escravos para salvar o trabalho ou empregar um de dois dispositivos mecânicos.
Diodoro afirma que "em uma profundidade, eles às vezes invadem rios que fluem abaixo da superfície, cuja força eles superam desviando seus afluentes para o lado em canais" [5.37 SB, p. 186]. Ocasionalmente, a água podia ser desviada para uma fissura natural, mas os mineiros também conduziram canais artificiais. Áreas de drenagem, também chamadas de cortes transversais, são encontradas em alguns locais como Dolaucothi e Rio Tinto [Davies, p. 24]. A água drenada das partes superiores para a adite, mas durante a escavação da adite, a água teve que ser tratada por outro método.
Onde o fluxo não era forte e havia mão de obra disponível, o resgate podia controlar a água. Plínio fala de Hannibal usando uma linha de carregadores de água ao longo de uma galeria de 2,2 km [XXXIII 97]. Cestos de esparto impermeabilizados com piche e baldes de bronze ou madeira foram encontrados nas minas [Forbes, p. 211]. Os baldes tinham capacidade para 150 litros e seus fundos eram pontiagudos de forma que se inclinavam automaticamente para serem enchidos [Davies, p. 25]. Sua forma e peso, quando cheios, sugerem que foram retirados da mina por meio de um guincho.
Desde o primeiro século DC, os mineiros romanos tiveram acesso a dois dispositivos de levantamento de água. O mais antigo é o parafuso de Arquimedes, ou cóclea. Diodoro descreve o uso do parafuso:

“Eles puxam os riachos de água com o chamado parafuso egípcio, que Arquimedes, o Siracusano, inventou quando visitou o Egito.
Por meio desses dispositivos, instalados em série ininterrupta até a foz da mina, secam a área de mineração e proporcionam um ambiente adequado para a realização de seus trabalhos. Como este dispositivo é bastante engenhoso, uma quantidade prodigiosa de água é descarregada das profundezas para a luz do dia "[5.37 SB, p. 186].

Vitruvius [10.6.1-4] descreveu a construção do parafuso em detalhes. Consistia em um cilindro oco de madeira (a caixa) com um parafuso helicoidal de madeira dentro (o rotor). O rotor tinha palhetas de madeira ou cobre, em torno de um núcleo central de madeira, que era preso à caixa com um pivô de ferro. Uma única pessoa, pisando nas travas ao redor do centro da caixa ou girando uma manivela, poderia operar esse parafuso e elevar a água de uma ponta a outra. Um parafuso de 3 metros aumentaria a água em aproximadamente 1 metro, e eles eram freqüentemente colocados em série para elevar a água até uma área de drenagem [Craddock, p. 78-79].
Vitruvius especificou um ângulo de 37ºº para o parafuso em relação ao solo. Várias ineficiências reduzem sua produção. Havia atrito nos mancais do eixo do rotor e alguma perda de água devido ao movimento irregular do rotor. Landels estima a eficiência em 40-50%, o que produziria 35-40 galões por minuto quando o parafuso é montado como Vitruvius especificou [Landels, p. 63].
Descrições contemporâneas de parafusos em uso são conhecidas por uma pintura de parede de Pompeia [Forbes, p. 213] e uma terracota egípcia [Rickard, Metals, p. 425], mas nenhum retrata uma mina. Vários parafusos foram recuperados das minas romanas. Um exemplo de Sotiel Coronada, uma mina espanhola, tem 3,6 metros de comprimento e 48 centímetros de diâmetro, e foi um dos três em série [Forbes, p. 214]. Um parafuso despejava água em um reservatório, de onde o parafuso seguinte a movia ainda mais para cima. Um parafuso da Centenillo era ligeiramente maior: comprimento 5 m, diâmetro 59 cm com um núcleo de 20 cm de espessura [Shepherd, p. 40]. O ângulo dos parafusos Coronada é 15-20ºº, enquanto os do Centenillo eram 35ºº [Davies, p. 28]. A diferença de tamanho pode ter afetado o ângulo escolhido. Um dos Alcaracejos tinha uma manivela de ferro para tornear [Davies, p. 27]. Com o relato de Diodoro e evidências arqueológicas de várias minas, os parafusos parecem ter sido amplamente usados ​​no Império Romano.
O outro dispositivo de levantamento de água, a roda d'água, entrou em uso um pouco depois do parafuso. Ao contrário das rodas d'água conhecidas dos locais coloniais, este era movido por homens, e não por água. Vitruvius descreveu dois tipos, um com corpo compartimentado e outro com borda compartimentada. Sua descrição do último:

“Será construída em torno do eixo uma roda, de diâmetro grande o suficiente para que possa atingir a altura desejada. Os compartimentos retangulares serão fixados em torno da circunferência da roda e apertados com passo e cera. Assim, quando a roda é virado por homens que o pisam, os recipientes serão carregados cheios até o topo da roda e em sua virada para baixo despejarão em um reservatório o que eles próprios levantaram [10.4.2 SB, p. 311] ".
Na roda do aro compartimentado, o aro continha seções com orifícios para a entrada e saída de água. Na parte inferior do curso da roda, o buraco foi submerso no cárter e o compartimento preenchido. Próximo ao topo, o buraco descarregava a água em uma calha adjacente, chamada de lavanderia (Figura 6). Vestígios arqueológicos são compatíveis com a descrição de Vitruvius [Boon, p. 124].

As rodas encontradas têm geralmente de 4 a 6 metros de diâmetro com 20 a 24 compartimentos. Cada um tem um eixo de bronze ou madeira e um cubo de carvalho ao redor do eixo. Raios, presos com pregos de árvore, conectam o cubo e a borda compartimentada. A numeração encontrada em uma roda romana da Rio Tinto sugere que as rodas foram pré-fabricadas em um local mais espaçoso, antes de serem erguidas na mina. A borda era contínua com divisórias (Figura 6), em vez de conter baldes separados que transportavam a água. Do lado de fora dos compartimentos havia travas de madeira [Shepherd, p. 37-8].
Vitruvius menciona que os homens pisam nas rodas d'água para virá-las [10.4.2], mas não dá detalhes. Os padrões de desgaste nas presilhas confirmam que algumas rodas foram giradas dessa forma (Figura 7). Algumas travas se projetam da lateral do aro, paralelas ao eixo. Essas rodas podem ser giradas manualmente ou empurradas pelos pés dos homens. Uma roda em Tharsis (Espanha) tinha pedaços de corda sobrevivendo, sugerindo que poderia ser puxada à mão [Shepherd, p. 37-8].
A roda podia elevar a água mais alto que o parafuso, mas movia menos água por minuto. A altura elevada foi de aproximadamente 3/4 da altura da roda, limitada pela forma como a água caiu dos orifícios do compartimento perto do topo da elevação, e também pela profundidade que a roda atingiu no cárter. As rodas entregaram aproximadamente 19 galões por minuto para uma subida de 12 pés [Landels, p. 69]. Landels calculou que a potência necessária para operar uma roda seria de 0,1 hp, que um homem poderia produzir e continuar a produzir por mais de 8 horas [pág. 69].
Embora construídas principalmente de madeira, as rodas d'água são preservadas em várias minas romanas. Parte de uma roda d'água foi encontrada nas minas Dolaucothi de South Wales, 9 rodas foram encontradas em San Domingos, em Portugal, e outros exemplos são conhecidos em Dacia [Davies, p. 26-7]. As rodas costumavam ser usadas em série, de modo que a saída de uma roda se tornava a entrada de outra. Na Rio Tinto, foram encontrados 8 pares de rodas em série, que combinados podem elevar a água em 30 metros [Forbes, p. 217]. Os pares de rodas em contra-rotação (Figura 7) reduziram a turbulência e diminuíram a ligeira inclinação para baixo necessária para um par alimentar o próximo nível [Healy, p. 99]. Seja em pares ou como simples, câmaras de reservatório especiais tiveram que ser escavadas na mina para conter as rodas. O controle da água era um problema sério para o mineiro romano, e todas as soluções possíveis (exceto o abandono) exigiam um comprometimento substancial de recursos.

Conclusão

Mineiros de veias profundas tiveram que lidar com uma série de problemas difíceis, incluindo drenagem, ventilação, iluminação e segurança. A comparação das práticas romanas, medievais e coloniais mostra que muitas técnicas permaneceram as mesmas até o século passado. Prováveis ​​locais de mina foram identificados por achados de superfície. O minério era extraído e removido por ferramentas manuais de ferro e levantado pelo poço com uma corda. No século 16, os mineiros ainda usavam atear fogo e bandejas de madeira. Em 1600 anos, a tecnologia de mineração progrediu muito pouco além das práticas romanas.

Perguntas?

Mineração de prata romana - Mais do que jarras e telhas quebradas, o legado ambiental de uma indústria mineral romana em Plasenzuela, Extremadura, Espanha

Introdução Roman Silver Mining and Pollution

Embora a contaminação industrial do meio ambiente nas Américas seja limitada principalmente aos assentamentos pós-europeus, uma indústria metalúrgica significativa, que produzia resíduos tóxicos volumosos, estava bem estabelecida no Velho Mundo por volta de 2.500 a 2.000 anos atrás (Nriagu, 1998). Foi chamada a atenção para a magnitude desta indústria pelo aumento substancial no chumbo atmosférico mundial atribuído à fundição grega e romana de minérios de chumbo-prata de cerca de 2.500 anos antes do presente, e registrado em núcleos de gelo glaciais da Groenlândia (Hong e outros, 1994 ), em turfeiras suíças e espanholas (Shotyk e outros, 1998) e em lagos suecos. Pyatt e outros (2000) também estudaram a persistência de metais tóxicos em uma área de antiga mineração e fundição e a influência potencial no meio ambiente.

O distrito de prata-chumbo Plasenzuela na província de Cáceres, Extremadura, no centro-oeste da Espanha foi explorado por mineiros romanos por aproximadamente 100 anos, começando por volta de 30-20 a.C., e por mineiros modernos de 1850 a 1908 (Domergue, 1987). Vemos evidências de fundição extensa no distrito apenas durante o período romano. Quantidades significativas de metais tóxicos chumbo, zinco, arsênico, cádmio e cobre persistem em depósitos de estéril de mina de provável origem romana e em depósitos de escórias de fundição certamente romanas. Os metais da era romana e da indústria de mineração moderna foram amplamente dispersos no ambiente circundante e, especialmente, em solos e plantas associados e aluviões de rios. Uma extensa área onde as concentrações de chumbo no solo excedem o fundo regional normal de 40 ppm em muitos locais permanece inexplicada, mas parte dela pode ser o resultado da deposição aérea de vapores dos fornos de fundição romanos.
O Projeto Plasenzuela estuda a retenção e dispersão de metais no meio ambiente de todas as fontes, mas especialmente da indústria romana de dois milênios, fornecendo um período de tempo não disponível no Hemisfério Ocidental. A história relativamente simples do distrito e a falta de perturbação subsequente de parte dos antigos resíduos tornam esta área um local ideal para tal estudo. O projeto é multidisciplinar, envolvendo métodos geológicos, geoquímicos, geobotânicos e arqueo-metalúrgicos, e complementa os estudos atuais de problemas de resíduos de minas muito mais recentes pelo U.S. Geological Survey e sua contraparte espanhola, o Instituto Tecnológico GeoMinero de España.

Antecedentes Geológicos

Mineração da era romana


A seção transversal da mina subterrânea romana pode ter se parecido com isso.

Os mineiros da era romana ampliaram seus trabalhos subterrâneos a uma profundidade de pelo menos 137 m, ou talvez 80 metros abaixo do lençol freático. Covas e trincheiras rasas certamente também eram comuns, mas agora estão quase totalmente obscurecidas ou não reconhecidas. As antigas minas operaram por volta de 20 a.C. até cerca de 80 d.C., ou durante os reinados dos imperadores Augusto até Vespasiano. O funcionamento da era romana foi melhor observado quando as minas modernas estavam operando e alguns artefatos romanos foram recuperados das profundezas. O exame seguro das minas romanas renderia informações valiosas, mas está além dos recursos do presente projeto.

As muitas formas de contaminação remanescentes da indústria de mineração e metalurgia de 2.000 anos

No início do Projeto Plasenzuela, esperávamos encontrar quantidades significativas de metais nos depósitos de estéril de mina e nas escórias da fundição, não percebendo que contaminação mensurável também está presente na vegetação, nos sedimentos da encosta que desembocam no rio, no aluvião do Rio Tamuja a jusante por pelo menos 18 km abaixo da última mina, e provavelmente em drenagem aquosa de mina. Os solos na crista de uma crista ao norte das fundições, em uma área parcialmente delineada com pelo menos 200 metros de comprimento, contêm até 1200 ppm de chumbo e zinco e arsênico elevados. Parte disso pode estar relacionado à mineralização do substrato, e estamos aguardando resultados analíticos de uma rede de amostra mais ampla e de muitas amostras tomadas em furos de teste aumentados para 40-80 cm de profundidade. Análises anteriores mostram que os níveis de metal aumentam em profundidade em alguns locais, mas diminuem em outros. Possivelmente, alguns dos metais são derivados da precipitação dos antigos gases da fundição.

Leito de rio com pastagens típicas ao fundo. O botânico da foto acaba de coletar uma amostra de sedimento de um rio para análise química.

Metais remanescentes na rocha residual da mina -
A diferenciação entre depósitos de rochas antigas e pequenos depósitos modernos bem-intempéries é difícil. Todos os resíduos de minas romanos suspeitos são agora principalmente terrosos, com menos e menores fragmentos de rocha ardósia do que lixões que são claramente modernos. Alguns fragmentos de ardósia apresentam marcas de percussão que acreditamos indicarem que foram extraídos com uma pequena picareta. Em um local, vários fragmentos de chumbo metálico fortemente patinados foram encontrados 10-20 cm abaixo da superfície. Escavações arqueológicas limitadas para verificar com mais segurança as idades dos depósitos de estéril estão incluídas em nossos planos de projetos futuros.

Pontos de coleta de amostra de solo. Soil from the middle site contains 1.3% lead. but the vegetation here shows no obvious effects of the toxic metal and the oaks have taken up little of the lead. (See also Anderson and others, 2000, regarding lead uptake by oak trees near smelter sites.)

Piles of weathered waste rock from suspected Roman mine.

There is as much as 20,000 ppm (2.0%) lead, 7000 ppm (0.7%) zinc, and 5000 ppm (0.5%) arsenic in the dump soils, much higher than soils over similar rock outside the mining area where maxima rarely exceed 40 ppm lead, 115 ppm zinc, and 100 ppm arsenic. Soil sample transects on the dump surfaces and extending downslope below them indicate that metals continue to be transported into the local drainage systems. While the total affected areas are relatively small, they are more than sufficient to demonstrate the potential persistence of toxic metals in favorable soils. They make up only small portions of large pasture areas and generally provide but scant forage. Estimation of potential human impact is premature.

The lead-zinc smelter slag --
Smelting was carried out in an area 700 m long close to the RíoTamuja, now marked by several thousand tons of smelter waste. We have not found the furnaces themselves, but there are scattered pieces of granite furnace wall coated with slag, and places on the bedrock surface where we think that furnace bases rested.

Smelter slag dump surface. The slag here is estimated to be 2-3 meters deep.

Slag on surface of the Roman dump.

It was tapped or allowed to flow from the furnaces and solidify outside in round shallow molds. Most of the slag is dense and dark gray to black and appears stony or visibly crystalline sparse fragments are glassy, and some consist of translucent glass enclosing minute bundles of acicular crystals near fayalite in composition. Large vesicles, one-half to two-cm thick and several cm in horizontal dimension, are common, and some of the thicker chunks appear to be built up of multiple taps into the same basin with several parallel horizontal vesicles. We are puzzled that in examination of great numbers of slag pieces, we have recognized no spaces in the slag where the molten metal seemed to have formed.

Evidence for Roman origin of the smelters and slags --
Uneroded Roman roof tile fragments are found deep within the slag piles. Roswag (1853), who had access to the ancient mines before modern mine development began, regarded the slag as Roman in origin. There is no evidence for significant smelting in the district since Roman times.

Fragments of a Roman roof tile found near the smelters. The heavy raised edge of the tile is believed to be unique to the Roman era.

Sketch of Roman smelter as we suppose it looked. This tall-furnace model is adapted from Conophagos (1982), and Jones (1984). They proposed that such furnaces were used for Greek lead-silver smelting before 400 B.C. No such tall models have been reported by archaeologists in Spain, but were suggested by Strabo.

The question of glassy coatings on certain roof tiles near the furnaces -- Toward the end of our latest field season we noted that many pieces of Roman-design roof tile in the area of the slags were coated with a layer of very hard, crusty material. Generally dull gray on the surface, the broken edge of the crust appears vitreous and dark gray to black. In one piece that we had analysed, the coating proved to be more than 40 percent lead. Ten other samples were tested with a simple field test for lead and all were strongly positive. The lower surface of each tile, that opposite to the raised rim (see figure below), has more of the coating and has formed drips which indicate that the orientations of the tile fragments were always the same, and in a high-temperature environment, but not as hot as the zone where smelting took place. They are so common that their placement must have been intentional and purposeful. In a book called "King Croesus' Gold," (Ramage and others, 2000, p. 161), lead oxide-coated ceramic fragments shaped much like Roman roof tiles were called "bread trays". These were consistently coated with lead oxide on the side of the raised rim. The authors believe them to have played a role in the cupellation process. We wonder if deliberate placement of the tiles as shelf-like projections in a cupellation hearth or furnace structure had been an attempt to recover some of the gaseous losses since there was surely considerable loss of lead and silver during both smelting and cupellation. It is intriguing to speculate that Roman and even earlier metallurgists might have recognized this manner of metal loss and sought to reduce it.


Typical roof tile fragments associated with lead-silver smelting sites in the Plasenzuela district and coated with a lead-silver-rich crust or film. We suggest that these tiles were placed to extend inward inside a metallurgical structure, perhaps a furnace stack or a cupellation hearth, and the crusts to have been precipitated by the metal-rich exhaust gases.

Separation of silver from the lead-silver alloy -- Two molten fluids were tapped from the furnace and allowed to solidify in a small basin shaped in the ground or in finely-broken slag: a lead-silver metal alloy which was the most dense and would have settled on the bottom, to be overlain by the slag, a semi-glassy largely silicate material. The silver metal was then separated from the lead by cupellation, a process already ancient in Roman time. The metal was placed in a shallow open basin or ceramic bowl (the cupel) in a furnace and a strong blast of air blown across the surface of the molten metal. The lead oxidized to form PbO (litharge, from Greek for the "spume of silver"), the relatively pure silver remained as metal. The litharge could then be recycled through the smelting furnace to recover the lead metal. For more extensive discussions of ancient silver smelting and cupellation, see Craddock (1995). We have found no litharge near the smelters in our area, and no ceramic vessels that might resemble cupels, nor other evidence that cupellation was carried out at this site. However, field evidence of cupellation has been mentioned by Roswag (1853) and Domergue (1987). We have found a plate of litharge on a mine dump a kilometer distant.

Heavy metals in the slags --
Most slag samples contain 5-7% lead, 3-7% zinc, and 0.02-0.04% arsenic. Ores here are arsenic-rich, but much arsenic would have been vaporized in the smelting process, hence there is relatively little in the furnace products. As with the waste-rock dumps, soil and dissolved metals are transported downslope and eventually into the Río Tamuja. Located close to the Río Tamuja, slag continues to be swept from the piles in major floods and is present in river gravels as far as 23 km downstream. However, many thousands of tons of slag remain.
Soils interstitial to the slag fragments contain 1.5-2.3% lead and 0.3-0.6% zinc, thus the Pb/Zn ratio is higher in the soil. These metals may be contained in fine smelter waste in the soil, or perhaps leached from the slag fragments.

The Postulated Airborne Heavy-Metal Plume

Soils at many sites that seem well removed from mining or transportation activity as well as from mineralization, nevertheless contain anomalous lead. Soil analyses at 323 sites in the southern part of the district delineate an area where the lead in many samples exceeds 40 ppm, the normal background in the region. The anomalous area crosses rock types, diverges from the trend of mineralization, and extends northeastward, the probable prevailing downwind direction.


Map of lead in soils, showing area of enrichment. The sample sites were selected to be free from direct contamination by mineral industry operations or natural mineralization.


Graph of Soil Pb/Bedrock Pb in 55 composite sample pairs of soils and rocks each collected from 10 m diameter areas. Analyses of these sample pairs show that the soil lead is independent of the bedrock lead, which has little variation, indicating a probable outside outside source for the anomalous soil lead in this sample array.


The higher-than-normal lead concentrations lack a certain explanation, but we propose that they may be air-borne deposits from the Roman smelting furnaces, preserved in the soil blanket. If this interpretation is correct, it may further mean: (1) The amount of soil erosion that can have taken place in the Tamuja valley since the end of Roman mining is limited and, (2) Significant soil contamination from smelter fumes may also persist in soil for many centuries. Our 1999 and 2000 field work has included many samples taken from auger holes to help determine if the anomalous soil lead is confined to a thin layer at the surface and results of many of these analyses are expected in early 2001.

Resumo

Sampling and analyses of many different environments in the Plasenzuela silver-lead mining district show that significant metals persist in the ancient mining and metallurgical wastes, and have migrated into adjacent soils, contaminated river sediments, been taken up by plants, and may have been distributed by smelter plumes to more distant soils in the area. Though Plasenzuela is a relatively small mining district, even by Roman terms, its relative simplicity compared to the enormous and complex wastes of other ancient mining districts in the Iberian peninsula make it an excellent place to begin seeking an understanding of mining and metallurgical waste behavior over extended time.


How bad was the life of a Roman slave?

Currently reading a book on Roman stoic philosophers and the author describes "white collar slaves" who were teachers, administrators etc. This seems radically different from our current idea of slavery. Were Roman slaves workers in exchange for food and board? Is this just another way of participating in an economy different from modern capitalism?

I actually just answered this question a couple of days ago :) I'll copy and paste the answer here. The TLDR is. yes, there were some who were "upper class" slaves. The vast majority were slaves as we know them.

Então. Roman slavery. You know how the Civil War was fought over slavery? Well . in Rome, they were an integral part of society. Contudo. strangely enough as it might seem, "slave" was a VERY general term. There was a MASSIVE difference between a "house slave," or even a "city slave" and a slave who worked the fields, the mines, or the ships. The former were seen as soft and pampered by the rest, the hard-working, hard-bitten, short-lived slaves. The city slaves lived a relatively cushy life for slaves. They earned money, they could eventually buy their freedom, they were teachers, maids, butlers, messengers, bodyservants, cooks, etc. Essentially. for an analogy and perspective. They were the equivalent to people who are paid minimum wage today. Now, some slaves got more (such as the bodyservants to the aristocracy, the teachers, etc), while some got less (the bath slaves), but they all lived relatively cushy lives.

These are the examples that people give when they want to convince you that Roman slavery was cushy and that the Romans were wonderful people who wore togas everywhere and were the bestest and most culturedest people. To answer the second part of your question, if/when these people were released, they became the clients of their former owner - their former owner would continue to take care of them with money and influence, and they would essentially be a part of that man's extended family. They kept the money that they had earned through their servitude, and often times they would have a pretty good base to go off of. For an example, here's a picture of the tomb of a particularly successful freedman. Freedmen didn't get the rights of ordinary citizens, but their children certainly did - even if the fact that their ancestor was a former slave always stayed with them.

Nós vamos. THEN you look at the flip side. The other slaves. The ones who kept fucking revolting for a reason.

These were the farm slaves. The slaves in the mines (Perspective on the mines of the Roman world. I say mines, you think. maybe a little mineshaft in the ground, etc? Well you're SEVERELY underestimating the Romans when it came to industry. And when I say severely. their mining projects in Spain (for example) were unbelievable. Here's a quote from Richard Miles' Carthage Must Be Destroyed:

Furthermore, in order to increase efficiency and production, new techniques were brought in from the eastern Mediterranean. Large numbers of slaves, controlled by overseers [Who were also slaves], did the manual labour. Underground rivers were redirected through tunnels and shafts, and new technology was used to pump water out of shafts. The process by which the metal ore was extracted was laborious. First the rock containing the silver ore, usually mixed with lead, was crushed in running water. It was then sieved, before going through the same process twice more. The ore was then put in a kiln so that the silver could be separated out from the stone and lead before being transported, often by river, to the main cities on the coast. [. ] in the Roman period from the second century BC to the fifth century AD it was calculated that at any one time some 40,000 slaves toiled in the Spanish mines, producing 25,000 drachmas [approximately 107,000 grams of silver] of profit a day. Indeed, the colossal scale of both the Punic and the Roman mining operations can be ascertained by the 6,700,000 tonnes of mainly silver slag found at Rio Tinto that can be dated to those periods.

I used that quote just to give you an idea of exactly Como as extensive that 1 mining operation was. Spain was not the only place that Rome mined, but it was certainly one of the biggest. Those 40,000 slaves that had to work those mines? Yeah, they didn't live long. Here's an ancient writer named Posidonius' take on that:

Originally any private person without mining experience could come and find a place to work in these mines, and since the silver-bearing seams in the earth were conveniently sited and plentiful, they would go away with great fortunes. But later the Romans gained control of Spain, and now a large number of Italians have taken over the mines and accumulated vast riches as a result of their desire to make profits what they did was buy a great number of slaves and hand them over to the men in charge of the mining operations.

The men engaged in these mining operations produce unbelievably large revenues for their masters, but as a result of their underground excavations day and night they become physical wrecks, and because of their extremely bad conditions, the mortality rate is high they are not allowed to give up working or have a rest, but are forced by the beatings of their supervisors to stay at their places and throw away their wretched lives as a result of these horrible hardships. Some of them survive to endure their misery for a long time because of their physical stamina or sheer will-power but because of the extent of their suffering, they prefer dying to surviving.

Yeeeeeeeeah. Observe que o vast majority of Roman slaves were not household, or even city slaves. They were mostly field slaves, under conditions like these. Here's one about work in a flour mill - This is from Apuleius' Metamorfoses, which is a novel. However, it's also one of our best sources for the "plebeian life" of Ancient Rome:

The men there were indescribable - their entire skin was coloured black and blue with the weals left by whippings, and their scarred backs were shaded rather than covered by tunics which were patched and torn. Some of them wore no more than a tiny covering around their loins, but all were dressed in such a way that you could see through their rags. They had letters branded on their foreheads, their hair had been partially shaved off, and they had fetters on their feet. They were sallow and discoloured, and the smoky and steamy atmosphere had affected their eyelids and inflamed their eyes. Their bodies were a dirty white because of the dusty flour - like athletes who get covered with fine sand when they fight.

Masters could essentially do whatever they wanted to slaves - some were more lenient (Seneca has writings on this in particular), while some (obviously) were more brutal. Interestingly enough, a middle ground would be the slaves who we find most interesting today. the infamous Roman gladiator. Like all other slaves, they were. Nós vamos. slaves. They were subject to their master's whims, they could. Nós vamos. this piece of graffiti from the time period says it all:

Take hold of your servant girl whenever you want to it’s your right.

^ That. Know what that means? Yeah, you can fuck your slave whenever you want - they're a slave, it's what slaves are for. Whether you were a male or female slave, if your owner wanted you, you were his, and you had no legal recourse. Having sex with slaves was extremely common in the era, so common as to be unremarkable. It's assumed that most Roman aristocrats lost their virginity to a slave they took a particular liking to.

Gladiators were used just like all the other slaves - except their use was also a blood sport. They (like other slaves) weren't allowed to get married, however they kept the winnings from their fights. They were relatively pampered (fame and fortune - think sports superstars combined with Hollywood icons), however they were forced to fight for the entertainment of the Roman citizenry. The man sitting across from them over supper could be the man who killed them the next day. (NOTE: One misconception that I see ALLLL the time. See this bullshit? This would NEVER HAVE HAPPENED. Rather, this one would be what you would see. And you know what the thumbs up means? It means death for the loser. MINE = BLOOOOWN. Back to the story.) Also - the gladiators were housed in what amounted to prison complexes. They were detached from cities, walled, with guard towers, walls, you name it. They were schools in a sense - but they were a huge symbol that one of the greatest fears of the Roman people was what would happen if the slaves rose up against them in a co-ordinated revolt. Hence why Spartacus' war caused so much terror amongst the populace, and one reason that it was dealt with so brutally.

One thing to remember about the gladiators - the fights rarely ended with one of the gladiators dying. We've got plenty of records of gladiators who lost multiple battles, and it would be too ridiculously expensive to replace a well-trained gladiator who just so happened to get killed. Accidents happened, of course, but the fights were there primarily for entertainment - while it was a blood sport, and while there certainly were fatalities, those fatalities are incredibly skewed by Hollywood and modern depictions of a gladiatorial contest.


Pre Roman mining

When the Romans arrived the mines were already old having already been exploited for about 2,000 years but even so only a small amount of the available ore had been removed. The original miners had found colourful ores outcropping on the surface, typically in the Rio Tinto area, green malachite, and blue azurite, both oxidised ores of copper. They had used primitive bone tools and fire to extract the ore until further extraction was impossible. Normally this left a scar. Infrequently a small shaft was made rarely more than a few metres deep and very rarely there would be evidence of small side galleries off the shaft. In the Sierra Morena there are hundreds, possibly thousands of these primitive workings. Even digging such a shallow mine was dangerous but at least the miner had the option of stopping when he judged it too hazardous. The Romans changed all that. Within a few years they had over 50 working mines within 100 kilometres to the west and north of the Rio Tinto mine itself working with typical Roman efficiency.


Cornwall dig unearths ancient Roman mines

An ancient Roman road and mines have been ”unexpectedly” earthed during a dig in Cornwall.

According to archaeologists, the previously-unidentified site has revealed a series of deep pits that they believe may have contained “some of the richest mineral deposits in the world” and is likely to have been working during Roman times.

These pits were located close to the equally exciting discovery of a Roman road that may have connected people with the Roman fort, the remains of which were discovered in Calstock in 2007. This fact alone has led archaeologists to believe it is likely that the mines were used during the same period. However, they have confirmed that there is also the possibility that the mines are an unconnected remnant of medieval times.

A map of Roman mining locations across Britain

Despite this uncertainty, historians have confirmed that the pits – each connected to the other by an arched tunnel – are very typical of the other ancient mines found elsewhere in Britain. However, experts have stated that they will have to carry out further analysis in order to provide an accurate date.

Regardless of the confusion surrounding the discovery, the University of Exeter-based researchers are still happy with their find, suggesting that they offer a “rare glimpse” into the infrastructure that surrounded the timber-built Roman military buildings.

“We are very pleased to have found such a well-made Roman road, and the possible mine workings have proved a real unexpected bonus,” said Dr Chris Smart, who led the dig.

The findings are particularly significant as archaeologists have suggested that the Romans who were based at the fort have left very few marks of their presence, leading historians to theorise that there were fewer than 1,000 soldiers based there for roughly a 30-year period.

“It looks as if there were about 500 soldiers based at Calstock, so this is an unprecedented opportunity,” Dr Smart added.

The digs are currently being funded until 2021 by the National Lottery Heritage Fund as part of the wider Understanding Landscapes project. Researchers plan to continue working on the Roman fort and the land surrounding it for the foreseeable future, with the focus next year expected to be the interior of the fort.


Comments

Andrew Stewart (author) from England on November 27, 2010:

Thank you glad it was enjoyed

Brodie on October 08, 2010:

Awesome article thank you

Andrew Stewart (author) from England on June 29, 2010:

I agree the rarity does push the price up. I suppose if money was no object we would all want one. I like the idea of the gold been mined by hand from a Welsh mine and then crafted by an expert Goldsmith, just think it would give the ring so much extra, than something mined from overseas and mass produced. I think it would have its own personality. Glad you found my article interesting thank you


Rio Tinto and the Mines

The brake is released and the engine sighs, before we jolt forward and are officially welcomed to the Rio Tinto Mines Railway Tour. We accelerate slowly. We pass all manner of workings left to rot in the high noon sun. Skeletal smelters cozy up to suspect foundations amidst red terraced hills running with gravel rivulets. Grand chimney flues dot the horizon. Rusting engines are strewn in the maze of abandoned track, offering a glimpse of a once mighty operation, the largest open-pit mine of its time in the world.

Construction of the Rio Tinto Railway began in July of 1873, shortly after a newly formed British company, the Rio-Tinto Company Limited, was “ceded in perpetuity” the rights by the Spanish crown to this ancient mine in southwestern Spain. The railroad was completed two years later. The roadbed followed the Tinto River from its headwaters in the Sierra Morena along the river’s 62-mile course to the port city of Huelva, where a three-quarter mile long steel pier was built to aid in the rapid transfer of mined materials from iron horse to steam ship. The railroad served three main purposes: it linked all the departments and operations of the mining company it was a vital connection between the towns of Rio Tinto and Huelva and it served as a commuter railroad carrying travelers and miners to the surrounding area. The railroad continued operation, in one form or another, until 1985 when the mine’s operation drew to a close. Today, it operates as a tourist attraction.

For the local population, the Rio Tinto is a natural wonder and a source of pride. Nearby residents contend that the tint of the Rio Tinto is a natural occurrence for which no industrious undertakings are responsible. And although the highly acidic composition of the Rio Tinto (pH 2) is caused by the natural and undisputed high concentration of metals and metalloids, consensus on the genesis of this caustic spectrum remains elusive, even among scientists. The river drains an area with huge deposits of sulfides, part of the Iberian Pyrite Belt, which was formed more than 350 million years ago. The Belt stretches from modern day Portugal east to Seville, Spain. When sulfides are exposed to air, water, and microorganisms, drainage from acidic rocks flow into surface and ground water. But sulfides are usually buried. Relatively few outcroppings are exposed. Mining, however, greatly increases exposed areas. And for at least five millennia, humans have been extracting—at various times and with varying results—the precious deposits trapped in these hills.

Beginning in the third millennium bce, the indigenous populace began to mine copper, but only from exposed outcroppings or from shallow depths. Between 1800-1200 BCE, silver minerals were extracted from oxidized sulfides. By 1200–900 BCE, Iberian and Tartessian communities in the region prospered as suppliers to the world of metals, especially copper and tin—essential ingredients in bronze. Yet, for some not-yet-well-established reason—perhaps due to a major flood—Tartessian civilization collapsed and with it, mining, until the arrival of the Romans in 206 BCE. They conquered the area, expelling the Carthaginians, who had occupied the region for more than three hundred years.

The Romans, with their technologies, made large-scale mining possible. They minted some of their first coins from the gold and silver extracted from the mines. With each advancement in tools and techniques, mines could be dug deeper, exposing more sulfides to air, water, and microorganisms, and causing the Rio Tinto to blush an ever-deeper red. To remove water from deep underground mines, the Romans designed water wheels. Sixteen wheels—one of which was discovered intact and is currently on display at the Rio Tinto Mining Museum—were stacked above one another. The wheels could lift water from 80 meters below the surface, creating 12 levels to the mine. For 200 years, the Romans worked the mines, extracting nearly 24 million tons of raw material. Yet, the mines did not prove profitable and were abandoned, left to the cavalcade of Iberian conquerors, Visigoths and Moors, to try their hand and suffer the same lackluster economic fate.

Corta Atalaya once the biggest open-air mine in Europe. Rio-Tinto mines, Huelva, Spain, 2011

Performance was greatly improved, but it came with a cost to the landscape. A description of the process and its impact is described in a 2015 paper in the journal, Environments, by Manuel Olías and José Miguel Nieto, two professors at the University of Huelva:

New smelters, that needed significant amounts of wood and caused the disappearance of the surrounding trees, were constructed. In 1839, calcinations in “teleras” [a technique whereby large quantities of harvested ore are set atop large platforms of stone and wood, and fired in the open air] began to be used for the low-grade copper ores. This method involved the slow roasting (over six to seven months) of 40–50 tons of ore in conical heaps to remove the sulphur. Then, the roasted ore was placed in tanks with acidic water to dissolve the copper and cementation then produced copper in contact with iron scrap in channel systems.

Mining terraces, Rio-Tinto mines, Huelva, 2009

The new company had the money and the means to take production to an unprecedented level. Here again, Olías and Nieto describe the enterprise:

At first, the operation was underground, but opencast mining quickly began in the South Lode (1876), three open pits in the North Lode (between 1890 and 1900) and at Atalaya (1910). In 1878, only five years after the purchase of the mines, extraction reached 900,000 tons, 10 times more than the previous maximum production. For mineral processing, a new smelting plant and a factory for sulphuric acid production were constructed. Higher-grade minerals were intended for smelting or exportation. Lower-grade minerals were accumulated in large areas, directly or after calcination by “teleras,” for leaching and recovery of copper. The calcination “teleras” aggravated environmental and public health problems.

Roman water wheel, found in South Lode, Rio-Tinto mines, 1919

On February 1, 1888, miners, joined by local farmers and their nascent Anti-Smoke League, went on strike, commencing the first environmental protest in Spanish history. Three days later, 12,000 men, women, and children marched on the town of Rio Tinto, calling for an end to calcination, a process that had been outlawed 24 years earlier in England. The company responded with gunfire. Several volleys were fired directly into the crowd, killing a still-disputed number of people, marking a bloody coda to the strike, and providing the impetus for the tragically romantic sounding, “el año de los tiros” (“the year of the shots”).

Rio Tinto Railway Pier. Port of the City of Huelva. Espanha

The natural oxidation of sulfides in the Iberian Pyrite Belt predates human impact on the area by at least two million years. A recent palaeomagnetic study more precisely dates these rock formations, or gossans, and the subsequent release of metals and acidity to the late Oligocene, some twenty-four million years ago. And although the effect of rocks on rivers is not unique to the Iberian Pyrite Belt, the magnitude of the effect due to the enormous size of sulfide deposits is worth noting. The amount of pollutants released annually over 24 million years—before mining—can be calculated, as shown in the study by Olías and Nieto, and in other recent studies. Those amounts were three orders of magnitude lower than the quantity currently transported annually by the Río Tinto.

The first written document on pollution of the river by acidic mining drainage is a 1556 report by a priest, Diego Delgado, who was exploring the region’s mining possibilities on behalf of King Philip II. While exploring existing Roman mining galleries and caves, he wrote:

We also visited another cave which was full of water and from under which sprang a river said to be the Río Tinto. No fish or other life existed in this river, neither do people or animals drink it, nor are its waters used for anything else…It has another property that if you place iron in the water it dissolves in a few days. This I tested and proved myself. I took a live frog and threw it in the river and it died without being able to leave the water.

Extremophiles are able to live in the Rio Tinto.

While the river’s condition may be, as one scientist has concluded, largely natural, a result of bacteria turning sulfur and iron into sulfuric acid and iron oxide, mining has greatly exacerbated the condition and contributed to the degradation of the region’s environment. The large metal and mineral deposits in the Iberian Pyrite Belt make their extraction irresistible. The costs of extraction, combined with political pressure and depressed commodity prices, however, prompted the Rio-Tinto Company Ltd.—with its right in perpetuity—to sell two-thirds of its shares in 1954, and the balance in subsequent years. Management returned to Spanish control. In 1966, a new company was formed with new plans and high hopes to build a smelter and a sulphuric acid plant in the Industrial Pole of Huelva. In the 1970s, however, pyrite mines declined due to competition from sulphur extracted by other industrial processes. And in the 1980s, the demand for copper and sulphuric acid dropped. The public, with a growing environmental awareness of the toxic residue from the roasting of pyritic minerals, pressured numerous mines in the region to close. Copper production in Río-Tinto mine was abandoned by 1985. Gold and silver mining remained. However, in the late 1990s, underground mines and much of the open-pit mines became flooded due to the abandonment of drainage pumping. The Rio-Tinto mine was decommissioned in 2001.

Just when it feels like the final chapter in the epoch-spanning saga of the Rio Tinto and its mines has been written, new conditions, new needs, and perennial greed tempt once again, and appear so necessary and so easy, to open a vein and let the ore pour out. The price of copper has risen. The country is still mired in economic crisis. Nearly one in four people are unemployed and 40 percent of the youth population is in need of work. Any job creation, regardless of how many jobs it creates, is seen as a good thing. It puts food on the table and money in the pocket.

In October 2015, Eastern Mediterranean Resources Public Ltd. changed its name to Atalaya Mining Plc. In February 2016, Proyecto Riotinto commenced commercial production. -AL, VA


Archaeologists at Ancient Roman Gold Mines

Archaeologists and geologists in Spain studying Las Médulas, the largest known open-cast gold mine of the Roman Empire, have discovered it was a much bigger operation than previously thought. The mines, located in the province of León, form a unique cultural landscape that was designated by UNESCO as a World Heritage Site in 1997. The mining technique used by the Romans known as ruina montium, (Latin, “wrecking of mountains”) created a challenging terrain for later archaeological exploration, and the full extent of the mining operation had been underestimated, until now.

Using a Light Detection and Ranging (LiDAR) laser device attached to an aircraft, the researchers have identified a larger, more complex system used by the Romans to extract gold in the 1st century BC. It was an ancient Roman gold mine operation that, according to one contemporary record, involved a slave labor workforce of 60,000 men.

“The volume of earth exploited is much greater than previously thought and the works performed are impressive, having achieved actual river captures, which makes this valley extremely important in the context of Roman mining in the north-east of the Iberian Peninsula,” says Javier Fernández Lozano, a geologist at the University of Salamanca.

“We have established that the labor that went into extracting the resource until its exhaustion was so intensive that after removing the gold from surface sediments, operations continued until reaching the rocks with the auriferous quartz veins underneath,” explains Fernández Lozano.

According to the research team, this study of ancient Roman gold mines in the Eria valley is the first piece of ‘geo-archaeology’ performed with LiDAR in Spain.

LiDAR uses a laser sensor to scan the ground from an aircraft or drone with geographical references provided by GPS ground stations. It is a useful tool for finding ancient structures such as old reservoirs or channels. “Unlike traditional aerial photography, this airborne laser detection system allows the visualization of archaeological remains under vegetation cover or intensely ploughed areas,” Fernández Lozano explains.

LiDAR technology was developed by NASA in the 1960s to analyze the retreating sea ice in the Arctic and composition of the oceans. Since then the use of the technology has been extended to geology, archaeology, and other areas of research.

These findings are published in the Journal of Archaeological Science.

Image: Ancient Roman gold mines in the Eria river valley (J. Fernández Lozano et al)


Roman sites in the Lake District

Remains of a 2nd-century Roman fort at the head of Lake Windermere. The fort was built during Emperor Hadrian's reign to guard the road from Ravenglass on the coast to Brougham, south of Penrith. The remains include the commandant's house and the granary foundations. Also known as Galava Roman Fort.
Ambleside, Lake District, Cumbria, England, LA22 0EN

Banks East Turret is the well-preserved remains of a turret used by Roman soldiers defending Hadrian's Wall. Short sections of the wall still stand on either side of the turret.
Pike Hill, Banks, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 2BX

One of the best Roman forts along Hadrian's Wall, set amid beautiful North Penines scenery.
Gilsland, Brampton, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 7DD

The extensive remains of a Roman fort lie in an astonishing, remote position high above Eskdale on the western slopes of Hardknott Pass. Hardknott was established in the early 2nd century AD, and the foundations reveal a commandant's house, barracks, parade ground, and bathhouse. The location in an exposed position below the summit of Hardknott Pass is spectacular.
Hardknott Pass, Eskdale, Ravenglass, Lake District, Cumbria, England, CA19 1TH

Atop Hare Hill, just west of Banks village, is a short section of Hadrian's Wall, standing to a height of almost nine feet. The core of the wall is original but there has been some later refacing done on the exterior surfaces.
Hare Hill, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 2JJ

Heritage Rating: ?

Heritage Highlight: The most westerly significant section of Hadrian's Wall
Nearest: Hotels - Self Catering - Bed and Breakfasts

Harrows Scar is a well-preserved Roman milecastle on Hadrian's Wall, on the western side of the River Irthing gorge. The milecastle is part of a well-preserved section of Hadrian's Wall, stretching for over a mile across the east Cumbrian hills. Harrows Scar is connected to Birdoswald Roman Fort, one of the most important Roman forts along the Wall.
Birdoswald, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 7DD

Leahill and Piper Sike are a pair of turrets that formed part of the Hadrian's Wall defences. Both were built as part of the early phase of building on the Wall, around AD 122. The two turrets are within a short walk of each other on the minor road west of Birdoswald Roman Fort.
Wall Bowers, Banks, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 2BX

Pike Hill Signal Tower is a Roman signal station dating to the early 2nd century, later incorporated into Hadrian's Wall. It stands at right angles to the line of the Wall, presumably to allow for easier signalling to other signal stations at Barrock Fell and Gillalees Beacon.
Banks, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 2BX

Poltross Burn is one of the best-preserved milecastles along Hadrian's Wall. The interior is 21.5 metres by 18.5 metres in size, and within the milecastle are remains of an oven and a section of a stair leading up to the ramparts of the Wall.
Gilsland, Hadrian's Wall, Cumbria, England, CA8 7BJ

On the edge of Ravenglass stand the remains of a Roman bathhouse associated with the fort of Glannaventa across the lane. Though there is little to see of the fort, plenty of the bathhouse remains to explore. The walls stand to over 12 feet in height, making the bathhouse one of the tallest surviving Roman sites in northern England.
Ravenglass, Cumbria, England, CA18 1SR


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