Smeltkroezen uit Midden-IJzertijd

Na een eerste bestudering en een chemische analyse van de schalen bij de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed in Amersfoort kwamen archeologen tot de conclusie dat de eieren smeltkroezen waren uit de Midden-IJzertijd (ca. 450 v. Chr.) die werden gebruikt om metalen voorwerpen in te smelten. Ze waren om het schroot heen gekleid. Na het verhitten werd het gesmolten metaal – een koperlegering – door een klein gaatje bovenin uit de smeltkroes gegoten.

In een aantal gebroken schalen werden aan de binnenkant afdrukken waargenomen. Deze afdrukken waren gemaakt door het metaalschroot: tijdens het vormen van de smeltkroes werd de klei dicht tegen het schroot aangedrukt. Wat er precies werd omgesmolten en of er ook afdrukken binnenin de nog ongebroken smeltkroezen zaten, konden de archeologen alleen niet achterhalen.

Onderworpen aan CT-scan

Om die vragen te beantwoorden, werd de hulp van Dominique Ngan-Tillard ingeschakeld. Als onderzoeker op het gebied van Geowetenschappen maakt ze voor het analyseren van gesteenten regelmatig gebruik van de micro-CT scanner. “Het apparaat werkt hetzelfde als een CT-scanner in het ziekenhuis, maar is alleen wat kleiner. Een object wordt van alle kanten met röntgenstraling gefotografeerd, waarna je een 3D model krijgt van de binnenkant van het object.”

Ngan-Tillard twijfelde aanvankelijk nog of de vondst wel geschikt was voor de CT-scanner. “Ik zag de foto’s van de smeltkroezen in lage beeldkwaliteit en dacht dat het fossielen waren. Een leuke vondst, maar niet heel interessant voor de micro-CT scanner. Pas toen ik de afdrukken in de gebroken schalen zag, werd ik enthousiast. Ik was benieuwd wat er allemaal aan de binnenkant van de hele smeltkroezen te zien zou zijn.”

Analyse scans

Nadat de smeltkroezen door collega’s Wim Verwaal en Ellen Meijvogel één voor één waren gescand in de micro-CT scanner, kon Ngan-Tillard op haar computer de 3D-opnames nauwkeurig gaan analyseren. “Op het 3D-beeld krijgt elk materiaal en elke gasbel in de schaal een eigen kleur. Materialen dempen röntgenstraling in meerdere of mindere mate, afhankelijk van hun dichtheid en het atoomgetal van de chemische elementen waaruit ze zijn opgebouwd. Omdat röntgenstraling niet gedempt wordt door lucht, kon het oppervlak van de binnenkant van de smeltkroes worden gereconstrueerd, en konden de afdrukken van de gesmolten objecten worden gevisualiseerd in 3D – zonder ze te breken! In de afdrukken binnenin de schaal zag ze vormen met verschillende vouwpatronen. “Archeologen vermoeden dat die afkomstig zijn van mantelspelden en reparatiestukken voor ketels of emmers.”

Het bijzondere aan deze vondst is dat het stamt uit een periode waarover weinig bekend is. “Bijna alle metalen voorwerpen uit de Midden-IJzertijd zijn verdwenen of verloren gegaan door corrosie. Maar door de afdrukken in de smeltkroezen kunnen we die objecten dus achterhalen. Ook is dit het bewijs dat ze in die periode al metaal recycleden.”

Geavanceerde scheikundigen

Naast de voorwerpen vertellen ook de smeltkroezen iets over het leven van toen. In de schalen vonden de chemische analisten van de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed met behulp van een elektronenmicroscoop behalve zand en klei ook as van wadplanten, een materiaal waar veel natrium inzit. “Dat zorgt ervoor dat de mineralen in de kleischaal op lagere temperaturen kunnen smelten dan normaal, zodat hij niet barst. Erg slim, de makers waren eigenlijk al geavanceerde scheikundigen.”

Het leven boven de bodem

Het bestuderen van archeologische vondsten zoals de smeltkroezen geeft volgens Ngan-Tillard een ‘nieuwe dimensie’ aan de bodem én haar werk als geowetenschapper. “Normaal kijk ik vooral naar wat zich in de bodem of een gesteente heeft afgespeeld, maar voorwerpen vertellen iets over het leven daarbuiten. Ik ben erg geïnteresseerd in geschiedenis en vind het bijzonder dat iets kleins zoveel informatie geeft over hoe mensen hoe ze met hun materialen omgingen en welke recycletechnieken ze gebruikten. Ik was verrast dat men 2500 jaar geleden al metalen objecten recyclede!”  

3D-printen

De smeltkroezen kunnen terug naar de provincie Noord-Brabant, de rechtmatige eigenaar. Kopieën worden gemaakt met een 3D-printer. “We weten nog niet van iedere afdruk wat het is. En op basis van digitale replica’s van de afdrukken kunnen we er fysieke replica’s van maken. Met die replica’s kunnen archeologen die zijn gespecialiseerd in de ijzertijd hopelijk meer voorwerpen identificeren. Zo kunnen we dus met deze vondst complete objecten uit de Midden-IJzertijd namaken en tentoonstellen aan het publiek.”