Sociale dynamiek van de giftige metaalindustrie in middeleeuws Europa: loodproductie in het Peak District, 600–1500 n.Chr.

Samenvatting

Het Derbyshire Peak District in Centraal-Engeland was een van de grootste loodproducerende regio's in middeleeuws Europa, maar de vroege geschiedenis van deze productie is onduidelijk. In dit artikel gebruiken de auteurs loodconcentraties in het tandglazuur (opgebouwd tijdens de kindertijd) van drie begraafplaatsen, gekoppeld aan radiokoolstofdateringen, om de ontwikkeling van de post-Romeinse loodsmelting vanaf het midden van de zevende eeuw te identificeren. Rond het midden van de achtste eeuw n.Chr. was er sprake van grootschalige productie en besmetting rond belangrijke mijnen, waaronder Castleton. Vergelijkingen binnen en tussen locaties met betrekking tot loodconcentraties geven aanwijzingen over de sociale dynamiek van producentengemeenschappen, wat kan dienen als referentiekader voor het identificeren van lood- en zilverproducerende gemeenschappen in het bredere middeleeuwse Europa.

Trefwoorden: Groot-Brittannië, Noord-Europa, post-Romeins, isotopenanalyse, loodsmelting, vervuiling, gendergerelateerde rollen.

---

Inleiding

De productie van belangrijke metalen, zoals zilver en lood, is al lang bestudeerd door historici van de Europese middeleeuwen (ca. 400–1500 n.Chr.), maar tekstuele bronnen over de oorsprong van deze industrieën zijn fragmentarisch en geven slechts hints over wanneer gespecialiseerde productie is begonnen. In de afgelopen twee decennia hebben hoge-resolutie paleomilieu-studies van meer-, veen- en ijskernen geïdentificeerd wanneer loodaerosol-vervuiling het milieu van Noord-, West- en Middellandse Zee-Europa begon te besmetten. De meeste van deze milieurecords zijn echter afkomstig uit gebieden die ver verwijderd zijn van de middeleeuwse lood- en zilverproductiecentra (Loveluck et al. 2020). Studies naar de impact van vervuiling in de regio's waar de grootste middeleeuwse metaalindustrieën waren gevestigd, zijn uiterst zeldzaam (bijv. Kempter & Frenzel 2000), en analyses van de impact van loodvervuiling op de gemeenschappen die het metaal wonnen en smelten, ontbreken vrijwel geheel.

Lood (Pb) is een giftig metaal dat bij inname het zenuwstelsel, de nieren en het voortplantingssysteem kan aantasten (Farmer et al. 2024). Mensen die in de middeleeuwen met lood werkten, zouden in verschillende stadia van het mijnbouw- en smeltproces zijn blootgesteld aan schade, bijvoorbeeld door inademing of inname van gassen of stof. Eenmaal in het lichaam wordt lood bij voorkeur afgezet in harde weefsels: botten, dentine en glazuur. Daarom kan de analyse van loodconcentraties (in parts per million (ppm)) in het tandglazuur een middel bieden om onderscheid te maken tussen individuen die actief betrokken waren bij loodwinning en -verwerking, en hen die werden blootgesteld aan achtergrondniveaus van vervuiling in het bredere landschap.

Dit artikel presenteert de eerste analyse van loodcontaminatieniveaus onder gemeenschappen die leefden in een van de grootste loodproducerende regio's van West-Europa tijdens de middeleeuwen: het Derbyshire Peak District, aan de zuidste grens van de Pennine-heuvels in Centraal-Engeland. Het biedt de eerste absolute data voor post-Romeinse loodproductie in de regio, vanaf het midden van de zevende eeuw; met grootschalige productie die de lokale omgeving rond bepaalde centra, zoals Castleton, besmette tegen het midden van de achtste eeuw (Figuur 1). De resultaten werpen bovendien licht op de leeftijd- en genderdynamiek van de loodproductie in de zevende tot vijftiende eeuw, wat reflecteert in blootstelling tijdens de kindertijd (tussen de vier en 12 jaar) en wijst op een associatie tussen een hoge loodlast en voortijdige dood, vooral bij vrouwen. Een vergelijking met populaties uit het Neolithicum tot de Industriële Revolutie biedt een referentiekader voor de verwachte loodniveaus onder zilver-loodproducerende gemeenschappen in middeleeuws Europa en andere perioden.

Figuur 1: Locaties van plaatsen besproken in de tekst: a) Groot-Brittannië en Noordwest-Europa; b) detail van plaatsen in de Engelse East Midlands.

---

Loodproductie in het Peak District tot 1500 n.Chr.

Ondanks bewijs voor koperwinning bij Ecton Hill in het Peak District van ca. 1880–1640 v.Chr. (Timberlake 2017: 714), stamt het eerste bewijs voor opzettelijke loodextractie — aangegeven door een loodgieter-model voor een kokerbijl uit Mam Tor (Guilbert 1996) en een loodobject uit Gardom’s Edge (Barnatt & Smith 2004: 49) — uit een millennium later. Na de Romeinse annexatie van de Peak wijzen loodingots erop dat er op grote schaal productie plaatsvond tussen ca. 80–200 n.Chr. (Branigan, Hodges and Smith 1991: 60), onder een franchise bekend als de sociorum Lutud(arensium) (Dool & Hughes 1976: 16). Loodproductie ging door onder rurale gemeenschappen in de derde en vierde eeuw, wat blijkt uit vondsten bij Carsington, Bradwell, Rainster Rocks en Chee Tor (Branigan, Hodges and Smith 1991: 60). Lood uit de zuidelijke Pennines, waarschijnlijk uit het Peak District, kwam in de periode 300–400 n.Chr. nog aan in centra in het Midden-Rijnland zoals Keulen en Trier, waar het werd verwerkt tot doodskisten en andere artefacten (Durali-Mueller et al. 2007: 1566). Daarna werd aangenomen dat de productie grotendeels instortte en alleen nog sporadisch aan lokale behoeften diende.

De plotselinge rijkdom van begraafplaatsen uit het midden van de zevende eeuw in het Peak District zou kunnen wijzen op hernieuwde loodproductie ten behoeve van de bouw van christelijke kerken (Loveluck, Bintliff and Hamerow 1995: 90; Figuur 2). De smelting van nieuw metaal is voorheen alleen gedateerd op ergens tussen ca. 760 en 860 n.Chr., gebaseerd op loodisotopenanalyse van gewichten uit Birka, Zweden (Ambrosiani 2013; Kershaw & Merkel 2023: 275). Echter, een samenvatting van een oorkonde toegeschreven aan 835 n.Chr. vermeldt ook een edelman, Humberht, die huur betaalde voor een landgoed in Wirksworth (Low/White Peak) aan het klooster in Repton (Derbyshire) in de vorm van lood. Hij was verplicht het transport van het lood naar Canterbury te organiseren, vermoedelijk via de rivier de Humber en de Noordzeekust (Kelly & Brooks 2013: 636–38). Deze route wordt weerspiegeld in loodobjecten en bewerkingsafval gevonden in nederzettingen uit de achtste tot negende eeuw in Flixborough, Beverley, Riby en Fishtoft (Loveluck 2007: 102–103; Taylor and Cope-Faulkner 2012: 70–72). Tinnen beslag op het Gokstad-schip in Noorwegen, gelegeerd met metaal uit het Peak District/Pennines en Melle (Deux-Sèvres), Frankrijk, suggereert ook voortdurende productie of recycling van lood uit het Peak District tot in de tiende eeuw (Pedersen et al. 2016: 158–59). Radiokoolstofdatering van de individuen in deze studie biedt de eerste absolute data voor loodproductie in deze eeuwen via in-vivo contaminatieconcentraties in de regio.

Figuur 2: Begraafplaats Wigber Low, ca. 625–685 n.Chr.: a) & b) plan en foto van graf 4 (WIG 03) met zwaard; c) kristallen bol amulet (diameter 36mm), graf 9 (WIG 06); d) gouden hanger met bevertooth (lengte 37mm) gevonden nabij graf 9.

Tegen het midden van de elfde eeuw suggereert de Domesday survey (Db) dat er tijdens de regering van Edward the Confessor (1042–1066) grootschalige loodproductie plaatsvond in het Peak District. Mijnbouw- en smeltcentra (plu(m)baria) werden geregistreerd bij koninklijke landgoederen in de Low Peak, in Matlock (één mijn), Wirksworth (drie mijnen), Bakewell (één mijn) en Ashford (één mijn) (Db, F. 272b–d; Morgan 1978). De landgoederen van Ashford, Bakewell en Hope waren in 1066 elk jaarlijks vijf 'karvrachten' lood verschuldigd als Geld-belasting (waarbij één karvracht ongeveer 2100 lbs weegt), met 50 vellen lood per karvracht (Db, F. 272d-273a; Morgan 1978). In 1086 waren de landgoederen van Darley, Matlock, Wirksworth, Ashbourne en Parwich jaarlijks 40 pond aan 'puur zilver' (argenti puri) verschuldigd in Geld; dit is het enige gebruik van deze specifieke term in het Domesday Book (Db, F. 272c; Morgan 1978), wat mogelijk wijst op de extractie van de kleine hoeveelheden zilver in galeniet-looderts. Deze zilverbetalingen vonden plaats aan het begin van het Europese 'zilvertekort' van ca. 1050–1150 (Spufford 1988: 95–99). Het gebruik van Brits zilver is echter moeilijk te identificeren in een recente, kleinschalige loodisotopenanalyse van Britse munten uit de twaalfde eeuw (Savage et al. 2024).

Voor 1086 werd door William Peverel een kasteel gebouwd (Peveril Castle) in de High Peak, bij de berewick (gekoppelde secundaire nederzetting) van het koninklijke landgoedcentrum in Hope, genaamd Pechesers, waarschijnlijk vernoemd naar een loodmijn naast het kasteel (Db, F. 276b; Morgan 1978). De nederzetting rond de mijn en het kasteel werd later bekend als Castleton en was het administratieve centrum en belangrijkste focus van loodmijnbouw in de middeleeuwse High Peak regio (Loveluck et al. 2020: OSM 5: 39). Opgravingen van 2009–2026 (momenteel niet gepubliceerd), gezamenlijk geleid door de Universiteit van Sheffield en de Castleton Historical Society, hebben onversierde graven in Castleton onthuld op twee locaties: Joule Yard, daterend tussen de zevende en elfende eeuw n.Chr.; en Spital Field, aan de oostelijke rand van het dorp geassocieerd met een middeleeuws ziekenhuisgebouw, daterend van de twaalfde tot laat vijftiende eeuw n.Chr. (Figuur 3). Individuen uit deze Castleton-begraafplaatsen vormen de belangrijkste steekproef van de Peak District populatie in deze studie.

Figuur 3: De Castleton-begraafplaatsen: a) Joule Yard; b) Spital Field.

De tijdsperiode van de populaties op de begraafplaatsen bestrijkt ook een periode waarin uitgebreider documentair bewijs beschikbaar is voor de schaal van de loodproductie in het Peak District. Zo tonen de Pipe Rolls (belastingen verschuldigd aan en betaald aan de koninklijke schatkist) aan dat de loodproductie in het Peak District haar middeleeuwse hoogtepunt bereikte tussen ca. 1180–1215 (Loveluck et al. 2020: 476, OSM5: 37–52). Daarna volgde een daling, met hernieuwde cycli van 'boom and bust' van de late dertiende tot vijftiende eeuw (Blanchard 2005: 1400). Een ijskern uit de noordwestelijke helling van Colle Gnifetti (Zwitsers-Italiaanse Alpen) onthult loodvervuilingstrends die identiek zijn aan de productiecycli van het Peak District, met pieken tussen ca. 1180–1215 en een daling in het midden van de dertiende eeuw (More et al. 2017: 213; Loveluck et al. 2020: 476). In dit onderzoek analyseren we de loodvervuiling binnen een populatie uit het Peak District tegenover deze historische productie- en milieuvuilingsgegevens.

---

Methodologische aanpak

Deze studie heeft de volgende doelstellingen:

• Het verstrekken van radiokoolstofdateringen voor de vestiging en veranderende schaal van de loodproductie in het middeleeuwse Peak District.
• Het gebruik van loodcontaminatieconcentraties in de tanden van een regionale populatiesample om betrokkenheid bij de loodproductie vast te stellen door vergelijking met maatschappelijke normen uit die periode.
• Het beoordelen van bewijs voor populatiemigratie naar de regio, mogelijk gelinkt aan mijnbouw.
• Het analyseren van bewijs voor differentiatie naar sociale rang, rol, gender en leeftijd op basis van loodvervuilingsniveaus.
• Het beginnen met de evaluatie van de impact van loodvervuiling op de menselijke gezondheid en het milieu in deze periode.

De populatiesample

De geanalyseerde populatiesample uit de vroege tot late middeleeuwen richt zich primair op Castleton. Initiële radiokoolstofdatering van onversierde inhumatiegraven bij Joule Yard toonde aan dat mensen hier werden begraven sinds de zevende tot achtste eeuw n.Chr. Graven geassocieerd met het middeleeuwse ziekenhuis in Spital Field leverden dateringen op die na de Normandische verovering (1066 n.Chr.) liggen, toen Castleton het administratieve centrum van de High Peak werd. Om vast te stellen of individuen tijdens hun kindertijd aan loodproductie waren blootgesteld, werd een sample van 10 individuen geselecteerd op basis van het behoud van het tandglazuur (vijf uit Joule Yard en vijf uit Spital Field). Alle gesamplede individuen zijn radiokoolstofgedateerd (Figuur 4). De individuen uit Joule Yard clusteren tussen de vroege zevende en vroege elfende eeuw, terwijl die uit Spital Field clusteren tussen de midden-elfende en vroege zestiende eeuw. Tanden van twee individuen uit de late IJzertijd (ca. 400 v.Chr. – 43 n.Chr.) uit de nabijgelegen locatie Eldon Hole werden ook bemonsterd als vergelijking voor loodniveaus vóór de grootschalige mijnbouw (OSM 1).

Om regionale vergelijkingsdata te verkrijgen, zijn ook tanden van vijf inhumatiegraven bij Wigber Low geselecteerd. Vier graven werden gedateerd via artefact-seriaties van 'Anglo-Saksische' grafgiften, gelinkt aan ruim 100 radiokoolstofdateringen: twee vrouwen uit fase ASF-E (625–685 n.Chr.) en twee mannen uit fasen ASM-D tot F (565–685 n.Chr.). Een nieuwe radiokoolstofdatering van graf 9 (WIG-06), een vrouw begraven met een kristallen bol amulet, houten kist en mes, gaf een datum van 610–665 n.Chr., wat aantoont dat de seriatiedatering over het algemeen betrouwbaar is.

Figuur 4: Radiokoolstofdateringen van de populatiesample.

Analytische methoden

De mate waarin de populatiesample betrokken was bij loodproductie of blootgesteld was aan omgevingsvervuiling werd bepaald door de loodconcentraties in het tandglazuur te meten. Er werd een monster glazuur genomen van een tweede molaar, premolaar of derde molaar. Glazuur wordt na de initiële vorming niet meer hergebouwd, waardoor deze monsters een gesloten verslag geven van loodconcentraties tijdens de kindertijd, tussen ongeveer vier en 12 jaar. Bewijs uit de zevende tot tiende-eeuwse lood-zilvermijnen in Melle, West-Frankrijk, suggereert dat kinderen besmet konden raken tijdens het wassen en prepareren van erts vóór het smelten, of als omstanders bij deze activiteiten (Téreygeol 1999: 23–25).

De glazuurmonsters werden geprepareerd en geanalyseerd met inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie (ICP-MS) bij de British Geological Survey (BGS). De resulterende loodconcentraties werden vergeleken met mediane gemiddelden van populatiedata in Groot-Brittannië van het Neolithicum tot na de middeleeuwen en met een zestiende-eeuwse zilver- en loodmijnbouwpopulatie uit Sala, Zweden (Price et al. 2017).

Om vast te stellen in hoeverre de individuen uit het Peak District inheems waren, werden strontium (Sr), zuurstof (O) en lood (Pb) isotopen in het glazuur geanalyseerd. De beoordeling van geografische oorsprong is gebaseerd op strontium ($^{87}\text{Sr}/^{86}\text{Sr}$) en zuurstof ($\delta^{18}\text{O}$) isotopenwaarden met referentie naar de BGS Biosphere Map.

---

Resultaten en discussie

Geografische oorsprong van de populatiesample

De isotopengegevens zijn samengevat in Tabel 1 en Figuur 5. Een strontiumratio van 0,714 of hoger werd oorspronkelijk gedacht te wijzen op individuen die hun kindertijd buiten het Peak District doorbrachten. Aanvullende analyse van regionale bodems toonde echter aan dat waarden van 0,714 en hoger vaker voorkomen binnen de biosfeer van het Peak District dan voorheen werd vermoed. Daarom is de meest aannemelijke conclusie dat deze hoge waarden consistent zijn met een kindertijd in het Peak District.

Tabel 1: Samenvatting van isotopenanalyses

Figuur 5: Strontium- en zuurstofisotopenwaarden.

Twee individuen vertoonden zowel verhoogde $^{87}\text{Sr}/^{86}\text{Sr}$ als uitgeputte $\delta^{18}\text{O}$ waarden, wat kan wijzen op een kindertijd in een andere regio. Dit betreft de twee individuen uit de IJzertijd van Eldon Hole. Hun waarden suggereren een oorsprong in een kouder klimaat, mogelijk Scandinavië.

Onder de vroege middeleeuwse sample (zevende–elfende eeuw; Wigber Low en Joule Yard) heeft één individu waarden die consistent zijn met een kindertijd buiten het Peak District: een man uit graf 7 bij Wigber Low, wiens waarden wijzen op een mogelijke oorsprong in West-Brittannië. In de late middeleeuwse sample (late elfde–vroege zestiende eeuw; Spital Field) hebben alle individuen waarden consistent met het Peak District.

De loodisotopenwaarden (Figuur 6) tonen aan dat, met één uitzondering, de individuen binnen het bereik van het Peak District vallen. De individuen uit de IJzertijd (Eldon Hole) hadden loodisotopenwaarden die wijzen op lokale besmetting uit het Peak District, ondanks hun waarschijnlijke oorsprong buiten de regio.

---

Sociale dynamiek van de loodproductie

In de literatuur wordt aangenomen dat loodconcentraties in menselijke tanden boven 0,6–0,7 ppm wijzen op antropogene activiteiten, terwijl waarden onder 0,5 ppm natuurlijke 'achtergrondniveaus' reflecteren. Alleen de volwassene uit de IJzertijd van Eldon Hole had een waarde die overeenkomt met de natuurlijke achtergrond (0,66 ppm). Bijna alle middeleeuwse individuen hadden concentraties van meer dan 10 ppm, wat wijst op aanzienlijke antropogene blootstelling in de kindertijd (Figuur 7).

Wigber Low (625–685 n.Chr.) Hier zijn duidelijke variaties zichtbaar, mogelijk gelinkt aan gendergerelateerde rollen en sociale status (Figuur 8).

• Lokale mannen: Hadden de laagste blootstelling (10,9 ppm en 2 ppm) en waren mogelijk niet persoonlijk betrokken bij de productie, maar profiteerden van de controle daarover.
• Vrouwen: Hadden hogere niveaus (69,1 ppm en 13,2 ppm), wat kan wijzen op het verwerken van erts tijdens hun kindertijd.
• Immigrant: De man uit het onversierde graf (WIG-05), mogelijk een immigrant, had een niveau van 29,5 ppm.

De dood van de vrouwen uit Wigber Low (beiden op jonge leeftijd: 17 jaar en 17–25 jaar) zou kunnen reflecteren in een negatieve associatie tussen vroege loodblootstelling en leeftijd bij overlijden. De betrokkenheid van de gemeenschap van Wigber Low bij het smelten van lood in de zevende eeuw ondersteunt de hypothese dat toenemende rijkdom voor lokale elites samenviel met een hernieuwde vraag naar metaal voor christelijke monumentale bouw.

Joule Yard, Castleton (680–880 n.Chr.) Deze populatie toont een toename in productie en blootstelling. Alle vijf de gesamplede individuen hadden concentraties boven 25 ppm. Dit wijst op een gespecialiseerde gemeenschap van loodmijn- en smeltfamilies in Castleton. Tegen het midden van de achtste eeuw was de leefomgeving daar zeer zwaar besmet.

Ter vergelijking: individuen uit Repton (Trent Valley) vertonen lagere concentraties dan die in Joule Yard, maar hogere dan de laagste waarden in Wigber Low.

Spital Field, Castleton (11e–16e eeuw) Alle gesamplede individuen hadden concentraties tussen 25 en 68 ppm, wat opnieuw wijst op een kindertijd in een zwaar vervuilde omgeving. Opvallend is dat de drie vrouwen in de gehele analyse (WIG-04, WIG-06, SPF-SK009) allen stierven tussen de 17 en 25 jaar. Zwangerschap mobiliseert lood uit botten, wat zowel moeder als foetus kwetsbaarder maakt voor loodvergiftiging.

De twee individuen met de hoogste concentraties in Spital Field dateren uit de late twaalfde tot dertiende eeuw. Dit valt samen met het absolute hoogtepunt van de loodproductie in het Peak District (1180–1215), zoals geregistreerd in de Pipe Rolls en bevestigd door vervuilingspieken in ijskernen uit de Alpen en sedimenten uit Zweden.

Conclusie over migratie

De isotopenresultaten wijzen op weinig immigratie onder de vroeg- tot laatmiddeleeuwse populaties in het Peak District; loodproductie was hier blijkbaar een langdurige, overgeërfde traditie. Dit verschilt van andere regio's. In de zestiende-eeuwse mijnen van Sala in Zweden waren de loodniveaus in één van de begraafplaatsen veel lager, wat waarschijnlijk komt door het gebruik van gedwongen arbeid van gevangenen die hun kindertijd buiten de vervuilde mijnbouwlandschappen hadden doorgebracht.

---

Eindconclusie

Loodniveaus in het tandglazuur van individuen uit Wigber Low en Castleton tonen aan dat de post-Romeinse loodproductie in het Peak District reeds in het midden van de zevende eeuw n.Chr. was gevestigd. In deze periode varieerde de blootstelling sterk per status en gender. Tegen ca. 750–850 n.Chr. leidde de vervuiling in Castleton tot zeer hoge loodopname bij de gehele populatie tussen de vier en 12 jaar. Deze hoge niveaus bleven aanhouden tot de zestiende eeuw, met een piek in de late twaalfde en vroege dertiende eeuw. Deze resultaten dienen als referentiekader voor het identificeren van zilver- en loodproducerende gemeenschappen in andere regio's en perioden waar lokale productie een diepe historie heeft.

---

Bijkomende informatie

Financiering Dit onderzoek is mogelijk gemaakt door: University of Nottingham ‘Life in changing environments’ Interdisciplinary-Research-Cluster; University of Nottingham and Peak District National Park Authority; Castleton Historical Society/University of Sheffield; Sheffield Museums Trust/University of Sheffield; Tim Allen (Historic England).

Beschikbaarheid van data Alle data zijn beschikbaar in het Online Supplementary Material (OSM).

Referenties

(De volledige lijst met bronverwijzingen zoals vermeld in de tekst, inclusief werken van Ager, Ambrosiani, Barnatt & Smith, Bayliss et al., Blanchard, Bourgeois et al., Branigan, Brännvall et al., Brown, Brownlee & Klevnäs, Budd et al., Chesterman, Collis, Dool & Hughes, Durali-Mueller et al., Evans et al., Farmer et al., Foster & Collis, Guilbert, Hamerow et al., Jarman et al., Kelly & Brooks, Kempter & Frenzel, Kershaw & Merkel, Le Roux et al., Loveluck, Loveluck et al., Millard et al., Montgomery et al., Moore et al., More et al., Morez et al., Morgan, O’Regan et al., Pedersen et al., Price et al., Savage et al., Spufford, Stubberfield et al., Taylor, Téreygeol, Timberlake en de World Health Organization).