artikkelit | KeinoX

Viikinkikorujen materiaalitutkimus

Korulöytö

Keväällä 2010 metallinpaljastin hälytti maalaistalon puutarhassa Ruokolahdella. Harrastajat löysivät maaperästä vanhan oloisen metalliesineen ja ottivat yhteyttä Museovirastoon. [infolaatikko 1] Museoviraston tutkija tunnisti ulkonäön perusteella, että löytynyt esine on pyöreä kupurasolki, joka on tyypillinen Viikinkiajan pronssikoru. Kupurasolkia on käytetty naisen asussa olkasolkina, joiden tehtävä on ollut kiinnittää ja kannatella päällysmekkoa. Myöhemmin samalta alueelta löytyi vielä lisää esineitä: Löytyi saviastianpala, rautaveitsi, pronssinen kulkunen, rannerenkaan katkelma, seitsemän solkea tai soljen palaa, neljä riipusta ja kaksi vyönhelan palaa (Suomen kansallismuseon esineluettelossa KM38535, KM40513 ja KM40514). Marjapensaiden välissä tutkija osasi erottaa pieniä kalliopaljastumia, mikä viittaa polttokenttäkalmistoon. [infolaatikko 2] Muinaisjäännösten löytöpaikat ovatkin usein hauta- ja asuinpaikkoja, vaikka myös satunnaisia irto-, kätkö- ja hautalöytöjä tunnetaan koko nykyisen Suomen alueelta.

Kuva: Aikajana kivikaudelta nykypäivään Suomessa.

infolaatikko 1:

Mitä teen, kun löydän muinaisesineen?

Jos löydät maasta esineen, jota epäilet muinaisesineeksi, ota se talteen, vältä sen puhdistamista ja merkitse muistiin tarkka löytöpaikka. Muinaismuistolain mukaan maasta löydetyt yli 100 vuotta vanhat esineet kuuluvat valtiolle ja laki velvoittaa löytäjän ilmoittamaan niistä Museovirastoon. Ilmoitus tehdään ilmoitus- ja palautepalvelu Ilppariin. Muinaisesineiden myyminen esimerkiksi huutokaupassa on lainvastaista.

ref. museovirasto

infolaatikko 2:

Mikä on polttokenttäkalmisto?

Polttokenttäkalmisto on rautakautinen hautaustyyppi, joka oli Suomessa pääasiallinen hautausmuoto koko myöhäisrautakauden (550–1100 jaa). Polttokenttäkalmistot ovat kymmenien neliömetrien kokoisia alueita, jotka sijaitsevat usein peltoalueiden ympäröimänä moreenikumpareen, mäenrinteen tai harjanteen päällä ja asutuksen läheisyydessä.

Poltetut vainajan jäännökset ja roviossa olleet esineet on yleensä levitetty kalmistoon luonnollisten tasaiseksi ladottujen kivien väliin sekaisin muiden hautausten kanssa niin, että useiden vainajien jäännökset ovat sekoittuneet toisiinsa. Polttokenttäkalmiston käyttö on ollut rituaalinen toimintatapa, jossa vainaja on haudattu muiden vainajien joukkoon osaksi yhteisön kollektiivista muistipaikkaa. Niitä onkin pidetty ennen kaikkea sukuhautoina. Kristinuskon varhaisesta vaikutuksesta johtuen polttokenttäkalmistoihin on saatettu haudata vainajia myös polttamatta. Mukaansa matkalle tuonpuoleiseen vainajat ovat saaneet aseita, koruja, astioita sekä muuta tarpeellista, jopa veneitä.

ref. arkeologisen kulttuuriperinnön opas

ref. polttokenttäkalmisto

Viikinkiaika

Viikinkiaika oli rautakauden jakso, joka on ajoitettu noin vuosiin 800–1050. Viikinkiaikaan kuuluivat viikinkien ryöstöretket, valloitukset ja kaupankäynti. Hautalöydöistä voidaan nähdä kauppa- ja kulttuuriyhteydet. Kauppaa on käyty Suomen alueella ja ehkä alueen asukkaita on ottanut osaa viikinkiretkiin ja liikkunut Itämerta kauempanakin. Tavarat tosin levisivät kaupankäynnin lisäksi myös liittolaisille ja ystäville annettuina lahjoina sekä ryöstöjen ja varastelun seurauksena. Tuontitavaroita tarvittiin myös hautausten varustamiseen ja ilmeisesti uhrilahjoiksi tuonpuoleisille olennoille. Viikinkiaikana myös kristinusko levisi Pohjoismaihin.

Peruselinkeinot viikinkiaikana olivat maanviljely ja karjanhoito. Kuitenkin myös metsästyksen ja kalastuksen merkitys oli edelleen suuri, ja kaupankäynnilläkin oli merkitystä varsinkin rannikkoseuduilla. Viljelykasveina olivat ainakin ohra, ruis ja nauris. Kotieläiminä pidettiin nautoja, lampaita, vuohia ja sikoja. Rannikon ihmiset asuivat pääosin yksittäistaloissa tai muutaman talon ryhmissä.

Pohjolassa ei ollut vielä viikinkiajalla rahataloutta, vaan täällä käytiin vaihtokauppaa. Suomessa vaihtokauppaa käytiin erityisesti turkiksilla, viljalla, kuivatulla ja suolatulla kalalla ja lihalla, hylkeenrasvalla sekä puusta, luusta ja savesta valmistetuilla käsitöillä. Viikinkejä kiinnosti erityisesti turkiskauppa, mutta myös esimerkiksi purjeet. Kankaat, vaatteet ja erityisesti purjeet olivat arvokkaita, koska sekä materiaalien, että itse tuotteiden valmistus oli työlästä. Kankaita valmistettiin villasta ja kasvikuiduista, kuten pellavasta,hampusta ja nokkosesta, joita oli Suomessa hyvin saatavilla. Suomeen hankittiin muun muassa aseita ja hopeaa. Suomeen kulkeutuneet esineet olivat pääasiassa kirveitä, veitsiä, keihäänkärkiä, sirppejä ja myöhemmin myös viikatteita sekä erilaisia koruja. Erilaisten esineiden ohella kauppaa on voitu käydä myös raaka-aineilla ja esimerkiksi pronssi on saattanut olla haluttua kauppatavaraa.

kuva: Elämää viikinkiajalla. Saariston, ja ehkä koko Suomen, tunnetuin myöhäisrautakautinen kohde on Kyrksundetin kauppapaikka Rosalassa. (kuva Rosalan viikinkikeskus, kuvaaja Nora Wilson)

Metallit

Metallit ovat alkuaineita, joita on peruskalliossa mineraaleina, maaperässä ja vedessä. Peruskallion metallimäärä vaihtelee ja monin paikoin pitoisuudet ovat hyvin pieniä, mutta jossain niin suuria, että metalli saadaan irrotettua käyttöön. Malmi jalostettiin metalliksi yleensä lähellä kaivosta ja metallien työstäminen kehittyi ensimmäisenä muinaisessa Lähi-idässä. Esihistorialliset aikakaudet on nimetty sen mukaan, mikä oli pääasiallinen materiaali aseiden ja työkalujen valmistamisessa.

Kupari
Jo ennen varsinaisen pronssikauden alkamista tunnettiin eräitä metalleja, joita esiintyi luonnossa helposti hyödynnettävässä muodossa. Tällaisia metalleja olivat kulta, hopea, kupari, arseeni ja tina. Eri puolilta maailmaa ja Suomestakin on löytynyt metalliesineitä, jotka on ajoitettu ajalle ennen pronssikautta. Suomen vanhimmat kuparilöydöt ovat kivikaudelta (kampakeramiikan ajalta 3900–3500 eaa), ja vanhin Suomesta löydetty metalliesine on Pohjois-Karjalan Polvijärveltä löydetty kuparirengas. Irakin pohjoisosista on löytynyt jopa 10 000 vuotta vanhoja kuparista tehtyjä koruja. Italiasta Alpeilta löydetyssä Jäämies Ötzissä on huomattu olevan runsaasti arseenia ja siksi hänen arvellaan olleen kupariseppä. Ötzin arvellaan olevan peräisin ajalta noin 3300 ennen ajanlaskumme alkua eli ajalta noin 5 300 vuotta sitten.

Pronssi
Huomattiin, että kuparista voi tehdä kovempaa lisäämällä siihen tinaa. Tällaista metalliseosta kutsutaan pronssiksi. Alkoi pronssikausi, jolloin pääasiallinen metalli aseiden ja työkalujen valmistamisessa oli pronssi, jota käyttämällä terän sai hyvin teräväksi. [infolaatikko 3] Pronssia alettiin valmistaa Lähi-idässä noin 3700 eaa. ja taito levisi sieltä Eurooppaan noin 3300 eaa. Suomen pronssikauden katsotaan alkaneen noin vuonna 1700 eaa. ja kestäneen noin vuoteen 500 eaa. Suomessakin osattiin kyllä valaa pronssia, mutta pronssiesineiden materiaali on silti täytynyt tuoda muualta.

Rauta
Rauta syrjäytti pronssin nopeasti ja Lähi-idästä alkoi rautakausi, kun siellä noin 1200 eaa. alettiin sulattamaan rautaa malmista. Jo sitä ennen on osattu tehdä rautaesineitä meteoriraudasta ja mahdollisesti myös kuparin sulatuksen yhteydessä syntyneestä raudasta. Laajamittainen raudantuotanto vaati kuitenkin erilaista osaamista kuin kuparintuotanto, sillä siihen tarvittiin tehokkaampi uuni ja kehittyneempää metallurgista osaamista kuin kuparinvalmistuksessa. Suomen alueella rautamalmia on suhteellisen helposti saatavissa, mutta Suomeen raudan käsittelytaito levisi kuitenkin vasta vuoteen 500 eaa. mennessä. Silloin rauta alkoi korvata pronssia kirveiden, aseiden ja erilaisten käyttöesineiden valmistuksessa. Varhaisimpia merkkejä raudan tuotannosta täällä ovat raudan pelkistysuunit, joita on löydetty Rovaniemeltä, Kajaanista ja Ristiinasta.

Pronssia on kuitenkin käytetty raudan ohella nykypäivään asti esimerkiksi tarve- ja koriste-esineiden sekä korujen perusmetallina. Jos pronssiin seostetaan kuparin ja tinan lisäksi pieniä määriä muita alkuaineita, saadaan sen ominaisuuksia muutettua halutunlaiseksi. Esimerkiksi valettuja kupariseoksia, joissa on fosforia, tinaa ja lyijyä, käytetään nykyisin yleisesti laakereissa, joiden pitää kestää suurta kuormitusta. Tina-lyijy-pronsseja, jotka sisältävät myös sinkkiä käytetään silloin, kun lopputuotteen pitää kestää suurta painetta, kuten esimerkiksi venttiileissä. Se on myös suosittu modernien veistosten materiaali. Lujuutta saadaan lisättyä lisäämällä alumiinia, rautaa, mangaania ja piitä.

infolaatikko 3:

Mitä on pronssi?

Vanha nimitys pronssille on vaski. Pronssi on metalliseos, joka sisältää enimmäkseen kuparia. Yleensä pronssilla tarkoitetaan kuparin ja tinan seosta, mutta nimitystä käytetään myös muista kuparin metalliseoksista. Pronssikaudella seos sisälsi yleensä tinaa ja sinkkiä, ja joskus myös lyijyä tai muita saatavissa olleita metalleja. Metallissa oli usein hiukan arseenia eli arsenikkia, joka paransi sen mekaanisia ominaisuuksia. Nykyisin kuparin ja sinkin seosta nimitetään kuitenkin messingiksi.

ref. pronssi

Materiaalitutkimus

Vuonna 2021 aloitettiin Suomen kansallismuseon konservointiyksikön ja Turun yliopiston materiaalitutkimuksen laboratorion yhteistyö viikinkiaikaisten korujen materiaalien tutkimiseksi. Ensimmäisenä selvitettiin Ruokolahdelta löytyneen kupurasoljen ja kahden riipuksen alkuainekoostumus.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin tässä vaiheessa pyyhkäisyelektronimikroskopiaa (SEM) ja energiaerotteista röntgenspektroskopiaa (EDS). Mittaukset tehtiin tietysti esineitä rikkomatta. [infolaatikko 4]

Kuva: Toinen tutkituista riipuksista. (kuva Turun yliopisto, kuvaaja Taina Laiho)

infolaatikko 4:

Mitä ovat SEM ja EDS?

SEM eli pyyhkäisyelektronimikroskooppi on eräänlainen mikroskooppi, jossa kuvan muodostamiseen ei kuitenkaan käytetä valoa, vaan elektroneja. Laite kohdistaa tutkittavaan näytteeseen hyvin tarkan elektronisuihkun, minkä seurauksena näytteestä irtoaa elektroneja ja röntgensäteilyä. Näytteestä lähtevien elektronien perusteella saadaan näytepinnoista kuvia nanometrien tarkkuudella, eli erotuskyky on huomattavasti parempi kuin tavallisella valomikroskoopilla. Näytteestä lähtevä röntgensäteily mitataan laitteeseen liitetyllä energiaerotteisella röntgenanalysaattorilla eli EDS analysaattorilla, ja sen avulla saadaan määritettyä näytteen alkuainekoostumus. Mittaus voidaan tehdä rikkomatta näytettä.

Pronssi, eli kuparin ja tinan seokset, oli ensimmäisiä metalliseoksia, joita alettiin valmistaa. Esineet valmistettiin valamalla, eli metallit sulatettiin ja kaadettiin muottiin jähmettymään. Nyt tutkitut korutkin on valmistettu nimenomaan valamalla. Korujen matka Turun yliopistoon mitattavaksi on ollut pitkä. Kupariseos on oletettavasti peräisin muinaisesta Lähi-idästä ja on mahdollista, että metalli on Suomessakin kierrätetty moneen kertaan, ennen kuin se on päätynyt Ruokolahdella roviolle ja kalmistoon. Tutkitut esineet ovat sen jälkeen olleet maaperässä yli tuhat vuotta. Kun esineet on otettu Kansallismuseon kokoelmaan, ne on puhdistettu ja konservoitu niin, että niiden säilyminen turvataan.

Materiaalitutkimukset aloitettiin mittaamalla yhden soikean kupurasoljen (löytöpaikka Ruokolahden Nikkari) ja kahden riipuksen (löytöpaikka Ruokolahden Kemppilä) alkuainekoostumus. Kupurasoljen metalli on kuparin ja tinan seosta, missä on joukossa vain hyvin vähän muita alkuaineita. Kumpikin riipus on tehty kupariseoksesta, jossa tinan määrä on hyvin matala, mutta lyijyä on paljon.

Kupariesineen pinta muuttuu ilman hapen vaikutuksesta ensin kuparioksidiksi, jossa kupari on yhdenarvoisena (esim. Cu2O), ja joka on väriltään tummanruskeaa tai punertavaa. Nyt tutkittujen esineiden pinnoilla erottuu reilusti myös sinivihreää patinaa. Patinan aiheuttavat kuparin ja hapen yhdisteet, joissa kupari on tietynlaisessa kemiallisessa tilassa, ns. kahdenarvoisena (esim. kuparioksidi CuO). Sulfidit ja lyijy tekevät patinasta tummemman ja lyijykarbonaatti tai tinaoksidi aikaansaavat kupariin vaaleanvihreää patinaa. Samaa patinaa voi nähdä vaikkapa New Yorkin Vapaudenpatsaassa tai vanhassa kuparipannussa. Yhtenäinen pintaan muodostunut patina suojaa kupariesinettä niin, että se ei hapetu syvemmältä, eli se ei hajoa kokonaan, kuten rauta ruostuessaan tekee.

Tutkituissa riipuksissa ei ole juuri ollenkaan tinaa, mutta lyijyn määrä sen sijaan on pelottavan suuri. Pahemmin palaneessa riipuksessa on kohtia, joissa lyijyä on enemmän kuin kuparia. Antiikin aikaan ajateltiin, että lyijyllä on taikavoimia. Nykyisin tiedetään, että lyijy ja kaikki sen yhdisteet ovat terveydelle haitallisia.

Kupurasoljen ja molempien riipusten materiaalissa on myös pieni määrä fosforia. Nykyisinkin tinapronssin valmistuksessa siihen lisätään pieni määrä fosforia, sillä niin voidaan estää hauraan tinaoksidin muodostuminen.

Pinnalla on pieninä alueina kalsiumia ja piitä. Oletettavasti vuosisatojen aikana on maaperässä muodostunut korujen pinnalle pieniä määriä mineraalista silikaattia ja kalsiumkarbonaattia. Yhdisteet saadaan määritettyä tarkemmin tulevissa mittauksissa.

Ensimmäiset mittaukset antavat joskus enemmän kysymyksiä kuin vastauksia, ja tästä alkaakin pidempi yhteistyö Kansallismuseon kanssa. Jatkossa mitataan vielä useampia koruja, joista osa on ollut polttoroviolla ja osa ei. Tulevissa tutkimuksissa toivotaan saatavan tietoa erityisesti polttorovion vaikutuksesta viikinkiajan pronssikoruihin.

kuva: SEM-kuva korun pinnasta. (kuva Turun yliopisto, kuvaaja Miikka Rae)

Kirjoituksen lähdeaineisto

Kirjoituksen historiallisen osan pääasiallinen lähde:

Haggrén, G., Halinen, P., Lavento, M, Raninen, S. & Wessman, A. (2015). Muinaisuutemme jäljet: Suomen esi- ja varhaishistoria kivikaudelta keskiajalle. Gaudeamus.

ja lisäksi verkkolähteet: