Pod pokličkou archeologie (13): Pedologie
Pedologie nebo lépe řečeno paleopedologie, již dlouho pomáhá archeologii číst v lidské minulosti zaznamenané do země. Půda, ideálně zemědělsky obhospodařovatelná, měla v minulosti a má samozřejmě i dnes, pro lidi velkou hodnotu. Díky paleopedologii zjistíme například, že se zemědělství neprojevuje pouze dochovanými plužinami, nebo nálezy zemědělských nástrojů. Stejně tak je možné díky určitým metodám například poznat, kam na svém sídlišti umístili naši pravěcí předkové chovaný dobytek. Na jaké otázky nám může pomoci tento vědní obor odpovědět, se podíváme v dnešním dílu seriálu Pod pokličkou archeologie, díky Barboře Strouhalové z Archeologického ústavu.
Půda je důležitou součástí životního prostředí. Pro archeology je prostředím, ve kterém se nacházejí archeologické nálezy. Půda však sama o sobě má schopnost zachovávat v sobě stopy minulosti krajiny a člověka. Výzkumem vývoje půd v minulosti se zabývá paleopedologie, která je podobně jako ostatní paleoenvironmentální vědy schopna poskytnout nepřímé svědectví o vývoji přírodního prostředí a vlivu člověka. Člověk, je nejen uživatel půd, ale - vedle přírodních faktorů - významný půdotvorný činitel. Pro archeology je důležité porozumění půdnímu vývoji, pedologové naopak se vzrůstající tendencí usilují o poznání lidského vlivu právě díky archeologickým výzkumům. V následujícím příspěvku se seznámíme s třemi příklady, kdy paleopedologie přináší podstatnou informaci o minulosti člověka.
Není černá půda jako černá půda
Jakou má souvislost neolitické osídlení u nás a výskyt černozemí? Takovou otázku si kladou pedologové i archeologové už celé století. Černozemě patří mezi nejúrodnější půdy, v podmínkách střední Evropy se však nevyskytují jen na základě klimatické podmíněnosti. Za jejich současnou přítomnost ve střední Evropě vděčíme právě působení člověka. Černozemě se zcela přirozeně začaly vyvíjet na začátku holocénu ve sprašových oblastech s kontinentálním klimatem, v místech, kde byla stepní či lesostepní vegetace. Klimatické změny během holocénu měly černozemě odsoudit k zániku, stejně jako v předchozích interglaciálech. Avšak počátek zemědělství znamenal výrazný zásah do vývoje půd.
Díky změně vegetačního krytu došlo k odvrácení acidifikace půdy, kterou by spustilo zvýšení srážek opad ze stromů. Obilná pole lze připodobnit k původní stepní vegetaci zvláště v objemu kořenového systému. Vegetace ovlivňuje půdní (mikro-)faunu, která je pod stepí hojnější, například aktivita žížal pomáhá zvyšovat pH půdy. Díky těmto nepřímým zásahům byly černozemě schopny zachovat si svůj černozemní charakter, a to i v případě, že již byly před nástupem lidské činnosti pokryty lesním porostem (obr. 1). Určitě však neplatí, že by rozšíření dnešních černozemí odpovídalo neolitickému osídlení, půda mohla být ovlivněna i během pozdějších období. K tomuto závěru došlo na základě rozsáhlé studie, která posuzovala původ a stáří organického materiálu v černozemích (Vysloužilová, 2014).
Obr. 1: Pohřbená černozem pod erozními splachy (koluvii) u Kolína. V důsledku nástupu zemědělství byla původní černozem zakryta sedimenty z přilehlého svahu. V černozemi bylo nalezeno velké množství uhlíků, které dosvědčují, že v oblasti rostly dřeviny. Pomocí datování C14 bylo odhadnuto, že k erozi došlo nejdříve v 6. stol. Foto: D. Schwartz
Dobře popsaný příklad půd vytvořených člověkem představují půdy obohacené ve větší míře o černý uhlík, tzv. black carbon, tedy zbytky nedokonale spáleného organického materiálu. Ačkoli jsou někdy nesprávně také nazývány černozeměmi, jedná se o tzv. Terra preta, jejichž geneze je zcela odlišná. Vznikaly v důsledku žárového hospodaření (obr. 2). Vysoký podíl černého uhlíku má pozitivní vliv na úrodnost, biologické oživení půdy, kyprost. Vysoký obsah černého uhlíku byl popsán například i na fosilních půdách v Porýní, v oblastech s prokázaným neolitickým osídlením (Gerlach et al., 2004). V ČR nebyl prozatím podíl černého uhlíku v půdách důkladně studován.
Obr. 2: Simulace žárového hospodaření, Forchtenbergský experiment. Vypalování lesa a přeměna lesního porostu na ornou půdu proměňuje vlastnosti půdy. Foto: D. Dreslerová
Dalším příkladem člověkem vytvořených půd mohou být půdy typu plaggen, tzv. Plaggensoils, které se vyskytují na písčitém podloží severozápadní Evropy. Vznikaly díky činnosti člověka na původně neúrodných podzolech od středověku až do vzniku moderních minerálních hnojiv. Do půdy bylo vpravováno velké množství směsi tvořené zbytky vřesu, které sloužily jako podestýlka pro skot, organických zbytků, močůvky. V terénu jsou Plaggensoils dobře patrné díky terénnímu vyvýšení.
Obohacení půdy určitými prvky
V nedávné době se rozšířily studie, které dávají do souvislosti koncentrace některých chemických prvků v půdě k lidskému vlivu. Typickým příkladem antropogenně podmíněné zvýšené koncentrace jsou fosforové analýzy, ale nově se přidávají i koncentrace zinku, hořčíku, manganu. Takové studie mohou prozradit například koncentrace organického materiálu (tedy ustájení dobytka, hrob) nebo výrobní činnosti (zpracování materiálu). Tímto způsobem lze odhalit aktivity, které probíhaly i před mnoha tisíci let. Pokrok v tomto měření umožňuje především rentgenová fluorescence XRF, která se stala dostupným pomocníkem přímo během terénních prací.
Výzkum laténské lokality „Sklářské údolí“ na Šumavě ukázal v několika místech zvýšené koncentrace fosforu (obr. 3) a manganu, což naznačuje jeho funkční využití. Přesnou příčinu zvýšení koncentrací nelze bez archeologických důkazů určit, avšak pravděpodobně v těchto místech nacházela latrína nebo ustájení dobytka. Tato hypotéza nebyla potvrzena ani analýzami obsahu rostlinných makrozbytků či koprolitů, avšak přirozená koncentrace fosforu a manganu v těchto hodnotách není pravděpodobná. Geochemický průzkum také vyvrátil možnost zpracování zlata v této lokalitě (Dreslerová et al., 2020).
Obr. 3: Koncentrace fosforu v lokalitě Sklářské údolí na levém břehu Křemelné. Zvýšené koncentrace pravděpodobně odpovídají umístění latríny nebo ustájení dobytka. Zároveň místa se zvýšenou koncentrací fosforu neodpovídají místům archeologických nálezů.
Co udělá s půdou eroze?
K erozi půdy docházelo od doby, kdy docházelo k jejímu prvnímu zemědělskému využívání. Náhlé obnažení půd a narušení přirozené půdní struktury vedlo k nevratným změnám na půdním krytu. Eroze ovlivnila přirozený vývoj půd tak, že některé půdy úplně zničila, jiné poškodila, ale jiným pomohla vzniknout.
Výzkum lokality Okna v severních Čechách (obr. 4), kde bylo zjištěno osídlení v období mezi ca. 300 př.n.l. a 600n.l., umožnil podrobný výzkum erozní události. Vývoj přírodní vegetace, tedy i přírodní vývoj půdy, tady trval déle než v dříve odlesněných nížinných oblastech. Odlesnění způsobilo masivní erozi hnědozemí a luvizemí a nahromadění oderodovaného materiálu v jezerní pánvi. Proces eroze pak pokračoval více než 500 let. Analýzy pylových spekter spolu se sedimentárními záznamy tak odhalily sídelní aktivity v době, kdy neexistuje nosný archeologický záznam. Činnost člověka nám objasňuje diferenciaci půd v oblasti na velmi malém měřítku. Předpokládáme, že před lidským osídlením se zde nacházely jen hnědozemě či luvizemě (půdy vznikající přemisťováním jílu ze svrchních částí půdního profilu do nižších částí profilu). Dnes se v oblasti nacházejí luvizemě a hnědozemě jako pozůstatky původních půd v místech, která nebyla zasažena erozí; regozemě a kambizemě jako výsledek poškození luvizemě a hnědozemě; stagnosoly a gleje které mohly vzniknout na sedimentech ve vlhkých polohách (obr. 5). V tomto případě archeologická minulost lokality objasňuje původ diferenciace půd na lokalitě (Dreslerová et al., 2019).
Obr. 4: Lokalita Okna. Dnešní půdní kryt odráží působení člověka v laténu. Foto: R. Kozáková
Obr. 5: Půdy v povodí Robečského potoka, v okolí archeologické lokality Okna. Pravá strana povodí zůstala zalesněna po celý holocén, půdní kryt zde představují půdy, jejichž přítomnost je dána klimatickými a geologickými podmínkami. Levá strana povodí, v části, kde se nachází i lokalita je pozměněn půdní kryt, nacházejí se zde erozí poškozené půdy a půdy vzniklé na koluviích. Půdy, které byly obhospodařovány pravděpodobně až v pozdějších obdobích vykazují menší známky poškození, než půdy přímo na laténské lokalitě (Dreslerová et al., 2019).
Jak probíhají půdní analýzy?
Všechny uvedené příklady paleopedologického průzkumu jsou výsledkem rozsáhlých analýz. Práce paleopedologa je sběr materiálu v terénu velmi náročná, metodický přístup je v podstatě šitý každému problému na míru.
Základem pro studium půd je správný odběr půdního vzorku, který se provádí špachtlí z popsaného a očištěného profilu (obr. 6). Hloubky horizontů se v pedologii odečítají od půdního povrchu. Podle charakteru analýzy musí být odebráno representativní množství půdy (nejméně však 100g) do sáčku tak, aby nebyl znečištěn materiálem z jiných částí profilu. Obecně platí, že je lepší odebrat vzorek většího objemu, protože při neúspěchu analýzy či nutnosti doplnění o jiná data, není už většinou možné se do terénu vrátit a odebrat nový vzorek. Každý vzorek musí být ihned označen místem a hloubkou odběru. Půdní vzorky jsou následně přepraveny do laboratoře, kde je potřeba vzorky co nejdříve vysušit a přesít na jemnozem (částice menší než 2mm), což je základní frakce pro chemické a fyzikální analýzy. Přesívání je nutné z důvodu homogenizace vzorku, odstranění skeletu a kořenů rostlin. Odběr vzorku pro konkrétní analýzu se následně provádí pomocí kvartování.
Obr. 6: Očištěný půdní profil - černozem luvická (Tard, Maďarsko).
V případě půdní mikromorfologie se odebírá půda do tzv. Kubienova boxu, tedy pevné krabičky, tak aby se vzorek při odběru nerozpadnul a byla zachována jeho struktura. Vzorek se přepraví do laboratoře, napouští se pryskyřicí, brousí a řeže. Velmi tenký řez je pak možné pozorovat mikroskopem.
Literatura
Dreslerová, D., Kozáková, R., Chuman, T., Strouhalová, B., Abraham, V., Poništiak, Š., Šefrna, L., 2019. Settlement activity in later prehistory: invisible in the archaeological record but documented by pollen and sedimentary evidence. Archaeological and Anthropological Sciences 11, 1683–1700. https://doi.org/10.1007/s12520-018-0614-x
Dreslerová, D., Kozáková, R., Metlička, M., Brychová, V., Bobek, P., Čišecký, Č., Demján, P., Lisá, L., Pokorná, A., Michálek, J., Strouhalová, B., Trubač, J., 2020. Seeking the meaning of a unique mountain site through a multidisciplinary approach. The Late La Tène site at Sklářské Valley, Šumava Mountains, Czech Republic. Quaternary International 542, 88–108. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2020.03.013
Gerlach, R., Baumewerd-Schmidt, H., van den Borg, K., Eckmeier, E., Schmidt, M.W.I., 2006. Prehistoric alteration of soil in the Lower Rhine Basin, Northwest Germany—archaeological, 14C and geochemical evidence. Geoderma 136, 38–50. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2006.01.011
Vysloužilová, B., 2014. Step nebo les? Ekologické podmínky vzniku a vývoje černozemí ve Střední Evropě (Dizertační práce). Université de Strasbourg a Univerzita Karlova v Praze, Praha.
