Reconstruirea istoriei pădurilor prin studierea producției de cărbune Planet-Vie
Producția de cărbune din trecut a lăsat urme care pot fi văzute și astăzi în ecosistemele forestiere. Analiza bucăților de cărbune găsite în zonele de producție, minele de cărbune, face astfel posibilă reconstituirea dinamicii din trecut a pădurilor și înțelegerea stării lor actuale.
Introducere
Corolarul inseparabil al dezvoltării istorice a tehnologiilor în societățile umane a fost cererea tot mai mare de energie (ADEME 2014, Percebois și colab., 2012). Această observație este încă relevantă astăzi, după cum se arată în problema tranziției energetice (Percebois și colab., 2012). În secolele al XIX-lea și al XX-lea, apariția combustibililor fosili, cum ar fi gazul, cărbunele, petrolul, a permis revoluția industrială a sistemelor de producție (Verley 1997). Cu toate acestea, înainte de aceasta, existau deja sisteme de producție industriale (sau preindustriale). Lemnul sau cărbunele au fost apoi utilizate ca surse principale de energie, în funcție de considerațiile tehnice ale necesității de energie (viteza de creștere a temperaturii, puterea calorică etc.). Aceste resurse lemnoase au fost utilizate în scopuri casnice (în principal pentru încălzire și gătit) de secole, chiar milenii (Robin și colab., 2015). În funcție de intensitatea și frecvența extragerilor de biomasă, consumul trecut al acestor resurse ar fi putut avea efecte care sunt încă vizibile astăzi asupra stării sistemelor ecologice în cauză.
Vă prezentăm aici o prezentare generală a analizei antracologice care se bazează pe studiul fragmentelor de cărbune din rămășițele locurilor de producție istorică: minele de cărbune. Această abordare face posibilă studierea retrospectivă a tiparelor de consum ale resurselor lemnoase pentru producția de cărbune, a tiparelor spațio-temporale ale acestei activități și a consecințelor asupra mediului.
În Europa, istoria consumului de cărbune este în special legată de capacitatea tehnică de prelucrare a metalelor încă din antichitate și chiar din epoca bronzului pentru topirea aliajelor de cupru și staniu. Într-adevăr, spre deosebire de lemn, cărbunele permite atingerea temperaturilor ridicate, fără flăcări, care pot fi menținute mai mult timp, ceea ce este necesar pentru prelucrarea metalelor, dar și foarte popular pentru uz casnic. De-a lungul istoriei, sistemele de producție au fost structurate și intensificate și, împreună cu acestea, consumul de cărbune. Pentru a satisface nevoia tot mai mare, producția însăși a evoluat tehnic și cantitativ încă din epoca bronzului și din antichitate (Ludemann 2010). De la ocazional și moderat, a devenit răspândit și intens, până la revoluția industrială. Această producție de cărbune a avut consecințe semnificative asupra pădurilor siturilor exploatate. Din cauza „recoltării” resursei lemnoase, dinamica pădurilor este afectată local, uneori pe suprafețe întinse. Producția de cărbune acționează astfel ca o perturbare ecologică, având un impact variabil asupra ecosistemului în funcție de regimul acestuia.
Tulburări ecologice
O perturbare, în sensul ecologic al termenului, este un mecanism funcțional al sistemelor ecologice care induce dinamica acestora printr-o distrugere totală sau parțială a uneia sau mai multor componente biotice ale sistemului. O perturbare ecologică se caracterizează prin regimul său, adică un set de parametri variabili în funcție de tipul perturbației sau în funcție de episodul perturbării: intensitate, magnitudine, frecvență etc. (Pickett și White 1985, Pickett și colab. 1989, Roxburgh și colab. 2004).
Minele de cărbune prezintă în interiorul lor, chiar și la secole după abandonarea lor, multe fragmente de cărbune, precum atâtea „respingeri” ale producției. Aceste fragmente sunt indicatori fito-istorici care ne pot permite să înțelegem anumite practici antice (tiparele de consum de lemn, durata și frecvența exploatării cărbunelui etc.) și consecințele lor asupra sistemelor forestiere din trecut, precum și moștenirile acestor practici. asupra stării actuale a sistemelor ecologice. Ca atare, colierele sunt arhive arheologice și paleo-ambientale, la interfața dintre o practică umană dispărută și un mediu trecut și actual.
Producția de cărbune și rămășițele sale
Lemnul este materia primă pentru producția de cărbune. Odată recoltat și uscat, acesta este modelat la dimensiunea potrivită pentru carbonizare. Pentru aceasta, încă din Evul Mediu, lemnul a fost stivuit pentru a forma un teanc în apropierea zonei de recoltare a lemnului (Figura 1).
A: Evacuarea fumului prin coloana centrală a roții abrazive în timpul carbonizării. B: Cuptor cu ardere metalică. C: Materializarea unei platforme de cărbune în pădurea Vosgilor de Nord.
Metoda de analiză
a: zona curentă, b: zona de preutilizare, c: zona în timpul utilizării, d: nivelul de carbon/orizont.
Analiza gropilor de cărbune privește rămășițele (sau deșeurile) producției de cărbune. Aceste fragmente de cărbune se acumulează in situ în timpul operațiunilor de amplasament și rămân acolo, cu excepția unei părți aleatorii purtate de scurgeri sau eroziune (Hannes și colab. 2013). Succesiunea carbonizărilor și acumularea de „deșeuri” formează un nivel (sau orizont) de cărbune (Figura 3), format din cenușă, sedimente carbonizate și fragmente de cărbune de la câțiva milimetri la câțiva centimetri. Acest nivel de cărbune acoperă suprafața gropii de cărbune. Pentru paturile de cărbune instalate pe o pantă, partea din amonte poate fi acoperită de o grosime variabilă a sedimentului acumulat din panta superioară după oprirea utilizării platformei. De multe ori, panta din aval a minei de cărbune, imediat dedesubt, este deosebit de bogată în fragmente de cărbune, deoarece din această zonă a minei de cărbune a fost încărcat cărbunele pentru transport, apoi evacuarea cărbunelui. pregătiți spațiu pentru următoarea roată de măcinat.
Eșantionarea unei mine de cărbune constă în prelevarea unui anumit număr de fragmente din acest „nivel de cărbune” (Figura 4A), individual sau printr-o probă de sediment care va fi apoi cernută în laborator pentru a extrage fragmentele.
Pentru a asigura reprezentativitatea întregii mine de cărbune și pentru a nu risca ca rezultatele să fie influențate de o anomalie, eșantionarea trebuie să includă un total de cel puțin 100 de fragmente, prelevate din diferite puncte ale minei de cărbune, în centru și pe panta imediat sub groapă de cărbune.