Úvod

Dark Earth a odpadové hospodářství ve středověké Praze

Na podzim roku 2024 byl na Václavském náměstí odebrán geoarcheologický profil k účelům mikromorfologických a geochemických analýz. V jeho mocné stratigrafii byla identifikována vrstva Dark Earth, která představuje jeden z prvních důkazů středověkého městského odpadu tohoto typu v Praze.

Pojem “dark earth” (původně black earth), znamená v archeologickém a pedologickém pojetí půdní substrát tmavé barvy, jenž je často přítomen ve výplních archeologických objektů. Jde o velice organicky vyživenou půdu vytvořenou často lidskou činností, i když přítomnost dark earth nemusí nutně znamenat lidskou činnost na lokalitě. Tento typ půdy je vyživován organickým materiálem jakými jsou například zbytky jídla, kosti, popel, uhlí, exkrementy, rostliný materiál a jiné. Dark earth též může obsahovat neorganické materiály vytvořené lidskou činností, například keramické střepy, kamenné nástroje či kovové předměty které jsou důležité pro relativní archeologickou dataci sledovaného objektu.

Cíle výzkumu

  • Identifikovat a popsat výskyt Dark Earth ve středověké Praze
  • Rekonstruovat vývoj odpadového hospodářství ve veřejném prostoru města
  • Rozlišit vrstvy antropogenního a fluviálního původu
  • Zhodnotit význam chemických a mikromorfologických markerů v archeologickém kontextu
Odebraný profil na Václavském náměstí
Odebraný profil na Václavském náměstí

Lokalizace

Lokalizace geoarcheologického výzkumu – Václavské náměstí

Interaktivní mapa s vyznačenou pozicí geoarcheologického profilu. K dispozici jsou dvě mapové vrstvy – základní a ortofoto.

leaflet() %>%
  addTiles(group = "Základní mapa") %>%
  addProviderTiles(providers$Esri.WorldImagery, group = "Ortofoto") %>%
  addMarkers(lng = 14.426651, lat = 50.082070,
             popup = "Odebraný profil – Václavské náměstí") %>%
  setView(lng = 14.426651, lat = 50.082070, zoom = 17) %>%
  addLayersControl(
    baseGroups = c("Základní mapa", "Ortofoto"),
    options = layersControlOptions(collapsed = FALSE)
  ) %>%
  addScaleBar(position = "bottomleft")

Profil

Stratigrafický půdní profil – Václavské náměstí

Barevné sloupce odpovídají půdním horizontům dle Munsellovy stupnice. Vertikální osa zobrazuje hloubku profilu v cm, návaznost na spodní vrstvu: čistý.

17-18. století - mocnost vrstvy: cca 8 cm, barva: tmavě šedá, návaznost na spodní vrstvu: pozvolná.

17-18. století (cihly) - mocnost vrstvy: cca 5 cm, barva: tmavě hnědá, přímes: menší úlomky cihel, návaznost na spodní vrstvu: čistá.

  1. století - mocnost vrstvy: cca 4 cm, barva: světle okrová, příměs: ojedinělé menší oblázky, návaznost na spodní vrstvu: pozvolná.

14-15. století - mocnost vrstvy: cca 50 cm, barva: světle hnědá, příměs: ojedinělé menší kamínky a oblázky, návaznost na spodní vrstvu: pozvolná.

po roce 1348 - mocnost vrstvy: cca 70 cm, barva: tmavě hnědá-černá, příměs: ojedinělé kamínky, návaznost na spodní vrstvu: čistá.

1348 - mocnost vrstvy: cca 5 cm, barva: tmavě hnědá-černá, příměs: ojedinělé drobné kamínky, návaznost na spodní vrstvu: čistá.

potopy v roce 1280 - mocnost vrstvy: cca 4 cm, barva: tmavě hnědá, návaznost na spodní vrstvu: ostrá.

oxidy železa 13. století - mocnost vrstvy: cca 10 cm, barva: okrová, přímes: ojedinělé drobné kamínky, návaznost na spodní vrstvu: čistá.

  1. století - mocnost vrstvy: cca 30 cm, barva: tmavě hnědá, návaznost na spodní vrstvu: pozvolná.

před 12. století - mocnost vrstvy: cca 20 cm, barva tmavě hnědá-šedá.

raw <- read.table("barvy2.txt", header=TRUE, sep="\t", dec=",", check.names = FALSE)
raw$soil_color <- with(raw, munsell2rgb(hue, value, chroma))
depths(raw) <- id ~ top + bottom
hzdesgnname(raw) <- 'name'
plotSPC(
  raw,
  name.style = 'center-center',
  width = 0.25,
  axis.line.offset = -5,
  label = "name",
  main = "Stratigrafický půdní profil – Václavské náměstí"
)

Diagram

Ternární diagram granulometrických frakcí

Diagram znázorňuje zastoupení frakcí písku, jílu a hlíny ve vrstvách různých období. Barva bodu odpovídá historickému kontextu vrstvy.

Z tohoto diagramu lze rozpoznat že se půdní typy sledovaných vrstev skládají převážně z tzv. “sandy loam” až “silt loam” tj. písčitá hlína až prachovitá hlína.

raw <- read.table("granulometry.txt", header = TRUE, sep = "\t", dec = ",", check.names = FALSE)
newdata2 <- raw[-c(22:27), ]
newdata2$category <- as.character(newdata2$category)
newdata2$category[newdata2$category == "sanitation layer -mid-to-late 14th century"] <- "sanitation layer"
newdata2$category <- as.factor(newdata2$category)

category_colors <- c(
  "sanitation layer" = "grey",
  "flood in 1280" = "black",
  "17th century" = "red",
  "16th century" = "blue",
  "15th century" = "green",
  "mid-to-late 14th century" = "purple",
  "after 1348" = "orange",
  "12th century" = "cyan",
  "before 12th century" = "pink"
)

# Ternární graf
ggtern(newdata2, aes(x = sand, y = clay, z = silt)) +
  geom_point(aes(color = category), alpha = 0.75, size = 3) +
  scale_color_manual(values = category_colors) +
  scale_size_continuous(range = c(3, 10)) +
  theme_rgbw() +
  theme(legend.position = "bottom") +
  guides(
    color = guide_legend(nrow = 5, byrow = TRUE, override.aes = list(size = 5, alpha = 1)),
    size = guide_legend(nrow = 1)
  )

Geochemické profily

Geochemické profily prvků P, Ca a Pb

Profily ukazují koncentrace chemických prvků v jednotlivých hloubkách. Barvy odpovídají kulturně-historickým obdobím.

Graf znázorňuje koncentraci prvků (fosforu, vápníku a olova) v chemickém složení půdy v hloubce profilu. Koncentrace prvků je zde uváděna v ppm (množství částic na 1 milion). Hloubka je uvedena v cm. Koncetrace fosforu se zvyšuje přibbližně od hloubky 140 cm, tento jev potvrzuje zvýšenou lidskou a hospodářskou činnost ve sledované oblasti. Přibližně ve stejné hloubce bylo zaznamenáno i zvýšené množství vápníku, které taktéž dokládá zvýšenou Hospodářskou činnost. Zvýšený obsah olova v nejmladších datovaných vrstvách ukazuje na průmyslovou (hlavně tedy metalurgickou) činnost.

data <- read.table("xrf.txt", sep = "\t", header = TRUE)

# Zprůměrování podle Sample
elements <- c("P", "Ca", "Pb")
data_avg <- aggregate(data[, elements],
                      by = list(Sample = data$Sample,
                                Depth = data$Depth,
                                Category = data$Category),
                      FUN = mean, na.rm = TRUE)

# Barevné přiřazení ke kategoriím
category_colors <- c(
  "flood in 1280" = "black",
  "17th century" = "red",
  "16th century" = "blue",
  "15th century" = "green",
  "mid-to-late 14th century" = "purple",
  "after 1348" = "orange",
  "12th century" = "cyan",
  "1348" = "brown",
  "before 12th century" = "pink"
)

# Základní base R graf s barvami a legendou
par(mfrow = c(1, 3), mar = c(5, 4, 4, 8), xpd = TRUE)
for (el in elements) {
  cols <- category_colors[as.character(data_avg$Category)]
  plot(data_avg[[el]], data_avg$Depth,
       main = paste("Profil prvku", el),
       xlab = paste(el, "(ppm)"),
       ylab = "Hloubka (cm)",
       pch = 19,
       col = cols,
       ylim = rev(range(data_avg$Depth)))
}
# Přidání společné legendy vpravo vedle grafů

legend("bottomright",
       legend = names(category_colors),
       col = category_colors,
       pch = 19,
       cex = 0.8,
       bty = "n",
       title = "Období")

Závěr

Výzkum na Václavském náměstí přináší cenné poznatky o sedimentárních a geochemických procesech ve městském prostředí. Kombinace mapování, XRF analýz a půdního profilu nabízí detailní pohled na vývoj prostoru v čase.

Vytvořeno pomocí R a balíčků ggplot2, leaflet, ggtern, aqp a heatmaply.