45 aastat rauasulatuskatseid Eestis: mis, miks ja kuidas?

Raud – praegusajal nii tavaline metall, mida odava hinna eest vanametalli kokkuostu viiakse – on meie esivanematele olnud vast isegi tähtsam kui kuld või hõbe. Raud on ainus metall, mida siinsetel aladel sai kohalikust toormest toota, lausa nii suures mahus, et sellest kujunes hilismuinas- ja varakeskajal oluline ekspordiartikkel. Arvatavasti toodeti Eestis 12.–14. sajandil 2000–4000 tonni rauda, millest pool tarbiti ise ja pool müüdi välismaale. Seega oli raua tootmine üks kõige tulusamaid käsitööalasid, mis on uurijate õnneks jätnud ka sügava arheoloogilise jälje.

Rauatootmispaiku on Eestis uuritud juba üle poole sajandi, kuid nagu teaduses sageli juhtub, on küsimusi siiski rohkem kui vastuseid. Kuidas ikkagi omal ajal rauda sulatati? Sellele vastab tõenäoliselt ka kogenud uurija paljutähendusliku muigega: ega me täpselt ei teagi. Arheoloogiline leiuaines ja selle tõlgendamine üksi ei suuda vastata kõigile küsimustele mineviku inimeste tegevuse ja tööde kohta. Siiski, me võime jõuda vastustele lähemale, tehes tööprotsesse ise läbi. Nii on ka rauasulatuse puhul aidanud varasemaid lünki teadmistes täita eksperimentaalarheoloogia.

2023. aastal möödus 45 aastat Eesti esimesest rauasulatuskatsest, mille tulemused on publitseeritud ajakirjas Horisont (vt „Nagu kaks tuhat aastat tagasi«, Horisont 1978, nr 10). Kakskümmend aastat tagasi ilmus Jüri Peetsi monograafia „The Power of Iron», millest on kujunenud tüvitekst uutele uurimustele, mis käsitlevad mineviku Eesti rauatööd. Selle artikli eesmärk on meenutada endisaegsete uurijate jõupingutusi ning heita valgust Eesti kohaliku rauasulatuse uurimise minevikule ja olevikule.

Kaardil on eri värvidega märgitud eri ajastute rauasulatuskohad. Rauasulatuskohtade täpne kaardistamine ajas ja ruumis võib aidata näha, kuidas on rauasulatustehnoloogia Eestis levinud. Täpsem kaardistustöö seisab siiski veel ees. Foto: KRISTO OKS / HORISONT

Graafiku x-teljel on kalendriaastad alates 50 eKr kuni 1600 pKr ja y-teljel on rauasulatuskohtadedateeringute hulk. Graafik näitab suurusjärku, mitu rauasulatuskohta ühel ajahetkelkasutusel võis olla. Foto: Kristo Oks & Ragnar Saage

Rauasulatuse ajalugu Eestis

Teave Eesti rauasulatuspaikade kohta on nii ajas kui ka ruumis levinud hajusalt. Puudub ühtne ülevaade nende muististe liigikindlusest, uuritusest, dateeringutest ja levikust. Ajapikku on leitud uusi tootmispaiku, mida ei ole seni publikatsioonides käsitletud, rääkimata nende arheoloogilisest uurimisest.

Praeguste teadmiste järgi algas kohalik rauatootmine Eestis ajaarvamise vahetuse paiku ehk umbes kaks tuhat aastat tagasi ning kestis vahelduva eduga 18. sajandini. Seda kronoloogiat iseloomustavad pingelise ja vähem pingelise tegevusega ajajärgud, mida seni on olnud võimalik teha kindlaks, võrreldes rauasulatuspaikade dateeringute hulka. Graafikult on näha, et esimene rauatootmislaine kestis 1. sajandist eKr 4. sajandini pKr. Toonaseid rauasulatuskohti leidub üsna laial alal: Harjumaal (Rae ja Jüri), Tartumaal (Puiato ja Tindimurru), Ida-Virumaal (Mäetaguse Metsküla) ja Viljandimaal (Olustvere).

Rauatootmine algas Eestis umbes kaks tuhat aastat tagasi ning kestis vahelduva eduga 18. sajandini.

5. sajandist kuni 7. sajandi esimese pooleni meil dateeringud puuduvad. Tegemist on ajaloos üldse keerulise ajajärguga, millesse jääb suur rahvasterändamine, 536. aasta kliimakatastroof ja 541. aastal Vahemere maades puhkenud Justinianuse katk. Sel ajajärgul kahanes järsult ka teiste muististe ja leidude hulk.

Rauatootmise kõrgaeg Eestis jäi 11.–14. sajandisse ja kujunes välja vähemalt kaks suurt tootmiskeskust: Tuiu kompleks Saaremaal ja laiemalt Virumaa.

7. sajandi teisel poolel kohalik rauatootmine taastus (esimene dateering Saunakünkalt Lääne-Virumaal) ja 8. sajandil algas see ka Saaremaal. Rauatootmise kõrgaeg Eestis jäi 11.–14. sajandisse. Kujunes välja vähemalt kaks suurt tootmiskeskust: Tuiu kompleks Saaremaal ja laiemalt Virumaa. Ent kohalikul tasandil valmistati rauda siin-seal mujalgi.

15. sajandi dateeringute hulk kahanes järsult. Tolleks ajaks oli Eestis juba kasutusel Rootsi päritolu importraud, mida nimetatakse osmundiks. Selle heade omaduste ja ilmselt ka madalama hinna tõttu ei olnud kohalikul rauatootmisel enam tulevikuväljavaateid. Erandina üritatud seda veel teha 16.–18. sajandil Jõgevamaal Varbeveres.

Lühiülevaade Eesti rauasulatuskatsetest

Esimene faas: 1970. aastate lõpp

Eesti esimene, 1978. aastal Arvi Lauringsoni tehtud rauasulatuskatse. Foto: FOTO: L. KOGERMANN (LAURINGSON, A. 1995. EESTI RAUA RADADEL, LK 19)

Eesti esimese rauasulatuskatse tegi 1978. aastal ehitusinsener Arvi Lauringson, keda innustas sügav huvi Eesti esiajaloo vastu. Tollal ei olnud Eestist leitud veel ühtegi arheoloogilist rauasulatushju, mistõttu tugineti muistset tööprotsessi taastades suuresti kirjandusele. Lauringson soovis oma katsetega tõestada, et Eesti kohalikust maagist on võimalik rauda toota.

Esimene eksperiment tehti laborioludes miniatuurse ahjuga, kus suudeti algul akvaariumipumba, hiljem mesiniku käsilõõtsa abil saavutada üksnes temperatuur 378 Celsiuse kraadi, s.o alla ühe kolmandiku vajalikust kuumusest. Esimene katse ebaõnnestus ka mitmel muul põhjusel. Samal aastal tehti proovi ka välitingimustes elusuuruses ahjuga, mille eeskuju oli võetud ingerlastelt. Sedapuhku oli kuumus piisav, aga rauda ei saadud, kuna ahju ei tahetud lõhkuda. Hiljem siiski leiti ahjust eemaldatud räbu ja tuha seest algelisi rauatükikesi. Niimoodi oli Lauringson tõestanud, et Eesti maagist saab teha rauda.

Loe lisaks:

Lauringson, Arvi 1995. Eesti raua radadel. Rauaraamat. Tallinn.

Lauringson, Arvi 1978. Nagu kaks tuhat aastat tagasi. – Horisont, nr 10.

Teine faas: 1980.–1990. aastad

Jüri Peetsi rauasulatuskatse Tuiu-tüüpi ahjuga. Foto: JÜRI PEETS (LAURINGSON, A. 1995. EESTI RAUA RADADEL, LK 88)

Soomaagist raua sulatamine 1988. aastal seppade päeval Palmses. Foto: Rahvusarhiiv

1980. aastatel hakkas muinasmetallurgiat uurima keemiku haridusega arheoloog Jüri Peets. Ta on uurinud mitut Eesti rauasulatuskohta, seal kaevanud ja leide dokumenteerinud. 1986. aastal leidis ta Saaremaalt Tuiu Rauasaatmemägedest arheoloogilise rauasulatusahju põhja, mis võimaldas rekonstrueerida omaaegse ahju horisontaaltasandil.

Sellise Tuiu-tüüpi ahjuga tegi Peets sealsamas rauasulatuspaigas alates 1988. aastast ka ise katseid, mille eesmärk oli toota võimalikult palju rauda. Paraku õnnestus parimal katsel toota üksnes 680 g metalli, mis osutus valgemalmiks, mõni teine kord aga 200 g rauda. Hoolimata väikesest toodangust oli astutud sammuke edasi: Peets tõestas, et kohalikku tüüpi ahjuga on võimalik rauda sulatada. •

Loe lisaks:

Peets, Jüri 2003. The Power of Iron. – Muinasaja Teadus 12. Tallinn.

Kolmas faas: 2015 kuni nüüdseni

Ragnar Saage rauasulatuskatsetele lisavad omapära ahjudele voolitud näod. Foto: RAGNAR SAAGE

Pärast ligi 20-aastast pausi katsete aegreas võttis raua sulatamise käsile arheoloog Ragnar Saage. 2015. aastast alates on igal aastal (v.a 2020) tehtud paar eksperimenti, enamasti Rõuge muinastalus, kuid viimastel aastatel üha enam ka mujal. Ragnar Saage eksperimente iseloomustab teaduslik huvi protsessi enda vastu. Nii on katsetatud mitut laadi lõõtsade, maakide ja savidega ning tehtud täiendusi ahju ehituses. Tähtis on olnud maakide ja toodetud raua laboratoorne analüüsimine. Katsetele lisavad omapära ahjudele voolitud näod ning sageli on neile pandud isegi nimed.

Viimase viie aastaga on toodetava raua maht kõvasti suurenenud. 2018. aastal saadi ühe sulatuse tulemusel 1,5 kg rauda ja 2021. aastal 3,2 kg, kuid 2023. aastal õnnestus toota juba 5,2 kg rauda.

Loe lisaks:

Saage, Ragnar 2018. Huunide ragomisest ja ravva tsagamisest. – Tutulus. Tartu.

Oks, Kristo 2023. Edukas rauasulatuskatse Rookse külas. – Tutulus. Tartu.

Kuidas rauda sulatada?

Arheoloogilisi andmeid ja eksperimentide käigus õpitut sünteesides on kujunenud arusaam, kuidas võidi omal ajal rauda sulatada. Käsitus areneb pidevalt: püstitatakse üha uusi hüpoteese, mis kummutavad varasemaid. Raua sulatamine on küllaltki aeganõudev ja töömahukas, vajab eeltöid. Järgnevalt selgitan rauasulatuse põhietappe.

Raua sulatamine on küllaltki aeganõudev ja töömahukas, vajab eeltöid.

Tooraine varumine. Sulatusprotsessi jaoks on tarvis varuda savi, sütt ja maaki. Praegusajal kasutatakse eksperimentides peamiselt grillsütt, kuid selliste mugavusteta minevikus tuli süsi ise valmistada ehk miilida. Selleks pidi lehtpuupuitu põletama hapnikuvaeses keskkonnas, näiteks mättakihi all või maa alla kaevatuna. Alates 1988. aastast on Jüri Peets teinud korduvalt katseid ise sütt miilida ja mitmel korral on see tal ka õnnestunud. Savi varumiseks pidid meistrid tundma kohalikke savileiukohti, kuid kuna savist tehti ka keraamikat, ei olnud see tõenäoliselt kuigi keeruline. Arvi Lauringson kasutas 1978. aastal tehtud laborikatses ahju ehitamiseks pulbersavi, mis kaeti paari sentimeetri paksuse šamottsavikihiga. Jüri Peetsi ja Ragnar Saage eksperimentides on tavaks saanud katsetada kohalikke savisid Eesti eri piirkondadest.

Loodusolusid tuli tunda ka rauamaagi varumisel. Eestis leidub rauamaaki ehk limoniiti (Fe2O3 · 2H2O) mitmel kujul: soodes kindlal sügavusel tiheda paksu kihina, aeglase vooluga veekogude põhjas püdela roostese massina, niiskemates metsades või vooluveekogude kallastel kasvavate taimede juurte ümber torukestena ja mujalgi. Selle põhjal võib väita, et eri vormi rauamaaki võib loodusest leida kõikjalt, kus saavad kokku vees lahustunud rauaosakesed ja hapnik. Eestis on mitmest rauasulatuskohast leitud arheoloogilist rauamaaki, mille keemilisi omadusi saab analüüsida.

Ahju ehitamine ja maagi röstimine ei olene teineteisest, aja kokkuhoiu mõttes oli võimalik neid korraga teha. Limoniit sisaldab loomulikul kujul mitmesuguseid orgaanikajääke ja kristallvett, mille eemaldamiseks tuleb rauamaaki lõkketules röstida, kuni see muutub violetseks ja magnetiliseks. Röstimata maagist ei saa rauda sulatada. See oligi üks 1978. aasta laborikatse ebaõnnestumise põhjusi.

Eri vormi rauamaaki võib loodusest leida kõikjalt, kus saavad kokku vees lahustunud rauaosakesed ja hapnik.

Meie piirkonnas on teadaolevalt kasutatud mitut ahjutüüpi. Eksperimentides rakendatakse peamiselt Tuiu-tüüpi ahju, mis on osalt rekonstrueeritud Saaremaalt Tuiust leitud ahjupõhja järgi. Sellise ahju sisemine läbimõõt on keskmiselt 30 cm, kuid selle omaaegne kõrgus on teadmata. Loogika järgi toimides on ahju optimaalseks kõrguseks kujunenud 80 cm või n-ö mehe käe pikkus, et ahju püstitaja ulatuks seda ka seestpoolt vooderdama. Seinapaksus on umbkaudu 10–20 cm. Ahju on toestatud raudkividega. Sellist tüüpi ahjul oli kaks šlaki väljalaskeava, mille vahel oli seina sisse müüritud õhutusdüüs ehk lõõrik, mis suunas lõõtsast tuleva õhuvoolu otse koldepõhja. Düüse on leitud arheoloogilistel kaevamistel; esimest korda katsetati selle kasutamist 2021. aastal.

Rauasulatusprotsess algab ahju kuivatamisest madalal kuumusel, et savist ahjuseinast eemalduks võimalikult palju niiskust. Muidu võib ahi murenema hakata. Aegamisi lisatakse juurde sütt ja suurendatakse kuumust, kuni kogu süsi, mis ulatub ahjusuudmeni, on süttinud. Siis võib lisada esimese maagikoguse.

Läbilõige eksperimentaalsest rauasulatuskatsest: 1 – õhutuslõõrik ehk düüs; 2 – ahjust välja lastud voolav šlakk; 3 – ahju põhja moodustuv käsnraud; 4 – ahju lisatud maagikiht; 5 – ahju lisatud söekiht; 6 – ahju toestav kivi; 7 – lõõts. Foto: Ragnar Saage

Peale eksperimentide tehakse rauasulatuspaikades kindlasti uusi arheoloogilisi väljakaevamisi.

Ragnar Saage katsetes on tavaks lisada sütt ja maaki vaheldumisi ühe kilogrammi kaupa. Jüri Peetsi tulemused on jäänud napiks, kuna ta pani kogu maagi korraga ahju: põlemisel tekkiv vingugaas (CO) ei suuda paksu maagikihti läbida ja nii jääb osa maagist taandamata. Ahju pandud maagist tekib taandamise käigus metalliline raud ja šlakk, mis koguneb ahju põhja. Šlakiaukudega ahjude korral lastakse šlakki välja mitu korda, kuid on ka ahjutüüpe, kus kogu šlakk jääb ahju sisse. Kui kogu maak on ära kasutatud, tuleb ahi enam-vähem tühjaks põletada ja siis on aeg raud välja võtta.

Raud tuleb ahjust välja võtta kiiresti, kuni see on veel läbinisti kuum, sest edaspidi saab rauda kuumutada ainult väljastpoolt: ahju juurde rajatud väliääsis. Ahjust välja võetud raud on poorne, mille tõttu nimetatakse seda käsnrauaks. Esmase sepistamise eesmärk on eemaldada rauast võimalikult palju šlakki ja ühtlustada selle struktuuri. Üldiselt anti rauale kohe kas kandiline või poolsfääriline ilme.

Kokkuvõte

Hoolimata viimaste aastate edukatest katsetest on uurijate mänguväli küllaltki lai. Põhjalikud uuringud tekitavad peaaegu niisama palju küsimusi, kui annavad vastuseid. Peale eksperimentide tehakse rauasulatuspaikades kindlasti uusi arheoloogilisi väljakaevamisi. Igal juhul on siinkirjutajal hea meel anda ülevaade Eesti omaaegsest nišist käsitööalal: siin toodeti kohalikust toormest rauda.

Eesti rauametallurgia uurimist toetab Postimehe Fondi Noor-Eesti teadusgrant «Eesti rauametallurgia kõrgaeg ja hääbumine 12.–14. sajandil» ning haridus- ja teadusministeeriumi grant «Raua päritolu määramise alusuuring Eestis».

Kristo Oks (2000) on Tartu ülikooli arheoloogia magistrant. Magistritöö käigus uurib Eesti kohalikku rauatootmist, kaardistades rauasulatuspaiku ning analüüsides nende toodangut.

Artikkel ilmus ajakirja Horisont juuni-juuli numbris.