Aanleiding
De werkgroep Geologie en Landschap heeft in 2016 in infiltratievelden gezocht naar klapperstenen. Omdat er enkele lagen zijn gevonden bleek veel materiaal te vinden. Uit documentatie en contact met Janneke Zuyderwyk uit Apeldoorn, die onderzoek heeft gedaan naar ijzerwinning, is het idee geboren om het materiaal uit Epe te gebruiken om op een traditionele manier ijzer te winnen. Wat klapperstenen zijn en hoe ze zijn gevormd staat hier beschreven in Wikipedia.
Een goede omschrijving van de ijzerproductie op de Veluwe is hier te vinden. Daarin ook de bouw van ovens.
Deze webpagina beschrijft het project met achtergrondinformatie, andere proeven die zijn gedaan en het verloop van de proef die in 2017 wordt uitgevoerd.
Achtergrondinformatie in de documentatie onder aan deze pagina.
Foto’s en uitleg van de bouw van de oven en het ijzerwinnen zijn hier te zien.
Ook zijn er films gemaakt tijdens het project die hier te zien zijn.
In 2018 en 2019 zijn workshops georganiseerd waarbij de deelnemers zelf de techniek van IJzerwinning hebben geleerd en geoefend. Hier foto’s van de workshop in 2018
Project
Doel van het project is om op een oorspronkelijke wijze het ijzer uit klapperstenen te halen door middel van reduceren van de ijzeroxide in de klappersteen tot ijzer en het uitsmelten van stenig materiaal en andere verontreiniging (slak) op hoge temperatuur. Dit wordt gedaan in een leemoven die gebouwd wordt met geschikte leem uit de omgeving van Epe. De opvolgende stappen worden hier beschreven en in foto’s weergegeven.
Bij een bezoek aan de infiltratievelden in 2015 werden voor het eerst klapperstenen gevonden.
Maart 2015. Eerste vondst klappersteen
De vondst van klappersteen in Epe is een toevalstreffer. Aangetrokken door de fascinerende structuren, patronen en kleurverschillen in de blootgelegde zandbodem wandelt Tjada van de geologiewerkgroep in maart 2015 door pas gegraven infiltratievennen.
Ook zwerfstenen hebben haar interesse. In een groepje uitgevallen stukjes steen herkent zij klappersteen. Er blijken veel meer van die verbrokkelde klapperstenen te liggen.
Klappersteen kwam vele eeuwen geleden op diverse plaatsen op de Veluwe voor, vooral nabij Apeldoorn. Middeleeuwse bewoners wisten uit klappersteen ijzer te winnen, waardoor de Veluwe destijds een rijke ijzerindustrie kende en een welvarend gebied werd. Tot alle klappersteen was opgegraven. De vondst in Epe was daarom bijzonder genoeg om nog diezelfde maand de hele werkgroep op te trommelen en de leden te laten zien hoe klappersteen in de bodem voorkomt. Met blote handen en bescheiden gereedschap kunnen eind maart 2015 diverse exemplaren ondiep worden opgegraven. Bodemkundige drs. Toine Hermans, ook lid van de werkgroep, geeft ter plekke duiding aan de vondst. Zie onder aan de pagina voor documentatie.
December 2015. Grondiger onderzoek
Met toestemming van de terreinbeheerder mag de werkgroep in december 2015 nogmaals op onderzoek, maar nu wat grondiger, om nog beter te ontdekken hoe klappersteen in de bodem ligt. Structuren in de bodem worden zichtbaar gemaakt en op beeld vastgelegd.
Door de stuwing van de bodem door ijslobben in de een-na-laatste ijstijd, het Saalien, zijn oorspronkelijk horizontaal afgezette bodemlagen opgeduwd en schuin gesteld. Daardoor liggen lagen, die aanvankelijk op elkaar lagen, nu naast elkaar in banen. In enkele van die banen ligt de klappersteen.
April 2016. Vondst moerasijzererts in Vemde
De geologiewerkgroep doet in april 2016 ook nog onderzoek naar het voorkomen van moerasijzererts (of ijzeroer) in een akker in Vemde (bij Epe). Bij landbouwwerkzaamheden komen daar grote brokken van dit materiaal naar boven.
Januari 2017. Gedachte wordt wens.
In december 2016 houdt de werkgroep een excursie door het Orderbos bij Apeldoorn. Ooit is daar door de vondst van massa’s klappersteen een levendige ijzerindustrie ontstaan, waarvan grote ijzerkuilen en hopen ijzerslak nog steeds getuigen. Daar rijpt de gedurfde gedachte om iets te doen met het gevonden materiaal in Epe. Zouden wij, net als middeleeuwse bewoners vóór ons, op traditionele wijze ijzer kunnen winnen uit de lokaal gevonden, zgn. plaatseigen klappersteen?
Een speurtocht naar informatie volgt. De gedachte wordt een wens. De werkgroep benadert de Apeldoornse archeologe Janneke Zuyderwyk die, in het kader van experimentele archeologie, ervaring heeft met die aloude wijze van ijzerwinning. Janneke is meteen geïnteresseerd, met name omdat zij van de rond de twintig eerdere experimenten slechts één maal met klappersteen heeft gewerkt, alle andere keren met moerasijzererts dat een lager ijzergehalte heeft.
Samen met Wilfred Mengerink, ook experimenteel ijzerwinner, komt Janneke in februari 2017 een kijkje nemen: bij de leem die de geologiewerkgroep eveneens graag lokaal zou willen delven voor de bouw van de oven en bij de klappersteenaders, en bij de gevonden klappersteenbanen. De archeologe vindt zelf ook enkele klapperstenen ’in het wild’, zoals zij het noemt, voor haar een nieuwe ervaring. Ze documenteert haar bevindingen in een verslag.
Tijdens het bezoek zegt Janneke haar medewerking toe en geeft een eerste inzicht in wat er nodig is: twee kruiwagens leem voor de oven, scherp zand en stro om de leem mee te mengen, minimaal 100 kg (loofhout)houtskool, minimaal 50 kg klappersteen.
Dat betekent nog even flink verzamelen van de destijds achtergelaten brokstukken klappersteen.
De geschikte banen waar klapperstenen zijn gevonden zijn in kaart gebracht. Ze bevinden zich in de infiltratievelden van Vitens en staan regelmatig onder water. Toegang is nu verboden. Hier een kaartje met de GPS waarnemingen die de banen aangeven. Onder de foto (niet zichtbaar) de Dellenweg, rechts de Koekenbergweg.
Donderdag 13 april 2017. Wat staat de werkgroep te wachten?
Voorafgaande aan het daadwerkelijke experiment komen Janneke en Wilfred naar een bijeenkomst van de geologiewerkgroep om de leden tijdens die avond uitgebreid te informeren over het proces van leemovenbouw en ijzerwinning en haar eerdere ervaringen te delen. In tekst, beelden en materiaal in natura krijgen de werkgroepleden een impressie van wat hen te wachten staat. Sjouwen, bouwen, kneden, hakken, stoken.
Meer informatie over achtergronden bij de Documentatie achterin de pagina.
Dinsdag 23 mei 2017. Leem halen.
In april 2017 zijn twee belangrijke ingrediënten voor het experiment voorradig: ruim 50 kg klappersteen en 100 kg houtskool. Nu de leem nog. Landgoed Welna verleent eenmalig toestemming om een portie leem te delven uit een van de leemkuilen op het landgoed. Met de nodige menskracht wordt met behulp van emmers en een kruiwagen de leem uit de kuil omhoog gesjouwd en naar de auto gebracht.
Resultaat een flinke hoeveelheid die naar de bouwplaats is gebracht.
Documentatie
Naar deel 2 De bouw en het stoken van de oven.
Een film van ijzerwinnen op zijn middeleeuws is te zien op Youtube
En deze Ridders van Gelre uitzending is helemaal gewijd aan ijzer in Gelderland.
Een korte versie is: https://www.natuurmonumenten.nl/natuurgebied/bergherbos/geschiedenis-van-het-bergherbos
IJzer smelten en verwerken gebeurt nu nog op oorspronkelijke wijze in bijvoorbeeld Burkina Faso
Een belangrijk onderzoek naar de historische ijzerproductie in Nederland, waaronder op de Veluwe, is weergegeven in het proefschrift van Ineke Joosten
Meer informatie over de archeologie van de ijzerwinning in de gemeente Apeldoorn en de Veluwe is hier te vinden.
o.a. in SAGA-rapport 2: Goud van oud: (klik hier)
maar zie ook de brochure over de oude ijzerindustrie.
Een interessant artikel over de vroegtijdige ijzerproductie in Nederland is geschreven door Ronald van Duijvenvoorde en staat op Natuurschriften.nl. Gepubliceerd in GEA, vol 39 (2006) nr. 3 p. 86-93.
Janneke Zuyderwyk heeft een verslag gemaakt van de techniek, bevindingen en het tijdpad van de actie. Het is hier te lezen.
——————-
Klapperstenen en podzolgronden door Toine Jongmans
Op 18 april 2016 bezocht een aantal leden van de werkgroep Geologie en Landschap de nog droogstaande infiltratievijvers aan de Dellenweg in Epe, waar een van de leden klapperstenen had gevonden.
De locatie ligt in de stuwwal. De oorspronkelijk horizontale gelaagdheid van de grofkorrelige, vlechtende riviersedimenten is hier scheefgesteld. De klapperstenen zitten een grofzandige, grinthoudende laag, geflankeerd door fijnzandige lagen.
Klapperstenen zijn afgeronde , harde ijzerconcentraties waarin een (ingedroogd) kleiballetje bij bewegen het klapperen kan veroorzaken. Ze zijn het gevolg van geologie en bodemvorming, toen de vlechtende rivier vóór het Saalien zijn grove sedimenten afzette tijdens sneeuwsmeltwaterafvoer. De rivier stroomde snel, waardoor alleen grove, minerale delen konden bezinken.
Wegens het ontbreken van een vegetatie is het geulenstelsel van een vlechtende rivier niet stabiel. Geulen kunnen worden afgesneden. Ze transporteren dan geen smeltwater meer, maar worden er wel door gevuld. De rivier voert naast zand en grint ook silt (2-50 micron) en kleideeltjes (<2 micron) af, die echter niet worden afgezet in de stroomvlakte, doordat het water er te snel stroomt. Als de stroomvlakte droogvalt, staat er stilstaand water in de afgesneden geulen en daardoor kan er nu silt en klei uit het water bezinken en worden silt- en klei-accumulaties gevormd. Als deze afgesneden geulen weer worden geërodeerd, ontstaan er klei- en siltballen, die in een bepaalde horizontale laag worden afgezet.
De kleiballen hebben een geringere porositeit dan het omliggende zand. Gedurende overstroming is het grove zand eerder gevuld met water dan de kleiballen. In het zand is dan geen zuurstof meer aanwezig en ijzer is dan ook gereduceerd en mobiel. De kleiballen hebben nog zuurstof. Het gereduceerde ijzer beweegt zich naar de hogere zuurstofspanning in de kleiballen en oxideert rond de kleibal. Dit kan zich vele malen herhalen waardoor er een omhulsel van ijzer rond de kleibal ontstaat.
Tijdens het Saalien worden de horizontale gelegen afzettingen van de vlechtende rivier opgestuwd en scheefgesteld door gletsjers. De met ijzer omgeven kleiballen komen nu in een goed ontwaterde positie te liggen, waardoor het ijzer verder oxideert en verhardt. De kleikern krimpt waardoor het geheel gaat rammelen (klapperen) tijdens schudden.
Bijzonder bij het bodemonderzoek in april 2016 was dat de klapperstenen in de infiltratievijver niet alleen als individuen voorkwamen, maar ook als grote (ca. 20 – 30 cm) aan elkaar gegroeide complexen. Dit wijst er op dat het geërodeerde fijne materiaal niet over grote afstand is getransporteerd, anders zouden kleinere, afgeronde kleiballen zijn ontstaan. Door de krimpscheurtjes in het ijzer vielen de complexen gemakkelijk uiteen bij uitgraven. De klapperstenen klapperden niet, omdat ze uit silt bestonden. Deze korrelgrootte kan, net zoals zand, niet krimpen tijdens uitdroging.
Podzol
Naast de klapperstenen was de grofzandige en grintrijke laag ook gevuld met zwart fijn materiaal: amorfe humus, ontstaan door het bodemvormend proces van podzolering, ofwel die chemische en fysische processen die leiden tot uitspoeling, verplaatsing en neerslag van organische stof. Dit gebeurt alleen in chemisch arm moedermateriaal en een lage zuurgraad, waardoor er een strooisellaag ontstaat die door schimmels wordt afgebroken. Het belangrijkste afbraakproduct zijn in water oplosbare organische zuren, die ijzer complexeren . Deze complexen spoelen met het regenwater naar beneden, waardoor er een grijze uitspoelingshorizont ontstaat. De oplosbaarheid van de organische zuren neemt af naarmate ze meer verzadigd raken met ijzer en tenslotte slaan ze neer rond zandkorrels en er ontwikkelt zich een (bruin)zwarte inspoelingshorizont. Als het bodemmateriaal niet is scheefgesteld zullen beide horizonten horizontaal ontwikkeld zijn. Echter bij de scheefgestelde gelaagdheid zullen grove lagen als preferente waterbanen fungeren, waardoor de uitgespoelde humuscomplexen hier dieper ontwikkeld worden. Vandaar dat in de grove laag met klapperstenen zich in het Holoceen een diepe podzol kon ontwikkelen.
