Paleo-pollutions and paleo-environments fingerprints in the sedimentary records of the ancient harbors of Rome and Ephesus
Signatures des paléo-pollutions et des paléo-environnements dans les archives sédimentaires des ports antiques de Rome et d’Éphèse
Résumé
Rome and Ephesus are two iconic harbor cities of the ancient Mediterranean; the first was thecenter of the Roman Empire and the second became the Roman capital of Asia Minor at the end of the1st c. BC. The economic and commercial influence of these two ports in the Mediterranean dependedheavily on their harbor systems. The aim of this study is to discern the economic development ofRome and Ephesus from the geochemical signals of the pollution they were exposed to. To this end,we drilled cores through the sedimentary archives of the two ancient harbors and measured major andtrace element concentrations and Pb isotope compositions. Both harbors were subject to deltaprogradation, Rome by the Tiber and Ephesus by the Caÿster, which changed the aquaticenvironments from being initially open and well oxygenated to becoming closed and anoxic. Theharbor basins finally shut down for shipping when an epilimnic system came into place due to tooshallow a depth of the water column. Although changing environmental conditions and multipledredgings appear to have altered some parts of the geochemical record, the pollution levels of leadquite accurately reflect the state of the economic health of Rome and Ephesus, which evolved the mostduring periods of prosperity and disorder. Pb isotope data, converted into geological parameters(Tmod, μ and к), further allowed deducing the provenance of the geological sources of lead ores at theorigin of the pollution. Based on these results, it appears that lead ore supplies during the Romanperiod were of local origins, reflecting how Rome and Ephesus dominated the surrounding economicareas with which they were in contact. However, while the beginning of the Middle Ages isaccompanied by a decline of Rome, Ephesus regains its past prosperity with the importation ofHercynian lead from western Europe. It was produced massively as a result of the medieval economicrevolution that Europe experienced from the 10th century onward.
Rome et Éphèse sont deux villes portuaires emblématiques de la Méditerranée antique ; lapremière fut le centre de l’Empire romain et la seconde devint la capitale romaine d’Asie mineure à lafin du 1er s. av. J.-C. Leur rayonnement économique et commercial en Méditerranée reposa notammentsur leur système portuaire. Cette étude a pour vocation de retranscrire le développement économiquede ces deux cités par le signal des paléo-pollutions. Pour mener à bien ces travaux, nous avons prélevédes carottes dans les archives sédimentaires des bassins portuaires sur lesquels les isotopes du plombont été mesurés. La reconstitution des paléo-environnements par la géochimie élémentaire a été unpréalable indispensable. Sur le temps long, la dynamique des masses d’eau portuaires fut visiblementsoumise à la progradation des systèmes deltaïques, ainsi qu’aux interventions humaines quimodifièrent les environnements aquatiques initialement ouverts et bien oxygénés au profit de milieuxfermés en déficit de dioxygène. Ce confinement des bassins portuaires franchit un seuil irréversiblepour la navigation dès lors qu’un régime épilimnique se mit en place en raison d’une trop faibleprofondeur de la colonne d’eau. Les niveaux de contamination au plomb ont relativement bienenregistré l’état de santé économique de Rome et d’Éphèse qui évolua notamment au gré des périodesde prospérité et de troubles. Cependant, l’évolution des conditions environnementales et les multiplesdragages semblent avoir altéré une partie de ces enregistrements. Les données isotopiques du plomb,converties en paramètres géologiques (Tmod, μ et к), nous ont également permis d’émettre deshypothèses sur les sources d’approvisionnement en minerais de plomb à l’origine de ces pollutions.On peut en retenir que les stratégies d’alimentation en plomb à l’époque romaine furent locales. Eneffet, il semble assez logique que ces deux cités aient dominé les espaces économiques environnantsavec lesquelles elles étaient en contact. En revanche, alors que l’entrée dans le Moyen Âges’accompagne du déclin de Rome, Éphèse retrouve sa prospérité passée avec l’importation de plombhercynien d’Europe de l’Ouest produit massivement à la suite de la révolution économique médiévale.