カルロスのモートピット(海底炭鉱とも呼ばれる)は、スコットランドのカルロスにある16世紀の海底採掘跡地である。これは世界で最初に知られている海底採掘の例である。[ 1 ] 1590年頃に建設され、[ 2 ] 1625年3月30日の大嵐で浸水するまで35年間操業していた。[ 3 ]
この炭鉱は村の西端に位置し、満潮線から南へ約400mの海岸線上にあり、干潮時にも見える。海面上にそびえる石造りの塔は、同心円状の擁壁で支えられており、その擁壁の内側には、この地域の主要な石炭層に通じる坑道が設けられていた。坑道は深さ約12m (40フィート)に位置していた。この坑道は、満潮線に近い陸地にある少なくとも1つの別の炭鉱入口と、1本または複数のトンネルで繋がっていた。
この炭鉱は、1575年から1676年にかけて、カーノックのジョージ・ブルース卿、そして後にその息子であるカーノックのジョージ・ブルース2世、さらに孫であるキンカーディン伯爵エドワード・ブルース1世とアレクサンダー・ブルース2世によって開発された鉱山複合施設の重要な一部でした。そこで生産された石炭は、塩の採掘、金属加工、ガラス製造といった地元の産業の発展の基盤となり、これらが一体となってスコットランド初の統合産業複合体を形成したと言われています。
この炭鉱は17世紀初頭、主に海底での採掘作業で有名でしたが、「エジプト式水車」を用いた先駆的な排水システムでも知られていました。そのため、ジェームズ6世(イングランド王としてはジェームズ1世) 、イギリスの詩人ジョン・テイラーとベン・ジョンソン、ロバート・モレー卿、ウォールデン卿など、多くの著名人が訪れました。[ 4 ]
モートピットは、中央の鉱山坑道を囲む3つの同心円状の壁で構成された石造りの円形の塔でした。坑道は、海岸線から40フィート(12メートル)下の石炭層、アッパーハースト(地元では「ジェニーペイト」として知られる)に通じていました。 [ 5 ]「モートピット」という名前は、塔が建てられた岩の露頭を指して、フランス語で「塚」を意味する「Motte」が変化したものです。[ 6 ]
現在、堀跡の存在を示す痕跡はほとんど残っていない。干潮時には、ブレアバーンから真南に400m離れた低い岩場の海岸に、元の構造物の残存する石材が確認できる。竪穴は石で埋められているが、海岸には基礎部分の一部が残っている。
塔の基部の直径は 15.54 メートルです。中央のシャフトの直径は 4.2 メートルでした。各壁はモルタルの痕跡のない加工石でできています。内壁と中壁の間の隙間は粘土で埋められていたようです。これにより、海水がシャフトに入るのを防いでいたと考えられます。中壁と外壁の間の空洞は粗い石で埋められており、おそらく海から中壁を保護するためだったと思われます。[ 7 ]塔の基部は最低潮位より 1.7 メートル高い位置にあります。カルロスの潮位差は 6.3 メートルなので、海から保護するためには塔の高さが 5 メートル以上必要だったと考えられます。
1618年に工事について記述したジョン・テイラーは、モート・ピットは地下で陸上の入口につながっているが、陸上近くの井戸についても言及している。ジョンソンは陸上の入口を「目」と呼んで言及している。カミングスは、「キャッスルヒルズの海中に2つのシンクがあり、1つはディップ、もう1つは外側のベアリングドアで、これも堀で囲まれており、海の中にそれほど遠くない」と聞かされたことを回想している。[ 8 ]シンクはシャフトまたはトンネルであり、ディップはおそらく石炭層の傾斜に沿ったトンネルであった。これらのシャフトの考古学的遺構は、1906年の鉄道建設によって埋没したであろう。モートは、満潮線より下の海岸線に掘られたシャフトに海水が入らないようにするために使用された壁構造の一般的な言及である。
その井戸は、鉱山の坑道よりも深い竪穴で、鉱山への水の浸入を排水するためのものだっただろう。排水は炭鉱開発における大きな課題であり、カルロスで用いられた解決策は、モート・ピットそのものと同じくらい驚くべきものだった。テイラーは次のように書いている。
ところどころで海水が鉱山に漏れ込んだり浸み込んだりするが、ジョージ・ブルース卿の尽力により、その水はすべて陸地近くの井戸に運ばれ、そこで彼は馬車のような装置を使っている。それは3頭の馬と大きな鉄の鎖で何ファゾムも下まで伸び、鎖には36個のバケツが取り付けられている。そのうち18個は水を満たすために下へ降り、18個は空にするために上へ上がっていく。そして、それらのバケツは(人の労力なしに)水を海へ運ぶ樋に空にする。[ 9 ]
この特定の機械の詳細は不明だが、同時代の同様の装置では革や木製のバケツが使用され、歯車と横木機構によって中央の垂直な馬駆動軸から水平軸に動力が伝達され、その水平軸がガイドホイール上のエンドレスチェーンを支えていた。[ 10 ] [ 11 ]
このような装置は、かなりの摩擦を考慮しても、30mの深さから1時間に1~1.5トンを汲み上げることができ、定期的に馬を交代させ、速歩で走らせることができれば、それ以上の量を汲み上げることができるかもしれない。[ 12 ] 1793年に書かれた第9代ダンドナルド伯爵アーチボルド・コクラン[ 13 ]は、排水は40ファゾム(73メートル)の深さまで機能していたと述べており、この数字はロバート・モレー卿によって支持されている。[ 14 ]
近くのディーン・バーン川の水を利用して排水を行うために水車も使用されていたことが知られており、1607年の枢密院の文書には、馬力式水車と水車の両方が使用されていたことを示す法的紛争が記録されている。
モート・ピットは操業期間中、重要な土木工学的成果とみなされ、多くの訪問者が訪れた。最も詳細な同時代の記録は、1618年7月に訪れた詩人ジョン・テイラーによるものである。彼は、鉱山本体への陸上の入口が2つあり、1つは竪坑、もう1つは傾斜坑(下り坂のトンネルと考えられている)であったと述べている。彼は海から入り、モート・ピットから地下へと案内され、そこから陸に戻った。彼は、2つの坑道の間の通路はアーチ状になっており、人が立つほどの高さがあり、両側に多くの小道や脇道があったと述べている。テイラーはさらに、彼が訪れた時点でこの炭鉱は28~29年間操業しており、その間に採掘は炭層に沿って行われ、海面下「1マイル以上」に及んだと報告している。建設時には、炭層は 海岸線から40フィート(12メートル)下方に発見された。水は坑道に漏れ込んだが、陸地近くにある中央の井戸に排水され、その井戸は「何ファゾム」もの深さ(1ファゾムは6フィート(1.8メートル))があり、馬の巻き上げ機で排水された。[ 15 ]
もう一人の詩人、ベン・ジョンソンも同年9月にこの地を訪れた。彼の訪問記は1623年の火災で失われたと考えられていたが、最近になって匿名の同行者によって書かれた訪問記が発見された。この記録には鉱山自体の描写はないものの、テイラーが示した産出量の数字を裏付ける貴重な資料となっている。
ジェームズ1世兼6世は1617年7月にここを訪れた。陸路で入城したが、堀の穴から海に囲まれて出てきたことに大変驚いた。彼は「反逆だ」と叫んだと言われている。[ 16 ]彼は船で岸に戻った。[ 17 ] [ 18 ]
1625年3月30日、大嵐により異常な高潮が発生し、炭鉱が浸水し、塩田やその他のインフラが流失したほか、リースやフォース湾沿岸にも甚大な被害をもたらした。ジョージ・ブルース卿は5週間後に亡くなった。ダンドナルドは、坑道から水を汲み出す試みは行われたものの、採掘は廃れてしまったと記している。カルロスの東にさらに坑道が掘られたが、ダンドナルドは1676年に採掘が停止したと記している。その頃には、採掘は東のバレーフィールドのより深く、より豊かな鉱床へと移っていた。
モートピットとそれに繋がるエジプトホイール付きの井戸は、カルロス周辺のより広範囲な鉱山作業の中で最も注目すべき部分でした。石炭公社が保管している廃坑計画には、その近辺にさらに19の坑道があり、そのうち少なくとも3つは堀で囲まれていたことが示されています。[ 19 ]カミングスの記録から、これらはすべて1575年から1676年の間に作られたと考えられています。これらのうちの1つ、セントマンゴズピットは今でも見ることができます(ただし標識はありません)。カルロスの東端にあるサッカー場の隅、東側の公共駐車場のそばにあります。フェンスで囲まれ、大部分が埋め立てられていますが、堀の壁の上部を見ることができます。元々この地域は海岸線の満潮線より下でしたが、1906年の鉄道建設とその後の埋め立てにより景観が変わりました。セントマンゴズピットは、北に100メートル離れた陸上にあったナンズピットと地下で繋がっていました。この工事は1608年以前のものであり、この工事が堀坑とその関連する排水坑の原型であった可能性は十分にある。[ 20 ]
2つ目の堀であるバレーフィールド・ピットは、セント・マンゴーズの東、海岸線から南に約500メートル離れた岩の露頭に建設され、地下でパティーズ・ピットと繋がっていた。カミングスは若い頃にこの堀で働いたことを覚えている。バレーフィールド・ピットは現在、ロンガネット発電所の灰の投棄によってできた岬の下に埋もれており、考古学的遺構がどの程度残っているかは不明である。
カルロス炭の主な用途と市場は、カルロス市内および周辺に位置する塩田で海水を蒸発させて塩を製造することでした。この工程では、海水を加熱して液体を蒸発させ、塩の結晶を残す必要がありました。塩田の大きさは様々でしたが、目安としては18 フィート×9 フィート×18インチ(5.5m×2.7m×0.46m)でした。[ 21 ]このサイズの塩田には1,430ガロン(6,500リットル)の海水が入りました。フォース湾の下流では海水に2.85%の塩分が含まれていましたが[ 22 ] [ 23 ]、カルロスでは、フォース湾とエイボン湾からの淡水が塩分濃度を希釈できるときに海水が採取された場合、塩分濃度はもっと低かった可能性があります。カルロスの石炭は亜瀝青炭で、瀝青炭や無煙炭よりも発熱量が低かった。しかし、これは塩の生産にとって実際には2つの点で好都合だった。一つは、燃焼温度が低いため、低品位金属でできた塩田へのダメージが少なかったこと、もう一つは、低温によって石炭の燃焼速度が遅くなり、沸騰が穏やかになったため、より大きな塩の結晶が生成されたことである。
塩1トンを生産するには、少なくとも35トンの海水が必要だった。塩田を海に近い場所に確保できることが、成功の鍵となった。塩1トンを生産するには6~8トンの石炭が必要だったため、塩田と石炭供給源の近さが極めて重要だった。16世紀のスコットランドでは、重資材の道路輸送は事実上存在しなかったからだ。
大きな塊で採掘できる石炭は「大石炭」と呼ばれ、高値で取引され、家庭の暖房や調理に使われた。スコットランドの市場はエディンバラが唯一の大きな町だったため、限られていた。大きな石炭が好まれた理由の一つは、小さな石炭には岩や石が混入しやすく、顧客がそれを検出するのが難しかったからである。それは北ヨーロッパの沿岸港に輸出され、輸出入が許可されるとイングランドにも輸出された。イングランドでは「スコッチ石炭」は高い評価を得ていたが、それはおそらく燃焼速度が遅く、燃焼温度が低いため、まだ木材の使用から移行しつつあった家庭の炉や火格子に適していたためであろう。スコットランドの石炭はバーナード・リンゼイによってイングランドに運ばれ[ 24 ]、第4代エルフィンストーン卿アレクサンダー・エルフィンストーンは1608年に大石炭の輸出許可を得た[ 25 ]。
エドワード・ズーチがランベスに設立したガラス製造工場ではスコットランド産の石炭が使用され[ 26 ]、ガラス製造の特許(1614年)でもスコットランド産の石炭が優遇された[ 27 ] 。