••

JOURNAL OF

SWEDISH ANTIQUARIAN

RESEARCH

2018:1

Fornvännen 113 (2018)

Amulettringar snarare än ämnesjärnMetallografisk analys tyder på ojämn materialkvalitet hosvendeltida järnringar från Åselby i Stora Tuna, Dalarna

Av Sebastian K.T.S. Wärmländer, Ragnar Saage, Louise Erkers, Felicia Fröjd, Linda Wåhlander, Peter Johnsson, Eva Carlsson, Lena Grandin och Anders Eliasson

Wärmländer, S.K.T.S., Saage, R., Erkers, L., Fröjd, F., Wåhlander, L., Johnsson, P.,Carlsson, E., Grandin, L. & Eliasson, A., 2018. Amulettringar snarare än ämnes-järn. Metallografisk analys tyder på ojämn materialkvalitet hos vendeltida järn-ringar från Åselby i Stora Tuna, Dalarna. (Amulets rather than iron bars. Metallo-graphic analysis indicates uneven material quality in Vendel Period iron rings fromÅselby in Stora Tuna parish, Dalecarlia). Fornvännen 113. Stockholm.

29 iron rings with diameters between 9 and 15 cm were excavated in 1989 at aVendel Period settlement site with a longhouse, located at Åselby in Dalecarlia,Sweden. Most of the rings had between one and three smaller rings attached. Ringsof this type and size are fairly common at Scandinavian Vendel and Viking Periodsites – settlements, cemeteries and cult precincts – but their function remains de-bated. The rings from Åselby have been interpreted as iron/steel bars, to be used ortraded as raw material for e.g. weapons production. Previous metallurgical analy-sis of one Åselby ring showed it to consist of somewhat uneven but still decent-quality carbon steel. General conclusions should however not be drawn from a singleobservation.

Here, we have sampled six Åselby rings for metallographic examination of thecross-sections. The material quality and carbon content of the sampled rings werefound to be very uneven, and relatively large inclusions of unworked slag were com-mon. We conclude that the rings were not bars of raw material. Instead, they mayhave been amulet rings, intended for ritual use. If so, our results suggest that thematerial properties of amulet rings may have been less important during rituals –it may have sufficed that the rings had the right shape.

Sebastian Wärmländer, Avdelningen för Biofysik, Stockholms universitet, SE–106 91 Stockholm, seb@dbb.su.se

Ragnar Saage, Department of Archaeology, University of Tartu, EE–50090 Tartu, Estonia, ragnar.saage@gmail.com

Louise Erkers, Inst. f. Materialvetenskap, Kungl. Tekn. Högskolan, SE–100 44 Stockholm, lerkers@kth.se

Felicia Fröjd, Inst. f. Materialvetenskap, Kungl. Tekn. Högskolan, SE–100 44 Stockholm,ffrojd@kth.se

Linda Wåhlander, Fornbyvägen 4, SE–178 54 Ekerö, linda@forntida.sePeter Johnsson, Adolfsbergsvägen 13A, SE–743 40 Storvreta, q@peterjohnsson.comEva Carlsson, Dalarnas museum, Box 22, SE–791 21 Falun,

eva.carlsson@dalarnasmuseum.seLena Grandin, Arkeologerna, Geoarkeologiskt Laboratorium, Statens historiska museer,

Hållnäsgatan 11, SE–752 28 Uppsala, lena.grandin@arkeologerna.comAnders Eliasson, Inst. f. Materialvetenskap, Kungl. Tekn. Högskolan, SE-100 44 Stockholm,

anderse@kth.se

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 1

Fig. 1. Vänster: Järnring nr 27, med tre mindre vidhängande ringar. Fynd från Åselby på Tunaslätten i Dalarna,sannolikt vendeltida. Den vita linjen är 10 cm lång. Höger: Vi kapade ett prov på ca 6 cm från ring nr 27 i fyrabitar i syfte att metallografiskt undersöka materialets variation inom en och samma ring. ―Left: Iron ring no27, with three smaller rings attached. Find from Åselby in Dalecarlia, likely Vendel Period. The white line is 10cm long. Right: We cut a 6 cm piece of ring no 27 into four pieces in order to investigate the compositionalvariation within one single ring metallographically.

Ett depåfynd om cirka 25 järnringar påträffades1989 i en grop intill en vendeltida boplats med ettlånghus vid Åselby på Tunaslätten i Stora Tunasocken i Dalarna (Carlsson 2016). Här presente-rar vi resultaten av metallografiska analyser avdessa ringar. Resultaten är de första i vår pågåen-de studie av vendel- och vikingatida järnringar,och de tyder på att ringarna från Åselby inte ärämnesjärn som tidigare föreslagits (Hjärthner-Holdar 1993; 2009; Lindeberg 2009 m. ref.; Carls-son 2016).

Utöver depåfyndet hittades fyra järnringar istolphål som inte verkar höra till någon byggnad.Det är oklart när, hur och varför alla dessa ringarblev deponerade, men rimligtvis är de samtidamed det vendeltida långhuset. Ringarna är unge-färligen av samma slutna typ (fig. 1) och storlek(9–15 cm diam.), och de flesta har mellan en ochtre mindre (3–6 cm) vidhängande ringar. Före-målen är kraftigt korroderade och förvaras idagtillsammans med övriga fynd från Åselby på Da-larnas museum.

Ringar av den här typen – smidda i järn ellerstål i storlekar mellan 3 och 25 cm – är ganskavanliga i vendel- och vikingatida sammanhang:gravar (Andersson 2005), boplatser (Holmqvist1961) och kultplatser (Harrysson 2017). Detta

gäller såväl inom Skandinavien (Ström 1970;Bäck et al. 2008; Sundqvist 2015; 2017; Carlsson2016) som i andra trakter med skandinavisk an-knytning (Novikova 1992; Jensen 2010; Gardela2014). Ringarna kan vara slutna eller förseddamed en öppning för att man enklare skall kunnaträ på eller av mindre ringar eller hängen, i formav t.ex. eldstål, skäror eller torshammare. Funk-tionen är omtvistad.

För att bättre förstå hur ringarna från Åselbytillverkats och eventuellt använts tog vi proverfrån sex av dem (nr 1, 15, 16, 17, 20, 27) och analy-serade tvärsnitten i mikroskop (fig. 1). Sådanametallografiska undersökningar av mikrostruk-turen hos tvärsnitt kan besvara flera frågor omjärnföremåls kvalitet (Hjärthner-Holdar 2009).Är ringarna smidda av kolfritt järn, eller finns dettillräckligt mycket kol i dem (d.v.s. mellan 0,3 och1,7 viktprocent) för att materialet skall vara härd-bart stål? Hur omsorgsfullt är materialet utvaltoch bearbetat – finns det inklusioner av slagg ellerandra förorenande partiklar eller ämnen? Hurmycket tid, resurser och arbete lade smeden nedpå tillverkningen? Går det att utifrån ringarnasmaterialegenskaper bättre förstå deras använd-ningsområden?

En av ringarna från Åselby har tidigare analy-

2 Sebastian Wärmländer et al.

Fornvännen 113 (2018)

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 2

Fig. 2. Mikrostrukturer hos fyra tvärsnitt från ringarna nr 16 och 27. Notera olikheterna hos de tre tvärsnittenfrån nr 27. ―Microstructures of four different cross-sections from rings no 16 and 27. Note the differencesbetween the three cross-sections from ring no 27.

serats metallografiskt, och befunnits bestå av ettnågot ojämnt men ändå tämligen gott kolstål meden kolhalt runt 0,6–0,8 % (Hjärthner-Holdar 1993;2009). Detta tolkades som att ringen var ett äm-nesjärn, d.v.s. ett råämne som kunde smidas tillolika sorters järnföremål. Ett ensamt föremål kandock inte ligga till grund för generella slutsatser,varför vi här undersöker en serie prover. En av deundersökta ringarna (nr 27) visas i fig. 1. En full-ständig beskrivning av proverna och analysernafinns i Erkers & Fröjd 2017.

MetoderProvmaterial från järnringarna kapades med me-tallsåg och göts in i kutsar av elektriskt ledandepolymermaterial (Polyfast; Struers GmbH, Ned-erländerna). Därefter slipades proverna med fal-

lande serier av slippapper, följt av polering med 1μm diamantpasta. Efter etsning med 2% nitallös-ning undersöktes proverna med ett ljusoptisktmetallmikroskop (Leica DMRM, Leica CameraAG, Tyskland). Provernas mikrostrukturer doku-menterades fotografiskt med en CCD-videoka-mera (SSC-DC38P; Sony Co., Japan) och Leicasprogramvara QWin v.3.

ResultatMikrostrukturen hos fyra materialprover fråntvå olika ringar, nr 16 och 27, visas i fig. 2.

Mikrostrukturen hos prov 27-1 är ojämn ochbestår av omväxlande stråk av områden med lju-sare ferrit (en form av rent järn, Fe, med mindreän 0,02 % kol) och mörkare perlit (en blandningav ferrit, Fe, och järnkarbid/cementit, Fe3C, med

3Amulettringar snarare än ämnesjärn

Fornvännen 113 (2018)

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 3

en genomsnittlig kolhalt om 0,77%). Stråken ärmöjligen ett resultat av upprepad vällning. Fer-riten består av såväl korngränsferrit som taggigWidmanstättenferrit. En linje dragen tvärs överbilden skär ungefär 40% ferrit och 60% perlit,vilket ger en uppskattad genomsnittlig kolhaltrunt 0,45 % (så kallad linjeanalys).

Prov 27-2 består huvudsakligen av ferrit, ochär alltså näst intill fritt från kol. Två avgränsadeområden med ferritkorn i olika storlekar kan ur-skiljas (ca 50–60 μm respektive 200–300 μm).Att dessa olika områden ligger sida vid sida kanantingen bero på vällning av olika utgångsmate-rial, eller att materialet befunnit sig i olika delar iblästugnen eller ässjan och därigenom blivit ut-satt för olika temperaturer, eller att skillnader ideformation har medfört olika korntillväxter ef-ter rekristallisation/uppvärmning. De mörka fläc-karna är obearbetad slagg som troligtvis är kvarfrån framställningen i blästugnen, och som så-ledes inte blivit bortsmidd.

Prov 27-4 uppvisar en relativt välsmidd väll-fog med oregelbundet formade obearbetade (ickeavlånga) slagginklusioner, företrädesvis lokalise-rade till korngränserna. Mikrostrukturen hos detvå ihopvällda områdena består av ljusa och stora(ca 50–200 μm) ferritkorn och är snarlik den hosprov 27-2. Kornen verkar ha växt över vällfogenvilket tyder på värmebehandling efter vällningen.

Provet från ring nr 16 visar ett huvudsakligenmycket finkornigt material (ca 10–20 μm) bestå-ende av korn av omväxlande ljus korngränsferritoch mörkare perlit. Det finns också några områ-den med större perlitkorn. Även här kan andelenferrit (60%) respektive perlit (40%) skattas vialinjeanalys, vilket ger en beräknad kolhalt på ca0,30% – ett i princip härdbart smidesstål.

Tillsammans avslöjar bilderna i fig. 2 att deundersökta ringarna är tillverkade av materialmed väldigt olika beskaffenheter. Proverna 27-1,27-2 och 27-4 kommer från samma föremål (fig.1), och visar på stora olikheter i sammansättninginom en och samma ring.

Diskussion och slutsatserTrots decennier av arkeologisk forskning finnsfortfarande ingen enighet om vilken funktion järn-ringar av den här undersökta typen fyllde. Somtidigare nämnts har det föreslagits att vissa större

ringar var ämnesjärn (Hjärthner-Holdar 1993;2009; Lindeberg 2009 m. ref.; Carlsson 2016).En annan möjlighet är att ringarna användes somarm- eller halsprydnader på levande (eller döda?)personer (Novikova 1992). De ringar som på-träffas i gravar har blivit nerlagda under gravlägg-ningsritualen (Andersson 2005; Bäck et al. 2008,s. 45), och var kanske tillverkade för just det syf-tet. Symboliken hos dessa gravgåvor är dock oklar,liksom betydelsen hos den mångfald av järnring-ar som hittats på kultplatser (Bäck et al. 2008;Harrysson 2017). Frågan kompliceras av att såvälformen som materialet har symboliska betydel-ser. Under vikingatiden svor man eder vid eds-ringar, vars utseende och material är okänt föross (Sundqvist 2015; 2017). Den skandinaviskafolktrons sedvänjor med hästskor eller knivbladovanför farstudörren (Hagberg 1937) har vikinga-tida motsvarigheter i att man placerade knivar ellernålar på strategiska platser vid boplatsen (Carlie2004; Carlsson 2016). Att deponera järnslagg igravar eller stolphål är dock en rent förkristensedvänja (Burström 1990; Carlsson 2016), somvisar att inte bara färdiga järnföremål utan ocksårestprodukter från järnframställning kunde till-mätas en symbolisk innebörd.

Våra analysresultat visar att åtminstone någ-ra av järnringarna från Åselby består av järn/stålav mycket varierande kvalitet. Relativt välsmid-da vällfogar tyder på att ringarna tillverkats medviss hantverksskicklighet, men materialet är intesmitt i flera cykler för att bli homogent och slagg-fritt. Det verkar som om smeden tog de bitar avjärn/stål som fanns nära till hands, och smiddeihop dem med minsta möjliga ansträngning. Det-ta var förmodligen ett medvetet beslut, vilkettyder på att ringarna tillverkats utan funktionellakrav på hållfasthet eller andra materialegenska-per. Den ojämna materialkvaliteten och det rela-tivt höga innehållet av obearbetad slagg innebäratt ringarna knappast kan ha varit ämnesjärn. Den-na tolkning motsägs inte av att några ringar ärtillverkade i bättre material med något högre ochjämnare kolhalt; sådan variation är snarast för-väntad om smeden väljer material lite på måfå.Tolkningen ligger dessutom i linje med tidigarematerialanalyser av järnringar och ämnesjärn frånandra fyndplatser. Tyvärr saknas för närvarandeen systematisk sammanställning av sådana under-

4 Sebastian Wärmländer et al.

Fornvännen 113 (2018)

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 4

sökningar, varför två enstaka fall får tjäna somexempel. Analysen av två små vendeltida amulett-ringar utan vidhängande ringar, från Lilla Ullevii Bro, Uppland, visade mycket låg kolhalt (<0,05%)i den ena och något högre men ojämn kolhalt (ca0,1–0,2%) i den andra (Grandin & Hjärthner-Holdar 2008). Analysen av spadformade ämnes-järn från Torsåker påvisade visserligen variation-er i både kvalitet och kolhalt, men materialet ärhär över lag ordentligt bearbetat med relativt lågaslaggnivåer och därmed lämpligt som råämne förföremålssmide (Grandin 2000).

Men vad är då ringarna från Åselby, om deinte är ämnesjärn? En uppenbar möjlighet är attde var amuletter, tillverkade för att kunna använ-das som rekvisita vid ritualer på bo- eller kult-platser eller vid begravningar (Andersson 2005;Bäck et al 2008; Sundqvist 2015; 2017; Carlsson2016; Harrysson 2017). Våra analysresultat tyderpå att sådana amulettringar behövde ha rätt formmen inte några speciella materialegenskaper (ut-över att vara tillverkade av järn/stål). Det är docki nuläget ännu oklart vilken funktion de under-sökta ringarna hade, och det kommer att krävassystematiska analyser av såväl ringar som ämnes-järn från flera olika fyndplatser för att klargöraom de preliminära observationer och slutsatsersom presenteras här skulle kunna vara mer gene-rellt giltiga.

ReferenserAndersson, G., 2005. Gravsprak som religios strategi: Vals-

ta och Skalby i Attundaland under vikingatid och tidigmedeltid. Stockholms universitet.

Burström, M., 1990. Järnframställning och gravritual:en strukturalistisk tolkning av järnslagg i vikinga-tida gravar i Gästrikland. Fornvännen 85.

Bäck, M., Hållans Stenholm, A-M. & Ljung, J-Å. 2008.Lilla Ullevi – historien om det fridlysta rummet. RAÄ,UV Mitt, rapport 2008:39. Stockholm.

Carlie, A., 2004. Forntida byggnadskult. Tradition ochregionalitet i södra Skandinavien. Raä skrifter Nr 57,Stockholm.

Carlsson, E., 2016. Blästor och smeder samt gården ochlandskapet. Dalarna 2016 – Arkeologi i Dalarna.Da-larnas hembygdsbok 86. Falun.

Erkers, L. & Fröjd, F., 2017. Metallurgical analysis of Vi-king Age amulet rings and comparison with cutting tools.Kandidatarbete. Kungliga Tekniska Högskolan.Stockholm.

Gardela, L., 2014. Scandinavian amulets in Viking AgePoland.Rzeszów.

Grandin, L., 2000. Spadformade ämnesjärn från Torsåker.Inledande arkeometallurgiska analyser. RAÄ, UV GAL,rapport 16-2000. Uppsala.

Grandin, L. & Hjärthner-Holdar, E., 2008. En vendelti-da amulettring. Metallografisk analys och provurval för14C-datering av järn, Uppland, Bro socken, Lilla Ullevi,fornlämning 145. RAÄ, UV Uppsala, rapport 2008:20.

Harrysson, I., 2017. Stort fynd av amulettringar intillett vendeltida gravfält vid Hjulsta i Spånga, Upp-land. Fornvännen 112.

Hagberg, L., 1937. När döden gästar. Nyutgåva 2015. Stock-holm.

Hjärthner-Holdar, E., 1993. Analys av ringformat ämnes-järn från Åselby, RAÄ 105, Stora Tuna Sn, Dalarna.RAÄ, UV Uppsala, rapport 1993/04.

– 2009. Iron – the metal of weapons and wealth. Holm-quist Olausson, L. & Olausson, M. The martial society– aspects of warriors, fortifications and social change inScandinavia. Stockholms universitet.

Holmqvist, W., 1961. Excavations at Helgö I: Report for1954–1956. KVHAA. Stockholm.

Jensen, B., 2010. Viking Age amulets in Scandinavia andWestern Europe. BAR International Series 2169.Oxford.

Lindeberg, M., 2009. Järn i jorden. Spadformiga ämnes-järn i Mellannorrland. Stockholms universitet.

Novikova, G., 1992. Iron neck-rings with Thor’s ham-mers found in Eastern Europe. Fornvännen 87.

Ström, K., 1970. Om fynden av torshammarringar. Licen-tiatavhandling, Stockholms universitet.

Sundqvist, O., 2017. Den hammarliknande figuren påForsaringen – en indikation på vikingatida Tors-kult i Hälsingland. Edlund, L-E. et al. (red.). Mellan-norrland i centrum. Språkliga och historiska studier till-ägnade professor Eva Nyman. Kungl. SkytteanskaSamfundets Handlingar 77. Umeå.

– 2015. An arena for higher powers: ceremonial buildingsand religious strategies for rulership in Late Iron AgeScandinavia. Leiden.

5Amulettringar snarare än ämnesjärn

Fornvännen 113 (2018)

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 5

Summary

Rings with diameters between 3 and 25 cm, madefrom iron or steel, are fairly common archaeolo-gical finds from Scandinavian Vendel and VikingPeriod settlement, burial, and cult sites. OutsideScandinavia, such rings have been encounteredat sites with Scandinavian connections. The ringsoften have attached smaller rings or other trin-kets in the shape of e.g. sickles or Thor’s hammers.The functions and purposes of the rings are notclear. Those encountered at burial sites were de-posited during the funeral ritual, and were per-haps made primarily to serve this purpose. Whe-ther the rings could have been used as necklacesor bracelets on living (or dead) people remainsdebated. It has furthermore been suggested thatsome larger rings could have been iron bars, i.e.raw material that a smith could forge into finishedobjects. The matter is complicated as both theshape and the material had symbolic meanings inScandinavia. During the Viking Period oaths weresworn on oath rings, whose designs are unknownto us. The Scandinavian folklore tradition to pro-tect the house with a knife blade or horse shoeput above the front door is arguably analogous tothe Viking Period custom of putting knives andnails in the ground (point down) inside andaround the house. Depositing iron slag in gravesor post holes is however a strictly pre-Christiantradition, showing that iron production wastecould be charged with symbolic meaning.

A hoard of 25 iron rings was found in 1989during the excavation of a Vendel Period long-house at Åselby in Stora Tuna parish, Dalecarlia,Sweden. Four additional rings were found inpostholes that apparently did not belong to ahouse. The rings are all of the same type, between9 and 15 cm in diameter, and most have between

one and three smaller rings attached. Metallurgi-cal analysis of one of these rings has previouslyshown it to consist of relatively uneven but over-all decent-quality steel containing 0.6–0.8% car-bon. However, as general conclusions should notbe drawn from single observations, we sampledsix of the Åselby rings for metallographic analy-sis. Our results show great variation in carboncontent and material quality, between as well aswithin the rings. Numerous inclusions – somequite large – of unworked slag indicate that thematerial has not been worked to become slag-free and homogeneous. Our impression is thatthe smith forged the rings using whatever piecesof iron/steel were at hand. The rings are clearlyunsuitable as raw material for the production ofquality objects, and we conclude that they werenot iron bars. This interpretation is not contra-dicted by the good quality steel found in somerings; such variation is rather to be expected ifthe smith chooses the starting material some-what randomly. While proper Swedish iron barsfrom the First Millennium AD also display varia-tion in quality and carbon content, they are over-all better worked and have relatively low amountsof remaining slag.

Instead of being iron bars, we suggest that theexamined objects were amulet rings, to be used inrituals at cemeteries, cult sites or settlements. Ifso, our results would suggest that the materialquality of amulet rings was less important. Forthe purposes of the rituals – whatever they mayhave been like – it may have been sufficient thatthe rings had the right shape. As the original useand function of the Åselby rings is not clear, how-ever, the present results should be interpretedwith caution.

6 Sebastian Wärmländer et al.

Fornvännen 113 (2018)

Art. Wärmländer et al. 1-6_Layout 1 2018-02-16 14:11 Sida 6