Немецкие ученые изучают гигантский акведук, большая часть которого построена под землей. Исследователи узнали, когда, как и зачем он строился, но не решили еще множество загадок древнего водопровода.
Римские инженеры создали акведук длиной в более чем 170 км, чтобы обеспечить водой города древней римской провинции Сирия. По словам ученого, который обнаружил это древнее сооружение, акведук строился более века.
Использование воды в Римской империи
[v1] В мирное время римляне тратили огромное количество воды. В одной только столице существовали тысячи фонтанов, водостоков с питьевой водой и бань. Богатые сенаторы купались в собственных бассейнах и сооружали маленькие фонтаны в своих садах. Поэтому ежедневно на человека расходовалось 500 л воды (сегодня в Европе на человека в среднем уходит около 125 л). Именно римские инженеры придумали стандартные свинцовые трубы, высокие арочные акведуки и трубопроводы, рассчитанные на давление в 15 атмосфер.
Однако когда незадолго до рождения Христа римские легионы пришли в неплодородные земли Палестины, им пришлось отказаться от своих привычек, во всяком случае на некоторое время. Завоеванная территория оказалась слишком засушливой, воды не хватало. Но это препятствие не остановило завоевателей. Вскоре они придумали, как решить вставшую перед ними проблему. В бывшей римской провинции Сирия (ныне территория Иордана) немецкие ученые уже несколько лет изучают огромную систему искусственных каналов. Часть римского трубопровода находится под землей, и длина этих туннелей составляет 106 км.
Подземный акведук
Туннель обнаружил в 2004 году Матиас Деринг (Mathias Döring), профессор гидромеханики из Дармштадтского университета прикладных наук (Германия). Изучение древнего акведука длится до сих пор. Более того, ученые только недавно смогли в общих чертах представить себе историю создания гигантского водопровода.
Местные жители, которые называли акведук Qanat Firaun -- «канал Фараона», считали, что в туннелях, прорытых на глубине до 80 м, спрятано золото.
Деринг первым понял, что акведук имеет римские корни. Водопровод начинался у болота в Сирии, которое уже давным-давно высушено: 64 км он шел по поверхности и затем трижды исчезал под землей в туннелях длиной в 1, 11 и 94 км. Ранее ученые считали самым длинным подводным каналом Древнего мира акведук в Болонье, который имел в длину 19 км.
Методы строительства акведука
Туннели акведука оштукатурены водонепроницаемым известковым раствором, на стенах сохранились греческие надписи, а под потолком живут целые колонии летучих мышей. «Иногда нам даже приходилось прерывать работы, потому что в пещерах людям не хватало кислорода», -- рассказал руководитель проекта.
[v2] Акведук, скорее всего, строили легионеры. Солдаты выдолбили длинные коридоры и подняли на поверхность более 600 тыс. куб. м камней (в качестве эквивалента можно сравнить этот объем с одной четвертью пирамиды Хеопса). Этот колоссальные проект по водоснабжению обеспечивал запасами воды города Декаполиса. Акведук заканчивался в Гадаре-- в городе с населением в 50 тыс. человек.
Расцвет Римской империи и города Гадара
Деринг вместе со своими студентами проводил исследование с помощью теодолита -- геодезического инструмента, который измеряет горизонтальные и вертикальные углы, и GPS-приборов. Ученые искали новые входы, ведущие в этот подземный туннель.
В конце концов исследователи смогли определить, что строительство подземных коммуникаций началось в 90 году н. э. В то время Римом правил император Домициан (81-96), и империя переживала период расцвета. Римский аристократ Секст Юлий Фронтин (40-103) руководил работами по строительству девяти каменных акведуков в Вечном городе и ввел в обиход некоторые технические новшества.
Левант также находился на подъеме благодаря торговле с восточными странами. В Рим привозились тигры, вокруг трона Домициана ходил ручной лев, богатые сенаторы покупали индийские специи и носили одежды из китайского шелка. Кто угодно мог себе позволить ладан или рабов из Аравии.
Торговые пути через пустыни в этот период процветали. Многие караваны подходили к воротам Гадара, который стал со временем крупным городом. Римляне построили там два театра и даже запланировали сооружение храма нимф с фонтанами и бассейном длиной в 22 м.
Дефицит воды и сложности строительства акведука
Однако местных источников не хватало, поэтому вскоре этот регион начал страдать из-за дефицита воды. Администрация города была вынуждена срочно предпринимать какие-то меры. В отдаленном регионе Сирии римляне нашли реку, от которой и начали строительство водопровода из римского бетона (лат. opus caementicium).
Канал сверху закрывали плитами, чтобы защитить от животных, птиц и грязи. Кроме того, в полной темноте в канале не росли водоросли. Первый город, через который прошел водопровод, – Адраа. Но затем путь каналу перекрыли гористые районы Северного Иордана. Первым серьезным препятствием для римских инженеров стало широкое ущелье Вади аль-Шалаль глубиной в 200 м. Через такую пропасть римляне построить мост не могли. Но тем не менее, они нашли выход из этой ситуации.
Акведук около ущелья резко поворачивает влево и идет вдоль горного региона на юг. Когда неровности ландшафта привели к тому, что прокладывать акведук по поверхности стало невозможно, римляне начали прорубать через скальные породы подземный канал, длина которого составила 11 км. Так инженеры добрались до того места, где ущелье становилось гораздо уже, и где они смогли построить мост. Сам мост до наших дней не сохранился, но каменные блоки, из которых он был построен, до сих пор покоятся на дне ущелья.
Однако после ущелья дорога стала еще сложнее – на пути постоянно возникали холмы и крутые спуски. Римляне уже сталкивались с подобными проблемами около Карфагена, поэтому возвели арочный каменный акведук длиной в 19 км.
Подземное строительство
Дальше канал решили строить под землей – благодаря такому решению римлянам не нужно было воздвигать мосты через овраги и ущелья. Строители просто выдалбливали туннели под землей. Однако и здесь возникли серьезные трудности. В античности люди еще не знали компаса. Поэтому не могли ориентироваться под землей и точно знать, куда дальше прокладывать туннель и как обеспечить достаточную вентиляцию подземного канала. Пробив всего несколько метров, рабочие не могли нормально дышать -- весь ход наполнялся во время строительства густой завесой пыли.
Кроме того, в туннеле, высота которого составляла в среднем 2,5 м, а ширина 1,5 м, одновременно могли работать только четыре легионера. А четыре человека за день продвигались лишь на 10 см. Если бы работы шли именно такими темпами, то римляне могли бы рыть туннель до Гадара до сих пор.
Система шахт
Землемеры, инженеры и горняки совершили небольшое путешествие на восток и нашли решение этих проблем. Деринг уверен, что смог понять, как именно работали древние строители. «Мы нашли множество указаний на то, что сначала инженеры наметили путь водопровода на поверхности, а потом через некоторое расстояние, от 20 до 200 метров, строили наклонные шахты к подземному каналу». Через эти шахты вниз проникал и свежий воздух. Но самое главное -- такой метод позволил одновременно работать сотням людей, которые соединяли отрезки канала между собой, продвигаясь навстречу друг другу. Легионеры работали в основном заостренным долотом, освещая туннель масляными светильниками.
Исследования современных ученых
Сегодня старые шахты позволяют ученым определить местоположение древнего подземного водопровода. «Почти все служебные входы были заделаны, чтобы животные не провалились в шахты. Некоторые шахты оказались засыпаны или наполнены строительным мусором», -- объяснил Деринг. А в одной из шахт ученые нашли куриные кости.
Спуск в шахты несколько сложен и сейчас – ученые вынуждены пользоваться альпинистским снаряжением. Лестницы уходят вглубь под углом в 50°, а ступени со временем поросли мхом и стали слишком скользкими, чтобы по ним можно было просто спуститься. В самом туннеле царит полная темнота, иногда исследователям не хватает воздуха. Проходы загораживают обломки блоков, в таких местах собирается дождевая вода, которая порой доходит почти до пояса.
Загадки акведука
Сегодня ученые нашли уже около 300 шахт. Но у них до сих пор осталось множество вопросов, на которые исследователи все еще не смогли получить ответы. «Например, на протяжении первых 60 километров уклон подземного канала составляет всего 0,3 на тысячу сантиметров», -- объяснил глава проекта. То есть за 1 км туннель понижается всего на 30 см -- это очень мало.
У римлян не было нивелира, они пользовались шестиметровым инструментом под названием хоробат, который позаимствовали у персов. А также наполняли козьи кишки водой, чтобы вычислить уклон у углов сооружения. Однако существование этих примитивных инструментов не объясняет поразительную точность, с которой построен акведук.
«Сначала землемеры должны были вычислить точный многокилометровый маршрут пролегания акведука и отметить этот путь столбами», -- отметил Деринг. Даже это было чрезвычайно сложно сделать при неровном ландшафте. Затем они должны были повторить этот путь глубоко под землей вплоть до последнего сантиметра. Но как именно им это удалось сделать с такой высокой точностью? Акведук невозможно было построить прямо под намеченной линией, так как шахты уходили вглубь не вертикально, а под углом.
Удивительно, почему римские строители не совершали серьезных ошибок. Чтобы встретиться под землей и соединить отрезки туннеля, легионеры должны были точно знать, в какую сторону рыть. Но единственным способом связи между строительными секциями могло быть лишь перестукивание. Рабочие долбили камень, ориентируясь на этот звук, но вполне могли забрать вбок – тогда туннель имел бы зигзагообразный вид. Но все туннели абсолютно прямые.
Итог строительства
Для завершения акведука римским инженерам потребовалось 120 лет. Только после этого подземные и наземные каналы наполнила вода из отдаленной сирийской речки. Исследователи изучили минеральные отложения на стенах туннелей и пришли к выводу, что поток воды несся со скоростью от 300 до 700 л в секунду.
Однако жителей Гадара постигло разочарование. Изначально считалось, что вода соберется в высоком каменном резервуаре, который сможет снабжать городские фонтаны и запланированный к постройке храм. Но этого не произошло. Видимо, землемеры и инженеры совершили ряд серьезных ошибок. И вода, преодолев 170 км пути, прибывала в город слишком медленно, чтобы стали возможны великие планы римлян. Резервуар полностью не наполнялся, и фонтаны в городе так и не заработали.
По словам Деринга, этот водопровод скрывает еще множество загадок. Поэтому ученый и его команда продолжат исследования акведука начиная с апреля 2009 года.
