考古學家發現千年前馬雅王國的濾水系統，「沸石」過濾的飲用水水質堪比現代

文：Yi-ching Kuai

在瓜地馬拉的古老馬雅城市提卡爾（Tikal），遊客們被幾乎與巴黎聖母院齊高的高聳石灰岩金字塔包圍，四周的熱帶雨林傳出猴群和巨嘴鳥的叫聲。

這些宏偉的石砌建築，是在沒有馱獸、金屬工具或輪子的情況下建造而成，是國王和祭司所在的權力中心，他們統治著馬雅王國最有影響力的城邦，橫跨墨西哥猶加敦半島、瓜地馬拉、貝里斯以及宏都拉斯和薩爾瓦多的部分地區。

非傍水而建的古文明

提卡爾是一個文明的經濟和儀式中心，根據最近的航空調查，幾個世紀以來隱藏在茂密叢林中的6萬多座建築物，可能曾經容納多達1000萬到1500萬人。「這是馬雅最傑出的城市之一，」加州大學地質考古學家尼古拉斯・鄧寧（Nicholas Dunning）說。

每一座宮殿和寺廟都是依循太陽每日運行的軌跡而建，馬雅人作為建築師和天文學家的實力可見一斑。但若不是因為馬雅人掌握了一項對於生存來說至關重要的資源，馬雅人永遠不可能準確地預測日食，他們的塔樓也不會從平地蓋向天際。

這項資源就是水。由於附近沒有河流或湖泊，馬雅人不得不在提卡爾建立一個巨大的水庫系統，以便在雨季收集和儲存的雨水，以供給數量龐大的人口——估計人口從4萬，到8世紀的人口高峰24萬不等——度過約從11月到4月，長達四到六個月的乾季。

這些水庫維繫了馬雅人在提卡爾1000多年的生活，從公元前600年左右，到約公元900年統治階級拋棄了都市核心。

去（2020）年，考古學家使用現代科學技術揭露了馬雅人水利設施的技術新高度。取自提卡爾水庫的沉積岩芯顯示，馬雅人創造了西半球最古老的過濾系統。

伊利諾大學厄巴納香檳分校的考古學家麗莎・盧塞羅（Lisa Lucero）說，將水儲存在水庫中是一種解決方案，但水必須適合飲用：「保持水質乾淨非常關鍵。」

飲用水水質堪比現代

馬雅的淨水系統非常先進，關鍵材料「沸石」至今仍廣泛用於濾水器。

沸石是一種火山礦物，在火山灰與鹼性地下水反應時，由鋁、矽和氧組成，有多種形式，並具有獨特的物理和化學特性，使它們能夠過濾掉從重金屬到微小微生物的污染物。

單個沸石顆粒具有多孔的籠狀結構，這使它們成為出色的物理過濾器，並且它們還帶有負電荷，這意味著其他元素很容易與它們結合，代表水通過沸石時，懸浮顆粒會以物理或化學方式粘附在沸石顆粒上，讓乾淨的水繼續流過間隙。

雖然考古學家只在提卡爾一個如今稱為科里安特（Corriental）的水庫中發現了沸石，但在那裡發現的陶土容器碎片，表明科里安特的純淨水專門用於飲用。

這一發現背後的研究人員表示，馬雅人使用沸石是世界上已知最古老礦物用於淨水的案例，比在1627年英國科學家羅伯特・培根（Robert Bacon）開發的沙濾系統出現的時間，早了大約1800年。學者稱最早在公元前164年左右建造的馬雅沸石濾水系統，雖然比公元前500年古希臘的一種「希波克拉提斯套筒」（Hippocratic sleeve）的布過濾器還要晚一些，但馬雅人的方法更能有效去除細菌或鉛等隱形污染物。

辛辛那提大學考古地質學家、記錄馬雅人使用沸石的研究的主要作者肯尼斯・坦克斯利（Kenneth Tankersley）說：「我是美洲原住民，對於考古學家和人類學家傳統上認為，美洲原住民沒有發展出技術，不像其他地方的古文明，如希臘、埃及、印度或中國，這件事一直很困擾我。這個系統為馬雅人提供了1000多年的安全飲用水，相比之下，那個時代已知的其他過濾系統都很原始——希臘早期的過濾方法只是用布袋而已。」

馬雅人的水庫

提卡爾位於現在的瓜地馬拉北部，在這個地區季節只分成兩個：非常濕和非常乾。雨季的傾盆大雨會迅速流失，因為隨著雨水滲入薄薄的表土，水會酸化並足以溶解該地區富含鈣的石灰岩。這形成了地質學家所說的溶蝕地形（karst landscape），天坑和洞穴遍布其中，地下水位大約在地表以下200公尺處，遠遠超出馬雅人能觸及的範圍，讓水資源的取得難上加難。

由於附近沒有淡水可供取用，這個中美洲大都市的居民不得不想辦法在雨季到來時留住水。這就是水庫的用武之地——因為提卡爾以一座小丘為中心，馬雅人能夠巧妙地利用斜坡將水匯入這些水庫。就連位於一號和二號神廟之間、主衛城兩側的中央廣場也舖有巨大的石頭，這些石頭都放置在恰到好處的傾斜度，以便將水排入運河，然後流入附近的寺廟和宮殿水庫。

提卡爾的遊客需要特別努力才能找到水庫，這些水庫今天已陷入土壤中成為窪地，但一些曾經用來蓄積大量水、緩解了城市飢渴的水壩和土堤，對於內行的觀察者來說仍然很明顯。據估計，宮殿水庫曾經儲存了3100萬升水，而有沸石淨化水質的科里安，特據說在鼎盛時期有5800萬升的容量。

科里安特過濾系統是在2010年左右進行實地調查時發現，當時研究人員從提卡爾的四個水庫收集了10個沉積物岩芯樣本。這些岩芯顯示，在九世紀統治精英放棄市中心的時候，提卡爾核心附近的宮殿和神廟水庫受到重金屬汞污染，還有優養化（algal blooms）的跡象。