Томас Дерри - Краткая история технологий. Идеи, процессы и устройства, при помощи которых человек изменяет окружающую среду с древности до наших дней

Ранние сельскохозяйственные методы интересовали бы в основном археологов, если бы не передовые технологии, применявшиеся в долинах крупных рек для подачи воды на поля. Вполне возможно, что человек-собиратель рано научился стимулировать рост полевых растений, заливая берега водой из родника или водного потока; вероятно, шадуф, по-прежнему широко применяемый, использовался для полива финиковых пальм, виноградной лозы, огородов и клумб в Египте во 2-м тысячелетии до н. э.

Шадуф (рис. 12), как правило, делается из двух столбов высотой 1,5 метра или выше, соединенных в верхней части короткой балкой (коромыслом). Сверху устанавливается длинный балансирующий шест, на одном конце которого крепится сосуд для воды, а на другом – противовес. Человек окунает сосуд в воду, поднимает его и выливает воду в оросительный канал. С помощью такого устройства в день можно поднять около 2 тысяч литров воды на высоту 2 метра. Позднее шадуфы располагались рядами; при этом все шадуфы, за исключением первого, окунали сосуды в специальное корыто, заполненное водой из предыдущего шадуфа. Их первым серьезным соперником стала непрерывная цепь ковшей – по-видимому, ее использовали для подъема воды из колодца под известными Висячими садами Семирамиды. Водяное колесо, приводимое в движение волом, с помощью которого орошали пол-акра земли в день, появилось только в 200 году до н. э., когда при помощи зубчатой передачи соединили вертикальный и горизонтальный валы колеса.

В прежние времена колодцы рыли (как бедуины Аравии делают это до сих пор) либо до тех пор, пока не появится вода, либо пока не лопнет терпение. Постоянный колодец обкладывали грубым камнем или другим твердым материалом, над устьем источника воды ставили колодезного журавля с веревкой. Не позднее 1500 года до н. э. такие журавли и шадуфы часто оснащались примитивным блоком. Колодцы в вади были, как правило, не глубже 4,5 метра, в городах они часто делались глубже. В Нимруде во время раскопок ассирийского дворца IX века до н. э. обнаружили колодец с водой, глубиной в 300 кирпичей. Вполне вероятно, что глубокие колодцы сначала рыли методом ударного бурения: древние египтяне, пытавшиеся создать пустынные оазисы, научились делать артезианские скважины; в скважине вода вынуждена подниматься вверх под собственным давлением.

Рис. 12. Орошение с помощью шадуфа в Египте. Из гробницы в Фивах, 1500 г. до н. э.

Дамба для удержания воды – один из самых ранних сохранившихся крупных строительных объектов человека. В сирийской долине Оронт есть каменная дамба длиной 2 километра, построенная примерно в 1300 году до н. э.; ассирийская плотина выше Ниневии сохранилась до сих пор на высоту почти 3 метра. Имеются бесчисленные остатки резервуаров с песчано-цементным покрытием и каменных цистерн для хранения воды, в том числе цистерн, выдолбленных в скале для уменьшения испарения, не говоря уже о следах обширных инженерных сооружений вроде акведуков и подземных трубопроводов из камня или запеченной глины, которые подавали воду в города, часто весьма отдаленные.

В Египте и Месопотамии основной проблемой поселения в долинах больших рек стало орошение. Ежегодный подъем Нила с июля по сентябрь был событием точным и имел такое первостепенное значение, что требовались соответствующие расчеты времени паводка и уровня воды в реке, чем занимались жрецы. Говорят, легендарный первый фараон Менес приказал построить на Ниле дамбу; однако точно неизвестно, когда человек впервые удержал живительные воды барьером из камня и грязи. Пахотную землю долины делили на прямоугольные бассейны площадью тысяча – 40 тысяч акров, которые получали воду из системы ежегодно затопляемых искусственных каналов. Каждый из них в свою очередь затапливался на глубину 2 метра, вода стояла в нем в течение месяца или более, насыщая почву, после чего излишки воды сливались на нижележащую территорию, а с нее вода в конце концов возвращалась в Нил. Территории, на которые паводковые воды не попадали естественным путем, насыщались водой из каналов.

Тигр и Евфрат требовали иного отношения. Паводки на них были опасными и нерегулярными; Тигр выходил из берегов раньше Евфрата, что удваивало объем паводковой воды и уменьшало время схождения паводка; обе реки несли в пять раз больше отложений в сравнении с Нилом, забивая каналы. Кроме того, паводок заканчивался в начале жаркого сезона, поэтому почва недостаточно увлажнялась, в отличие от почвы долины Нила.

Крупные каналы прорезали нижние долины Тигра и Евфрата, самый известный из которых – Нарван, шириной 120 метров и длиной более 300 километров. Из них вода поступала через подпитывающие каналы в сеть небольших каналов и ирригационные канавы, откуда струйка воды текла на конкретный участок. Чтобы орошение не прерывалось, уровень воды в главном канале поддерживали немного выше общего уровня земли, а скорость потока в нем регулировали так, чтобы он не размывал берега и не заиливал канал. В начале каналов находились большие кирпичные заграждения и речные плотины. Для укрепления берегового аллювиального грунта кирпичом и тростниковыми матами (основное требование для огромной оросительной системы) привлекалось много рабочих с кирками и лопатами. Сельская местность процветала, когда сильный правитель вроде Хаммурапи заставлял каждый регион проводить подобные работы и издавал законы, требующие тщательного соблюдения ирригационных прав, от которых зависело состояние земельной собственности: Геродот писал, что вавилонский земледелец обычно получал 200-кратный, а иногда 300-кратный урожай зерновых. Однако система водоснабжения, столь сложная и необходимая, была очень уязвимой: по сведениям, земля Двуречья до сих пор не оправилась после разрушений каналов во время монгольского нашествия в XIII–XIV веках.

Сельское хозяйство Месопотамии и Египта зависело от системы орошения: регулируемые реки поставляли необходимую влагу и приносили плодородную почву. Римляне практиковали обширное орошение в Алжире; позже арабы делали то же самое в Испании и на Сицилии, где возделывали рис, хлопок и сахарный тростник. Но земли Средиземноморья, а тем более тяжелые почвы Северной Европы требовали иных методов земледелия.

В Греции и Италии преобладают легкие почвы, быстрые реки и климат, сочетающий летнюю засуху и короткие, но интенсивные зимние дожди, как правило вымывающие из почвы необходимые питательные вещества. Земли под животноводство не хватало, поэтому удобрить всю почву навозом не удавалось. Средняя урожайность во времена Древнего Рима была не выше четырехкратной, и для получения такого урожая землю оставляли под паром раз в два года и усиленно размалывали перед посевом. Если удавалось нанять рабочих, то землю перекапывали и по крайней мере трижды вспахивали – последовательно, с расположением борозд под прямым углом друг к другу, а иногда по диагонали. Подобный метод подготовки почвы удваивал объем влаги, сохраняемой в засушливые летние месяцы.