Александр Соколов - Античная сила воды

Замечательно то, что карбонатная корка, нарастая, образует последовательность по-разному окрашенных слоёв. Получается «микростратиграфия»: фактически, в этих прослойках записана история мельниц. Сравнивая последовательности слоев на «спилах» разных фрагментов, учёные реконструировали хронологическую связь между ними и разделили все фрагменты на 2 группы: 1-я группа с более полной стратиграфией и 2-я, последовательность слоёв в которой неоднократно прерывалась.

Затем в ход пошёл изотопный анализ, показавший циклическое изменение температуры воды в зависимости от времени года. Так удалось вычислить, что на желобах карбонаты непрерывно откладывались в течение 6–7, а то и более 10 лет, но детали колёс обновляли чаще: раз в 3–4 года. Полагают, что образовавшиеся корки делали колесо тяжелее, оно начинало хуже работать, и части приходилось очищать либо заменять.

Фрагменты карбонатных корок много лет хранились в музее, и точное место, откуда их изъяли, неизвестно. Однако, сравнивая последовательности слоёв 1-й и 2-й групп, а также отложений, сохранившихся в самих бассейнах, исследователи пришли к выводу, что фрагменты 1-й группы относились к западной «линии», а 2-й группы — к восточной «линии» комплекса. Судя по всему, западная половина работала круглый год, а восточную останавливали в конце лета на несколько месяцев, когда поток воды уменьшался. В середине зимы комплекс снова начинал работать целиком. Возможно, осенью часть воды забирали у мельниц и направляли на орошение окрестных полей. Из того, что часть мельниц периодически отключали, археологи делают вывод, что фабрика работала «на экспорт»: её целью было не снабжение пропитанием находящегося рядом города Арелат, а поставки муки в ближайшие гавани для погрузки на корабли.

А вот особенно интригующее открытие. На некоторых фрагментах карбонатных корок специалисты обнаружили отпечатки следов от пилы. Ну и что тут такого? Конечно, доски для желобов кто-то должен был пилить. Но следы поразили учёных своей регулярностью, чёткостью и прямизной. По мнению исследователей, это означает, что для распилки использовалась не ручная, а механическая пила, возможно, с гидравлическим приводом. Если догадка верна, то в руки к археологам попало древнейшее свидетельство использования механического устройства для пиления дерева.

Ещё одна деталь, о которой рассказали карбонатные корки. Ранее полагали, что водяные колёса мельниц располагались снаружи зданий, под открытым небом. Однако карбонатные отложения в открытых водоёмах, куда попадает много солнечного света, обычно пористые и содержат органические остатки. В Барбегале же корки плотные и без какой-либо органики — такие образуются в пещерах и в закрытых водопроводах. Исследователи делают вывод, что вся конструкция мельниц находилась внутри зданий. А вот внешний слой многих карбонатных фрагментов — пористый, с частицами растений — говорит о том, что образовались они уже в то время, когда крыша сооружения рухнула. Мельничный комплекс забросили по неясным причинам; вероятно, это событие пришлось на кризис Римской империи III века.

По особенностям нескольких фрагментов карбонатных корок (микростратиграфия, вероятная высота досок, рисунок на поверхности, включая следы пиления) удалось восстановить форму такого желоба. Оказывается, он был «коленчатым»: короткое колено, а затем под углом — более длинное. Судя по толщине корок, вода в большей части желоба регулярно переливалась через края. Исходя из этих данных, а также из размера мельничных бассейнов, исследователи пришли к выводу, что в комплексе использовались верхнебойные, или наливные колёса, т. е. вода падала на них в верхней части.

Согласно расчётам, наблюдаемая картина наполнения желоба водой возможна в случае, если его сливной конец располагался выше колена (т. е. желоб слегка загибался вверх). Но зачем? Исследователи пришли к выводу, что такая конфигурация обеспечивала более стабильный поток. Дело в том, что количество поступавшей в комплекс воды ограничивалось возможностями акведука. Если сделать напор слишком сильным, верхние бассейны начнут переполняться, что чревато нарушениями работы колёс. Кроме того, иногда отдельные мельницы требовалось останавливать — например, для ремонта. В таком случае возрастал объём воды, падавшей на следующее колесо, увеличивался уровень в бассейнах. При этом больше всего рисковали самые нижние мельницы, которые страдали то от слабого потока, то от переполнения находившихся выше резервуаров. Моделирование показало, что приподнятый коленчатый желоб позволял минимизировать влияние перепадов напора воды, особенно если угол его наклона можно было регулировать.

Авторы подчёркивают, что коленчатый желоб такой формы не встречается больше ни в каких известных конструкциях водяных колёс — древних и даже современных. Элегантное решение, свидетельствующее о мастерстве древних инженеров, которое — кто знает — может пригодиться даже для гидроэлектростанций XXI века. Так авторы перекидывают мостик к современной проблематике — возобновляемым источникам энергии. А мне остаётся восхититься изобретательности археологов, сумевших извлечь столько уникальной информации из невзрачных карбонатных корок.