Utgrävningar i Mayastaden Tikal visar på häpnadsväckande forntida vattenverk. Tekniken med vattenrening genom zeolitfilter kan än idag presenteras som en nyhet. Nu har forskare hittat spår av filter där tekniken tillämpats för över 2 000 år sedan.
Den forntida Mayastaden Tikal, idag i norra Guatemala, hade under över ett millenium en sofistikerad dricksvattenförsörjning med flera vattenreservoarer i staden. Forskare från University of Cincinnati kan nu visa bevis för det äldsta kända filtreringssystemet för vattenrening genom zeolit. Det efter att sediment vid resterna av den viktiga vattenreservoaren Corrential i Tikal undersökts med modern teknik. Fynden visar att Maya-civilisationen låg årtusenden före Europa när det gäller vattenreningsteknik.
Zeolit är mineral som tillhör en grupp kristallina aluminiumsilikater. Det bildas under vulkaniska förhållanden och består av alkali-aluminiumsilikater. Zeoliter har länge uppmärksammats som ett mineral med utmärkta absorptionsegenskaper och är en naturlig jonbytare. En svensk mineralog, Axel Cronstedt, upptäckte ämnet och namngav det år 1756. Då hade Maya-kulturen som använt mineralens egenskaper i över tusen år redan gått under. De första belagda zeolitvattenfiltren i Europa är 2 155 år yngre än Mayacivilisationens.
Det är arkeologer, antropologer, geografer och biologer från University of Cincinnati (UC) som samarbetat i projektet i Mayastaden Tikal. De har dels kartlagt vattenreningssystemet och dels kunnat konstatera att kristallin kvarts (kiseldioxid) och zeolit har importerats från långa avstånd till staden.
– Filtren bör ha avlägsnat skadliga mikrober, kväveföreningar samt tungmetaller och andra toxiner från vattnet, säger Kenneth Barnett Tankersly, biträdande professor i antropologi och huvudförfattare till studien, i en kommentar.
Andra civilisationer och högkulturer i nuvarande Syd- och Centralamerika hade inga behov av vattenrening, även om flera har haft sofistikerade vattenförsörjningssystem. Aztekerna hade tillgång till artesiska källor i till exempel sin stora stad Tenochtitlan. Inkafolket byggde akvedukter som ledde vatten från berg i Anderna. Mayafolket hade istället städer som byggdes i tropiskt monsunklimat och hade helt andra förutsättningar för sin vattenförsörjning.
Mayafolket använde ett stort antal vattenreservoarer i sina städer och bara några handfullar har undersökts tidigare. Den stora reservoar där zeolit hittats var i bruk från cirka 2 200 – 1 150 år sedan. Systemet är enligt forskarna det äldsta vattenreningssystem som påträffats i den »västra hemisfären« och den äldsta att använda zeoliter som påträffats över huvud taget.
Staden Tikal bestod av mer än 3 000 byggnader i de södra lågländerna i Mayariket. Väder och nederbörd varierade över året och Mayafolket konstruerade reservoarer för att jämna ut de torrperioder som uppstod i området.
Med start i slutet av 1800-talet har arkeologer under årens lopp kartlagt vattenförsörjningssystemet i Tikal med exakt dimensionering av avrinningsområden, vattendelare som ändrats av människor, reservoarer och kapacitet. Hur en eventuell vattenrening fungerat har dock gäckat forskarna tills nu, då modern teknik gett nya undersökningsmöjligheter.
Antropologiprofessor emeritus vid UC, Vernon Scarborough, är medförfattare och han förklarar att de flesta undersökningar om forntida vattenförvaltning har försökt förklara hur civilisationer skyddade, samlade och avledde vatten.
– Kvaliteten på dricksvatten vid användandet har varit svårt att ta itu med. Den här studien av vår UC-grupp har utökat forskningsagendan genom att identifiera kvaliteten på en vattenkälla och hur den kan ha etablerats och underhållits, säger Vernon Scharborough.
Tre reservoarer har fått forskarnas intresse, Corriental, Perdido och Temple, tillsammans med ett naturligt slukhål i kalkstenen som staden är byggd på. Temple-reservoaren fanns i själva stadskärnan och tog emot vatten från ett förhållandevis litet avrinningsområde med många hårdgjorda ytor. Corriental och Perdido låg i mer låglänta områden söder om centrum. Perdido tog bland annat emot vatten från ett långt stenlagt torg men även från grönområden. Corriental tog emot avrinning från olika typer av grönområden. Forskarna har bland annat kunnat använda sedimentdjupen i reservoarerna för att kunna avgöra vilken sorts mark som vattnet tagits emot från.
Den speciella typ av zeolit som hittats i filterkonstruktionen i Corriental-reservoarern finns naturligt nordöst om Tikal. Forskarna tror att kombinationen zeolit, kvarts och naturligt klart och rent dricksvatten i området dragit till sig intresse och lett till gruvdrift tre mil bort från staden.
Corriental är en mycket stor vattenreservoar även med dagens mått mätt, 58 000 kubikmeter. Innan vattnet leddes in i reservoaren fanns även sedimenteringsbassänger byggda för att ta bort större partiklar. Vattenfiltreringen bestod av zeoliterna Klinoptilolit och mordenit samt ett lager med grova kvartskristaller. Vattenfiltren byggdes sannolikt upp av stenväggar och där vävd vass eller palmfibermattor fungerade som skydd mot de tropiska cykloner som ibland sköljde igenom reservoarerna. Förmodligen behövde filtren ändå bytas ut efter störtfloderna.
– Det intressanta är att systemet skulle vara effektivt än idag och att Mayafolket upptäckte detta för över 2 000 år sedan, säger Kenneth Barnett Tankersley.
Kenneth M Persson, professor vid avdelningen för teknisk vattenresurslära, säger till Cirkulation att det är svårt att beräkna den hydrauliska kapaciteten ur skissen i den vetenskapliga artikeln, eftersom den inte är måttsatt, men att det borde gå att räkna ut med litet fler måttangivelser.
– Reningseffekten är som de skriver i artikeln förmodligen god. Zeoliterna fungerar bra för jonbyte och för adsorption. De biologiska stegen avskiljer BOD och bakterier. Kombinationen av material tillför också en partikelavskiljning. Man kan tänka sig att det behövdes eftersom dränering av hårdgjorda ytor förmodligen kontaminerades av urin, träck och kanske blod från djurslakt också under denna tid.
Källor: Zeolite water purification at Tikal, an ancient Maya city in Guatemala, Nature. Ancient Maya built sophisticated water filters, UC News.