2021/09/04, 国际
考古学家发现千年前马雅王国的滤水系统，“沸石”过滤的饮用水水质堪比现代
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这一发现背后的研究人员表示，马雅人使用沸石是世界上已知最古老矿物用于净水的案例
，比在1627年英国科学家罗伯特・培根（Robert Bacon）开发的沙滤系统出现的时间，早
了大约1800年。
文：Yi-ching Kuai
在危地马拉的古老马雅城市提卡尔（Tikal），游客们被几乎与巴黎圣母院齐高的高耸石
灰岩金字塔包围，四周的热带雨林传出猴群和巨嘴鸟的叫声。
这些宏伟的石砌建筑，是在没有驮兽、金属工具或轮子的情况下建造而成，是国王和祭司
所在的权力中心，他们统治著马雅王国最有影响力的城邦，横跨墨西哥犹加敦半岛、瓜地
马拉、伯利兹以及洪都拉斯和萨尔瓦多的部分地区。
非傍水而建的古文明
提卡尔是一个文明的经济和仪式中心，根据最近的航空调查，几个世纪以来隐藏在茂密丛
林中的6万多座建筑物，可能曾经容纳多达1000万到1500万人。“这是马雅最杰出的城市
之一，”加州大学地质考古学家尼古拉斯・邓宁（Nicholas Dunning）说。
每一座宫殿和寺庙都是依循太阳每日运行的轨迹而建，马雅人作为建筑师和天文学家的实
力可见一斑。但若不是因为马雅人掌握了一项对于生存来说至关重要的资源，马雅人永远
不可能准确地预测日食，他们的塔楼也不会从平地盖向天际。
这项资源就是水。由于附近没有河流或湖泊，马雅人不得不在提卡尔建立一个巨大的水库
系统，以便在雨季收集和储存的雨水，以供给数量庞大的人口——估计人口从4万，到8世
纪的人口高峰24万不等——度过约从11月到4月，长达四到六个月的干季。
这些水库维系了马雅人在提卡尔1000多年的生活，从公元前600年左右，到约公元900年统
治阶级抛弃了都市核心。
去（2020）年，考古学家使用现代科学技术揭露了马雅人水利设施的技术新高度。取自提
卡尔水库的沉积岩芯显示，马雅人创造了西半球最古老的过滤系统。
伊利诺大学厄巴纳香槟分校的考古学家丽莎・卢塞罗（Lisa Lucero）说，将水储存在水
库中是一种解决方案，但水必须适合饮用：“保持水质干净非常关键。”
饮用水水质堪比现代
马雅的净水系统非常先进，关键材料“沸石”至今仍广泛用于滤水器。
沸石是一种火山矿物，在火山灰与碱性地下水反应时，由铝、硅和氧组成，有多种形式，
并具有独特的物理和化学特性，使它们能够过滤掉从重金属到微小微生物的污染物。
单个沸石颗粒具有多孔的笼状结构，这使它们成为出色的物理过滤器，并且它们还带有负
电荷，这意味着其他元素很容易与它们结合，代表水通过沸石时，悬浮颗粒会以物理或化
学方式粘附在沸石颗粒上，让干净的水继续流过间隙。
虽然考古学家只在提卡尔一个如今称为科里安特（Corriental）的水库中发现了沸石，但
在那里发现的陶土容器碎片，表明科里安特的纯净水专门用于饮用。
这一发现背后的研究人员表示，马雅人使用沸石是世界上已知最古老矿物用于净水的案例
，比在1627年英国科学家罗伯特・培根（Robert Bacon）开发的沙滤系统出现的时间，早
了大约1800年。学者称最早在公元前164年左右建造的马雅沸石滤水系统，虽然比公元前
500年古希腊的一种“希波克拉提斯套筒”（Hippocratic sleeve）的布过滤器还要晚一
些，但马雅人的方法更能有效去除细菌或铅等隐形污染物。
辛辛那提大学考古地质学家、记录马雅人使用沸石的研究的主要作者肯尼斯・坦克斯利（
Kenneth Tankersley）说：“我是美洲原住民，对于考古学家和人类学家传统上认为，美
洲原住民没有发展出技术，不像其他地方的古文明，如希腊、埃及、印度或中国，这件事
一直很困扰我。这个系统为马雅人提供了1000多年的安全饮用水，相比之下，那个时代已
知的其他过滤系统都很原始——希腊早期的过滤方法只是用布袋而已。”
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马雅人的水库
提卡尔位于现在的危地马拉北部，在这个地区季节只分成两个：非常湿和非常干。雨季的
倾盆大雨会迅速流失，因为随着雨水渗入薄薄的表土，水会酸化并足以溶解该地区富含钙
的石灰岩。这形成了地质学家所说的溶蚀地形（karst landscape），天坑和洞穴遍布其
中，地下水位大约在地表以下200公尺处，远远超出马雅人能触及的范围，让水资源的取
得难上加难。
由于附近没有淡水可供取用，这个中美洲大都市的居民不得不想办法在雨季到来时留住水
。这就是水库的用武之地——因为提卡尔以一座小丘为中心，马雅人能够巧妙地利用斜坡
将水汇入这些水库。就连位于一号和二号神庙之间、主卫城两侧的中央广场也舖有巨大的
石头，这些石头都放置在恰到好处的倾斜度，以便将水排入运河，然后流入附近的寺庙和
宫殿水库。
提卡尔的游客需要特别努力才能找到水库，这些水库今天已陷入土壤中成为洼地，但一些
曾经用来蓄积大量水、缓解了城市饥渴的水坝和土堤，对于内行的观察者来说仍然很明显
。据估计，宫殿水库曾经储存了3100万升水，而有沸石净化水质的科里安，特据说在鼎盛
时期有5800万升的容量。
科里安特过滤系统是在2010年左右进行实地调查时发现，当时研究人员从提卡尔的四个水
库收集了10个沉积物岩芯样本。这些岩芯显示，在九世纪统治精英放弃市中心的时候，提
卡尔核心附近的宫殿和神庙水库受到重金属汞污染，还有优养化（algal blooms）的迹象
。
但几乎与污染本身一样引人注目的是，即使宫殿和寺庙的水库有毒，科里安特水库仍
然几乎保持原本的状态。坦克斯利更仔细地观察科里安特样本时，他发现了四层离散的沙
子，这些沙子的特征是一些其他水库中没有出现的结晶石英和沸石。
文化遗产不一定要金光闪闪
研究团队调查周边地区时，没有发现这种类型沙子的天然来源，更不用说沸石了。因此，
研究人员认为这种材料是有意用于水库入口处，作为某种过滤器。
一名研究人员偶然得知在提卡尔东北约30公里处有一个洼地，那里有一个看起来很相似的
沙子，被称为Bajo de Azúcar，当地人告诉他，那里有清澈见底、味道甘美的水。测试
表明Bajo de Azúcar的岩石和沙子确实含有沸石，因此可能是科里安特在提卡尔的沸石
来源。
坦克斯利说：“我们没有时光机，不知道当时到底发生了什么，但不需太多推论就可以想
像，提卡尔的某个人会想：‘如果从这种结晶的火山凝灰岩中流出干净甜美的水，也许我
们可以敲一些下来，用它来净化我们的水。’”
研究人员假设沸石砂可能夹在称为“花瓣”（petates）的编织植物叶子层之间，制成过
滤器。这些过滤器可能已经嵌入了石灰石砖多孔的壁中，安装在水流入水库的路径中。
根据详细描述马雅人使用沸石的研究，沙子本身会使水看起来清澈，但不会对微生物或汞
产生任何影响。透过添加沸石，马雅人获得了即使按照现代标准来看也很干净的清澈水。
卢塞罗说：“马雅人可能不了解沸石的具体作用，但他们了解保持水清洁的重要性。他们
利用技术和对环境的了解来净化的饮用水。”
对于坦克斯利来说，这些发现代表着另外一种财富，如果研究马雅文明的研究人员，可以
不要只聚焦于亮晶晶的金石玉器文物，就能够发现这些更为有价值的现象。
他建议到提卡尔参访的游客在为建筑赞叹之余，还可以想想数千年前在这里的人，没有机
器和动物帮忙就建造金字塔。“想想他们的成就。记住这不是灭绝的民族，这些成就是中
美洲现代原住民人口的文化遗产。”
新闻来源
The Maya built the Western Hemisphere's first water filtration system（SCIENCE
）
The Maya's ingenious secret to survival（BBC）
责任编辑：罗元祺
核稿编辑：翁世航
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