2021/09/04, 國際
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
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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。
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。」
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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
。
但幾乎與污染本身一樣引人注目的是，即使宮殿和寺廟的水庫有毒，科里安特水庫仍
然幾乎保持原本的狀態。坦克斯利更仔細地觀察科里安特樣本時，他發現了四層離散的沙
子，這些沙子的特徵是一些其他水庫中沒有出現的結晶石英和沸石。
文化遺產不一定要金光閃閃
研究團隊調查周邊地區時，沒有發現這種類型沙子的天然來源，更不用說沸石了。因此，
研究人員認為這種材料是有意用於水庫入口處，作為某種過濾器。
一名研究人員偶然得知在提卡爾東北約30公里處有一個窪地，那裡有一個看起來很相似的
沙子，被稱為Bajo de Azúcar，當地人告訴他，那裡有清澈見底、味道甘美的水。測試
表明Bajo de Azúcar的岩石和沙子確實含有沸石，因此可能是科里安特在提卡爾的沸石
來源。
坦克斯利說：「我們沒有時光機，不知道當時到底發生了什麼，但不需太多推論就可以想
像，提卡爾的某個人會想：『如果從這種結晶的火山凝灰岩中流出乾淨甜美的水，也許我
們可以敲一些下來，用它來淨化我們的水。』」
研究人員假設沸石砂可能夾在稱為「花瓣」（petates）的編織植物葉子層之間，製成過
濾器。這些過濾器可能已經嵌入了石灰石磚多孔的壁中，安裝在水流入水庫的路徑中。
根據詳細描述馬雅人使用沸石的研究，沙子本身會使水看起來清澈，但不會對微生物或汞
產生任何影響。透過添加沸石，馬雅人獲得了即使按照現代標準來看也很乾淨的清澈水。
盧塞羅說：「馬雅人可能不了解沸石的具體作用，但他們了解保持水清潔的重要性。他們
利用技術和對環境的了解來淨化的飲用水。」
對於坦克斯利來說，這些發現代表著另外一種財富，如果研究馬雅文明的研究人員，可以
不要只聚焦於亮晶晶的金石玉器文物，就能夠發現這些更為有價值的現象。
他建議到提卡爾參訪的遊客在為建築讚嘆之餘，還可以想想數千年前在這裡的人，沒有機
器和動物幫忙就建造金字塔。「想想他們的成就。記住這不是滅絕的民族，這些成就是中
美洲現代原住民人口的文化遺產。」
新聞來源
The Maya built the Western Hemisphere's first water filtration system（SCIENCE
）
The Maya's ingenious secret to survival（BBC）
責任編輯：羅元祺
核稿編輯：翁世航
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