Как римляне заставляли воду течь вверх: сифоны и водоподъёмные машины
Акведуки — одни из самых заметных сохранившихся археологических памятников Древнего Рима. Эти акведуки полагались на гравитацию, чтобы постепенно доставлять воду вниз к городам. Но некоторые из них, например акведук в Аспендосе в Турции, имели участки, где вода должна была идти вверх. Так как же римляне заставляли воду течь вверх?
Как рассказали эксперты Live Science, римляне использовали несколько методов, включая сифоны и различные водоподъёмные устройства.
Обратные сифоны
Одной из стратегий была система, называемая обратным сифоном (иногда просто сифоном).
В Аспендосе на юге Турции находится римский акведук II века н. э. с обратными сифонами, которые учёные реконструировали с помощью виртуального моделирования. Чтобы провести воду через долину, римляне строили «напорный резервуар» на одном конце долины и чуть более низкий «приёмный резервуар» (или «выпускной резервуар») на другом. В долине между резервуарами они возводили две башни, отметил Пауль Кессенер, исследователь факультета языковых и культурных исследований Радбаудского университета в Нидерландах, в статье, опубликованной в 2000 году в Journal of Roman Archaeology.
Когда вода спускалась по крутому склону, возникающее давление поднимало её в первую башню, прежде чем она резко падала вниз по другую сторону, и эта сила позволяла ей подняться во вторую башню. В конечном счёте вода достигала приёмного резервуара на другом конце долины и продолжала путь к городу Аспендос.
Важно было не допустить образования воздушных пробок, пока вода проходила через обратные сифоны. Напорный и приёмный резервуары были относительно большими, что позволяло пузырькам воздуха выходить, отметил Джованни Де Фео, профессор промышленной инженерии Университета Салерно в Италии, в электронном письме.
«Когда поток попадал в относительно большую камеру, его скорость снижалась, позволяя пузырькам воздуха естественно подниматься к поверхности воды и выходить через открытый верх сооружения», — объяснил Де Фео. Это снижало риск образования воздушных пробок.
Римляне старались избегать использования обратных сифонов, сказал Чарльз Ортлофф, научный сотрудник кафедры антропологии Чикагского университета, имеющий подготовку как в инженерии, так и в истории. Когда «римские инженеры сталкивались с долиной, вместо сооружения сифона они предпочитали строить мост с каналом сверху, чтобы пересечь долину», — сказал Ортлофф в электронном письме. Один из примеров — акведук в Сеговии в Испании, впечатляющий мост которого сохранился до наших дней.
Римские водоподъёмные устройства
Хотя римляне использовали обратные сифоны, чтобы поднимать воду в акведуке, для подъёма воды из других источников они применяли иные устройства.
Пожалуй, самое известное из них — архимедов винт, который иногда использовался, чтобы поднимать воду из рек на поля. (Как allegedly считается, его разработал Архимед, греческий изобретатель, живший в III веке до н. э. Однако, возможно, он был изобретён раньше, отметили историки Стефани Далли и Джон Питер Олесон в статье 2003 года.) Когда его «вращают с помощью силы животных, он может эффективно поднимать воду с нижних уровней реки на более высокие участки земли», — сказал Ортлофф.
Архимедов винт «состоял из деревянного вала, на который насаживались витки из тонких и гибких ивовых или плетёных прутьев, один над другим, так что создавался бесконечный винт», — отмечается на сайте Музея древнегреческих технологий Коцанаса. Этот винт помещался в деревянную трубу, а «устройство размещалось в воде под наклоном 30 градусов», — писали представители музея. Когда винт вращался, он поднимал воду.
Для подъёма воды использовались и водяные колёса, в том числе в римских шахтах. «Водяное колесо — это устройство, которое поднимает воду и состоит из нескольких ковшей, закреплённых на большом колесе», — писали учёные в статье 2024 года. «Такой тип колеса напоминает колесо повозки, но оно больше и, помимо размера, оснащено ковшами для захвата воды», — объясняли они.
Ещё одно устройство, иногда называемое насосом Ктесибия, «приводилось в движение вручную, управляя деревянным рычагом с качающимся движением», — писали учёные. Оно имело два цилиндра, соединённых с центральной камерой через поршни, а поднимаемая вода выходила через сопло, соединённое с центральной камерой.
Каким бы методом ни пользовались, римляне не позволяли подъёму в гору остановить их в доставке воды туда, куда они хотели её направить.
Источники и дополнительная литература: Live Science; Journal of Roman Archaeology (2000); Музей древнегреческих технологий Коцанаса; статья Далли и Олесона (2003); исследования 2024 года; Чикагский университет; Университет Салерно; Радбаудский университет.
