Сотни отверстий в пустыне. Кяриз: гениальное изобретение, опередившее время

Когда смотришь на иранскую пустыню с высоты птичьего полёта, видишь странную картину: сотни круглых отверстий выстроились ровной цепочкой, словно гигантский крот прошёлся по земле. Эти «оспины» тянутся на десятки километров. Что это? Следы бомбардировок? Кратеры от метеоритов?

Нет. Перед вами кяриз — подземная водопроводная система, которую персы изобрели три тысячи лет назад. И это не просто древняя технология. Это инженерное чудо, которое работает без единого насоса, без электричества, без топлива. Только гравитация. Только математика. Только гениальность.

Вода из ниоткуда

Итак: 700 год до нашей эры, горы Персии. Вокруг — выжженная солнцем земля. Дожди идут раз в год, да и то не везде. Реки пересыхают к июню. Как здесь выживать?

Персидские инженеры нашли решение под землёй. Глубоко в горах, под толщей камня, вода есть всегда. Подземные водоносные слои наполняются во время редких дождей и таяния снега. Вода просачивается сквозь породу и накапливается на глубине 100-300 метров.

Задача простая: достать эту воду и провести к деревням. Но как? Вырыть колодец — вода будет, но только для нескольких семей. Построить открытый канал от гор — солнце испарит 90% воды по дороге. С открытыми акведуками а ля римляне на такой жаре и расстоянии — точно не вариант.

Персы выбрали третий путь. Они прорыли подземный туннель от водоносного слоя в горах до деревни в долине. Туннель идёт под землёй — вода защищена от испарения. Туннель наклонён под углом — вода течёт сама, без насосов.

Кяриз Гонабада построили между 700 и 500 годами до нашей эры. Это 33 километра подземного туннеля. Вырыто вручную кирками и лопатами.

Зачем столько дыр?

Вот где начинается настоящая инженерия. Видите цепочку круглых отверстий на поверхности? Это не просто украшение. Каждое отверстие — вертикальная шахта глубиной от 10 до 100 метров. В кяризе Гонабада таких шахт 427 штук.

Зачем?

Во-первых, чтобы дышать. Когда копаешь туннель под землёй, кислород быстро заканчивается. Древние рабочие спускались в подземелье с масляными лампами. Если пламя гасло, это означало: воздуха больше нет, пора пробивать новую вентиляционную шахту.

Во-вторых, чтобы вытаскивать землю. Вы копаете туннель длиной 33 километра вручную. Куда девать миллионы тонн породы? На каждой вертикальной шахте устанавливали простые ворота. Рабочий внизу наполнял кожаный мешок землёй, двое рабочих наверху тянули верёвку. Так, мешок за мешком, тонна за тонной.

В-третьих, для регулярного ремонта водопровода. Подземный туннель забивается илом, обрушается от землетрясений, просто со временем требует чистки. Вертикальные шахты — это локальные точки доступа. Спустился, почистил, вылез.

Ну и еще одна интересная причина — навигационная. Как копать ровный туннель на 33 километра в нужном направлении?

Персы использовали хитрый метод: один из рабочих был на поверхности и держал лампу, снизу светили другие рабочие. Если пламя ламп совпадало по вертикальной линии, направление туннеля правильное.

Математика жизни

Наклон тоннеля не резкий, иначе вода потечет быстро и вся система может разрушиться. У них получилось по 20-50 сантиметров падения на километр длины. При таком уклоне вода течёт со скоростью до 0,6 метра в секунду.

Быстро, но не разрушительно.

Как они это рассчитывали без калькуляторов? Натягивали верёвки между вертикальными шахтами, использовали отвесы с грузилами, измеряли глубину туннеля на каждом участке.

Кяризы некоторые продолжают работать и сейчас — представьте, спустя 2500 лет! Не уверен, что наш водопровод сможет похвастать тем же.

Престижная профессия

Муканни — строители кяризов — формировали закрытые профессиональные общества. Знания передавались от отца к сыну. Никаких письменных инструкций. Всё устно.

Почему? Потому что умение построить работающий кяриз — это власть. Ты можешь создать процветание там, где была пустыня. Ты можешь спасти тысячи жизней. И, конечно, получить приличный гонорар.

Однако и работа весьма опасна. Спускаешься на глубину 300 метров по верёвке. Копаешь в темноте, при свете масляной лампы. Кислорода мало. Один неверный удар киркой — обвал, и ты похоронен под тоннами камня.

Древний суперматериал

Персы покрывали стенки специальным раствором — саруджем.

Рецепт саруджа: известь, песок, шлаки из печей общественных бань, волокна водной тростниковой травы, яичный белок, солома.

Все ингредиенты и пропорции продуманы и экспериментально выверены.

Расскажу об этом подробнее — это точно стоит отдельной небольшой главы.

Как персы обогнали время на 1500 лет

Сарудж — не просто строительный материал. Это применение принципов, которые мы сегодня называем пуццолановыми свойствами и биополимеризацией.

В сарудже работают два научных принципа, которые персы открыли на полторы тысячи лет раньше европейских химиков.

Первый — пуццолановые свойства. Зола из печей общественных бань содержит кремний и алюминий. Смешай её с известью — получишь силикаты кальция.

Второй — биополимеризация. Когда яичный белок высыхает в смеси извести и песка, формируются полимерные цепи — молекулярные «паутинки». Каждое зёрнышко песка оказывается опутано этими цепями. Результат? Эластичная масса вместо хрупкой. Тот же принцип, что в современных пластиках.

Волокна рогоза добавляют финальный штрих. Они создают микроскопические каналы внутри материала. Влага испаряется равномерно, а не рвётся наружу трещинами. Сегодня это называют «контролируемой пористостью».

Сарудж не просто держится столетия. Он становится крепче со временем. Впитывает влагу в сухой сезон, отдаёт во влажный.

До XIII века персидская инженерная мысль непрерывно развивалась. Строились новые кяризы, изобретались хитрые методы распределения воды, создавались сложные управленческие структуры.

После монгольского завоевания Персии культура инженерного мышления практически остановилась. Пользовались лишь наработками предков.

В середине XX века в Иране работало 50 тысяч кяризов. Они обеспечивали 70% водоснабжения страны. К 2000 году осталось 10%. Конечно, они заменяются современными системами.

И все-таки у них до сих пор остается важный плюс. Ведь энергия дорожает. И в некоторых местах технология трёхтысячелетней давности может быть актуальнее современных насосных станций.

Кяриз работает без электричества. Он не истощает водоносные слои. Он может функционировать тысячи лет с минимальным ремонтом.