En banbrytande studie avslöjar hur karbonatlager som samlats i en romersk akvedukt har gjort det möjligt att rekonstruera 400 års vattenhantering i staden Arles, vilket visar på avancerad teknisk kunskap och en extraordinär anpassningsförmåga i det romerska riket.
I den franska staden Arles, i hjärtat av den gamla romerska provinsen Gallien, har ett till synes blygsamt fynd visat sig vara en vetenskaplig skatt. Några stenblock täckta av mineralavlagringar, som tagits bort från taket i en raserad romersk terma, har öppnat en helt ny inblick i hur ett hydraulsystem som var i bruk i över fyra århundraden fungerade. Det häpnadsväckande är att detta naturliga arkiv inte förvarades i bibliotek eller monument, utan i karbonatskorpor som långsamt samlats på kanalernas innerväggar.
Den nya studien, som publicerats i tidskriften Geoarchaeology, beskriver inte bara utvecklingen av en av de mest komplexa romerska akvedukter som vi känner till, utan erbjuder också ett innovativt verktyg för att läsa av tidens gång. Enligt forskarna gör detta arbete det möjligt att exakt rekonstruera hur systemet förändrades genom århundradena och anpassade sig till politiska, sociala och miljömässiga förändringar. Arles akvedukt var långt ifrån en statisk konstruktion, utan en levande organism i ständig förändring.
Från stenar till laboratorium: en vetenskaplig tolkning av karbonat
De romerska akvedukterna är bland de mest imponerande prestationerna inom antikens ingenjörskonst. Det har dock traditionellt varit svårt att förstå hur de fungerade i praktiken – hur de underhölls, hur de anpassades eller när de renoverades. Många av deras delar är begravda eller förstörda, och de skriftliga källorna förklarar nästan ingenting om deras dagliga tekniska drift.
Det som förändras i denna studie är tillvägagångssättet: forskarna använde karbonatavlagringar som bildats av kontinuerligt vattenflöde som ett geologiskt arkiv. Dessa avlagringar, även kallade antropogena karbonater, beter sig som årsringar i ett träd eller lager av polaris. ”Dessa avlagringar, som har utfällts av vatten i rörelse, har bevarat ett arkiv över akveduktens livscykel i sin stratigrafi, textur och isotopiska sammansättning” .
Genom mikroskopisk, isotopisk och geokemisk analys av dessa lager kan man identifiera tidpunkter för rengöring, förändringar i flödet eller till och med utbyten av sektioner. Totalt identifierade forskarna sex huvudsakliga stratigrafiska enheter i karbonaterna i akvedukten i Arles, vilket gjorde det möjligt att rekonstruera dess utveckling i detalj.
Två källor, ett enda mål: systemets komplexitet
Arles var en viktig stad i det romerska riket i Provence, med en rik och väl dokumenterad stadshistoria. Akvedukten som försörjde staden var inte en enkel kanal, utan bestod av två huvudgrenar, kända som Caparon och Eygalières, som samlade upp vatten från källor på motsatta sidor av Alpilles-massivet.
Den äldre grenen Caparon togs i bruk år 3 f.Kr., medan Eygalières anslöts nästan ett sekel senare. Båda mynnade ut i en viktig punkt: Bassin des Arcs, en konstruktion som fungerade som vattenhuvud, sammanflöde eller till och med distributionssystem, beroende på historisk tidpunkt.
Analyser av karbonater har visat att systemet modifierades flera gånger: romerska ingenjörer tätade grenar, byggde murar, omdirigerade flöden och återanvände material efter behov. Vid ett tillfälle ledde de till och med om flödet för att försörja den berömda kvarnkomplexet Barbegal, som anses vara det första exemplet på hydraulisk industrialisering i det antika Europa .
Vetenskapen om det förflutna: att läsa tiden med isotoper
En av de viktigaste framstegen i studien är tillämpningen av isotoptekniker för att datera relativa händelser. Eftersom karbonatavlagringar är förorenade med lera kan de inte dateras med traditionella metoder som radiokarbon. Därför använde teamet sig av analys av stabila isotoper av syre och kol, som speglar årliga variationer kopplade till vattentemperaturen, typen av källa eller till och med hur länge vattnet stannat i kanalerna.
Denna strategi gjorde det möjligt att identifiera motsvarande lager på olika punkter i systemet, vilket i sin tur hjälpte till att kronologiskt ordna ingreppen. ”Detta gjorde det möjligt för oss att identifiera samma årliga lager i karbonaterna och därmed bestämma deras relativa avsättningsperioder och därmed den historiska kronologin för de modifieringar som gjorts av vattensystemet i Arles” .
Totalt identifierades upp till 160 isotopcykler i en enda del av akvedukten, vilket tyder på att den varit i kontinuerlig drift i minst lika många år. Tack vare denna metod kunde forskarna också bekräfta att systemet fortfarande var i drift under Konstantins regering (300-talet) och även därefter.
En kejsarlig restaurering: Konstantins termer
En av de mest visuella fynden i studien kommer från en struktur som fortfarande kan besökas idag: Konstantins termer i Arles. I resterna av taket i det varma rummet (caldarium) fann forskarna återanvända fragment från akveduktens reservoarer. Analysen visade att dessa fragment kom från sektioner som hade rengjorts och renoverats.
Detta tyder på att akvedukten inte bara var i drift under 300-talet, utan att den hade renoverats på ett planerat sätt för att försörja nya offentliga byggnader. Som författarna förklarar finns det inga dokumenterade exempel på ett sådant underhållsprogram i andra närliggande städer som Nîmes eller Fréjus, vilket understryker Arlés strategiska betydelse under senantiken .
Dessutom löser fyndet en fråga som hade förbryllat arkeologerna: varifrån kom vattnet till termerna? Tack vare karbonaterna vet vi nu att det kom från Eygalières-grenen och att akvedukten fortfarande var i bruk efter mer än 400 års tjänst.
Trådlös teknik: sifonen under Rhône
Ett av de mest fascinerande inslagen i Arlés hydrauliska system var dess förmåga att korsa floden Rhône med hjälp av en inverterad sifon av bly, ett rör som transporterade vattnet under flodbädden. Fram till nyligen var det okänt i vilken riktning vattnet flödade genom dessa underjordiska kanaler.
Forskarna analyserade karbonater som samlats in inuti dessa blyrör – som ursprungligen upptäcktes på 1800-talet – och jämförde deras isotopsignaturer med dem från Caparon- och Eygalières-grenarna. Resultatet var tydligt: rören ledde vatten från Arles till stadsdelen Trinquetaille på andra sidan floden. Det vill säga att den omvända sifonen inte förde vatten till Arles, utan utvidgade det urbana nätverket till andra sidan Rhône .
Denna uppgift kompletterar inte bara kartan över det hydrauliska systemet, utan bekräftar också att dess utformning hade en planerad urban dimension, som kunde anpassas till stadens tillväxt och den ökande efterfrågan på vatten.
