새로운 연구논문에 따르면, 수생식물을 사용하여 물을 여과하고 정화했던 고대 마야의 저수시설은 “미래의 물 필요를 해결하기 위해 자연적이고 지속 가능한 수계의 원형의 역할을 할 수 있다”고 한다.

미국 일리로이대학 어바나-샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign)의 인류학 교수인 리사 루세로(Lisa Lucero) 박사는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재된 논문에서 “1천년 이상 사용된 저수시설을 마야인들이 건설하고 유지했다”고 밝혔다.

이 저수시설은 연간 5개월의 건기와 장기간의 가뭄기간 동안 도시에서 수천 명에서 수만 명의 사람들에게 식수를 제공했다.

루세로 교수는 “대부분의 남부 저지대 마야의 주요 도시들은 지표수가 부족하지만 훌륭한 농업 토양을 가진 지역에서 나타났다”라면서 “마야인들은 작게 시작해서 크기와 복잡성이 증가한 저수지 시스템을 건설했다”고 논문에서 밝혔다.

시간이 지나면서, 마야인들은 물을 직접 보내고, 저장하고, 운반하기 위해 운하, 댐, 수문, 그리고 둑을 건설했다. 그들은 물 여과를 위해 석영 모래(quartz sand)를 사용했으며, 때로는 먼 거리에서 현재 과테말라 북부에 있는 티칼(Tikal)과 같은 거대한 도시로 수입했다.

티칼의 저수시설 중 한 곳에서 나온 퇴적물 코어(core)에서도 제올라이트 모래(zeolite sand)가 건축에 사용되었다는 사실이 발견되었다. 이전의 연구들은 이 화산 모래가 물로부터 불순물과 질병을 유발하는 미생물을 걸러낼 수 있다는 것을 보여주었다. 또한 제올라이트는 약 18마일(30km) 떨어진 곳에서 수입되었을 것으로 추정했다.

루세로 교수는 “티칼(Tikal)의 저수시설은 90만 입방미터(㎥) 이상의 물을 저장할 수 있다”고 논문에서 밝혔다. 추정에 따르면,“약 서기 600년에서 800년 사이의 후기 고전시대(Late Classic period)에 최대 8만 명의 사람들이 도시와 그 주변 지역에 살았던 것으로 추정된다”라면서 “이 저수시설은 건기동안 사람과 농작물에 수분을 유지했다”고 그녀는 밝혔다.

마야 왕족들은 백성들에게 물을 공급하는 능력을 통해 그들의 지위를 많이 얻었다.

루케로 교수는 “가장 큰 저수시설이 궁전과 사원 근처에 세워졌다는 사실에서 알 수 있듯이, 깨끗한 물과 정치 권력은 불가분의 관계에 있었다”라면서 “왕들은 또한 조상들과 비의 신 차크(Chahk)의 총애를 얻기 위해 의식을 행했다”라고 논문에서 밝혔다.

“핵심 과제는 저수시설에 고인 물이 정체되거나 마실 수 없게 되는 것을 막는 것이었고, 이를 위해 마야인들은 수생식물에 의존했을 가능성이 높으며, 그 중 다수는 오늘날에도 여전히 중미 습지대(Central American wetlands)에 거주하고 있다”라면서 “여기에는 부들(cattails), 사초(sedges), 갈대(reeds) 등이 포함되며, 이들 식물 중 일부는 마야 저수지의 퇴적물 코어에서 확인되었다”고 루세로 교수는 강조했다.

루케로 교수는 “이 식물들은 물을 걸러서 탁함을 줄이고 질소와 인을 흡수했다”고 밝혔다.

그녀는 이어 “마야 사람들은 몇 년에 한 번씩 준설작업(dredge)을 해야 했을 것이고, 수생식물을 수확하고 보충해야 했을 것”이라면서 “저수시설에서 제거된 영양분이 풍부한 토양과 식물은 도시의 밭과 정원에 비료를 주는 데 사용될 수 있다”고 논문에서 밝혔다.

“고대 마야와 연관된 가장 상징적인 수생식물은 깨끗한 물에서만 자라는 수련(water lily)인 님파에아 암플라(Nymphaea ampla)로 그 꽃가루는 여러 마야 저수지의 퇴적물 코어에서 발견되었으며 수련은 ‘고대 마야 왕권(Classic Maya kingship)’을 상징했다”고 루케로 교수는 밝혔다.

“왕들은 심지어 꽃들로 장식된 머리장식을 착용했고 마야 예술에서 수련과 함께 묘사되었다”라고 루체로 교수는 말했다.

그녀는 이어 “수련은 산성 조건이나 석회암과 같은 칼슘이나 철과 망간과 같은 특정한 광물의 고농도를 견디지 못한다”라고 그녀는 논문에서 밝혔다.

루체로 교수는 특히 “수련을 살려 두기 위해서는 물 관리자들이 저수지에 점토를 깔아야 했을 것”이라면서 “식물의 뿌리에 침전물 한 층이 필요할 것이고, 결국 저수지 근처에 심어진 수련과 나무와 관목들이 물을 그늘지게 하여, 물을 식히고 녹조의 성장을 억제시켰다”라고 논문에서 주장했다.

루케로 교수는 “마야인들은 일반적으로 저수지 가장자리 근처에 주거지를 짓지 않았기 때문에 카르스트 지형을 통해 스며드는 오염은 문제가 되지 않았을 것”이라고 밝혔다.

“몇몇 남부 저지대 도시에서 수집된 증거에 따르면, 마야의 저수지는 습지가 건설되면서 1,000년 이상 사람들에게 식수를 공급했으며, 약 서기 800∼900년 사이에 이 지역에서 가장 극심한 가뭄이 발생했을 때에만 식수 공급에 실패했다”고 루케로 교수는 말했다. 

그녀는 “현재의 기후 추세에 따라 수질을 자연적으로 개선하고 유지하기 위해 수생식물을 사용하는 등 마야인들이 채택한 것과 동일한 접근법을 많이 사용해야 할 것”이라고 지적했다.

루케로 교수는 “축조된 습지는 기존의 하·폐수처리 시스템보다 많은 이점을 제공한다”라면서 “그것들은 경제적이고, 낮은 기술, 더 비싸지 않고, 높은 에너지 절약 처리 기술을 제공한다”고 강조했다.

그녀는 “깨끗한 물을 제공하는 것 외에도, 건설된 습지는 수생동물들을 지원하고 농업 토양을 보충하는 영양분의 원천이 될 수 있다”고 논문에서 밝혔다.

루케로 교수는 “앞으로 나아가는 다음 단계는 우리 각자의 전문지식을 결합하고 고대 마야 저수시설에 구현된 교훈을 현재 건설된 습지에 대해 알려진 것과 함께 실행하는 것”이라고 논문에 밝혔다.

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Paper: Ancient Maya reservoirs offer lessons for today’s water crises

CHAMPAIGN, Ill. - According to a new paper, ancient Maya reservoirs, which used aquatic plants to filter and clean the water, “can serve as archetypes for natural, sustainable water systems to address future water needs.” 

The Maya built and maintained reservoirs that were in use for more than 1,000 years, wrote University of Illinois Urbana-Champaign anthropology professor Lisa Lucero in a perspective in the Proceedings of the National Academy of Sciences. 

These reservoirs provided potable water for thousands to tens of thousands of people in cities during the annual, five-month dry season and in periods of prolonged drought. 

“Most major southern lowland Maya cities emerged in areas that lacked surface water but had great agricultural soils,” Lucero said. “They compensated by constructing reservoir systems that started small and grew in size and complexity.”

Over time, the Maya built canals, dams, sluices and berms to direct, store and transport water. They used quartz sand for water filtration, sometimes importing it from great distances to massive cities like Tikal in what is now northern Guatemala. 

A sediment core from one of Tikal’s reservoirs also found that zeolite sand had been used in its construction. Previous studies have shown that this volcanic sand can filter impurities and disease-causing microbes from water. The zeolite also would have been imported from sources about 18 miles (30 kilometers) away. 

Tikal’s reservoirs could hold more than 900,000 cubic meters of water,” Lucero wrote. Estimates suggest that up to 80,000 people lived in the city and its environs in the Late Classic period, roughly 600 to 800 C.E. The reservoirs kept people and crops hydrated during the dry season, Lucero said.

Maya royalty got much of their status from their ability to provide water to the populace. 

“Clean water and political power were inextricably linked - as demonstrated by the fact that the largest reservoirs were built near palaces and temples,” Lucero wrote. The kings also performed ceremonies to gain the favor of ancestors and the rain god, Chahk. 

A key challenge was to keep standing water in reservoirs from becoming stagnant and undrinkable, and for that the Maya likely relied on aquatic plants, many of which still populate Central American wetlands today, Lucero said. These include cattails, sedges, reeds and others. Some of these plants have been identified in sediment cores from Maya reservoirs. 

These plants filtered the water, reducing murkiness and absorbing nitrogen and phosphorous, Lucero said.

“The Maya would have had to dredge every several years… (and) harvest and replenish aquatic plants,” she wrote. The nutrient-laden soils and plants removed from reservoirs could then be used to fertilize urban fields and gardens. 

The most iconic aquatic plant associated with the ancient Maya is the water lily, Nymphaea ampla, which thrives only in clean water, Lucero said. Its pollen has been found in sediment cores from several Maya reservoirs. Water lilies symbolized “Classic Maya kingship,” Lucero wrote. 

“The kings even donned headdresses adorned with the flowers and are depicted with water lilies in Maya art,” Lucero said.

“Water lilies do not tolerate acidic conditions or too much calcium such as limestone or high concentrations of certain minerals like iron and manganese,” she wrote. 

To keep water lilies alive, water managers would have had to line the reservoirs with clay, Lucero said. A layer of sediment would be needed for plants’ roots. In turn, the water lilies and trees and shrubs planted near the reservoirs shaded the water, cooling it and inhibiting the growth of algae. 

“The Maya generally did not build residences near reservoir edges, so contamination seeping through the karstic terrain would not have been an issue,” Lucero wrote.

The evidence gathered from several southern lowland cities indicates that, as constructed wetlands, Maya reservoirs supplied potable water to people for more than 1,000 years, failing only when the severest droughts took hold in the region between 800 and 900 C.E., Lucero said. She notes that current climate trends will require many of the same approaches the Maya employed, including the use of aquatic plants to improve and maintain water quality naturally. 

“Constructed wetlands provide many advantages over conventional wastewater treatment systems,” she wrote. “They provide an economical, low technology, less expensive and high energy-saving treatment technology.” 

In addition to providing clean water, constructed wetlands also support aquatic animals and can be a source of nutrients to replenish agricultural soils, she wrote. 

“The next step moving forward is to combine our respective expertise and implement the lessons embodied in ancient Maya reservoirs in conjunction with what is currently known about constructed wetlands,” she wrote. 

[출처=일리로이대학 어바나-샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign)(https://news.illinois.edu/view/6367/2024119234#image-2) / 2023년 10월 9일]

[번역 = 배철민 편집국장 겸 글로벌물산업정보센터장]