KANATY

Temperatura powietrza to ta odczuwalna przez nas, gdy stoimy w słońcu. Przy pomocy satelitów mierzy się temperaturę powierzchni ziemi. Jest ona wyższa od temperatury cyrkulującego nieustannie powietrza. Aby się o tym przekonać wystarczy stanąć w gorący dzień gołą stopą na posadzce otaczającej basen. Różnica jest spora. Skąd ten wstęp? Otóż chciałbym zakomunikować gdzie satelity pomierzyły najwyższą temperaturę ziemi, aby z kolei przejść do głównego tematu związanego z moim ostatnim „wypadem”.

Otóż kilku gości podjęło się analizy danych satelitarnych z lat 2003 do 2009, aby określić najgorętsze miejsce na ziemi. Okazało się, że przez pięć lat spośród siedmiu lat pomiarów najgorętszym miejscem na ziemi była pustynia Lut w Iranie. W 2005 roku pomierzono tam temperaturę 70,7 stopni Celsjusza. Raz jeszcze zaznaczam – to temperatura powierzchni ziemi, a nie powietrza.

Na Wyżynie Irańskiej w okresie lata średnie temperatury dobowe (powietrza!!) osiągają 35–40 stopni, przy niskiej wilgotności, ok. 20%. W centrum Wyżyny Irańskiej położony jest starożytny (ponad 30 wieków historii) Jazd – najsuchsze z dużych miast w Iranie. Opady roczne (średnia) wynoszą 60 mm. Temperatury latem często przekraczają 40 ºC, przy znikomej wilgotności powietrza.

To właśnie w starożytnej Persji (prawdopodobnie okres Achemenidów) wynaleziono instalacje wodne typu kanat (qanat w języku Szekspira). Rozpowszechniły się później na niemal całym świecie i stosowane są do dziś. Kanat to podziemna instalacja wodna używana do zaopatrywania siedzib ludzkich w wodę oraz nawadniania pól uprawnych na terenach suchych i pustynnych. Złożona jest z tunelu, poprowadzonego od źródła wody do terenów nawadnianych lub zaopatrywanych w wodę, oraz systemu szybów. Większość tuneli jest niezbyt długa – do 5 kilometrów, ale te najdłuższe mogą mieć 40-50 kilometrów długości. Przekrój tunelu ma szerokość około 1 metra i wysokość 1,5 metra - tyle ile trzeba, aby umożliwić pracę człowiekowi kopiącemu tunel. Co 50 – 100 metrów wzdłuż tunelu, zauważycie pryzmy ziemi w kształcie oponki – otaczają one wejścia do pionowych szybów. Szyby niezbędne były do doprowadzenia powietrza robotnikom drążącym tunel, do odprowadzania urobku na powierzchnię a podczas eksploatacji do niezbędnych napraw tunelu, gdy powstają blokady. Pryzmy-oponki na powierzchni są istotną cechą krajobrazu w regionach kanatów.
 
Na końcu kanatu powstawał system dystrybucji wody w postaci cystern, często wyposażonych w wieże wiatrowe dla celów wentylacyjnych, kanałów podziemnych (miasta), tam, bram i kanałów naziemnych (tereny rolnicze). Ukrycie kanatu pod ziemią eliminuje nadmierne nagrzewanie i parowanie wody, które zachodzi intensywnie w gorącym i suchym klimacie. Wieże wiatrowe (łapacze wiatru  badgir) budowano nad pomieszczeniami lub zbiornikami wody, które wymagały wentylacji lub klimatyzacji. Stały się nieodłącznym elementem wielu budowli, budynków i zbiorników, nadając im charakterystyczną formę architektoniczną. W wieżach, w zależności od typu, wykształcano kanały wentylacyjne. W najprostszym systemie wieża łapała wiatr, wtłaczając go (nawiew) do pomieszczeń. Osiągano w ten sposób efekt wentylacyjny, lecz nie zawsze chłodzący. W bardziej zaawansowanym systemie wieża wiatrowa współpracuje z kanałem z wodą lub tunelem wodnym kanatu. Gorące powietrze zasysane jest do szybu wlotowego, przepływ gorącego powietrza w kanale wodnym lub kanacie powoduje jego schłodzenie i nawilżenie, dzięki czemu jego strumień ochładza wnętrze oraz zwiększa panującą tu wilgotność. Wieże wiatrowe są powszechne w Jazd, stanowią ważny element pejzażu miasta.

To fragmenty gugle mapy ukazującej system starych kanatów (zwróćcie uwagę na pryzmy ziemi)
w okolicach miasta Kerman

Pierwsze kanaty pojawiły się w zachodnim Iranie, wschodniej Turcji i północnym Iranie dwa i pół tysiąca lat temu. Ich pojawienie się związane było z faktem, że region ten jest najstarszym ośrodkiem górnictwa i metalurgii na Bliskim Wschodzie, w poszukiwaniu surowców mieszkańcy wykształcili umiejętności później wykorzystane przy budowie systemów doprowadzających wodę. Na ironię losu zakrawa fakt, że pierwsza pisemna wzmianka o kanatach opisuje ich zniszczenie przez Sargona II w 714 roku przed Chrystusem. Zniszczył on (czy też jego armia), kanaty doprowadzające wodę do miasta Ulhu, znajdującego się na północno-zachodnim brzegu jeziora Urmia. Od tego mniej więcej momentu obserwuje się rozprzestrzenianie kanatów na miasta asyryjskie, później na Persepolis, a następnie technologia wyszła poza wyżynę Irańską – przez Afganistan do Chin, przez Egipt na całą Afrykę północną, Hiszpanię, wyspy Kanaryjskie i Cypr. Następnie Hiszpanie zaimplementowali system w Meksyku i Ameryce Południowej.
 
W Iranie wykształciła się klasa profesjonalnych „kopaczy” kanatów. Profesja była dziedziczna i nieźle płatna. Ludzi tych zwie się muqanni. Jako że muqanni ryzykowali życiem to wytworzył się system zwyczajów i przesądów z ich pracą związanych – nie pracowali oni w dni pechowe, albo gdy zdarzyło się któremuś kichnąć przed pracą. Ponadto odmawiano modlitwę przy każdym zejściu pod ziemię i odprawiano małą ceremonię. Muqanni w podeszłym wieku uważani byli za błogosławionych, a przynajmniej szczęściarzy.

Myli się ten, który sądzi, że to była prosta czynność, zwykłe kopanie. Budowa kanatów wymagała sporych umiejętności inżynierskich. Muqanni wyznaczali dokładny przebieg kanatu, począwszy od lokalizacji studni matki (słowo „studnia” jest mylne, chodzi o szyb który „przeciął” zwierciadło wody, ten najbardziej oddalony od osady/miasta), poprzez rozrysowanie dokładnego przebiegu kanatu na powierzchni i co najważniejsze ustalenie spadku tunelu. Spadek nie mógł być zbyt duży, aby wzburzona woda nie niszczyła kanału i nie spowodowała jego zawalenia, ale też nie mógł być zbyt łagodny, aby nie spowodować zastojów wody. Najczęściej przebieg kanatu nie jest linią prostą - kluczy omijając miejsca niebezpieczne dla drążenia, utrzymując przy tym łagodny spadek.  W najkrótszych konstrukcjach stosunek spadku do długości kanatu mieścił się pomiędzy 1:1000 a 1:1500, w najdłuższych kanatach jest on bliski poziomowi. Dodać należy, że budowa odbywała się przy użyciu prostych narzędzi – kilofów, łopat, pochodni, lin, bloków, worków do usuwania urobku; a pomiarów dokonywano używając prostej poziomicy i sznura.

Czas potrzebny do budowy kanatu zależał od bardzo wielu zmiennych – bogactwa sponsora i jego stabilności finansowej, warunków gruntowych, ilości wód gruntowych, długości kanatu, ilości potrzebnej wody, umiejętności budowniczych itd, itd. Przykładowo jeden z kanatów w Kerman o długości jednego kilometra (początek w stożku napływowym), którego studnia matka miała głębokość 45 metrów, budowano przez całych 27 lat, przede wszystkim z uwagi na trzykrotną zmianę właściciela. Zaledwie 3 kilometry dalej zbudowano kanat o długości 4 kilometrów i o znacznie bardziej skomplikowanej konstrukcji (rozwidlony tunel i dwie studnie matki o głębokościach 50 oraz 55 metrów). Jego budowa trwała 17 lat. Szacuje się, że koszt budowy jednego kilometra kanału w latach 60 ubiegłego wieku, w podobnych warunkach gruntowych wynosił 10-11 tysięcy USD. Koszt innego kanatu w Kerman, o długości 40 kilometrów i studni matce o 90-metrowej głębokości wyniósł 213 tysięcy USD, gdy ukończono go w 1950 roku.

Przy budowie kanatów wykorzystywano wyłącznie lokalne materiały i siłę roboczą, do dostarczania wody nie trzeba wytwarzać/używać energii, wystarczy grawitacja,  woda jest transportowana na duże dystanse z bardzo niewielkimi jej stratami (jest transportowana pod ziemią, więc nie paruje) i z niewielkim ryzykiem jej zanieczyszczenia (nawet w gruntach piaszczystych poprzez wykładanie tuneli gliną eliminowano straty związane z przesiąkaniem). Ilość wody w kanacie zależy od warstwy wodonośnej, zatem nie istnieje ryzyko „osuszenia” źródła. Właściwie utrzymywany kanat nie narusza równowagi i może dostarczać wodę wiecznie.

Fakt, że ilość wody dostarczanej do osady zależy od zasobności warstwy wodonośnej, jest też sporą wadą systemu. W rejonie przytrafiają się cykliczne susze, podczas których ilość wody wyraźnie się zmniejsza. W zimie jest tej wody nadmiar, na wiosnę gdy należy nawadniać pola może jej brakować. W związku z tym na Bliskim Wschodzie uprawiano wyłącznie uprawy potrzebujące umiarkowanej ilości wody. Ponadto, aby chronić istniejące kanaty wprowadzono ograniczenia, zapisane w Kitab-i Qani (Księdze Kanatów) z IX wieku. Prawo harim (granic) na ten przykład stanowiło, że nie wolno pobierać wody z warstwy wodonośnej w odległości mniejszej niż jeden kilometr od studni matki. W rezultacie na dużych obszarach w pobliżu miast, o sporej gęstości tuneli, nie wolno było budować nowych osad. W czasie ogromnego przyrostu naturalnego i wzrastającego zapotrzebowania na wodę ekologiczność kanatów stała się ich największą wadą.

Studnie głębinowe mogą być wiercone wszędzie, bez ograniczeń podyktowanych warunkami gruntowymi, lokalizowane są w miejscach dużego zaludnienia z łatwiejszym systemem transportu. Ponadto woda jest pobierana z głębokich warstw wodonośnych, które nie są ograniczone „sezonowością”. I po trzecie można wydobycie wody zmniejszać lub zwiększać w zależności od zapotrzebowania.

Budowa, utrzymanie i energia potrzebna do pompowania wody w studniach głębinowych są również kosztowne. Do ich budowy nie można wykorzystać lokalnych materiałów ani siły roboczej. Największą jednak wadą studni głębinowych jest to, że wszystkie ich zalety wymienione powyżej są krótkoterminowe; ludzie mają tendencję do nadużywania wody i jej obfitość jest bardzo pozorna. Zajrzyjcie proszę do innej historyjki opisanej tutaj, aby się przekonać o tym jak jedno pokolenie potrafiło osuszyć gigantyczne zasoby wód podziemnych.

Kilka zdjęć z Jazd i krótki filmik z jutjuba załączam...