撒哈拉沙漠中的一个古代社会是如何随地下水兴衰的
地图位置和卫星航空图像显示了古代社会和Garamantes居住的地区和景观。鸣谢:uux.cn/美国宇航局/卢卡·皮特拉内拉
（神秘的地球uux.cn）据美国地质学会（艾米丽·扎瓦基）：由于降雨量少和飙升的高温，撒哈拉沙漠通常被认为是地球上最极端和最不适合居住的环境之一。虽然在遥远的过去，撒哈拉沙漠周期性地变得更加绿色，但一个生活在与今天非常相似的气候下的古代社会找到了一种在看似干燥的撒哈拉沙漠收集水的方法——繁荣直到水用尽。
将于10月16日星期一在美国地质学会GSA Connects 2023会议上发表的新研究描述了一系列偶然的环境因素如何允许古老的撒哈拉文明——加拉曼帝国——提取隐藏在地下的地下水，维持社会近千年，直到水枯竭。
俄亥俄州立大学地球科学学院教授、这项研究的主要作者弗兰克·施瓦茨说:“社会随着物理系统的变化而兴衰，因此有一些特殊的特征让人类在那里成长。”
在11000年至5000年前，季风降雨将撒哈拉变成了一个相对茂盛的环境，为文明的繁荣提供了地表水资源和适宜居住的环境。5000年前，当季风降雨停止时，撒哈拉又变成了沙漠，文明从该地区撤退——除了一个不寻常的异数。
从公元前400年到公元400年，加拉曼特人生活在利比亚西南部的沙漠中，那里的极度干旱条件与今天几乎相同，他们是第一个在没有连续河流的沙漠中建立起来的城市化社会。在加拉曼特人到来的时候,“绿色撒哈拉”时代的地表水湖泊和河流早已消失，但幸运的是，在一个大型砂岩含水层中储存了水——根据施瓦茨的说法，这可能是世界上最大的含水层之一。
从波斯穿过撒哈拉沙漠的骆驼贸易路线带来了加拉曼特人关于如何利用福加拉或卡纳茨获取地下水的技术。这种方法包括在山坡上挖一条稍微倾斜的隧道，一直挖到地下水位以下。地下水会顺着隧道流入灌溉系统。加拉曼特人挖掘了总共750公里的地下隧道和垂直通道井来获取地下水，最大的建筑活动发生在公元前100年到公元100年之间。
Schwartz将先前的考古研究与水文分析相结合，以了解当地的地形、地质以及独特的径流和补给条件如何为Garamantes创造出能够提取地下水的理想水文地质条件。
显示福加拉或坎儿井工作原理的横截面图。一个向上倾斜的隧道建在山坡上，带有竖井，直到到达地下水。然后地下水顺着隧道流下。署名:uux.cn/弗兰克·施瓦茨
“他们的坎儿井实际上不应该起作用，因为波斯的坎儿井每年都有融雪补充水分，而这里却是零补充，”施瓦茨说。
加拉曼特人有着显著的环境运气，早期潮湿的气候、适宜的地形和独特的地下水环境，使得福加拉技术可以利用地下水。然而，当地下水位降到福加拉隧道以下时，他们的运气就用完了。
据施瓦茨称，有两个趋势尤其令人担忧。首先，极端环境在像伊朗这样的国家变得越来越普遍。第二，不可持续地使用地下水变得越来越普遍。
“看看像圣华金河谷这样的现代例子，人们消耗地下水的速度比补充的速度要快，”施瓦茨说。“加州今年经历了一个非常潮湿的冬天，但那是在20年干旱之后。如果干旱年份的倾向持续下去，加利福尼亚最终将会遇到和加拉曼特人一样的问题。替换枯竭的地下水供应可能很昂贵，而且最终不切实际。”
由于没有新的水来补充含水层，也没有地表水可用，缺水导致了加拉曼帝国的灭亡。Garamantes作为一个警示故事，说明了地下水作为一种资源的力量，以及过度使用的危险。
