1. Puma Punku – egy közismert helyszín
A Titicaca-tó déli térségében, a mai Bolívia területén található Tiwanaku Dél-Amerika egyik legjelentősebb régészeti központja. A hozzá tartozó monumentális építmények közül Puma Punku vált talán a legismertebbé, részben a hatalmas kőtömbjei, részben a különleges geometriai formák és a rendkívül finom kőmegmunkálás miatt.
A helyszínt a spanyol hódítás utáni időszakból Pedro Cieza de León 16. századi leírásai tették ismertté az európai világ számára. Később Arthur Posnansky több mint egy évtizeden át vizsgálta Tiwanakut, és rendkívül korai eredetet feltételezett számára. Az általa javasolt, több mint tízezer éves kronológiát a későbbi régészeti kutatások nem igazolták, viszont a készített dokumentációi, fényképei fontos korhű források.
A mai kormeghatározás alapját már elsősorban a régészeti rétegtan és a radiokarbon-vizsgálatok jelentik. Jason Yaeger és Alexei Vranich, Puma Punku kezdeti monumentális építését nagyjából a Kr. u. 6. századra helyezik.
Az épület kutatásának másik fontos iránya magának a kőszerkezetnek a vizsgálata. Jean-Pierre Protzen és Stella Nair részletesen elemezték Tiwanaku és Puma Punku kőelemeit, azok megmunkálását, illesztéseit, kapcsolatait és építéstechnológiáját.
Alexei Vranich ásatásai és későbbi digitális rekonstrukciós munkái a szétszóródott kőelemek méreteinek és kapcsolódási pontjainak felmérésével arra tett kísérletet, hogy meghatározza, mely elemek tartozhattak egykor ugyanahhoz a szerkezeti egységhez.
2. Mit tudunk ténylegesen Puma Punku szerkezetéről?
Puma Punku mai állapota könnyen félrevezető. A szétszóródott hatalmas kőlapok, a faragott andezittöredékek és a részben helyreállított elemek egy romba dőlt kőépület képét mutatják. A régészeti feltárások alapján azonban az eredeti szerkezet ennél összetettebb lehetett.
Alexei Vranich a komplexumot nem egyszerű kőépületként, hanem mesterséges feltöltésből kialakított, többször átalakított platformként írja le. A későbbi feltárások három nagyobb építési szakaszt, illetve további módosításokat különítettek el.
A fő platformot mesterségesen hozták létre. Feltöltését különböző föld-, agyag-, homok- és kavicsos anyagok alkotják, amelyeket kőből épített támfalak határolnak.
Léonce Angrand már 1848-ban olyan maradványokat rajzolt le, amelyek több, egymást követő falsort jeleztek. A későbbi ásatások négy koncentrikus támfal maradványait igazolták. Vranich rekonstrukciója szerint a platform hozzávetőleg 167 méter széles és 116 méter mély, „T” alaprajzú építmény. Szerinte Puma Punku építési síkja nem egyszerűen a természetes felszín volt. Az építők maguk hozták létre azt a közeget, amelyre az épületet helyezték.
A feltöltés különösen érdekes. A platform nem egyszerre nyerte el végleges magasságát. A korai változat után jelentős mennyiségű új feltöltést helyeztek el, megemelték a felső felszínt, és ehhez hozzá kellett igazítani a támfalakat, lépcsőket, belső falakat és a vízelvezetést. Egy építészeti feldolgozás a felső szint emelését körülbelül 3,5 méterre becsüli.
Ez azért fontos, mert Puma Punku szerkezetét nem lehet pusztán a kőtömbökből megérteni. A feltöltés maga is az épület teherhordó rendszerének része volt. A platform keleti részén helyezkednek el azok a hatalmas homokkőtömbök, amelyek Puma Punku legismertebb elemei közé tartoznak. Vranich 2018-as digitális vizsgálata 17 homokkőelemet dolgozott fel. Ezek együtt körülbelül 6,75 × 38,72 méteres sík területet határoznak meg. A legnagyobb dokumentált elem mintegy 7,8 × 5,2 × 1,1 méteres, becsült tömege körülbelül 131 tonna. Ezek azonban nem egyszerű burkolólapok voltak.
A felületükön kialakított geometriai bemélyedések és csatlakozási helyek alapján álló építészeti elemek alapjául szolgáltak. Vranich ezért két alapvető szerkezeti szintet különít el, a homokkő alaplemezeket és külön az andezit felépítményt. Ez szerkezeti szempontból lényeges. A kisebb építőelemek terhelése nem közvetlenül a platform talajára került, hanem először ezekre a rendkívül nagy kőlemezekre. A homokkőlemezekhez kapcsolódóan nagyszámú finoman megmunkált andezitelemet találtak. Jean-Pierre Protzen és Stella Nair részletesen vizsgálták ezek geometriai kialakítását és kapcsolódását. A feltárást nehezíti, hogy Puma Punku jelenlegi állapota nem egyetlen történet érintetlen lenyomata. A komplexumot évszázadokon keresztül bolygatták, köveinek egy részét elszállították, később pedig a régészeti feltárások és helyreállítások is jelentősen megváltoztatták a felszínt. Ezért a mai romképből csak ott érdemes közvetlen következtetést levonni, ahol az elemek helyzete, sérülése és a korábbi dokumentáció egymással összevethető. Van azonban néhány olyan jelenség, amelyből a pusztulás mechanikájára következtethetünk. A korai felmérések és a későbbi feltárások összevetése alapján a keleti front környezetében jelentős talajvesztés történt. Ennek következménye nem egyszerűen az lehetett, hogy szabaddá váltak az alapkövek. Ha egy nagyméretű kőlemez egyik oldala alatt megszűnik vagy jelentősen csökken az alátámasztás, a lemez megbillenhet. Az addig közel vízszintes helyzetű elemek ekkor már nem egyszerűen függőleges terhet közvetítenek, hanem forgómozgásba kezdenek. Ez különösen fontos az egymáshoz fémkapcsokkal kapcsolt kövek esetében. A keleti oldalon megfigyelhető sérülések között olyan kapocshely is található, ahol nem egyszerűen a kapcsolat szűnt meg, hanem a kapocs körül maga a kőanyag tört ki. Ez mechanikailag lényeges nyom. Amíg két egymáshoz kapcsolt alaplemez közel azonos síkban, kis mértékben mozdul el, a kapocs korlátozhatja relatív elmozdulásukat. Ha azonban az egyik elem billenni kezd, a kapcsolat geometriája megváltozik. A kapocs ekkor kifeszítheti saját fészkét, és a kapcsolat gyenge pontja már nem feltétlenül a fém, hanem a kapocs körüli kő. A sérülés tehát összeegyeztethető azzal, hogy az alapkövek egy része elveszítette eredeti alátámasztását és megbillent. Ez elindíthatott egy láncreakciót, ami a kialakult, és tervezett erőegyensúlyt véglegesen megbontotta. Szintén a keleti oldalon ennél látványosabb nyomot őriznek a monumentális kapuelemek.
A feltárt elemek helyzete alapján az eredetileg függőlegesen álló kapuk keleti irányban dőltek ki. A figyelemre méltó sajátosság azonban nem egyszerűen a dőlés iránya. A kapuk véghelyzete arra utal, hogy a dőlés után a mozgás nem állt meg. A kapu tömegének jelentős része magasan helyezkedett el. Amikor az alátámasztás elvesztése miatt dőlni kezdett, a gravitáció gyorsította a forgását. Mire elérte volna a vízszintes helyzetet, már jelentős mozgási energiával rendelkezett. Normális terepszint mellett ekkor a felső része a talajnak ütközött volna. A romhelyzet azonban más lehetőséget mutat. A kapu előtti, keleti oldalon a talaj már alacsonyabb szintre került, a felső résznek volt tere tovább zuhanni. A kapu ezért egyetlen folyamatos mozgással továbbfordulhatott, és csak egy alacsonyabb szinten állhatott meg. A rekonstruálható mozgás nagysága meghaladja a 270 fokot. Ez elsőre szokatlannak tűnik, de éppen a nagy elfordulás hordozhat fontos információt. A kapu feltehetőleg nem tudott volna ilyen mozgást végezni, ha előtte az eredeti terepszint változatlanul fennmarad. Vagyis a kapuk helyzete nemcsak azt mutathatja meg, hogy merre dőltek, hanem azt is, hogy dőlésük pillanatában már jelentős szerkezeti hiány létezhetett a keleti oldalon.
A jelenség súlyát az adja, hogy nem egyetlen elemről van szó. Három kapu azonos sorban, azonos irányú és hasonló véghelyzetben jelenik meg. Mindhárom eltört. Ha az eredeti geometria alapján mindhárom ugyanazzal a mozgással kerülhetett jelenlegi helyzetébe, akkor ez nem három egymástól független balesetként értelmezendő. Közös mechanikai feltételt kell keresnünk. A legegyszerűbb ilyen feltétel az alátámasztási viszonyok közös megváltozása. A sorból egy kapu hiányzik. Ha a negyedik kapu ugyanabban az eseményben dőlt ki, de a másik hárommal ellentétben nem tört el, akkor később mozgatható és újra felállítható maradhatott. De lehet, hogy a kaput már a kidőlés előtt, még álló helyzetéből távolították el. Ezért valószínű, hogy a ma Kalasasaya közelében álló Napkapu eredetileg ennek a rendszernek egyik eleme volt. A keleti front azonban csak az egyik része a romképnek. A platform középső szekciójának déli részén más jelenség figyelhető meg. Az építészeti elemek egy része lényegesen alacsonyabb szinten található. Ha pusztán egy felépítmény omlott volna össze, elsősorban szétszóródott és egymásra zuhant elemeket várnánk. Itt azonban más kérdés merül fel, miért került egy teljes szerkezeti terület mélyebbre a környezeténél? A legegyszerűbb mechanikai válasz az, hogy megváltozott az alátámasztás. Megsüllyedt. Ha a platform alatt vagy annak feltöltésében egy réteg elveszíti térfogatát vagy teherbírását, a fölötte lévő szerkezet süllyedni kezd. Ha ez nem egyenletesen történik, az eredmény differenciális süllyedés. Az épület követi az alatta változó felszínt. Ezzel a romkép egészen más értelmezést kap. A keleti oldalon a folyamat szélsőségesebb lehetett. Ott az alátámasztó közeg olyan mértékben eltűnhetett, hogy az alaplemezek megbillentek, a rájuk épített kapuk pedig keleti irányba kiborultak. A középső szekció déli részén ezzel szemben nem feltétlenül következett be ilyen oldalirányú térfogatvesztés. Ott a szerkezet egyszerűen mélyebb szintre süllyedhetett. Ez megmagyarázná, miért nem egyetlen egységes pusztulási irányt látunk az egész komplexumban.
3. Mit nem kérdeztünk eddig meg?
Mindezek ellenére Puma Punkuval kapcsolatban egy alapvető kérdés sokkal kevesebb figyelmet kapott. Nem az, hogy hogyan tudták ilyen pontosan megmunkálni a követ. Nem is az, hogyan szállították a több tíz tonnás kőtömböket. Hanem az, hogy milyen szerkezeti problémára tervezték magát az épületet.
Puma Punku nagy alaplemezei nem egyszerűen egymás mellett feküdnek. Egyes elemeket fémkapcsokkal kapcsoltak össze. Más helyeken ferde érintkezési síkok, különleges geometriai csomópontok és ékszerű elemek jelennek meg. Mindez egy mesterségesen kialakított, feltöltött platformon, jelentős vízelvezető rendszer társaságában.
Ezeket a sajátosságokat külön-külön is lehet vizsgálni, de itt nem különálló technikai megoldásokat látunk, hanem egyetlen szerkezeti gondolkodás különböző részeit. A fontos sajátosság itt nem pusztán a megmunkálás pontossága. Az elemek között találunk ferde érintkezési felületeket, bemélyedéseket, kiemelkedéseket, egymásba illeszkedő geometriai formákat, valamint külön kialakított fémkapocsfészkeket.
Vagyis az egyes kövek helyzetét nem kizárólag saját tömegük és a gravitáció határozta meg.
Puma Punku több pontján páros kapocsfészkeket alakítottak ki a szomszédos kőelemekben. Ezekbe rézalapú fémet öntöttek vagy helyeztek, így két különálló kőből mechanikailag összekapcsolt szerkezeti egység jött létre.
Jean-Pierre Protzen és Stella Nair részletesen dokumentálták a különböző formájú kapocsfészkeket. A vizsgálatok szerint egyes kapcsokat előre elkészíthették, más esetekben az olvadt fémet közvetlenül a két szomszédos kőben kialakított fészekbe öntötték. A kapcsok használata nem Puma Punku sajátossága. Hasonló elvet alkalmaztak más andoki építményeknél, és fémkapcsos kőkötéseket a Mediterráneum ókori építészetéből is jól ismerünk. Ez azonban csak azt magyarázza meg, hogyan kapcsolták össze a köveket. Azt még nem, hogy miért volt szükség a kapcsolatra.
Vegyünk két nagyméretű alapkövet, amelyek megfelelően előkészített, sík felületen fekszenek egymás mellett. Mindkettőre elsősorban saját tömegéből és a fölötte álló szerkezetből származó függőleges erő hat. Ezt a terhelést a kő továbbadja az alatta lévő közegnek. Ha az erők rendszere változatlan marad, a két kőnek nincs kapcsolata egymással. Az egyik kő stabilitását nem növeli az, hogy a mellette lévő kőhöz fémkapoccsal hozzákötjük. A kapocs ilyen állapotban nem végez mechanikai munkát. Minek kellett megváltoznia ahhoz, hogy a kapocsra egyáltalán erő hasson? A válasz egyszerű, a két kő egymáshoz viszonyított helyzetének. A fémkapocs önmagában rögzítőelem, de az építők nem egyszerűen stabil szerkezetet akartak létrehozni, hanem olyat, amely a stabilitás elvesztésére is reagálni képes.
Egy hagyományos kőépítmény alapvetően a gravitációra támaszkodik. Az elemek tömege, a megfelelő felfekvés, a súlypont helyzete és a súrlódás biztosítja, hogy a kövek a helyükön maradjanak. Minél nagyobb a tömeg, annál kevésbé indokolt külön kapcsolatot létrehozni két egymás mellett fekvő elem között, ha az alap változatlan. Puma Punkun azonban a kőelemek egy része nem maradt független egymástól. A kapcsok azt eredményezik, hogy ha az egyik elem elmozdul, a szomszédos elem is részt vesz az erő felvételében. Ez már nem egyszerű rögzítés. A különálló tömegek részben közös mechanikai rendszerként kezdenek viselkedni. Ennek különösen akkor van jelentősége, ha az elmozdulás nem egyszeri, nagy esemény, hanem kis intenzitású, ismétlődő változás. Az a vizsgálati irány, hogy milyen erőhatások kezelésére lehetett alkalmas a felszíni zónába elhelyezett kapocs, és ez milyen elmozdulás esetén jöhet létre, teljesen hiányzik a régészeti kutatások eredményi közül.
Ha elhelyeztek egy 80 tonnás kőlapot a sík felületre, és megfelelően előkészítették a talajt a fogadására, az onnan nem mozdulhatott el. A mellé helyezett következő kőlap szintén stabil egyensúlyi helyzetbe került. A kettőt összekötve a kötőelemben nem keletkezett feszültség, mert mind a két kőlap súlyereje a talaj felé hatott. Felléphetett a megsüllyedés lehetősége, de a kapocs nem használható az esetleges egyenlőtlen süllyedés kivédésére, mert kipattanna a helyéről. Még szóba kerülhet a földrengés hatásának a kivédése, de ebben az esetben is kipattan a fémkapocs a helyéről. Egy erős földrengés rövid idő alatt nagy gyorsulást hoz létre. Ilyen helyzetben a kapocs által átadott erő könnyen meghaladhatja a körülötte lévő kő teherbírását. Egyetlen erőhatás esetén volt értelme a kapcsoknak, ha az elmozdulás vízszintesen lépett fel. Ekkor a kapcsok húzóirányú terhelés esetén egyben tartották az elemeket, azaz biztosították az együtt mozgást.
Az építők számítottak az elmozdulásra, de nem tudhatták, hogy a vízszintes mentén milyen irányban fog megtörténni, ezért egy rendkívül összetett gondolkodásra valló megoldást alkalmaztak, amelynek fejlődési lépései végig követhető az egymást követő építési ütemeken.
A kőlapok találkozásánál ferde síkokat, csomópontjaiba háromszög alakú elemeket helyeztek el, amik ékként funkcionáltak. Ezáltal, ha az elmozdulás az illesztés irányában jelentkezett, akkor a ferde síkok, vagy az ékek oldalán elcsúszva feszítőerő keletkezett, ami a kapcsokba a nyíróerőt, ami a kipattanást okozhatta volna, húzóerővé alakította át. Ezzel a csomópont már nem több különálló kő találkozása, hanem egyetlen mechanikai egység. Végső megoldásként az építők, hogy biztosítsák minden irányból a feszítést, az ékeket a csúcsuk elforgatásával helyezték el. Ez az a pont, ahol Puma Punku szerkezeti gondolkodása eltérhet az egyszerű gravitációs építéstől. Egy hagyományos masszív kőszerkezetben az ideális állapot az, hogy minden elem mozdulatlan.
Ha valóban ilyen rendszerrel állunk szemben, nehéz elképzelni, hogy kizárólag elméleti megfontolásból született. Az építőknek valamilyen módon ismerniük kellett annak a környezetnek a viselkedését, amelyre építettek.
4. A platform szerepe
Felvetődik a kérdés, hogy milyen talajviszonyok esetén tapasztalhatjuk a vízszintes elmozdulást. A legvalószínűbb a talajba megjelenő időszakos, vagy folyamatos nedves állapot. Ekkor rendszerint létrejön az elmozdulás. Itt nem lehet a hagyományos módon építkezni, mert változó a teherhordó réteg minősége, ami az építmény súlyát megtartja. Ezért Puma Punku építői kifejlesztettek egy rendszert. Kialakítottak egy teherhordó platformot, amelyet támfallal vettek körül. A támfalak, és a talajvizet elvezető csatornák megakadályozták, hogy az épület környezete sártengerré váljon egy hirtelen változás hatására.
A platformban kőből kialakított vízelvezető rendszer működött. Ennek bizonyos részeit szintén fémkapcsokkal kapcsolták össze. Különösen érdekes, hogy a vízrendszer sem maradt változatlan az átalakítás során. A platform jelentős megemelésekor új hidraulikai rendszert kellett kialakítani, vagyis a víz kezelése továbbra is szerkezeti szempont volt.
Viszont ebből nem következik, hogy honnan származott a víz, amit kezelni kellett egy magaslati platformon. Lehetett csapadék, felszíni víz vagy más forrás.
A monumentális platform az Andok építészetében jól ismert forma. Tiwanakuban az Akapana, korábban pedig Pukara és más lelőhelyek is mutatják a mesterségesen megemelt építési tér hagyományát. Ezért abból, hogy Puma Punku platformra épült, nem következtethetünk különleges talajproblémára. A kérdés inkább az, hogy Puma Punkunál milyen szerkezeti feladatokat látott el ez a platform. Valamilyen talajmechanikai okból magasabbra kellett helyezni az épületet, vagy egyszerűen rituális, esetleg reprezentációs cél a magyarázat?
Egy monumentális épület kiemelése elkülöníti azt környezetétől. Megváltoztatja a megközelítését, láthatóbbá teszi, és hierarchikus teret hoz létre. A tiwanakui építészetben ennek egyértelmű párhuzamai vannak. Az Akapana monumentális mesterséges magaslat, a Kalasasaya szintén elkülönített építészeti teret hoz létre. Puma Punku tehát ebből a szempontból illeszkedik egy létező építészeti hagyományba. Csakhogy ez még nem magyarázza a platform műszaki felépítésének minden részletét.
Egy mesterséges platformnak van egy másik lehetséges funkciója is. Az épület és a természetes talaj közé ellenőrzött tulajdonságú réteget helyez. Ez a modern alapozásban is alapvető gondolat. Ha a természetes altalaj tulajdonságai kedvezőtlenek, eltávolíthatjuk vagy részben lefedhetjük, majd megfelelőbb anyagból teherhordó réteget készíthetünk. Ennek a rendszernek lehetett a záró rétege a nagy méretű kövekből kialakított felület. Ez még nem az épület, ez csak az alap.
Ez már önmagában jelentős teherelosztást eredményez. Ha megfelelő lett volna az altalaj, erre nem lett volna feltétlenül szükség, vagy nem ebben a formában. A platform feltöltését támfalak tartották a helyén. Mechanikailag ez logikus, ha földből kiemelkedést készítünk, annak oldalirányú szétterülését meg kell akadályozni. De ezzel egy érdekes következményhez jutunk. A platform nem egyszerűen egy halom föld, amelyre épületet helyeztek. Az építők feltöltést készítettek, azt falakkal határolták, vízelvezetést vezettek keresztül rajta, nagy kőlemezekkel osztották el rajta a terhelést. Vagyis maga a platform is egy gondosan megtervezett szerkezet.
5. A víz problémája
Ezen a ponton jelenik meg egy olyan sajátosság, amelyet nem lehet pusztán reprezentációval magyarázni. A platformon belül vízelvezető rendszer működött. Alan Kolata Tiwanakuról végzett kutatásai, valamint később Protzen, Nair és Vranich munkái is dokumentálták az egész város és monumentális építményeinek fejlett vízkezelését. Az Akapana különösen összetett vízrendszerrel rendelkezett, Puma Punkunál pedig kőből kialakított csatornákat vezettek keresztül a platformon.
A vízelvezetés önmagában természetesen nem különös. Érdekessége a talajszintből kiemelkedő platformmal való együttese. Ha az épületet azért emeljük a természetes felszín fölé, hogy száraz és stabil építési területet hozzunk létre, akkor intuitívan azt várnánk, hogy a víz kezelésének problémája csökken. Puma Punkunál azonban a vízkezelés a platform kialakítása után is fontos maradt. A legegyszerűbb magyarázat természetesen a csapadék. De mekkora csapadékterhelés indokolhatja az itt kialakított csatornák méretét és kialakítását, egy alapvetően lejtős magaslaton.
Viszont itt több kérdés is válaszra szorul: Miért kellett az épület alapjának a mesterséges földtömeg, mi indokolja a kőelemek relatív elmozdulását korlátozó szerkezet, miért volt szükség a magaslaton lévő feltöltés víztartalmának összetett szabályozására.
Lehetséges, hogy Puma Punku szerkezeti rendszerének egyik alapvető problémája nem maga az épület, hanem az épület alatti közeg stabilitása volt?
6. Miért nincs jó a válasz?
A Titicaca-tó történetének rekonstruálásában a vízszint változása központi szerepet játszik. A tó üledékeiből, egykori partvonalakból, geokémiai adatokból és újabban a víz alatti régészeti lelőhelyekből ma már jelentős vízszint-ingadozások rajzolhatók ki. Michael Binford, Mark Brenner és Barbara Leyden paleolimnológiai kutatásai már az 1990-es években összekapcsolták a Titicaca vízháztartásának változásait a térség mezőgazdaságának fejlődésével. Egy hosszabb, körülbelül Kr. e. 1500-tól Kr. u. 1100-ig tartó nedvesebb periódust rekonstruáltak, amelyet később jelentős szárazabb időszak követett. Az újabb kutatások azonban ennél jóval változékonyabb történetet mutatnak.
Stéphane Guédron, Christophe Delaere és munkatársaik a vizsgálata szerint Kr. e. 4000–2400 között hosszú alacsony vízállás volt, majd Kr. e. 1800 környékére a tó szintje mintegy 15 méterrel emelkedett. Ezt további, többméteres lépcsőzetes emelkedések követték. A rekonstrukció szerint a legmagasabb vízállások ráadásul nem Tiwanaku fénykorában, hanem jóval később, Kr. u. 1600 után jelentkeztek. Ez fontos különbség. A „Tiwanaku idején magasabb volt a tó” kijelentés önmagában tehát túl egyszerű.
Christophe Delaere víz alatti régészeti kutatásai új típusú információt adtak ehhez a kérdéshez. Ő már nem kizárólag üledékekből próbálja rekonstruálni az egykori partvonalat. Magukat az emberi tevékenység nyomait használja fel annak meghatározására, hogy egy adott időszakban hol lehetett szárazföld. Delaere és Guédron későbbi tanulmányukban már kifejezetten elöntött kulturális tájakról beszélnek. Eredményeik szerint a Titicaca vízszintje az elmúlt három évezred során akár körülbelül 20 méteres tartományban is változhatott. A víz alatt települések, kikötők, rituális helyek és más emberi tevékenység nyomai maradtak fenn. Az UNESCO által ismertetett kutatások során több mint húsz ilyen víz alatti lelőhelyet azonosítottak. Ez egy nagyon egyszerű dolgot bizonyít: A mai partvonal nem használható automatikusan a múltbeli táj rekonstruálására.
Ahol ma víz van, ott korábban lehetett szárazföld, és fordítva is igaz lehet. Viszont van itt egy fontos fogalmi probléma. A vízszint-rekonstrukció mindig valamilyen vonatkoztatási felülethez képest értelmezhető. Ha egy korábbi partvonal nyomát ma 10 méterrel a jelenlegi tó szintje alatt találjuk, a legegyszerűbb értelmezés: a tó akkor 10 méterrel alacsonyabban állt. Normális, hosszú távon stabil medencefelszín esetében ez teljesen indokolt. De mi történik akkor, ha maga a felszín magassága is jelentősen megváltozott? Ekkor ugyanis két külön értéket kell figyelembe vennünk. A vízfelszín magasságát és a szárazföld felszínének magasságát. A kettőt nem feltétlenül lehet egymástól függetlenül kezelni. Egy terület elöntése nem szükségszerűen bizonyítja ugyanakkora mértékű vízszint-emelkedést, ha közben a szárazföld magassága is változott.
Ez önmagában geológiailag természetesen nem új felismerés. Tektonikus süllyedésnél, üledéktömörödésnél és termokarsztos környezetben ugyanez a geometriai probléma jelentkezik. A kérdés az, történt-e ilyen a Titicaca-medencében, és ha igen, akkor milyen következtetést lehet belőle levonni.
7. Egy figyelmen kívül hagyott jelenség
A Titicaca-medence műholdképein több olyan vízfolyás figyelhető meg, amely a tóhoz közeledve sajátos domborzati helyzetbe kerül. A folyómedrek egy olyan geomorfológiai problémát jelentenek, amelyre a jelenlegi magyarázati keretben hiányzik a kielégítő mechanizmus. Azaz a kutatások nem foglalkoznak vele, pedig ez nem fordul elő máshol csak ebben a környezetben. Habár a rekonstrukciók nem számolnak a jégben gazdag felszín hipotézisével, viszont ez kínál egy olyan mechanizmust, amely elvileg képes létrehozni ezt a formát, és ez kapcsolatban lehet a felszín magassági változásaival.
A viztestek irányába haladó folyók vize a környező terület mélyebb vonalait követi, ahogyan azt általában várnánk. A tómedencéhez közeledve azonban egyes folyók mellett kétoldalt hosszú, közel párhuzamos gát szerű magaslat jelenik meg. A folyó pedig a magaslat között halad. A formáció különlegessége, hogy a teljes alakzat egy töltéshátat alkot, azaz a folyó magasan a környezete felett folyik. Ez első látásra töltésre emlékeztet. Csakhogy nem mesterséges építményről beszélünk. A kiemelkedés kilométereken keresztül követheti a vízfolyást, és fokozatosan nyúlik be a tómedence irányába, és a nyílt vízfelületben ér véget. Hosszukhoz képest keresztmetszetük viszonylag állandó, és a folyó jellemzően a kiemelkedés középvonalában marad.
A kérdés úgy fogalmazható meg, hogy milyen módon építhet egy folyó tartós, hosszú hordaléktestet maga alatt olyan területen, amelynek környezete később lényegesen alacsonyabbá vált? Miért nem alakult ki delta torkolat a hordalékból, amikor elérte az állóvizű tavat. Ez az állapot egyetlen módon jöhetett létre, ha a kialakulása idején nem emelkedett ki a felszínből, azaz egy sík felületen kezdődött a folyamat és csak később süllyedt le a környezete. Ez alapvetően megváltoztatja a kérdést. Milyen közegben épülhetett fel a hordaléktest úgy, hogy kezdetben nem emelkedett ki belőle? A közegnek olyannak kellett lennie, ami úgy tudta elveszteni a térfogatának döntő többségét, hogy nem vonta magával a hordaléktest anyagát. Ezeknek a feltételeknek leginkább egy jégben gazdag sík feltöltődés felelhet meg, vagy egy hipotetikus jégfelszín.
A folyó ezen a szinten érheti el a medencét. Ekkor egy különös üledékképződési folyamat válik lehetővé, ami a ciklikus olvadási- fagyási állapotok váltakozását feltételezi.
Első felmelegedési ciklus:
A hegyekből érkező olvadékvíz hordalékot szállít. Amikor eléri a közel sík medencefelszínt, lelassul. A hordalék lerakódik. A meder közelében a durvább anyag, távolabb egyre finomabb üledék jelenhet meg. Felülnézetben legyezőszerű lerakódási mező alakulhat ki.
Lehűlés:
A vízhozam csökken, majd megszűnik. A felszíni víz megfagy. Az adott évben lerakódott hordalék a felszínen marad.
Következő felmelegedés:
A folyó ismét ugyanabba az alacsony energiájú környezetbe érkezik, de lendülete messzebb sodorja a hordalékot, ami rárakódik az előzőre. Csakhogy itt történik valami, ami a mai táj alapján elsőre nem intuitív. A hordalékmező nem felfelé növekedik. Nem emelkedik a környező felszín fölé. A jégfelszín olvadásával a lerakódott anyag fokozatosan elfoglalhatja az eltűnő jég helyét.
Vagyis, a folyó hordalékteste lefelé vastagodhat úgy, hogy felszíne hosszú ideig közel azonos magasságban marad.
Sok ciklus után a folyó vonalában egyre nagyobb mennyiségű ásványi hordalék halmozódik fel. A hordaléktest a meder közelében vastagabb, oldalirányban elvékonyodik.
A döntő változás később következik be. A környező jégben gazdag közeg fokozatosan elolvad és elveszíti térfogatát, a felszín alacsonyabbra kerül. A folyó által felhalmozott ásványi hordalék azonban nem olvad el. A korábban a felszínbe ágyazott hordaléktest ezért fokozatosan kiemelkedik a környezetéből.
A ma látható magaslat tehát ebben a modellben nem azért magas, mert a folyó felépítette a környezete fölé. Azért magas, mert, a környezet, amelyhez képest eredetileg kialakult, később eltűnt. A hordaléktest legnagyobb vastagsága ott alakul ki, ahol a víz legtartósabban folyik. Vagyis a később visszamaradó test legmagasabb része éppen az egykori meder közelében várható.
Ezért amikor a környezet lesüllyed, a folyó nem felmászik egy magaslatra, a magaslat marad meg a folyó alatt. Ami még igazolhatja a felszíni jéggel a kapcsolatot, hogy a folyóhátak kezdeti szakaszai azonos magasságokban alakultak ki a különböző helyszíneken, még akkor is ha nem azonos víztest fölé érkeztek.
Viszont a formációk magassági adatai azt a következtetést vonja maga után, hogy a folyások a tó befagyott felszínén folytathatták útjukat, valamint, hogy jelentős időintervallumban a fennsík felszíne a fagyhatár fölött volt. Ez nem jelenti a Titicaca tó teljes befagyásának feltétlen bekövetkeztét, de nagyban valószínűsíti azt.
8. Élet a jégen
Ha valóban létezett egy korábbi, magasabb, jégben gazdag felszín, akkor azon nemcsak folyók voltak, hanem ökoszisztémának kellett léteznie rajta. Por és hordalék rakódhatott le, növényzet telepedhetett meg, szerves anyag halmozódhatott fel, azaz talaj képződhetett.
Ha a Titicaca-medence egykori környezetét próbáljuk rekonstruálni, van egy jelenség, amelyet nem lehet megkerülni: Tiwanaku térsége jelentős mezőgazdasági termelést tartott fenn egy ma is szélsőségesnek számító magashegyi környezetben.
A fennsík nagy része 3800 méter körüli magasságban fekszik. A vegetációs időszak kiegyensúlyozott, az éjszakai fagyok gyakoriak, a csapadék erősen szezonális, a párolgás pedig a hideg ellenére jelentős lehet az erős napsugárzás, a száraz levegő és a szél miatt. Mégis több tízezer hektáron maradtak fenn az intenzív földhasználat nyomai.
Clark Erickson, Alan Kolata és Charles Ortloff munkái különösen sokat foglalkoztak a Titicaca-medence emelt földű mezőgazdaságával. Az úgynevezett raised fields, helyi elnevezéssel gyakran waru waru rendszerben a megemelt művelési felületeket vízzel telt vagy időszakosan vízzel borított csatornák választották el egymástól. A rendszer igen jól alkalmazkodott az Altiplano körülményeihez. A csatornák vizet tároltak, segítették a talajnedvesség szabályozását, az összegyűlő szerves anyag visszakerülhetett a termőfelületre, és a víz hőtároló képessége mérsékelhette az éjszakai lehűlés hatását.
A technológia részben megmagyarázza, hogyan használták fel a rendelkezésre álló vizet, de nem feltétlenül válaszolja meg azt, hogy honnan származott tartósan ennyi víz? Ha viszont a talaj tárolt vízkészlete hosszú ideig fennállt, akkor egy olyan környezet jöhetett létre, amely első látásra paradoxnak tűnik: 3800 méter feletti, hideg fennsík, amely mégis jelentős füves biomasszát és később rendkívül intenzív mezőgazdaságot képes eltartani. Ez magyarázatot adhat arra a kérdésre, hogy honnan származott Tiwanaku mezőgazdaságának vízbősége? Tegyük fel, hogy a fennsík talajában jelentős mennyiségű, korábbi hideg időszakban felhalmozódott jég található. Ebben az esetben a térség vízháztartásának két forrása lenne, az aktuális csapadék és a korábban felhalmozott vízkészlet. Ez a második forrás egészen másképpen működik. A csapadék az adott év éghajlatától függ. A talajban tárolt jég viszont egy korábbi éghajlati állapot öröksége. Így elvileg előállhat olyan helyzet, amely első pillantásra ellentmondásos. Az éghajlat fokozatosan szárazabb, miközben a felszín még hosszú ideig vízben gazdag marad. A hiányzó vizet egy ideig a fogyó jégkészlet szolgáltatná. Ez viszont egy véges víztározó.
Ha a csapadék táplál egy vízrendszert, akkor megfelelő csapadék mellett a rendszer tartósan fennmaradhat. Ha viszont több ezer vagy akár több tízezer év alatt felhalmozódott jeget használunk fel, akkor egy készletet fogyasztunk. Eleinte az olvadás akár javíthatja is a körülményeket. A talaj nedves. Források jelenhetnek meg. A sekély mélyedésekben víz állhat. A növényzet terjed. De minden elolvadt köbméter jég által, egy köbméterrel kevesebb marad a rendszerben. A folyamat ezért szükségszerűen átmeneti.
Nem egy vastag termőtalajjal borított jégmezőt kell elképzelni egyik napról a másikra. A folyamat hosszú lehetett. A szél port szállít a felszínre. A folyók hordalékot raknak le. A kezdeti szerves vegetáció megköti az anyagot. Az elhalt növényi részek fokozatosan szerves anyagot adnak hozzá. Idővel kialakulhat egy ásványi-szerves felső réteg, miközben alatta továbbra is fagyott vagy jégben gazdag közeg marad.
Ha azonban egy ilyen felszín valóban létrejött, annak érdekes ökológiai következménye lenne. A füves, vízben gazdag nyílt terület kedvező környezetet biztosíthatott növényevők számára. A késő pleisztocén Altiplano állatvilága a mainál gazdagabb volt. A térségben nagytestű emlősök, többek között lófélék, tevefélék és más pleisztocén megafauna, éltek. Az embernek tehát nem feltétlenül kellett mezőgazdasági termelőként megjelennie ebben a tájban. Először vadászó-gyűjtögető csoportok használhatták. Később, amikor az éghajlat tovább melegedett, a növényzet, a vízrendszer és az emberi gazdálkodás együtt változhatott. Ez már lehetőséget ad egy hosszú helyi alkalmazkodási folyamatra. A hipotézis viszont létrehoz egy érdekes időablakot a folyamatban.
Túl hideg, a jég stabil: Kevés olvadékvíz. Rövid vegetációs időszak. A mezőgazdaság lehetősége korlátozott.
Mérsékelt felmelegedés, a felső réteg szezonálisan felenged: Bőséges talajnedvesség. Növényzet. Hosszabb vegetációs időszak. Ez lehet a legkedvezőbb állapot.
További felmelegedés, a mélyebb jég is fogy: Kezdetben még több víz szabadulhat fel. Később azonban csökken a készlet. A felszín deformálódhat.
A jégkészlet kimerülése, a korábbi folyamatos utánpótlás megszűnik: Ettől kezdve a rendszer már elsősorban az aktuális csapadéktól függ. Ha az kevés, a táj végleg szárazabbá válik.
Ebben a modellben a mezőgazdasági optimum nem feltétlenül esik egybe a legcsapadékosabb időszakkal.
9. Miért nem teszi fel a kérdéseket a régészet?
A válasz összetett. Vagy nem tud rá koherens választ adni, vagy a válasz ütközik, más szakterületek következtetéseivel, alaptételeivel, miszerint a fennsík nem volt tartósan a fagyhatár fölött, amit 4200-4500 m-ben valószínűsítenek.
Ha azt állítjuk, hogy Tiwanaku mezőgazdaságának vízellátását közvetlenül pleisztocén eredetű talajjég biztosította, akkor választ kell kapnunk arra, hogy miként maradhatott fenn jelentős jégtömeg ezen a magasságon ilyen hosszú ideig?
A folyók mentén megfigyelhető kiemelkedések értelmezése egy olyan folyamat lehetőségét vetette fel, amely nem egyetlen klimatikus állapothoz, hanem ugyanannak a környezetnek három egymást követő szakaszához kapcsolódik. A ma látható forma ebben az esetben nem abban a környezetben alakult ki, amelyben ma megfigyelhető. Éppen ellenkezőleg, mai alakja csak azután válhatott láthatóvá, hogy az eredeti környezet jelentős része eltűnt. És ez kötheti össze a Puma Punkunál tapasztalt eseményekkel, a térfogatvesztés. Nem egy időben, nem azonos fizikai törvényszerűségek alapján, hanem azonos okokkal a háttérben.
Puma Punkunál felismerhető rendszer fejlődése valószínűleg nem egyetlen épülethez kötődő ötlet. Ha a látható struktúra valóban ezt a tudást testesíti meg, akkor mögötte korábbi próbálkozások, sikertelen megoldások és fokozatos technológiai fejlődés állhatott. És itt jelenik meg egy új probléma. Ennek a fejlődési sornak a nyomait ma nem könnyű felismerni.
Puma Punku kérdése nemcsak az, hogy hogyan építették meg, hanem az is, hogy milyen környezeti viszonyokra ad választ, és azt mi hozta létre, mi tartotta fenn. A Tiwanaku állam és az intenzív raised-field mezőgazdaság virágkora holocén, miközben az utolsó glaciális maximum nagyjából húszezer évvel korábbi.
A középső Andok késő pleisztocén és holocén éghajlatáról jelentős mennyiségű paleoklimatikus adat áll rendelkezésre. A gleccserek egykori kiterjedése, a tavak üledékei, az egykori partvonalak, a pollen- és izotópadatok alapján részletes rekonstrukciók készültek a hőmérséklet, a csapadék és a tavak vízszintjének változásáról. Ezek az adatok nem veszítik el jelentőségüket attól, hogy egy további környezeti változót feltételezünk. A kérdés más.
Megváltozna-e valamelyik adat értelmezése, ha a felszín egy időszakban jelentős mennyiségű jeget tartalmazott, majd annak térfogata fokozatosan csökkent? Egy üledék továbbra is ott és akkor keletkezett, amikor a kormeghatározás szerint keletkezett. Egy pollen továbbra is az adott növény jelenlétéről tanúskodik. Egy egykori vízpart nyoma továbbra is egy korábbi vízállapotot jelez. De a belőlük rekonstruált környezet bizonyos elemei más jelentést kaphatnak, ha közben maga a felszín magassága, vízkészlete és fizikai szerkezete is változott.
Ez különösen fontos lehet a régészeti feltárások értelmezésénél. A régészet szükségszerűen támaszkodik más tudományterületek eredményeire. Amikor egy épület alapozását, egy vízelvezető rendszert, egy feltöltési réteget vagy egy mezőgazdasági struktúrát értelmezünk, abból a környezetből indulunk ki, amelyet az adott korszakra rekonstruáltunk. Ez a tudományos munkamegosztás természetes következménye. De egyben meghatározza azt is, milyen magyarázatok merülnek fel egyáltalán lehetségesként, azaz bizonyos tekintetben korlátot is jelentenek. Ha egy korábbi környezeti állapot nincs a vizsgált lehetőségek között, akkor az ahhoz alkalmazkodó építészeti megoldásokat sem feltétlenül fogjuk ebben az összefüggésben vizsgálni.
Puma Punku esetében ennek különös jelentősége lehet. A mesterségesen kialakított platform, a vízelvezetés, a hatalmas alaplemezek, a kövek közötti fémkapcsolatok, a ferde csatlakozási síkok és végül a szerkezet pusztulásának módja külön-külön is értelmezhető. A kérdés az, hogy ugyanezek a jelenségek mutatnak-e valami mást akkor, ha nem stabil, változatlan altalajt feltételezünk alattuk?
10. Ami a homokkőlemezek alatt van
A vizsgálat végén maradt egy részlet, amelyre nem találtam kielégítő választ. Puma Punku platformjának belső felépítését a feltárások meglehetősen részletesen dokumentálták. Ismerjük a különböző feltöltéseket, a tömörített rétegeket, a támfalak kialakítását, és több helyen azt is, hogyan kapcsolódik mindez a természetes altalajhoz. Van azonban egy terület, ahol számomra éppen a legfontosabb adat hiányzik.
A keleti oldalon találhatók Puma Punku legnagyobb homokkő alaplemezei. Ezek között van a mintegy 131 tonnás elem is. Szerkezeti szempontból ezek adják át a monumentális kőépítmény terhelését az alattuk lévő közegnek.
Az általam ismert feltárási dokumentációban nem találtam olyan metszetet, amely egyértelműen megmutatná a nagy homokkőlemezek közvetlen alapozását. Nem látom ugyanazzal a részletességgel, amelyet a főplatform más részeinél megkapunk, hogy mesterségesen kialakított rétegzett alaptestre, egyszerű kiegyenlítő rétegre vagy közvetlenül a természetes altalajra helyezték-e őket.
Ez első pillantásra apró hiánynak tűnhet, pedig éppen itt válik fontossá. A legnagyobb homokkőlemezek esetében nem pusztán azt szeretnénk tudni, hogyan helyezték el a köveket. Azt szeretnénk tudni, milyen talajra bízták több tíz, illetve több mint száz tonna tömeg átadását.
Ha alattuk mesterséges, rétegzett alapozás található, annak kialakítása információt hordoz arról, milyen problémával számoltak az építők. Ha közvetlenül a természetes talajra kerültek, akkor viszont maga a természetes talaj válik a szerkezet részévé. Ebben az esetben annak teherbírása, víztartalma, tömörödése és hosszú távú térfogatváltozása már nem háttéradat, hanem Puma Punku statikai működésének egyik alapfeltétele. Viszont ezt a szerkezeti kapcsolatot alig látjuk vizsgálva. Nem látjuk igazoltnak, hogy a platformot az épület alá, vagy egy későbbi fázisban, mellé hozták létre.
Pedig ha meg akarjuk érteni, miért alkalmaztak ekkora alaplemezeket, miért kapcsolták össze őket, és végül miért kerültek mai helyzetükbe, akkor az egyik első adatnak annak kellene lennie, hogy mi van alattuk.