撒哈拉沙漠，通常被认为是一个不适合居住的环境，曾经是古加拉曼提亚帝国的避难所，它通过开采隐藏的地下水而繁荣起来。然而，不可持续的使用导致了这些资源的枯竭和最终的减少，突出了可持续地下水管理的极端重要性。

撒哈拉沙漠雨量稀少，气温极高，常被认为是地球上最极端、最不适宜居住的环境之一。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地区取水的方法——在水耗尽之前繁荣发展。

关于加拉曼坦帝国的最新发现

最近在美国地质学会的GSA连接2023年会议上发表的一项新研究描述了一系列偶然的环境因素如何使一个古老的撒哈拉文明，加拉曼提亚帝国，提取隐藏在地下的地下水，维持社会近一千年，直到水耗尽。

俄亥俄州立大学地球科学学院教授、该研究的主要作者弗兰克·施瓦茨(Frank Schwartz)说:“社会的兴衰取决于物理系统的愉悦，因此有一些特殊的特征让人类在那里成长。”

从繁茂的土地到干旱的沙漠

在1.1万至5000年前，季风性降雨使撒哈拉变成了一个相对繁茂的环境，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，撒哈拉沙漠又变成了沙漠，文明从该地区撤退——除了一个不寻常的例外。

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，那里的极端干旱条件与今天几乎相同，他们是第一个在缺乏连续河流的沙漠中建立起来的城市化社会。“绿色撒哈拉”时代的地表水湖泊和河流在加拉曼特人到达时早已不复存在，但幸运的是，地下水储存在一个巨大的砂岩含水层中——据施瓦茨说，这可能是世界上最大的含水层之一。

横截面显示了福加拉或坎儿井的工作原理。在山坡上建一条向上倾斜的隧道，竖井一直挖到地下水。然后地下水顺着隧道流下来。图片由Frank Schwartz提供。

从波斯穿过撒哈拉沙漠的骆驼贸易路线为加拉曼特人带来了如何利用福加拉或坎坎井获取地下水的技术。这种方法需要在山坡上挖一条稍微倾斜的隧道，刚好低于地下水位。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收集地下水，最大的建筑活动发生在公元前100年到公元100年之间。

了解加拉曼特的水文地质

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、独特的径流和补给条件如何为Garamantes提供理想的水文地质条件，从而能够提取地下水。

“他们的坎坎井实际上不应该起作用，因为波斯的坎坎井每年都有融雪的水补给，而这里没有补给，”施瓦茨说。

加拉曼特人拥有明显的环境运气，早期湿润的气候、适宜的地形和独特的地下水环境，这使得福加拉技术可以获得地下水。然而，当地下水位低于福加拉隧道时，他们的运气就到头了。

地图位置和卫星航拍图像显示古代社会和加拉曼特人居住的地区和景观。图片来源:NASA/Luca Pietranera

施瓦茨认为，有两种趋势尤其令人担忧。首先，极端环境在伊朗等国家变得越来越普遍。其次，以不可持续的方式使用地下水变得越来越普遍。

施瓦茨说:“当你看到像圣华金河谷这样的现代例子时，你会发现人们消耗地下水的速度快于地下水的补充速度。”“加州今年的冬天非常潮湿，但那是在20年的干旱之后。如果干旱年份的趋势继续下去，加州最终会遇到和加拉曼蒂安人一样的问题。替代枯竭的地下水供应既昂贵又不切实际。”

由于没有新的水来补充含水层，也没有可用的地表水，缺水导致了加拉曼提亚帝国的垮台。加拉曼特人的故事警示了地下水作为一种资源的力量，以及过度使用地下水的危险。

参考:《极端环境下的生活:撒哈拉沙漠的水文偶然和加拉曼提亚帝国》，作者:Frank Schwartz, Motomu Ibaraki和gamming Liu, 2023年10月16日，GSA Connects 2023。DOI: 10.1130 / abs / 2023 - 391971