結露によって飲料水を取り出す装置は、今日では決して珍しいものではない。この技術は非常にシンプルで、おそらく太古の昔から存在していたと考えられているが、古代において実際に利用されていたのかどうかは定かではない。ところが、1900年に行われたある考古学的発見が、その可能性を強く示唆することになった。発見者は古代のシステムを再現しようと試み、その結果として現代の結露技術の基礎を築き上げた。しかも、すべては一つの解釈の誤りから生まれたものだったのである。
クリミアで発見された謎の石積み
フリードリヒ・ツィボルト(Friedrich Zibold)は、クリミア半島の黒海沿岸に位置する古代ギリシャ都市フェオドシア(現在のフェオドシヤ)周辺で森林監視員として働いていたロシアの技師である。
1900年のある日、町の近くの林地を整備していた彼は、13基の巨大な円錐形の石積みを発見した。それぞれ高さ約10メートル、面積にして約900平方メートルにも及ぶ規模だった。さらに、直径約7センチメートルのテラコッタ製パイプの破片も併せて見つかっている。これらのパイプは石積みから始まり、市内の各所にある井戸や泉へと延びていたという。
「古代の凝縮器」という仮説
工学の訓練を受けていたものの、考古学的な知識や調査手段を持たなかったツィボルトは、これらの構造物は空気中の水分を凝縮して水を作り出す「凝縮器」に違いないと結論づけた。そして、その水がパイプを通じて市内へ運ばれていたのだと考えたのである。彼の計算によれば、13基の凝縮器のそれぞれが1日あたり約55,400リットルの水を生み出せるはずで、古代フェオドシアの需要を十分に賄える量だったという。
テペ・オバ山での実証実験
自説を実証するため、ツィボルトは発見された構造物をモデルに、標高228メートルのテペ・オバ山の頂上に自作の凝縮器を建設した。本体は高さ6メートル、頂部の直径は8メートル。周囲には高さ1メートル、幅20メートルの壁が巡らされ、水が集まる椀状の空間が形成されていた。建設には海岸から採取した石が用いられた。
この構造物は1912年に稼働を開始し、ツィボルトの予測どおりに機能した。毎日360リットルの水を生み出したのである。生産量は、森の中で発見された構造物について見積もった数値(1日55,400リットル)よりはるかに少なかったものの、ツィボルトは自身の理論が実証されたと確信した。
この実験は、後の空気井戸(エアウェル)開発の基礎となった。1930年にフランスのトランザン=プロヴァンスに建設された有名なアキーユ・クナペンの凝縮器をはじめ、以降の大気水分採取技術の多くは、ここから派生していったのである。
実験の中断と真実の判明
ツィボルトの凝縮器は3年間にわたって稼働を続けたが、1915年、底部からの漏水が発生したため実験は中止を余儀なくされた。その後、施設は長らく放置されていたが、1993年に再発見されることとなる。
しかし、ツィボルトが当時「フェオドシアの製水用空気井戸」だと断定したあの構造物は、実はまったく別のものだった。正体は、紀元前5世紀から4世紀にかけて築かれた墳墓(墓塚)だったのである。一方、テラコッタ製のパイプははるかに後代の中世のものであり、墓塚とは無関係だった(ただし、その本来の機能は今日まで謎のまま残されている)。
偶然が生んだ成功
さらに興味深いことに、後の研究により、凝縮器は構造物の質量が大きくなるほど性能が低下することが明らかになった。理由は、内部の熱を十分な速度で外へ逃がせなくなるためだ。
幸運なことに、ツィボルトは建設材として海辺の丸石を使用していた。その形状ゆえに石同士の熱接触は最小限に抑えられ、温かい空気が通り抜けられる何千もの微小な隙間が内部に生まれていたのだ。もし別の石材を使っていれば、この凝縮器は決して機能しなかったであろう。こうして、考古学上の誤認と偶然の重なりが、現代の結露式採水技術への道を開いたのである。