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Römisches Reich

Technische Einblicke in eine antike Fabrik

Skizze des Mühlenkomplexes von Barbegal, wie er im 2. Jahrhundert n. Chr. ausgesehen haben könnte. (Bild: Cees Passchier, JGU)

Massenproduktion vor über 1800 Jahren: Der römische Mühlenkomplex von Barbegal im heutigen Südfrankreich gilt als eine der ältesten industriellen Produktionsanlagen der Geschichte. Nun haben Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die hydraulische Technik gewonnen, welche die 16 Mühlräder einst in Gang versetzte: Ungewöhnlich ellenbogenförmige Wasserrinnen zeugen demnach von der Raffinesse der römischen Ingenieurskunst.

Wassermühlen gehörten zu den ersten technischen Einrichtungen, die nicht auf die Muskelkraft von Menschen oder Tieren angewiesen waren. Es ist bekannt, dass sie im Römischen Reich der Herstellung von Mehl und dem Sägen von Holz und Stein dienten. Doch die Mühlen von Barbegal aus dem 2. Jahrhundert n. Chr. stellten eine Besonderheit dar, wie aus den langjährigen Untersuchungen der Ruinen hervorgeht. Im Gegensatz zu den normalerweise kleineren Einzelmühlen der Antike handelte es sich um eine sorgfältig geplante Großanlage, die offensichtlich eine Massenverarbeitung von Getreide ermöglichte. Schätzungen zufolge konnte der fabrikartige Komplex täglich viele Tonnen Mehl herstellen. Eine frühere Studie kam zu dem Schluss, dass diese Massenproduktion wohl der Herstellung von Schiffszwieback für die Mittelmeerhäfen der Region im heutigen Südfrankreich diente.

Kalkablagerungen ermöglichen Rückschlüsse auf Holzstrukturen

Die Funktionsweise und Technik der Anlage gibt Archäologen aber noch immer Rätsel auf.
Klar ist, dass der in einen Hang gebaute Komplex über insgesamt 16 Mühlräder verfügte und durch ein Aquädukt von oben mit Wasser versorgt wurde. Es floss in zwei parallelen Gebäudereihen auf jeweils acht übereinander angeordnete Mühlräder. Die oberen Teile der Anlage wurden allerdings zerstört und die Konstruktionen aus Holz sind zerfallen, weshalb die Art der Mühlräder und ihre Funktionsweise unklar geblieben ist. Doch wie die Forscher um Cees Passchier von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz berichten, sind indirekte Hinweise auf die Holzkonstruktionen erhalten geblieben: Es wurden Kalkablagerungen entdeckt, die sich im Verlauf der Nutzung durch das Wasser auf den Holzbauteilen gebildet haben.

Im Rahmen ihrer Studie haben die Forscher nun eine solche Ablagerung untersucht, die Rückschlüsse auf eine einstige Holzstruktur zulässt. Wie sie berichten, handelt es sich um einen Abdruck der offenbar aus einer ungewöhnlichen, ellenbogenförmigen Wasserrinne stammt, die Teil der Konstruktion gewesen sein muss. „Die Form dieser Wasserrinne war von anderen Wassermühlen nicht bekannt, weder aus römischer noch aus jüngerer Zeit“, sagt Passchier. „Wir haben daher gerätselt, warum die Rinne so konstruiert wurde und wozu sie diente“, so der Wissenschaftler. Denn auf den ersten Blick erschien eine derart geformte Wasserrinne sogar nachteilig, weil dadurch die Höhe verkürzt wird, aus der das Wasser auf das Mühlrad fällt.

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Eine Rinne mit Knick für die optimale Wasserzufuhr

Skizze eines unteren Beckens mit ellenbogenförmiger Zulaufrinne zum Wasserrad. (Bild: Cees Passchier, JGU)

Doch die Analysen und Simulationen der Forscher verdeutlichten dann, dass die Form offenbar sehr sinnvoll war. „Wir haben Messungen der Wasserbecken mit hydraulischen Berechnungen kombiniert und konnten so zeigen, dass die Wasserrinne, zu der dieses ellenbogenförmige Stück gehörte, sehr wahrscheinlich die Mühlenräder in den unteren Becken des Komplexes mit Wasser versorgte“, sagt Passchier. „Unsere Berechnungen zeigen, dass die seltsam geformte Rinne dort eine einzigartige Anpassung für die Mühlen von Barbegal darstellte“, so der Forscher.

Die Verteilung der Kalkablagerungen in der ellenbogenförmigen Rinne zeigt, dass sie entgegen der Stromrichtung leicht nach hinten geneigt war. Wie die Forscher erklären, wurde dadurch eine optimale Fließrate im vorderen, steilen Teil der Rinne sichergestellt. Gleichzeitig erhielt der Wasserstrahl einen günstigen Winkel und die richtige Geschwindigkeit, um die Schaufeln des Mühlrads optimal zu füllen und es dadurch anzutreiben. In der komplizierten Mühlenanlage mit den kleinen Wasserbecken war dieses Konzept effizienter als die Nutzung einer traditionellen, geraden Wasserrinne, geht aus den Simulationen der Wissenschaftler hervor. „Das zeigt uns den Einfallsreichtum der römischen Konstrukteure, die den Komplex gebaut haben“, sagt Passchier.

Wie die Forscher weiter berichten, ging aus der Untersuchung des Abdrucks noch eine zusätzliche Erkenntnis hervor: Sie stellten gleichmäßige vertikale Streifen fest, bei denen es sich offenbar um Abdrücke der Sägespuren auf dem Holz handelt. „Das Holz der Wasserrinne war den Merkmalen zufolge wahrscheinlich selbst mit einer mechanischen, von Wasser angetriebene Säge gesägt worden“, sagt Passchier. „Die Kalkablagerungen liefern uns somit extrem spannende Einsichten in die Fähigkeiten der römischen Techniker zu einer Zeit, die als grundlegend für unsere Zivilisation zu sehen ist“, sagt der Wissenschaftler abschließend.

Quelle: Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Fachartikel: Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-020-74900-5

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