De geologie van Machu Picchu, de Inca citadel in het Andesgebergte.

21-09-2020

Machu Picchu, symbool van het Inca-rijk, is een van werelds beroemdste en meest bewonderde archeologische vindplaatsen. De bouwwerken zijn op ingenieuze wijze geïntegreerd in de natuurlijke omgeving. Daarbij maakten de Inca's gebruik van hun kennis van de unieke geologie op deze spectaculaire plaats in het Andesgebergte van Peru. Machu Picchu ligt namelijk op een steile bergkam tussen twee hoge pieken.

Auteur: Dr. Roseanne Chambers 2020. Vertaling uit het Engels: K. Bonne 

Niemand kan het met zekerheid zeggen, maar Machu Picchu was waarschijnlijk een belangrijk religieus centrum en een rustoord voor de koninklijke families van de Inca's en voor hogepriesters. Machu Picchu is UNESCO werelderfgoed en werd in 2007 verkozen als een van de zeven wereldwonderen via een wereldwijde internet-enquête.

De uitgestrekte terrassen, elegante stenen gebouwen en grote pleinen, met de steile hellingen van de Huayna Picchu-berg erachter, zijn een bewijs van de bewonderenswaardige technische en artistieke talenten van de Inca's. De unieke geologische geschiedenis van deze ongewone locatie, gecombineerd met een uitzonderlijk ontwerp, hebben Machu Picchu gemaakt tot wat we vandaag zien. We kunnen een nog grotere waardering voor de site krijgen door de geologie te begrijpen en hoe dit de bouw van het koninklijke domein mogelijk heeft gemaakt.

De archeologische site van Machu Picchu, met de Huayna Picchu berg erachter. (foto: Roseanne Chambers).
De archeologische site van Machu Picchu, met de Huayna Picchu berg erachter. (foto: Roseanne Chambers).

Geologie van de omgeving

Langs de westelijke rand van Zuid-Amerika strekt het Andesgebergte zich uit over meer dan 7.000 km, helemaal van de vochtige tropen van het Caribisch gebied in het noorden tot de gletsjers van Patagonië in het zuiden. Deze slinger van majestueuze besneeuwde bergtoppen en diepe dalen vormt de langste continentale bergketen op aarde. Tientallen Andespieken zijn meer dan 5500 m hoog en alleen de Himalaya, inclusief de Mount Everest, is hoger.

De Andes bestaat eigenlijk uit verschillende bergketens. Machu Picchu ligt binnen de Cordillera Oriental, oftewel de Oostelijke Cordillera, op een hoogte van 2400 m (7.800 ft). De site is omgeven door weelderig tropisch regenwoud dat doorloopt in het Amazonewoud. De smalle bergkam die door de stad wordt bezet, verbindt twee bergpieken, de Machu Picchu en de Huayna Picchu. De hellingen van de bergkam lopen aan beide zijden steil af naar de Urubamba-rivier, die de site aan drie kanten omringt, een duizelingwekkende 500 m (1640 ft) lager.

Hoogtekaart van Peru met de Andes (bruin) en Amazone-gebied (groen).
Hoogtekaart van Peru met de Andes (bruin) en Amazone-gebied (groen).

De ondergrond van Machu Picchu bestaat uit grijze en witte granieten gesteentes die werden gebruikt voor alle bouwactiviteiten van de site. Deze rotsen zijn naar schatting zo'n 250 miljoen jaar geleden gevormd, toen Zuid-Amerika zich bij Afrika aansloot als deel van het supercontinent Gondwana. Het granietgesteente is ontstaan uit heet magma dat zich toen in een groot reservoir op 5 tot 10 km diep onder de grond bevond. Gedurende de miljoenen jaren daarna koelde het magma langzaam af en stolde tot harde graniet met kristallen van o.a. kwarts, veldspaat en mica, typisch voor deze gesteentesoort.

Het Andesgebergte begon zich tweehonderd miljoen jaar geleden op te heffen toen tektonische platen langs de westelijke rand van Zuid-Amerika tegen elkaar botsten. In het algemeen vormen zich bergketens door extreme drukkrachten die het gesteente samendrukken en omhoogstuwen. Duw tegen de rand van een tapijt en zie hoe rimpels en plooien zich ontwikkelen en groter worden - een soortgelijk proces vindt plaats als er bergen worden gevormd. Bij stijgende druk vervormen gesteenten, maar op een bepaald moment wordt een grens bereikt. Het gesteente breekt - de opgebouwde spanning komt met geweld vrij in een aardbeving. Daarbij vormt zich een breuk, die zich voortplant over een bepaalde afstand en richting, een beetje zoals het openritsen van een rits of het vallen van een reeks dominostenen.

In de Cordillera Oriental van de Andes heeft een aantal aardbevingen op twee breuklijnen, genaamd de Machu Picchu-breuk en de Huayna Picchu-breuk, de gelijknamige bergpieken doen oprijzen, terwijl het gebied ertussen waar de beroemde site op is gebouwd, naar beneden zakte. De geologische structuur van een gezakt gebied tussen twee omhooggestuwde gebieden staat bekend als een zogenaamde graben. Machu Picchu is gebouwd in deze graben.

Breuken vormen zich meestal langsheen zwakke plekken in het gesteente. En bij elke nieuwe aardbeving wordt langsheen deze bestaande breuken het gebroken gesteente nog eens extra vermalen. In Machu Picchu komen de breuken voor in twee sets die op de kaart een welbepaalde oriëntatie vertonen, ze kruisen elkaar in een "X" vorm, net onder de site. De set van breuken die de Machu Picchu en Huayna Picchu breuken bevat is noordoost-zuidwest georiënteerd; de tweede set ligt in een noordwest-zuidoost richting. Deze geometrie van breauklijnen waren kritische factoren in de keuze van de locatie en de succesvolle bouw van Machu Picchu.

Een ander belangrijk geologisch fenomeen in de regio is het veelvuldig voorkomen van aardverschuivingen (het plotseling naar beneden schuiven van een deel van een helling). De steile berghellingen zijn hier onstabiel, mede door de hoge seizoensgebonden neerslag (bijna 2.000 mm). In de door water verzadigde bodem verweert het graniet, waardoor er nieuwe mineralen ontstaan die gevoelig zijn voor aardverschuivingen. Door Machu Picchu bovenop een heuvelrug te bouwen, hebben de Inca-bouwers de stad tegen dit soort gevaren beschermd. De locatie zorgde bovendien ook voor een uitstekende natuurlijke verdediging.

Bronnen, steengroeven en verborgen constructies

De Inca-bouwers moeten veel bergplaatsen hebben onderzocht voordat ze de smalle bergkam voor Machu Picchu uitkozen. Een betrouwbare waterbron voor de stad was van essentieel belang, en het is ongebruikelijk deze zo hoog in de bergen te vinden. Langsheen de Machu Picchu breuk is het gesteente gebroken en verpulverd, wat toelaat dat regenwater infiltreert en opgeslagen wordt in de holtes ondergronds. Het water ontspringt in een bron die de site heel het jaar door van drinkwater voorzag. De betrouwbare opbrengst van deze bron werd ondersteund door een goed ontworpen wateropvangsysteem van stenen blokken dat vandaag nog steeds operationeel is. Een reeks lange kanalen en een indrukwekkende reeks van 16 stenen fonteinen zorgden voor het ceremoniële en huishoudelijke water dat door het koninklijke domein stroomde. Het zuiverste water, aan de top van de reeks fonteinen, bevond zich naast de residentie van de Inca koning.

Steengroeve van MP, met natuurlijk voorgesneden rotsblokken. (foto: Bobistraveling / CC BY 2.0)
Steengroeve van MP, met natuurlijk voorgesneden rotsblokken. (foto: Bobistraveling / CC BY 2.0)

Een enorme hoeveelheid natuursteen van hoge kwaliteit was essentieel voor de bouw van de stad. Granieten rotsen zijn extreem hard en sterk, ze zijn ideaal voor de bouw. Ook hier bleek de keuze van de locatie voortreffelijk, want langsheen de breuklijn lagen vele stukken gebroken steen in bruikbare afmetingen, klaar om te worden bewerkt. De Inca's troffen hier een handige natuurlijke groeve, met een overvloed aan door de natuur voor-gekapte granietblokken. Zonder een dergelijke bron van geschikt gesteente op de bergkam zou de bouw bijzonder moeilijk zijn geweest.

En Machu Picchu gaf nog zoveel meer prijs. Een van de meest verrassende feiten over de stad is dat naar schatting 60 procent van de bouwwerken ondergronds liggen. De steile berghellingen werden gestabiliseerd met uitgebreide terrassen waardoor ze voor landbouw en voor de bouw van huizen bruikbaar werden. De terrassen werden zorgvuldig aangelegd achter sterke muren van rotsblokken, en met een onderlaag van keien, een middenlaag van grind, en een toplaag van aarde. Deze diepe funderingen en een uitgebreid drainagesysteem in de terrassen waren essentieel voor het opvangen en afvoeren van de frequente zware regenval. Overtollig regenwater dat door de terrassen sijpelde, kon met minimale bodemerosie de berg af stromen. Zonder deze voorbereiding van het terrein zou het verval zich snel hebben voltrokken, omdat de terrassen dan waren dichtgeslibd en de gebouwen afgebrokkeld.

Heilige landschapselementen 

De Inca's hadden een diep respect voor de dynamische wereld die hen omringde en ze beschouwden vele natuurlijke elementen als heilig en machtig, waaronder rotspartijen, bergen, rivieren, grotten en bronnen. Door het bewust integreren van belangrijke gebouwen, tuinen en heiligdommen in de natuurlijke omgeving, gaven de Inca's uitdrukking aan hun relaties met hun goden en hun naasten.

De heilige landschapselementen werden nagebootst in de vorm van bouwwerken. De uitzichten op de heilige bergen zijn bijvoorbeeld gegraveerd in deuren en ramen. Op sommige plaatsen zijn er rotsen uitgehakt in de vorm van de omringende bergen. Op de foto hieronder is te zien hoe het metselwerk van een tempel bijna naadloos overloopt in een natuurlijke rotspartij. Er werden ook stukken rots uitgehouwen met trappen, platforms, nissen, kanalen en andere vormen. Dankzij deze sculpturen weet men welke landschapselementen heilig waren voor de Inca's.

Een tempel geïntegreerd in een natuurlijke rotspartij. (foto: Roseanne Chambers)
Een tempel geïntegreerd in een natuurlijke rotspartij. (foto: Roseanne Chambers)

Nadat Machu Picchu door de Inca's werd verlaten, bleef het voor honderden jaren aan het zicht onttrokken. Oerwoudvegetatie overwoekerde de stad, en slechts een paar lokale bewoners waren op de hoogte van het bestaan van de site. Sommigen van hen kweekten gewassen op de oude terrassen. Nadat Hiram Bingham, een Amerikaanse historicus, in 1911 over de muren van de stad struikelde, werd deze eindelijk onder de aandacht van de wereld gebracht. Het spectaculaire decor en de prachtige bouwwerken van Machu Picchu blijven ook nu menig toeschouwer inspireren. Ze herinneren ons aan de formidabele kracht en middelen van de Inca-heerser die deze stad bouwde. De Inca's hebben deze belangrijke stad voor de eeuwigheid gebouwd - en dat is hen gelukt.

-----

Als je dit een leuk artikel vindt en je wil meer weten over de Andes, de Inca's en hun voorouders, en ook over vulkanen, aardbevingen en andere geologische onderwerpen, bezoek dan Roseanne's website: https://roseannechambers.com/ 


Bronnen

Menegat, R., 2019, September. How Incas used geological faults to build their settlements. In Geological Society of America Abstracts with Programs (Vol. 51, No. 5).

Wright, K.R. and Zegarra, A.V., 2000, October. Machu Picchu: A civil engineering marvel. American Society of Civil Engineers.

----

Over de schrijfster: Dr. Roseanne Chambers uit Californië is cultureel geograaf en geoloog. Ze heeft voor haar werk de wereld rond gereisd, o.a. voor het onderzoeken van natuurlijke risico's. Ze was het meest onder de indruk van het land Peru, waar adembenemde landschappen, gevarieerde natuur en een indrukwekkend cultureel patrimonium met elkaar verweven zijn. Ze wou er meer over leren, maar er bleek weinig allomvattende literatuur over te bestaan. Daarom schrijft ze nu zelf een boek, "The Monumental Andes".