З чого побудовані єгипетські піраміди?
Для будівництва пірамід, а також гробниць і мастаб в Стародавньому Єгипті вважали за краще використовувати відносно м`які і широко поширені гірські породи - вапняки і пісковики, а також ангідрити і гіпси. Джеймс Херрелл (James Harrell) для «Енциклопедії по єгиптології» (Encyclopedia of Egyptology), що випускається в режимі on-line Каліфорнійським університетом у Лос-Анджелесі, підготував значний огляд, де врахував і наніс на карту 128 давньоєгипетських каменоломень. Ймовірно, їх було набагато більше, але одні - все ще не відкриті, а інші були знищені в наступні епохи.
Мал. 1. Піраміди Менкаура (Мікеріна) і Хафра (Хефрена) в Гізі, складені з вапняних блоків. В основі піраміди Менкаура (на передньому плані) лежать брили граніту і гранодіориту, доставлені з району Асуана. Фотографія з обговорюваної статті в Encyclopedia of Egyptology.
В останні роки інтернет і інші ЗМІ захлиснули хвилі псевдонаукових вигадок на тему давньоєгипетських методів будівництва: без всяких підстав стверджується, що кам`яні будівельні блоки є бетонними конструкціями. Джерелом для подібних припущень послужила серія публікацій французького хіміка Жозефа Давідовітса (Davidovits, 1986 і ін.), В яких стверджувалося, що блоки в пірамідах заливалися на місці з розчину, складеного з дробленого глинистого каолінітової вапняку, поширеного в районі Гізи, вапна і соди. Зрозуміло, геологи і палеонтологи, що вивчали склад і структуру єгипетських блоків, неодноразово відзначали, що вони являють собою оброблені брили природних осадових відкладень, а аж ніяк не бетонну заливку (див., Наприклад, Jana, 2007), але, на жаль, саме самі нерозумні ідеї нині прийнято підносити на щит.
Відео: Як будували єгипетські піраміди? - Научпок
Геолог Джеймс Херрелл з американського Університету Толідо (University of Toledo, штат Огайо) не тільки скрупульозно завдав на карту 128 стародавніх каменоломень на території нинішнього Єгипту і Північного Судану (рис. 2), а й розібрався, в які епохи віддавалася перевага тих чи інших будівельних матеріалами в різних частинах Давньоєгипетського держави.
Мал. 2. Карта давньоєгипетських каменоломень. Червоними кружками показані вапняки, чорними квадратами - пісковики, зеленими трикутниками - гіпси. Малюнок з обговорюваної статті в Encyclopedia of Egyptology.
Кам`яні блоки і плити єгиптяни використовували не тільки для зведення масштабних кам`яних споруд, а й зміцнювали і облицьовували ними споруди з сирцевої цегли - палаци, фортеці, сховища, житлові будинки. Основними будівельними матеріалами служили відносно м`які, тобто легкі в обробці, осадові гірські породи - вапняки і пісковики (рис. 1, 3). Якщо вапняки представляли собою практично чистий карбонат кальцію, то пісковики складалися в основному з кварцових піщинок з домішкою польового шпату. Єгиптяни називали вапняк «хорошим білим каменем з Тура-Масара» (Тура-Масара, або Мазар, - один з районів, де добували камінь), а піщаник - «прекрасним світлим твердим каменем». Він, дійсно, міцніше вапняку.
Мал. 3. (a) Відкрита каменоломня для видобутку вапняку для піраміди Хафра в Гізі, де збереглася розмітка (рис. 2, 4). (B) Штольня для видобутку вапняку в Ко-ель-Кебір з опорними колонами (рис. 2, 64). (C) Каменоломня для вилучення піщаних блоків в Наг-ель-Хош (рис. 2, каменоломня 8). Фотографії з обговорюваної статті в Encyclopedia of Egyptology
З часів Стародавнього царства головним каменем єгипетських будівельників став вапняк, оскільки саме ця порода була широко поширена уздовж середземноморського узбережжя і долини Нілу від Каїра на півночі до Есни на півдні (рис. 2, 3а, b). Наприклад, одна з Великих пірамід - Хафра - в Гізі будувалася з вапняку, який видобувався прямо за нею (рис. 3а). Пісковики виходили на поверхню по берегах Нілу на південь від Есни (рис. 2, 3c). Використовували їх рідше: в Стародавньому царстві з піщанику звели династичну гробницю в Иераконполе і невелику піраміду в Нагаде. Проте, не дивлячись на складнощі з транспортуванням, в епоху Нового царства саме більш стійкі до руйнування пісковики стають основними будівельними матеріалами - більшість храмів у Фівах, частина храмів в Абідосі, храм Атона в Ель-Амарне. На Синайському півострові і в західних оазисах вибір каменю для будівництва залежав від того, що можна було добути в найближчій каменоломні.
Рідше і, ймовірно, в особливих цілях, як практичних (для зміцнення споруди), так і церемоніальних (для віддання почестей фараона або жерцеві), єгиптяни добували і обробляли дуже тверді граніти і гранодіорити (рис. 1) або зливні (сильно окремнённие) пісковики і базальти. (Базальт і гранодиорит є виверженими гірськими породами, граніт має складне метаморфічне походження.) На узбережжі Червоного моря добувалися два типи солей, придатних в будівництві, - ангідрит (сульфат кальцію) і гіпс (водний сульфат кальцію). Цікаво, що назва гірської породи і мінералу - «гіпс» - через греків сходить до єгиптянам, хоча вони його могли запозичувати від аккадцев. Для облицювання єгиптяни також використовували травертин, або вапняковий туф, відомий як «єгипетський алебастр».
Відео: Як будували піраміди в стародавньому Єгипті
Щоб між великими блоками в будівлях не залишалося щілин, а також пустот і відколів, єгиптяни ще в Предінастіческій період винайшли свій власний тип розчину на основі гіпсу. При нагріванні цього мінералу до 100-200 ° С, він втрачає частину води і перетворюється в полугідрат - палений гіпс. При змішуванні з водою ця речовина знову кристалізується у вигляді гіпсу і швидко застигає. У чистому вигляді палений гіпс частіше використовували для створення поверхонь, за якими вирізали рельєфи, а коли він був потрібний як наповнювач - додавали пісок. Справжній цементний розчин на основі вапняку з`явився тільки при Птолемеях (IV ст. До н. Е.).
З 128 відомих каменоломень в 89 добувалися вапняки, в 36 - пісковики, в 3 - гіпс і ангідрит. Хоча, як правило, камінь для побудови брався в найближчій каменоломні, але для облицювальних робіт могли використовуватися і віддалені кар`єри, якщо там можна було знайти менш тріщинуватий вапняк приємних відтінків і текстури, витриманих на великій площі: наприклад, вапняки з каменоломень Тура і Масара в період Стародавнього і Середнього царства. А для храмів у Фівах піщаник доставляли за сотню кілометрів. Зазвичай камінь добували в каменоломнях відкритого типу, але, коли був потрібний матеріал особливої якості, пробивали штольні до 100 м углиб скелі (рис. 3b). За допомогою кирок і зубил (мідних, потім бронзових, пізніше залізних) і кам`яних кувалд вирубували прямокутні блоки (рис. 4).
Мал. 4. (a) План храму, нанесений на опорну колону в штольні Джбель-Шейх-Саїд (рис. 2, каменоломня 33). (B) Блоки вапняків, що залишилися в каменоломні «цариці Тій» (рис. 2, каменоломня 35). Фотографії з обговорюваної статті в Encyclopedia of Egyptology
До мапі каменоломень, складеної Джеймсом Херреллом, додається список, в якому наводяться відомості про гірські породи, які добувалися в кожній з них: назва формації, її вік, особливості структури та складу, найбільш характерні копалини організми, а також вказані споруди, які, ймовірно , зведені з блоків, здобутих в даній каменоломні, і час, коли в ній велися роботи. Наприклад, для піраміди Хафра вапнякові блоки вирубували недалеко від неї в каменоломні (рис. 3а), що розкрила среднееоценовую формацію Observatory (вік приблизно 45 млн років), яка являє собою нормально-морські відкладення з рясними раковинами гігантських найпростіших - форамініфер нуммулітід, а також з мікроскопічними оперкулінідамі, глобігерінідамі і іншими форамініферамі- зустрічаються там залишки морських ежей- структурні особливості вапняку вказують на те, що він формувався не глибше базису штормовий ерозії.
Саме мінералогічний склад гірських порід (рис. 5), їх структура, текстура і інші петрографические ознаки, а для осадових порід - також склад викопної фауни - дозволяють точно визначити, з якого кар`єра вилучалися майбутні елементи конкретних будівель. Унікальні особливості морського басейну або його невеликої частини з часом відображаються в утворилися там осадових гірських породах і застигають в них назавжди, навіть якщо фрагменти цих порід стають будівельним матеріалом.
Мал. 5. Зразки пришліфованих зрізів гірських порід, що використовувалися як будівельний матеріал в Стародавньому Єгипті. Верхній ряд - граніти і гранодіоріти- другий ряд - гнейси, гіпс і ізвестняк- третій ряд - ізвестнякі- четвертий - вапняк і песчанікі- H6, H7, O1, L6, L9, L21, L25, L75, L91, S3, S9b - позначення кар`єрів на карті. З книги Harrell 2009.
Так само, за петрографічним і палеонтологічними ознаками, свого часу шукали кар`єри, де в Середні століття добувався вапняк для побудови храмів Давньої Русі і Франції, коли почали їх реставрувати. Тому що навіть дуже схожі вапнякові блоки, взяті з різних кар`єрів, мають дещо інший склад, в тому числі хімічний, що може спровокувати посилення ерозії в відреставрованої стіні на стику «латок» зі старими камінням.
