З чого побудовано єгипетські піраміди
Для будівництва пірамід, а також гробниць і мастаб у Стародавньому Єгипті воліли використовувати відносно м'які та широко поширені гірські породи — вапняки та пісковики, а також ангідрити та гіпси. Джеймс Геррелл (James Harrell) для «Енциклопедії з єгиптології» (Encyclopedia of Egyptology), що випускається в режимі on-line Каліфорнійським університетом в Лос-Анджелесі, підготував значний огляд, де врахував і наніс на карту 128 давньоєгипет. Ймовірно, їх було набагато більше, але одні все ще не відкриті, а інші були знищені в наступні епохи.
В останні роки інтернет та інші ЗМІ захлеснули хвилі псевдонаукових вигадок на тему давньоєгипетських методів будівництва: без жодних підстав стверджується, що кам'яні будівельні блоки є бетонними конструкціями. Джерелом для подібних припущень послужила серія публікацій французького хіміка Жозефа Давидовітса (Davidovits, 1986 та ін.), В яких стверджувалося, що блоки в пірамідах заливалися на місці з розчину, складеного з подрібненого глинистого каолінітового вапняку, розповсюдженого і вапняку. Зрозуміло, геологи і палеонтологи, які вивчали склад і структуру єгипетських блоків, неодноразово зазначали, що вони є обробленими брилами природних осадових відкладень, а аж ніяк не бетонною заливкою (див., наприклад, Jana, 2007), але, на жаль, саме найнерозумніші ідеї нині прийнято підносити на щит.
Геолог Джеймс Геррелл з американськогоУніверситету Толідо (University of Toledo, штат Огайо) не тільки скрупульозно наніс на карту 128 стародавніх каменоломень на території нинішнього Єгипту і Північного Судану (мал. 2), але й розібрався, в які епохи віддавалася перевага тим чи іншим будівельним матеріалам у різних частинах. держави.
Кам'яні блоки та плити єгиптяни використовували не тільки для зведення масштабних кам'яних споруд, але й зміцнювали та облицьовували ними споруди із цегли з сиру — палаци, фортеці, сховища, житлові будинки. Основними будівельними матеріалами були відносно м'які, тобто легкі в обробці, осадові гірські породи — вапняки та пісковики (рис. 1, 3). Якщо вапняки були практично чистим карбонатом кальцію, то пісковики складалися в основному з кварцових піщинок з домішкою польових шпатів. Єгиптяни називали вапняк «хорошим білим каменем з Тура-Масара» (Тура-Масара, або Мазар, — один із районів, де видобувся камінь), а пісковик — «прекрасним світлим твердим каменем». Він, дійсно, міцніший за вапняк.
З часів Стародавнього царства головним каменем єгипетських будівельників став вапняк, оскільки саме ця порода була поширена вздовжсередземноморського узбережжя та долини Нілу від Каїра на півночі до Есни на півдні (рис. 2, 3а, b). Наприклад, одна з Великих пірамід — Хафра — у Гізі будувалася з вапняку, який видобувся за нею (рис. 3а). Пісковики виходили на поверхню по берегах Нілу на південь від Есни (рис. 2, 3c). Використовували їх рідше: у Стародавньому царстві з пісковика звели династичну гробницю в Ієраконполі та невелику піраміду в Нагаді. Проте, незважаючи на складнощі з транспортуванням, в епоху Нового царства саме стійкіші до руйнування пісковики стають основними будівельними матеріалами — більшість храмів у Фівах, частина храмів в Абідосі, храм Атона в Ель-Амарні. На Синайському півострові та у західних оазисах вибір каменю для будівництва залежав від того, що можна було видобути у найближчій каменоломні.
Рідше і, ймовірно, в особливих цілях, як практичних (для зміцнення споруди), так і церемоніальних (для надання почестей фараону або жерцю), єгиптяни добували та обробляли дуже тверді граніти та гранодіорити (рис. 1) або зливні (сильно окремі) пісковики. та базальти. (Базальт і гранодіорит є виверженими гірськими породами, граніт має складне метаморфічне походження.) На узбережжі Червоного моря видобувалися два типи солей, придатних у будівництві, - ангідрит (сульфат кальцію) та гіпс (водний сульфат кальцію). Цікаво, що назва гірської породи та мінералу — «гіпс» — через греків походить від єгиптян, хоча вони його могли запозичувати від аккадців. Для облицювання єгиптяни також використовували травертин або вапняний туф, відомий як «єгипетський алебастр».
Щоб між великими блоками в будівлях не залишалося щілин, а також порожнеч і сколів, єгиптяни ще в Перединастичний період винайшли свій власний тип розчину на основі гіпсу. Принагріванні цього мінералу до 100-200 ° С, він втрачає частину води і перетворюється на напівгідрат - палений гіпс. При змішуванні з водою ця речовина знову кристалізується як гіпсу і швидко застигає. У чистому вигляді палений гіпс частіше використовували для створення поверхонь, якими вирізали рельєфи, а коли він був потрібний як наповнювач — додавали пісок. Справжній цементний розчин на основі вапняку з'явився тільки за Птолемеїв (IV ст. до н. е.).
Зі 128 відомих каменоломень у 89 видобувалися вапняки, у 36 — пісковики, у 3 — гіпс та ангідрит. Хоча, як правило, камінь для будівництва 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 період Стародавнього та Середнього царства. А для храмів у Фівах піщаник доставляли за сотню кілометрів. Зазвичай камінь видобували в каменоломнях відкритого типу, але, коли був потрібний матеріал особливої якості, пробивали штольні до 100 м у глибину скелі (рис. 3b). За допомогою кирок і зубил (мідних, потім бронзових, пізніше залізних) та кам'яних кувалд вирубували прямокутні блоки (рис. 4).
До карти каменоломень, складеної Джеймсом Херреллом, додається список, в якому наводяться відомості про гірські породи, що видобувалися в кожній з них: назва формації, її вік, особливості структури та складу, найбільш характерні викопні організми, а також зазначенібудівлі, які, мабуть, зведені з блоків, здобутих у цій каменоломні, і час, коли у ній велися роботи. Наприклад, для піраміди Хафра вапнякові блоки вирубували недалеко від неї в каменоломні (рис. 3а), що розкрила середньоеоценову формацію Observatory (вік приблизно 45 млн років), яка є нормально-морськими відкладеннями з рясними раковинами гігантських найпростіших — форамініфер нумму мікроскопічними оперкулінідами, глобігерінідами та іншими форамініферами; трапляються там залишки морських їжаків; структурні особливості вапняку вказують на те, що він формувався не глибше за базис штормової ерозії.
Саме мінералогічний склад гірських порід (рис. 5), їх структура, текстура та інші петрографічні ознаки, а для осадових порід – також склад викопної фауни – дозволяють точно визначити, з якого кар'єру вилучалися майбутні елементи конкретних споруд. Унікальні особливості морського басейну або його невеликої частини з часом відображаються в осадових гірських породах, що там утворилися, і застигають у них назавжди, навіть якщо фрагменти цих порід стають будівельним матеріалом.
Так само, за петрографічними та палеонтологічними ознаками, свого часу шукали кар'єри, де в Середні віки добувався вапняк для спорудження храмів Стародавньої Русі та Франції, коли почали їх реставрувати. Тому що навіть дуже схожі вапнякові блоки, взяті з різнихкар'єрів, мають дещо інший склад, у тому числі хімічний, що може спровокувати посилення ерозії у відреставрованій стіні на стику «латок» зі старим камінням.