Прыжок в прожлое. Эксперимент раскрывает тайны древних эпох - Рената Малинова

Постройки в Ушмале содержали 850 тысяч куб. м земляного и каменного заполнения весом 1,3 млн. т. Этот строительный материал можно было добыть на площади 7,5 млн. кв.м. Среднее расстояние транспортировки на стройку составляло 750 м. Этим путем один мужчина мог перенести за один день 0,5 т земли и камня.

Дальше тестировались каменотесные работы и возведение стен. Индеец майя в качестве каменщика смог построить кубический метр стены из 1400 кг камня и 400 кг раствора. Добыча составных частей раствора и гашение извести для 400 тысяч куб. м стен в Ушмале согласно тесту, потребовали бы около 0,5 млн. рабочих человеко-дней. Для скульптурных работ и облицовки 1 кв. м фасада из известняка одному человеку понадобилось бы три рабочих дня. В Ушмале было обработано 750 тысяч кВ. м площади фасадов, что составляло 2,5 млн рабочих дней каменотесов.

Общее количество рабочих дней, необходимое для добычи и транспортировки строительного материала, собственно строительства, выполнения каменотесных и скульптурных работ, составило, по подсчета, установленным на основании тестирования 7,5 млн человеко-дней.

Из этих тестов мы можем получить и другие данные, которые нам откроют многие тайны прошлого. Для этого достаточно иметь при себе карандаш, бумагу и простой карманный калькулятор.

Так, например, если нам известна площадь местности и способ пропитания, то мы можем определить количество населения, проживавшее на этой территории, а затем и длительность стройки. И наоборот, если нам известны сроки строительства, то мы можем определить количество работавших на ней и приблизительно установить площадь заселения. В условиях Чехословакии подобным способом можно было бы определить сроки строительства мощных укрепленных городищ древнейшего периода и эпохи Великой Моравии.

Попытаемся это сделать на примере Ушмаля. Площадь этого района говорит о том, что его сельское хозяйство могло обеспечить пропитание приблизительно 1200 семьям (т. е. 6 тысячам человек). Если бы каждая семья могла освободить для общественных работ одного взрослого человека на протяжении 40 рабочих дней ежегодно, то это составило бы 48–50 тысяч рабочих дней, что обеспечило бы необходимые 7,5 млн. рабочих человеко-дней в течение 150 лет. Но при более краткой и массовой концентрации рабочей силы (при удвоении годовой производительности на одну семью) в Ушмале можно было бы построить самую высокую ступенчатую пирамиду, для возведения которой нужно было около 650 тысяч рабочих дней, за семь лет.

Связующее вещество построек

Строители древнейших времен довольствовались для своих низких жилищ в большинстве случаев глиняным раствором. Известь употребляли уже в эпоху неолита, но только для побелки стен. Античные и средневековые строители употребляли огромное количество извести, ибо только известковый раствор (если не считать в совершенстве обработанные и идеально прилегающие друг к другу каменные квадры перуанских и других построек) позволял их великолепным проектам расти вверх и вширь.

Производство и применение извести основано на простых химических реакциях, которые стали известны довольно рано. Подходящим сырьем являются известняки и доломиты, сложенные из карбонатов. Путем обжига они превращаются в окислы, при этом выделяется углекислый газ. Тот, кто уверен в своих школьных знаниях по химии, может спокойно предолеть следующие абзацы.

Самым древним и простым способом производства извести было, очевидно, выжигание в костре. Эта производственная техника сохранилась наряду с более прогрессивными способами на протяжении всего средневековья. В период античности, когда известь стала очень важным и нужным сырьем, появились печи для обжига извести. Тип печи, существовавший в Древнем Риме, стал исходным в цепи развития печей, использовавшихся вплоть до XX века.

Печи по обжигу извести в римских провинциях имели в целом единую схему. В плане они были овальны, грушеобразны или круглые, размером 360х280 см при общей высоте 3–4 м. Нижняя часть печи была сужена встроенной стенкой толщиной около 50 см, которая ограничивала топку, открывавшуюся в пространство обслуживания каналом топки четырехугольного сечения (примерно 60х45 см, но также и 90х60 см). Топку от шахты отделял свод. Одна из таких римских провинциальных печей найдена была во время археологических раскопок также и на территории Чехословакии, у села Русовца возле Братиславы. В месте производства извести сосредоточено было обычно несколько печей. Как правило, они были расположены вблизи военного лагеря или поселения.

В Иверсхайме (ФРГ) археологи исследовали известкообжиговый центр с шестью печами II–III веков н. э. Печи были выдолблены в склоне горы, над ними, выше по склону, возведено здание, у которого проходила подхъездная дорога. По ней к печам подвозили шихту. У самих печей построены были кирпичные ниши для обслуживания. Такие объекты относятся к очень редким находкам. В этом районе археологи открыли уже четыре известкообжиговых центра, поставлявшие известь для Рейнской области в период рисского владычества. Дешевой и надежной транспортной артерией была река Эрфт. Известь отсюда, очевидно, вывозили даже на территорию современной Голландии.

Римские архитекторы Катон и Втрувий упоминают известь как важный строительный материал, но у них нет описания ни производства ее, ни технологии. Поэтому на многие вопросы пока ответить не удается. Решению их должен был способствовать эксперимент в Иверсхайме.

Печи в Иверсхайме были грушеобразной формы, длиной около 3 м. Высота печи была 4 м, нижнюю половину ее занимала топка, а верхнюю — шахта, заполнявшаяся сырьем. Эти две части отделены были друг от друга самонесущим сводом, который должен был выдерживать нагрузку 2500 кг доломита или известняка. Свод экспериментаторы построили из кусков доломита, которые тщательно укладывали на деревянную опалубку. Изготовление опалубки было трудным и долгим процессом. Но экспериментаторы установили, что после заполнения печи опалубку по частям можно было вынуть. После обжига ее опять можно было поставить под своды с находящейся на них шихтой. Таким образом печь можно было без риска разрушения свода разгрузить и вновь заполнить. Футеровку печи сделали из осадочной породы, обмазанной глиной. В центре находилось прямоугольное отверстие топки. Оно служило для зажигания огня, закладывания дров и закачивания воздуха.

Античные доломитовые каменоломни находились рядом. Здесь доломит добывали и экспериментаторы. Во дну печь помещалось 2500 кг шихты. В качестве топлива античные мастера использовали дерево. В древности здесь росли в основном ива и тополь, их древесину и использовали в качестве топлива, как показал анализ. Работа известкообжигового центра была серьезным вторжением в естественную среду, так как только одна печь ежедневно поглощала 10 куб. м дров.

На своды экспериментаторы насыпали доломит, а в топке сложили дрова. Через вход топки бросили горящий факел и привели в действие печь. Внутри печи поместили на различной высоте чугунные трубы с термодатчиками, данные которых переносились на соответствующий график. Кроме того, регулярно проводились анализы выходящих газов.

Спустя час температура в печи достигла 600 градусов. В первые сутки температура не превысила 800 градусов, вверх уходили испарения и газы, возникающие при высыхании свежей кладки и печи и обжигаемой породы. На второй день температура достигла 1050 градусов. Именно такая температура необходима для обжига породы, поэтому ее нужно было поддерживать до окончания всего процесса обжига. Это обеспечивали шесть человек, по двое в трех сменах, шесть ней. В целом израсходовали 60 куб. м дров. Температура выходящих газов (углекислый газ) достигала 600 градусов. Угарный газ не выделялся, так как процесс проходил без доступа воздуха. Через неделю углекислый газ уже не был обнаружен. Обжиг был, таким образом, закончен. После этого отверстие топки было заложено кусками породы и обмазано глиной, но вверху печь закрыли только глиной. В этом положении химическая реакция могла быть закончена. Весь этот процесс соответствовал данным археологии. Температура выходящих газов резко упала до 200 градусов, но после полной закупорки печи вновь поднялась до 320 градусов. С этого момента тепло равномерно распространялось по всему пространству печи. Через неделю температура всей шихты составляла 200 градусов. Затем отверстие топки расчистили, устранили также глиняную обкладку вверху. Спустя несколько часов температура извести стала такой же, как и окружающего воздуха. Только через три недели экспериментаторы смогли отдохнуть.

Гашение полученного продукта водой показало (спустя 15 минут он превращался в горячий порошковый гидрат), что опыт был удачным. Он показал, что древнеримским мастерам обжига достаточно было для загрузки печи и охлаждения шихты 6–7 дней. За два-три дня они могли освободить печь и загрузить ее вновь. Иверсхаймский обжиговый центр мог перерабатывать при эффективном чередовании циклов обжига и загрузки ежемесячно 200 т доломита. Экспериментаторы рассчитали, что у пяти печей в сравнении с четырьмя можно в течение 30 дней повысить при эффективном рабочем ритме количество шихт с 10 до 16, а у шести — до 19. В последнем случае производительность возрастала на 90 %. Если предположить, что здесь работало 10 печей, то иверсхаймский производственный центр мог ежемесячно производить 2000 т извести.