Файр-сеттинг в древних каменоломнях?

Адел Келани, Файр-сеттинг в древних каменоломнях. Древние источники, новые доказательства и эксперименты

Предисловие и перевод О.В.Круглякова

В детство!

Когда я учился в четвёртом классе, в учебнике "Природоведение" обнаружился занятный рассказ о разрушении гранитного валуна путём сильного нагрева и немедленно следующего за нагревом охлаждения водой. Дальше учебник предлагал провести опыт, разрушить кусочек гранита.

Я подобрал на улице несколько красных гранитных обломочков примерно одного калибра (может быть, около полутора кубических сантиметров каждый) и приступил. Приспособив гранитный кусочек плоскогубцами так, чтобы он омывался пламенем горелки газовой плиты, несколько минут грел каждый из них. Потом бросал в чашку с холодной водой. От купания камешков вода заметно теплела, заменял более холодной.

Составляющие гранит компоненты, главные из которых – кварц, полевой шпат и слюда (биотит), имеют разные коэффициенты температурного расширения и, поэтому, в процессе разогрева отрываются друг от друга и сдвигаются. При быстром охлаждении они, сжимаясь, снова сдвигаются друг относительно друга. В общем, от этих температурных воздействий нарушается целостность образца.

Насколько легко гранит (а в частности, и образец, используемый в опыте) поддастся разрушению таким способом, зависит не только от древней геологической истории гранитного массива, но и от природных условий, в которых на последнем этапе своей истории пребывал этот образец, или массив породы, откуда он отобран. Погодные температурные изменения оказывают своё разрушающее воздействие на гранит тем же способом.

Хотя это и был выражено красный гранит, мои образцы заметно отличались друг от друга и цветом, и размерами кристаллов, и наверняка происходили из разных каменных массивов. Они и пламя в оттенки жёлтого – оранжевого окрашивали по-разному.

Один из камешков после разогрева, соприкоснувшись с водой, даже не долетел до дна – рассыпался и осел внизу в виде уже разнокалиберных и разноцветных кристаллов «песка». Другой – довольно легко раскрошился пальцами. Ещё с одним я всё никак не мог сладить, он лучше других и запомнился. Я подолгу грел, потом охлаждал его раза три, пока он после очередного охлаждения не расползся в пальцах.

Ещё успех зависит от относительных размеров составляющих образец кристаллов, от длительности и, соответственно, от глубины прогрева. Возможно, по опыту тысячелетий, египетские инженеры знали нужные интенсивности и длительности прогрева такие, чтобы порода в месте выемки прогревалась не менее и не более, чем на заданную ими глубину (с определённым допуском, естественно).

5 сентября 2017 я, повторил опыты в стиле «Природоведение, 4 класс». Ехать пришлось к знакомым: дома у меня плита электрическая…

Один из трёх опытов 05.09.17:

Ещё один — на видео (около семи минут): 03 05.09.17 Гранит, огонь, вода

Всякий раз камешки грелись по 6-7 минут, на большее не хватало терпения.

«Файр-сеттинг» - термин, принятый в англоязычных странах для обозначения описанного Энгельбахом, Келани и «Природоведением» способа измельчения твёрдых каменных пород. Но! Как можно догадываться по конфигурации следов на дне и стенах траншеи вокруг неоконченного обелиска в Асуане, не похоже, что эту траншею делали с помощью файр-сеттинга. Слишком маловероятно, что рабочие после удаления последствий воздействия огня стали бы теперь выглаживать дроблением получившиеся поверхности дна и стенки, противоположной изделию, поскольку они сами по себе не несут никакой функции, ни эстетической, ни рабочей.

Но для предварительного выравнивания гранитной поверхности под разметку будущего изделия файр-сеттинг вполне применим, как и для быстрого определения, куда направляется трещина в монолите, обнаружившаяся поблизости от места вырубки большой заготовки, с помощью прорубания шурфа. Но для файр-сеттинга в вертикальном шурфе есть трудности с подводом поддерживающего горение воздуха…

***

Адел Келани, Министерство по делам древностей,

Файр-сеттинг в древних каменоломнях. Древние источники, новые доказательства и эксперименты

(Adel Kelany Fire-setting in Ancient Quarries; Ancient Sources, New Evidence and Experiments)

Реферат

Введение

Древние карьеры разбросаны по всему Египту и являются богатыми источниками информации о технологиях прошлого в интересах не только исследователей, но и широкой общественности в плане колоссальных объектов, которые всё ещё остаются на этих археологических объектах(1).

Понимание того, как сами по себе такие объекты извлекались из каменного ложа привело к изучению исследователями и новому взгляду на археологические свидетельства в карьерах и на то, как поэкспериментировать, чтобы выяснить, насколько эффективным могло быть использование определенных методов. Менее проблематично определять методы извлечения мягких камней, таких как известняк и песчаник, поскольку археологические свидетельства в виде следов, обнаруженных в древних карьерах, свидетельствуют о том, что преимущественно использовались бронзовые и медные инструменты (2).

С другой стороны, в карьерах твердого камня свидетельства методов ломки камня сложнее оценить с помощью следов, поскольку они часто могут и отсутствовать. Следовательно, у исследователей понимание методов добычи твердого камня в прошлом остается спорным.

Однако недавними обмерами и раскопками карьеров были проверены методы извлечения камня, которые не только подтвердили некоторые старые идеи, но и породили новые вопросы. Например, раскопки неоконченного обелиска дают понять, что деревянные клинья вряд ли использовались для добычи гранита в Асуанских карьерах (3).

Наиболее значимо то, что новые исследования предполагают гораздо более широкое использование файр-сеттинга в древних каменных карьерах (4). Поначалу некоторым коллегам это нелегко было это принять (5), но, когда масштабные исследования Проекта QS и другие археологические работы показали ясные и несомненные доказательства использования огня при добыче камня во многих древних карьерах Египта, это стало более ясным и очевидным (6).

Древние надписи об использовании огня в карьерах

Понятно, что в таких, как гробницы, храмы и подобных им древних источниках не существует надписей и рисунков, которые показывали бы, как древние египтяне добывали камень. Однако две надписи коротко об этом упоминают, и считаться с ними очень важно.

Надпись Среднего Царства в Вади Хаммамат

Надпись расположена в карьере граувакки в Вади Хаммамат между городами Гифт и Куссейр (7). Это надпись визиря 11 династии Аменемхета, нанесённая во второй год царствования Монтухотепа- IV. Часть надписи, возможно, говорит о методах камнедобычи в Древнем Египте. Она гласит «тогда была вырезана перемычка и совершённое огнём было дроблением отбито от неё» (then the neck was cut and what the flame had brought was pounded from it) (8).

Это единственный известный пример возможного описания использования огня при извлечении твердого камня, если мы примем во внимание датировку надписи Средним Царством, но, как показывают археологические данные недавних раскопок, файр-сеттинг использовался с давних времён не только на протяжении Среднего Царства, но и во времена Старого Царства тоже (9) (см. ниже).

(По утверждению сразу нескольких компетентных египтологов эта надпись к файр-сеттингу отношения не имеет, речь в ней идёт только и только о принесении в жертву газели, родившей своё дитя прямо на заинтересовавшем рабочих камне:"...затем перерезали ей горло и принесли ее на нем (т.е. на камне) в жертву всесожжения. Отвалился (от скалы он) благополучно... " Гёдике истолковал надпись непозволительно вольно. О.В.Кругляков)

Надпись Сехел

Другая надпись расположена в городе Асуане, на небольшом острове (рас Сехел, что означает «глава Сехела»), расположенном к югу от острова Сехел; надпись принадлежит Усерсатету, вице-королю Куша, который во времена Нового Царства служил царю Аменхотепу-II и на начальном этапе правления – Тутмесу- IV (10).

Надпись была впервые зафиксирована де Морганом (11) и заново была открыта сехельской командой французов (12). Надпись говорит о прокладке сквозь гранит пяти каналов к Нилу с помощью огня. Как отмечали Гассе и Рондо (13): «…это фактически может означать расщепление гранита огнём».

Археологические доказательства в гранитные карьеры (Обелиск - Мусульманское кладбище - Южный карьер)

Во время раскопок в 1920-1922 годах Энгельбах обнаружил следы древесного угля, обожженных мадбриков и другие приметы, указывающие на использование огня в древних методах разработки карьеров (14). Однако он полагал, что этот метод использовался только для удаление выветрившихся гранитных поверхностей (15).

Последние исследования и раскопки в карьере незавершённого обелиска в датируемых Новым Царством слоях с глиняными осколками подтверждают использование файр-сеттинга в династические времена. Найденные кусочки древесного угля, как и зола, смешанные с отвалами карьеров, дают однозначные доказательства использования файр-сеттинга. Было в отвалах обнаружено и множество мелких фрагментов частично обожжённых мадбриков красновато-желтого цвета с одной стороны и нормального коричневатого илистого цвета с другой (рис. 8.1а). Единственное объяснение этому - предположение, что кирпичи использовались для управления огнём с одной стороны (16).

В период проводившихся командой QS (2005-2008 гг.) исследовательских работ в карьерах силикатированного песчаника вдоль западного берега у города Асуан были найдены убедительные доказательства использования файр-сеттинга при добыче и этого твердого камня; в отвалах карьера оказались фрагменты древесного угля, обожженные мадбрики и слои пепла (17) (Рис. 8.1)

Карьеры Вади Хаммамат

Недавние исследования в Вади Хаммамат показали, что файр-сеттинг использовался для добычи граувакки тоже. Подобно обнаруженным в отвалах Асуанских гранитных каменоломен и каменоломен окварцованного песчаника доказательствам, здесь в нескольких местах обнаружились большие отвалы, содержащие значительные количества древесного угля, обожженные мадбрики и слои пепла (18) (рис. 8.1в).

Запланированные на будущее ограниченные раскопки предназначены определить точные датировки использования этого метода, в частности его использования в Среднем Царстве, как это указано в иероглифическом тексте упомянутом выше (19).

Недавние раскопки перед третьей пирамидой в Гизе

В 2008 году директор археологической области Пирамид Али Эль Асфар, пригласил меня осмотреть зону недавних расчистки и раскопок перед Третьей пирамидой (Менкаура). Это были недлительные раскопки и расчистка перед открытием её для публики (20). Они доказали, что наиболее вероятно гранитные блоки доставляли на площадку пирамиды из Асуанского карьера в грубой отделке. Затем, чтобы придать блокам их окончательную форму, использовались огонь и мадбрики (21) (рис. 8.1d).

Эксперимент с использованием файр-сеттинга

В мае 2007 года с карьерным гранитом был проведен использующий файр-сеттинг эксперимент. Киносъёмки этого эксперимента стали частью телевизионного документального фильма от Atlantic Productions под названием «Десять величайших египетских открытий» (Egypt’s Ten Greatest Discoveries).

Фрагмент фильма «Egypt’s Ten Greatest Discoveries»

Основная идея эксперимента было наблюдать, как теория использования файр-сеттинга для разработки гранита в древности, может сработать на практике. Весь эксперимент был основан на археологических данных недавних раскопок у «Незавершенного Обелиска», таких, как обгоревшие мадбрики, гранитные крошки и фрагменты древесного угля в отвалах карьера.

Используемый метод был очень прост и не содержал каких-либо сложных измерений, поскольку предназначался только для того, чтобы понять, разработка гранита файр-сеттингом является рабочим методом, или нет, и сравнить отходы после этого эксперимента с древними отходами в карьере незавершенного обелиска.

Операция

Мы начали с выбора лучшей поверхности, чтобы поставить эксперимент наверху массивного гранитного слоя в одном из современных гранитных карьеров к югу от Незаконченного Обелиска. Затем мы очистили от песка и эродировавших частей поверхность скалы, как, надеемся, поступали и древние рабочие. Поверх гранитной поверхности из мадбриков мы соорудили небольшую прямоугольную ограду (примерно 3,40 х 1,20 м и высотой в 0,40 м); и постарались, чтобы посередине загородки из мадбриков оказалась естественная природная трещина (рис. 8.2а).

Мы поддерживали горение набросанных внутрь ограды дров около 16 минут, пока древесина не превратилась в угольки (рис. 8.2b). Потом огонь внутри ограды из мадбриков мы залили водой (рис. 8.3a) и услышали громкий звук растрескивания гранита.

Мы прождали минут 10, пока поверхность гранита не охладится и разделились на две группы: одна, для работы в загородке из мадбриков, а другая для работы на нетронутой огнём поверхности гранита. Первая команда стала убирать мадбрики, гранитную крошку и древесный уголь с маленькой рабочей площадки и выбрасывать их наружу (рис. 8.3а и с).

Затем они начали долбить обожжённую область, используя долеритовые дробилки в то время, как другая команда начала долбить девственную гранитную поверхность, используя такие же инструменты.

Результаты

За полчаса там, где мы использовали огонь, нам удалось проделать в граните траншею глубиной в 26 см, (рис.8.4а) и около 6-100 мм на участке где огня не было, и работа велась только долеритовыми дробилками (рис. 8.4b).

(«100мм за полчаса на девственной поверхности гранита» – явная опечатка. Но в статье именно так. Тут я бессилен. К слову, в статье Келани есть ещё несколько несуразностей, обусловленных, кажется, тем, что английский, всё же, для автора – египтянина не родной язык. О.В.Кругляков)

Однако по поводу этого эксперимента есть некоторые замечания, которые следует учитывать: на мадбриках после нашего эксперимента видны чёрные пятна от огня, а не красные или желтовато - красные пятна, как на древних фрагментах мадбриков в карьере Незаконченного Обелиска. Это говорит о том, что, либо температура горения не была достаточно высокой, чтобы изменить цвет мадбриков, и /или загородка для управления огнем была слишком высокой. Возможно, более низкая ограда полезнее для эффективного горения и, соответственно, для повышения температуры.

Использование воды было очень полезно не только для самого разрушения гранитного слоя после использования огня, но и для охлаждения поверхности, чтобы быстрее можно было приступать к работе.

Занятно, что совсем рядом с прежней появилась ещё одна параллельная ей трещина, наводящая на мысль, что для создания траншей вокруг гранитных объектов, таких как обелиски, файр-сеттинг тоже мог использоваться.

Возможные «несанкционированные» повреждения гранитной поверхности и аспекты, связанные с управлением огнём предполагают, что этот метод требовал высококвалифицированных рабочих со знанием того, каких размеров нужны мадбриковые ограды для максимальной эффективности огня.

Хотя это был простой эксперимент, он добавил некоторую новую информацию в помощь нашему пониманию древних методов добычи, использовавшихся в гранитных карьерах и насколько эффективным может быть использование огня для извлечения камня. Однако, требуется больше экспериментов, чтобы понять, как файр-сеттингом создавать траншеи вокруг крупных объектов.

***

1 Barbara Aston et al. “Stone,” in Ancient Egyptian materials and technology, ed. Paul T. Nicholson & Ian Shaw, (Cambridge University Press, 2000): 5–77.

2 Dieter Arnold, Building in Egypt (Oxford: Oxford University Press, 1991), 36–40.

3 Adel Kelany, Excavation of the Unfinished Obelisk Quarry, unpublished report for the Supreme Council of Antiquities, 2003: 1–70.

4 Tom Heldal et al., “The geology and archaeology of the ancient silicified sandstone quarries at Gebel Gulab and Gebel Tingar, Aswan, Egypt,” Marmora: International Journal for Archaeology, History and Archaeometry of Marbles and Stones 1 (2005): 11–35.

5 Rosemarie Klemm and Dietrich D. Klemm, Stones and Quarries in Ancient Egypt (London, British Museum Press, 2008), 354.

6 Per Storemyr et al., “Survey of Chephren’s Quarry, Gebel el-Asr, Lower Nubia,” Sudan & Nubia Bulletin 6 (2002): 25–30; Tom Heldal, “Constructing a quarry landscape from empirical data. General perspectives and a case study at the Aswan West Bank, Egypt,” in QuarryScapes: ancient stone quarry landscapes in the Eastern Mediterranean, ed. N. Abu-Jaber, E. Bloxam, P. Degryse, & T. Heldal, Geological Survey of Norway Special Publication, 12 (2009): 125–154; Kelany, “Unfinished Obelisk Quarry,” 1–70.

7 Jules Couyat and Pierre Montet, Les Inscriptions hiйroglyphiques et hiйratiques du Ouвdi Hammвmвt. (Cairo, 1912), 100–102, inscription No. 199; Hans Goedicke, “Some remarks on stone quarrying in the Egyptian Middle Kingdom (2060–1786 BC),” Journal of American Research Centre in Egypt III (1964): 45–46.

8 Goedicke, “Some remarks,” 46.

9 Elizabeth Bloxam et al., “Hard Stone Quarrying in the Egyptian Old Kingdom (3rd millennium BC): re-thinking the social organisation,” in The Study of Marble and Other Stones in Antiquity—Proceedings of the 7th International Conference of the Association for the Study of Marble and Other Stones in Antiquity, ASMOSIA VII, ed. Maniatis Y., BCH Suppl., 51 (2009): 187–201; Per Storemyr et al. “Survey of Chephren’s Quarry, Gebel el-Asr, Lower Nubia,” 25–30.

10 Annie Gasse and Vincent, Rondot “The Egyptian Conquest and Administration of Nubia during the New Kingdom: the testimony of the Sehel rock-inscriptions,” Sudan and Nubia 7 (2003), 40–46.

11 Jacques De Morgan, U. Bouriant, G. Legrain, G. Jequier, A. Barsanti, Catalogue des monuments et inscriptions de l’Egypte antique, Vol. I, de la frontiere de Nubie a Kom Ombos (Vienne, 1894), 75.

12 Annie Gasse and Vincent Rondot, “The Egyptian Conquest,” 40–46.

13 Gasse and Rondot “The Egyptian Conquest,” 40–46.

14 R. Engelbach, The Problem of the Obelisks, from a study of the unfinished obelisk at Aswan (London, 1923), 134.

15 Engelbach, The Problem of the Obelisks, 134.

16 Adel Kelany et al., “The Granite Survey in the Aswan region: shedding new light on ancient quarrying,” in QuarryScapes: ancient stone quarry landscapes in the Eastern Mediterranean, ed. N. Abu-Jaber, E. Bloxam, P. Degryse, & T. Heldal, Geological Survey of Norway Special Publication 12 (2009) 80; Kelany, “Excavation of the Unfinished Obelisk Quarry,” 1–70; id., “The archaeological excavation and survey at the Unfinished Obelisk and Wadi Subayrah,” in The First Cataract of the Nile, ed. D. Raue, S. Seidlmayer, Ph. Speiser (Berlin, 2013), 97–102, Plates 19–22.

17 Tom Heldal and Per Storemyr,“The quarries at the Aswan West Bank,” in Characterisation of complex quarry landscapes: An example from the west bank quarries, Aswan QuarryScapes report, ed. Elizabeth Bloxam, Tom Heldal, Per Storemyr (Trondheim, 2007), 69–140.

18 For more information of this work see: Elizabeth Bloxam et al., “First Archaeological survey of the ancient greywacke quarries of the Wadi Hammamat,” Report to the Supreme Council of Antiquities, December 2010; Elizabeth Bloxam et al., “Second Archaeological survey of the ancient greywacke quarries of the Wadi Hammamat,” Report to the Supreme Council of Antiquities December 2011; E. Bloxam et al., “Third Archaeological survey of the ancient greywacke quarries of the Wadi Hammamat,” Report to the Supreme Council of Antiquities December 2012.

19 Goedicke, “Some remarks,” 43–50.

20 Adel Kelany, “The investigation of the Granite blocks around the 3rd Pyramid, Giza,” Report (Arabic) to the Supreme Council of Antiquities, 2009.

21 George Goyon, “Un procede de travail du granit par l’action thermique chez les anciens egyptiens,” RdЙ 28 (1976), 76–86.

*