И ещё раз: дробит долерит
О.В.Кругляков
Понятно, что задачей опытов не было досконально показать, как в Египте действительно велась обработка камня. Всё начинается с подробного инженерного подхода к изучению и пониманию следов, оставленных инструментами древних. При экспериментировании осмысливаются режимы использования инструмента: какими они могли быть в древности, если привели к получению «таких-то» следов. Конструктивно инструмент обычно прост, остаётся только понять тонкости режимов его применения. И следы непременно получатся «такими-то» сами вследствие точности воспроизведения режимов древнего производственного процесса. Таким образом, задача – понять, как обработка могла вестись.
Таким заклинанием оканчиваются все здешние статьи, рассказывающие об опытах в области изучения древнеегипетских приёмов работы с камнем. Да, по причине почти полного отсутствия письменных данных о таких приёмах довольствоваться приходится исключительно максимально скрупулёзным изучением следов, оставленных древними и на самих изделиях, и в местах добычи материалов для этих изделий.
***
На песчаниковой стене видны испещрённые наклонными штрихами широкие горизонтальные полосы, отделённые друг от друга узенькими «порожками». Перед такой стеной в Силсиле стоит шеренга знатоков: кажется, здесь стену скребли гигантской длины расчёской – нет, так породу не выбирают:
С мнением знатоков о предмете мы ознакомились. А о чём рассказывают эти следы инструментов на стене в действительности?
А вот о чём!
Сначала поверху вдоль всего каменного массива долотами (длинными зубилами – ломами), или кирками сверху вниз прорубалась вертикальная прямолинейная траншея-щель. На втором этапе сверху вниз же прорубались траншейки-щели, перпендикулярные первичной. И в заключение прорубалась горизонтальная щель, подсекающая получающиеся кубики снизу. Становилось возможным вынуть эти кубики и оттащить их в сторону. Результат выглядел, как ступень на стене, у которой созданная новая (в высоту отнятого рада кубиков–блоков) вертикальная стенка – вся в штрихах от движений долот, или кирок: как почесали расчёской знатоков. От долот штрихи скорее прямолинейны и с «запинками» от ударов, от кирок – скорее несколько изогнуты и гладки.
Далее вдоль получившейся стеночки со штрихами вниз прорубали щель-траншею нового, второго, яруса. Прорубали поперечные щёлки, горизонтально подсекали снизу и этот ярус. Отделяли и оттаскивали в сторону новый рад кубиков. На стене под прежней «штрихованной» инструментами горизонтальной полосой появилась новая штрихованная инструментами полоса, отделённая от первой, верхней, тонким бордюрчиком – порожком. Дальше – следующий ярус. Вот и вся трасология здешней ручной выборки камня. Таким образом, на стене ясно отразились несколько этапов общепринятой и общеизвестной методики добычи камня. Несколько ярусов «отнятия» от стены блоков песчаника.
Проходка нескольких ярусов оставила после себя как раз такую стену, перед которой теперь можно компетентно судить, что так породу не выбирают.
В действительности же, в случае ручной работы, песчаник, известняк и камни других податливых пород именно так добывали в древности и именно так добывают сегодня. Слева – выборка киркой траншей-щелей в массиве известняка сегодня: Добыча камня в Древнем Египте кирками
***
Совсем не то – ручная выемка в древности заготовок из камня и самого камня неподатливых пород, например кварцита (окварцованного песчаника, silicified sandstone) и гранита. Посмотрим на картину, оставленную в гранитном карьере Асуана, или в кварцитовом карьере Фидан-Эл-Фарас. Везде вокруг заготовок будущих изделий, саркофагов, или обелисков – выдолбленные широкие траншеи, либо, если не траншеи, то обширные пространства. Траншеи с характерной конфигурации выемками в дне и характерными восходящими выемчатыми полосами на стенах. Суммарный объем камня, выбранного из пространства рядом с заготовкой вполне сравним с объёмом заготовки будущего изделия, а может и превышать его.
Ширина траншеи вокруг знаменитого неоконченного обелиска в Асуане колеблется около 0,75 м. Не является ли выросшая здесь до столь гигантских величин ширина совершенно утилитарной отделительной траншеи-щели первой из подсказок о методах работ?
Какая причина заставила поступать так нерационально – тратить усилия на выемку вокруг нужной заготовки гигантского объёма твёрдого камня, обращаемого в труху и совершенно бесполезного в таком виде? Отделять от массива заготовки твердокаменных изделий почему-то умели, могли только и только, проделав широкие и трудоёмкие отделительные траншеи. Наверняка, бывшие в распоряжении рабочих инструменты и приёмы работы с ними не позволяли отделять заготовку от скального массива иным способом.
Гранит, кварцит.
Да просто в Египте не существовало тонких и при этом прочных инструментов, способных справляться со столь неподатливыми породами. Нечем было в граните и кварците с такой же лёгкостью, как в известняке и песчанике проделывать узкие щели. Кирки из меди и её сплавов гранит и кварцит не берут. Следов же выпиливания заготовок в Египте нет ни в одном из карьеров вообще. Значит, следует расшифровать, приёмы работы с какими доступными в Древнем Египте инструментами потребовали таких пространств, таких свободных объёмов, как эти траншеи.
Второй из подсказок в совокупности с первой должны оказаться оставленные этими инструментами следы.
Протянувшиеся вдоль дна траншей цепочки лунок во всю их ширину (видны на левом из двух предыдущих снимков), часто переходящие в восходящие выемчатые полосы на стенах говорят о единственно возможном их происхождении: дробление.
В кварцитовом карьере картина и вовсе интересна, выемчатые восходящие полосы на стенах испещрены язвочками.
Эти язвочки у мелкозернистых пород (кварцит, базальт и т.п) – характернейший признак последствий ударов. Под пятнышком удара из-за микро-сдвигов разрушаются спайки между зёрнами и происходит местное точечное осыпание.
Не следует думать, глядя на такие следы на стенах выработок, что удары здесь наносились горизонтально — в бок, в стену. То есть, что зачем-то рабочий делал бессмысленную работу, обрабатывал стену, состояние которой никого не интересует. Все удары наносились вниз и только с очень небольшим уклоном в сторону стены, чтобы отделительная траншея непроизвольно не сужалась ко дну (слева).
Подробности о природе появления следов дробления – здесь: «Египетский недокварцит».
Из-за значительно более крупных размеров зёрен гранита сотни дробящих ударов оставляют на нём визуально и на ощупь гладкую поверхность. На снимке слева – лунка с гладкой поверхностью, результат экспериментального двухчасового дробления гранита: Дробит долерит-2
Это потом, по прошествии длительного времени, ослабленная дробящими ударами и легче поддающаяся всем видам эрозии поверхность становится пористой. Многие гранитные поверхности в Египте, тысячелетия предохраненные от эрозии песком (в том числе, в траншеях и шурфах Асуана), остались относительно гладкими, как будто только что вышедшими из-под ударов.
Для нанесения инструментом дробящих ударов требуется пространство, где рабочий мог бы стоять, сидеть, разворачиваться, замахиваться и так далее, пребывая длительно. Отсюда и габариты траншей вокруг заготовок. Судя по конфигурации дна выемок на дне траншеи, сегодня визуально определяющих и ограничивающих каждое рабочее место, дробившие гранит работники располагались лицом вдоль траншеи. Средняя ширина траншеи у неоконченного обелиска 75 см, а протяжённость каждого рабочего места вдоль траншеи около 65 см (Engelbach R, The Aswân Obelisk with Some Remarks on the Ancient Engineering). Каждый рабочий в траншее дробил гранит на индивидуальном прямоугольном участке площадью около 0,49 м2.
Каждая видимая сегодня на дне отделительной траншеи группа размерами примерно 75*65см из четырёх почти квадратных лунок образовывала стандартное рабочее место одного человека.
Прямоугольники, квадраты дают максимально рациональное распределение рабочих участков по заданной площади работ. Каждый из четырёх «внутренних квадратиков» – площадка с нормально доступной из сидячего положения поверхностью для дробящих ударов удерживаемым в руках камнем - молотом. На своём «квадрате» 75*65 сантиметров рабочий может, не мешая при этом соседям, работать, поочерёдно меняя четыре позиции.
Выемчатые полосы на стенах отделительной траншеи обелиска шириной около 30см – «вертикальные» продолжения лунок на дне. Они образуются по мере движения каждой из выдалбливаемых лунок вниз, в гранитный массив, благодаря ударам, наносимым наискосок в стороны во избежание сужения траншеи книзу.
***
Ищем последнюю подсказку: чем, собственно, наносились дробившие гранит удары.
На нескольких площадках нынешней территории асуанского гранитного карьера разложено множество изношенных дроблением «булыжников», которые собрали с рабочих мест карьера в новейшее время при его очистке от скопившегося за тысячелетия пустынного песка. Петрологическими исследованиями установлено, что места происхождения этих камней расположены здесь же в Асуане, поблизости. Это долеритовые карьеры, отмеченные на карте красными квадратиками (зелёными треугольниками отмечены карьеры гранитные):
...В россыпях метадолеритов есть многочисленные места, где и поверхность коренной породы, и разбросанные по ней валуны обработаны. Хотя ни следов инструмента или других очевидных следов разработки не видно (за двумя исключениями, отмеченными ниже), эти места отличаются относительно неэродированными и неестественно выглядящими поверхностями, какими они могли стать только при разработке камня. Кроме того, в каждом из таких мест есть груда угловатых кусков метадолерита, каждый из которых - от 10 до 30 см в поперечнике, а большинство - от 15 до 25 см. Это - новые камни (или заготовки молотов), и, оценочно, в карьере их насчитывается от 1500 до 2000 штук. Засоряя землю, а местами, образуя почти сплошное покрытие, разбросаны метадолеритовые осколки, которые являются побочным продуктом производства молотов. Фактически, добыча метадолерита велась почти наверняка с помощью местных же камней - молотов. Похоже, что куски скалы сбивались с поверхности коренной породы и валунов, а затем уменьшались путем обколки до требуемого размера. Конечным продуктом оказывался компактный, угловатый, почти кубической формы кусок метадолерита, который был достаточно мал, чтобы удерживаться одной или двумя руками...
… к сильно измененным и деформированным камням следовало бы применять термин «метадолерит», но в интересах сохранения петрологической терминологии, для простоты и единообразия с применявшимся у историков Египта в прошлом терминами, принято все эти чёрные мелкозернистые отбойники называть «долеритовыми»… (Dolerite Pounders: petrology, sources and use, Adel Kelany, James A. Harrell and V. Max Brown)
А почему именно долерит и прежде всего, долерит – вполне очевидно, хотя в качестве инструмента для дробления в Египте в ходу были и гранит, и кварцит…
Долерит! Ввиду исключительных мелкозернистости структуры и прочности спаек, в качестве молотов он – самая подходящая из пород Египта. Подробности – здесь: Дробит долерит
***
А шурфы?
Древнюю, похожую на достоверную, информацию о производительности египетского долерита по египетскому граниту при дроблении можно увидеть в в шурфе «в ногах» знаменитого неоконченного обелиска в Асуанской гранитной каменоломне.
…Самая важная из надписей обнаружена в проверочном шурфе к западу от Неоконченного Обелиска (Fig.8). Такой проверочный шурф - отверстие пробитое в граните для прослеживания направления распространения природной трещины. Работавший здесь Энгельбах не раскапывал его, шурф целиком раскопали мы во время раскопок 2002 года. Глубина этого проверочного шурфа - 4,5 метра, а диаметр 0,77м. Он расположен примерно в одном метре к западу от юго-западного угла Неоконченного Обелиска. В нём обнаружены два вида иератических дат, нанесённых двумя красками, красный и черный. Цвета могли обозначать два этапа работ с обелиском. Все эти иератические даты привязаны к использовавшимся для учёта проделанной в шурфе работы красным и чёрным линиям… (Adel Kelany, Marks of the Quarry Workers at the Unfinished Obelisk Quarry, Aswan, Egypt: Preliminary Report)
Вертикальная протяжённость шурфа от уровня поверхности Неоконченного обелиска вверх — порядка двух метров (от самой нижней из красных меток, где расположен сегодняшний вход, до древнего входа в шурф на вершине южного скального массива).
Выше сегодняшнего входа от шурфа остался только вертикальный фрагмент "задней" его поверхности высотой порядка двух метров – узкая протяжённая выемка в гранитной стене. Именно на поверхности этой выемки и сохранились упомянутые Келани метки и даты при них.
"Передняя" часть гранитного массива сколота, а в древности она отделилась от него той самой трещиной, ради изучения которой и был пробит описываемый шурф.
Ни все обнаружившиеся отметки, ни состояние и направление трещины в гранитной толще выше нынешнего входа в шурф, не имеют отношения к оставшемуся в своей постели Неоконченному обелиску — всё это расположено выше него.
Предположение Келани о связи перемены цветов краски отметок с фазами работ с этим обелиском почвы под собой не имеют. Вообще, скол всей передней части массива и передней части шурфа выше уровня нынешнего входа в шурф относится к вырубанию какого-то другого изделия, или изделий.
***
Келани в предварительном археологическом отчёте пишет, что глубина шурфа - 4,5 метра, а диаметр 0,77 м. Похоже, в отчёте эскиз разреза шурфа задуман только для приблизительного обозначения размещения меток этапов проходки и дат. Выполнен эскиз небрежно: судя по масштабной линейке внизу страницы, «диаметр» и глубина на эскизе слабо соответствуют названным Келани. Но всё же попробуем, ориентируясь на них, прикинуть производительность работ при вертикальной проходке гранитного шурфа, слегка скорректировав пропорции на эскизе.
Между появлениями первой (Первый месяц Шему) и второй (Третий месяц Шему) из имеющихся меток прошло около двух месяцев, второй (Третий месяц Шему) и третьей (Четвёртый месяц Шему) – около месяца. Номера дней на трёх метках стёрлись. Шему – весенне-летний, второй из трёх четырёхмесячных сезонов египетского календаря. Длится с середины нашего марта по середину нашего июля. В египетском месяце – тридцать дней.
Объём гранита, вынутого между любыми двумя метками – около 0,326 м3, Объём гранита, вынутого из всего шурфа – около 2,1 м3.
Расстояния между метками примерно одинаковы. Получается, при неизменной площади поперечного сечения шурфа за первые два месяца Шему гранита выбрано столько же, сколько за один третий месяц Шему. На втором из отмеченных отрезков шурфа производительность оказалась в два раза больше.
Никто сегодня не смог бы сказать, что происходило весной того года, мешавшее рабочим развить такую производительность, какую они стали развивать два месяца спустя, к четвёртому месяцу Шему. Может быть, на первые месяцы Шему того года пришёлся период хамсина, не давший возможности работать в полную силу. Может быть, рабочих перебросили на другой объект. Может быть, помешали какие-то административные причины. А может быть, собственно, скорость до метки «Третий месяц Шему» была обычной, а тут — подстегнули: работа с заказом не движется, а вы тут ковыряетесь, никак, негодяи, не поймёте, куда трещина идёт!
В общем, попробуем вообразить, что от самого начала работ до метки «третий месяц Шему» работа шла с меньшей суточной производительностью, а после неё и до самого окончания работ – с большей.
***
Рёдер считает, что при определённых приёмах работы минутная производительность египетского долерита по египетскому граниту может достигать 12см3 (то есть, 720см3 в час). Энгельбах в экспериментах несколько раз получал производительность египетского долерита в дроблении египетского гранита не менее 460 см3 в час. Основанная на некоторых сопоставлениях (в том числе и прикидках Энгельбаха) оценочная часовая производительность египетского долерита по египетскому граниту может оказываться до 700 см3 (Engelbach R, The Aswân Obelisk with Some Remarks on the Ancient Engineering).
Наш опыт с применением дагестанских габбро-долеритовых речных окатышей (похоже, уступавших по прочности египетскому долериту) и подмосковного моренного гранита, структурой отдалённо похожего на асуанский, дал часовую производительность дробления не менее 310 см3.
***
Если объём гранита 0,326 м3 (от первой до второй из подписанных меток) выбран за 2 месяца, то в сутки выбрано 0,326 м3/60 = 0,0054 м3 = 5400 см3.
При 10-часовом рабочем дне в час дробилось 540 см3, а в минуту – 9 см3 гранита.
При суточном непрерывном 24-часовом цикле работ с оптимальной сменностью рабочих часовая производительность могла быть легко достижимой – 225 см3, а минутная 3,75 см3.
Если суточная производительность 0,0054 м3 поддерживалась от самого начала работы и до метки «Третий месяц Шему», верхняя часть шурфа, протяжённостью 1,2 м и объёмом 0,558 м3, была пробита за 103 дня.
***
Если объём гранита 0,326 м3 (от второй до третьей из подписанных меток) выбран за один месяц то в сутки выбрано 0,326 м3/30 = 0,011м3 = 11000см3.
При 10-часовом рабочем дне в час дробилось 1100 см3, а в минуту – 18,3 см3 гранита. Такая производительность кажется крайне маловероятной.
При суточном непрерывном 24-часовом цикле работ с оптимальной сменностью рабочих часовая производительность оказалась бы 458 см3, а минутная 7,6 см3.
Если суточная производительность 0,011 м3 поддерживалась от метки «Третий месяц Шему» и до самого окончания, нижняя часть шурфа протяжённостью 3,3 м и объёмом 1,5 м3 была пробита за 140 дней.
После гипотетического окрика администрации суточную выборку гранита в шурфе оказалось возможным увеличить в два раза, уменьшив часовую выборку в 1,2 раза, но увеличив количество рабочих часов с 10 до 24 и обеспечив оптимальную сменность работников.
***
В общем, для очистки совести сделан честный прикидочный подсчёт. В действительности же дело обстояло наверняка иначе!
Самая вероятная причина двукратного скачка производительности в неверном нынешнем прочтении надписи при первой из сохранившихся отметок глубины шурфа «Первый месяц Шему». Внятных снимков цепочки отметок глубины с надписями при них разыскать пока не удаётся (на левом из снимков последней пары чёрную отметку «Первый месяц Шему» разглядели? а она там есть!). Но отражённое на двух прорисовках Келани состояние надписей при отметках «Четвёртый месяц Шему» – подсказка о том, как следует читать первую. Похоже, «единица» при первой метке — остаток «двойки»: «Второй месяц Шему»! И… всё сразу становится на свои места. Тем более, что на прорисовке Келани линейная протяжённость выборки между первой и второй сохранившимися отметками неотличимы от протяжённости выборки между второй и третьей отметками. Из такого простого соображения вытекает, что весь шурф выбран с одной скоростью:
при суточном непрерывном 24-часовом цикле работ с оптимальной сменностью рабочих часовая производительность оказалась бы около 458 см3, а минутная около 7,6 см3.
…весь шурф выбран с одной скоростью… Наверное, всё же не весь, а только верхняя его часть до отметки «Четвёртый месяц Шему». На том этапе истории это был «весь шурф», «полный шурф». Затем, «передняя» часть массива скололась вместе с «передней» частью шурфа в процессе выборки породы для получения хронологически первого изделия. О будущем обелиске, известном нам сегодня, речи ещё не было.
Существующая сегодня «целостная» часть шурфа, то есть, часть ниже самой нижней из меток, относится только и только к Неоконченному обелиску, она проделана позже и независимо от верхней, и совсем с другой скоростью, для оценки которой у нас нет никаких данных…
***
Осталось искать ответ на кажущийся каверзным вопрос о возможности дробить гранит в шурфе, то есть, вертикальной трубе диаметром 77 сантиметров и глубиной 4,5 метра…
Впрочем, похоже, не было здесь шурфа глубиной 4,5 метра. Был сначала один, 2,5м глубиной, и только потом, не зависящий от первого (первый уже исчез!) — второй, двухметровый.
Считать, что 77 см — диаметр можно только весьма условно! В асуанских каменоломнях нет шурфов круглого сечения. Этот шурф не исключение, сечение его скорее грушевидное.
Вспомним: средняя ширина траншеи у неоконченного обелиска 75 см, а протяжённость каждого рабочего места вдоль траншеи около 65 см (Engelbach R, The Aswân Obelisk with Some Remarks on the Ancient Engineering). Каждый рабочий в траншее, таким образом, дробил гранит на индивидуальном прямоугольном участке 0,75 м на 0,65 м, то есть, участке площадью около 0,49м2.
В этом шурфе каждый рабочий дробил гранит на индивидуальном «круглом» участке с «диаметром» 0,77 м, и площадью около 0,47 м2. Практически на таком же участке, какой был у рабочего в траншее.
А шурфе темно? Душно?
Все подземелья Долины Царей (в том числе и вертикальные их элементы) выдолблены — выбраны в темноте и духоте. А ведь были ещё и разрабатывавшиеся египтянами золотые шахты Нубии с их уровнем эргономичности, интересующийся может поинтересоваться. Траншеи и шурфы Асуана по сравнению с ними — счастье!
К слову, основываясь на сделанных им самим обмерах, Энгельбах оценивает ширину асуанских шурфов и отделительных траншей по-своему:
***
Сказанное выше об образовании профиля отделительных траншей в граните относится и к формированию профиля шурфов. Все удары наносились вниз и только с очень небольшим уклоном в сторону стены, чтобы шурф непроизвольно не сужался ко дну. Выше уже показан рисунок с несколькими этапами дробления - движения вниз, который объясняет, как именно следует наносить удары, чтобы шурф не сужался.
Горизонтальные валики на стенках шурфов - не есть следы горизонтального движения какого-то специфического инструмента. Это устранённые не до конца следы промежуточных положений всё понижавшегося дна.
На снимке далее видно упомянутое выступание стенок внутрь у дна. Если его тщательно не сбить, то на уровне такого "промежуточного дна" на стенке остаётся выступающий внутрь валик.
Итог?
- В общем, совокупность признаков вполне свидетельствует о древних приёмах работ в карьерах прочных пород камня:
— эргономические параметры пространств вокруг заготовок,
— характер следов, оставленных инструментами на заготовке изделия и вокруг него,
— массово обнаруживающиеся на рабочих местах инструменты, способные оставлять на камне именно такие следы.
2. Рабочее пространство в шурфах асуанских карьеров по эргономичности неотличимо от рабочих пространств возле заготовок изделий.
3. Изредка обнаруживаются древние свидетельства производительности работ по дроблению. И… в общем, не удивительно, что полученная в древности производительность оказалась близкой к полученной экспериментаторами в наше время.
И всё это и не могло бы быть иначе, поскольку
…всё начинается с подробного инженерного подхода к изучению и пониманию следов, оставленных инструментами древних. При экспериментировании осмысливаются режимы использования инструмента: какими они могли быть в древности, если привели к получению «таких-то» следов. Конструктивно инструмент обычно прост, остаётся только понять тонкости режимов его применения. И следы непременно получатся «такими-то» сами вследствие точности воспроизведения режимов древнего производственного процесса.
----------------
Использованы снимки А.Пучкова, В.Андросова, сайта «Исида», снимки из открытого доступа в интернете и авторские.