Саксайуаман. Получение "пластилина". Научный анализ
Оригинал взят у izofatov в Саксайуаман. Получение "пластилина". Научный анализ
Оригинал взят у sibved в Саксайуаман. Получение "пластилина". Научный анализ
Статья Крузер. А.: К вопросу о происхождении материала блоков, слагающих стены крепости Саксайуаман в Куско (Перу).
© Все права на публикацию статьи защищены и принадлежат автору статьи Алексею Крузеру.
Написал Алексею вопрос о разрешении копирования его работы. Но не получил ответа. Думаю, не будет ничего плохого, если я вынесу этот материал на обсуждение, тем самым привлеку внимание к его теме.
Этот наболевший вопрос уже долгое время терзает не одно поколение исследователей. Циклопические постройки поражали своим размахом ещё первых конкистадоров, ступивших на дотоле неведомые европейцам земли. Виртуозная обработка элементов стен, точнейшая подгонка сопрягающихся швов, размеры самих многотонных блоков, заставляют и поныне восхищаться мастерством древних строителей.
В разные годы, различными, независимыми друг от друга исследователями, был установлен материал, из которого изготовлены блоки стен крепости. Это - серый известняк, слагающий окрестные толщи породы. Содержащаяся в этих известняках ископаемая фауна, позволяет считать ихэквивалентом известняков Аявакас озера Титикака, относящихся к апту-альбу мела.
Блоки, составляющие кладку стены, совершенно не выглядят вырубленными (как предпочитают утверждать многие исследователи), либо вырезанными неким высокотехнологичным инструментом. Современным обрабатывающим инструментом так же очень сложно, а зачастую и вовсе невозможно добиться подобных сопряжений при работе с твёрдым материалом, да ещё в таком кол-ве.
Что же говорить о древних народностях, которые при низком уровне развития технологий должны были совершить воистину неимоверные деяния? Ведь по сложившейся официальной версии, блоки якобы вытёсывались в разрабатываемых близлежащих карьерах, а затем перетаскивались, обрабатываясь при этом с различных сторон для подгонки и состыковки в сопряжениях с последующей инсталляцией в кладку стены. Причём, учитывая вес самих блоков, такая версия вовсе становится похожей на сказку. Всё это действо приписывается народности кечуа (инкам), великая империя которых процветала на Южноамериканском континенте в 11-16 вв. н.э., конец существования которой положили конкистадоры.
В этом месте стоит уточнить, что инки унаследовали и пользовались продуктами знаний предшествующих цивилизаций, существовавших на подвластных оным территориях. Множественные археологические исследования данных районов, свидетельствуют о существовании более древних культур, являющихся бесспорными предшественниками и основоположниками той самой «базы», на основе которой взросла империя инков. И далеко не факт, что грандиозные циклопические постройки Саксайуамана дело рук именно инков, которые вполне могли воспользоваться уже готовыми постройками, совершенно не прикладывая рук к вырубке и перетаскиванию неподъёмных глыб, не говоря уже об их обработке.
У инков, либо их предшественников, не наблюдаются какие-либо высокотехнологические изыскания, при помощи которых можно было бы выполнять весь комплекс таких работ по возведению грандиозных сооружений. Никакие археологические исследования не подтверждают какого-либо наличия соответствующих инструментов и приспособлений, способных оправдать сложившееся мнение. Некоторый «выход» из этой ситуации пытаются предлагать изыскатели, допускающие фактор инопланетного вмешательства. Дескать - прилетели, построили и улетели, либо бесследно исчезли/вымерли, не оставив после себя знаний о технологиях, использованных при сооружении стен. Что об этом можно сказать? Конкретно можно ответить на этот вопрос, лишь только исключив все остальные возможности. А покуда таковые не исключены, следует опираться на факты и здравую логику.
Известняк блоков настолько плотный, что некоторые изыскатели высказываются в пользу андезита, что, естественно ни коим образом не является справедливым и, соответственно, вносит сумятицу и неразбериху, служа источником неверных толкований в направлении дальнейших исследований. Совсем недавние исследования крепости Саксайуаман российскими учёными (ИТИГ ДВО РАН) совместно с (Geo & Asociados SRL), проводившей георадарное сканирование района с целью выявления причин деструкции стен крепости по заказу Министерства Культуры Перу, в достаточной степени высветлили ситуацию в вопросе о составе материала блоков. Ниже приведена выдержка из официального отчёта (ИТИГ ДВО РАН) по результатам рентгено-флуоресцентного анализа образцов, отобранных непосредственно с места исследований:
Как видно из состава, ни о каком андезите речь идти не может, поскольку уже содержание самого кремнезёма в нём должно наблюдаться в интервале 52-65%, хотя тут же стоит отметить достаточно высокую плотность самого известняка, слагающего блоки. Так же стоит отметить отсутствие органических останков в образцах материала, взятого от блоков, ровно как и наличие оных в образцах, взятых из предполагаемого места добычи - «карьера».
Соответственно, на следующем фрагменте, представленного шлифом образца, взятого от блока, никаких явных органических останков не наблюдается. Отчётливо просматривается именно мелкокристаллическая структура.
В этом случае, вполне вероятно предположить чисто хемогенное происхождение данного известняка, который, как известно, образуется в результате выпадения осадков из растворов и обычно должен быть выражен оолитовыми, псевдооолитовыми, пелитоморфными и мелкозернистыми разностями.
Но не стоит спешить. Наряду с исследованием шлифа образца, взятого от блока, аналогичное исследование шлифа образца, взятого из предполагаемого карьера, показало явно различимые вкрапления органических останков:
Наблюдается схожесть хим. составов обоих образцов с одномоментным различием в плане наличия/отсутствия органических останков.
Первый промежуточный вывод:
- известняк блоков в ходе строительства претерпевал некое воздействие, последствиями которого явилось исчезновение/растворение органических останков по пути следования материала блока от карьера к месту укладки в стену. Своеобразно-«волшебное» превращение, которое по всей вероятности, с учётом всех имеющихся фактов, таки имело место быть.
Рассмотрим внимательно - что же мы имеем в наличии? По сути дела, состав исследованных образцов указывает на прямую аналогию с мергелистыми известняками. Мергелистые известняки - осадочная порода глинисто-карбонатного состава, причём CaCO3 содержится в таковой размером в 25-75%. Остальное - процентное содержание глин, примесей и мелкодисперсного песка. В нашем случае, мелкодисперсный песок и глины содержатся в незначительном количестве. Это подтверждено опытом с разложением куска образца уксусной кислотой, когда в нерастворимом остатке выпадает совсем ничтожное количество примесей. Следовательно, диоксид кремния, вместо мелкодисперсного песка (который не растворяется в уксусной кислоте) представлен аморфной кремнекислотой и аморфным кремнезёмом, содержавшихся некогда в исходном растворе наряду с осаждавшимся карбонатом кальция и прочими составляющими.
Фото эксперимента по разложению известняка из состава образцов, взятых от блоков стен крепости Саксайуаман, при взаимодействии с уксусной кислотой. (И. Алексеев)
Как известно, мергели - основное сырьё для получения цементов. Так называемые «мергели - натуралы» используются при изготовлении цементов в чистом виде - без привнесения минеральных добавок и присадок, поскольку уже заведомо обладают всеми необходимыми свойствами и соответствующим составом.
Необходимо также отметить, что у обычных мергелей в нерастворимом остатке содержание кремнезема (SiO2) превышает количество полуторных окислов не более чем в 4 раза. Для мергелей, имеющих силикатный модуль (отношение SiO2 : R2O3) больше 4 и сложенных опаловыми структурами, применяется термин «кремнеземистый». Опаловые структуры в нашем случае представлены в виде аморфной кремнекислоты - гидрата диоксида кремния (SiO2*nH2O).
Гидрат диоксида кремния слагает такую породу как опоки (старое русское название - кремнистый мергель). Опока - порода прочная и звонкая при ударе. Данная характеристика хорошо соотносится с опытами по ударному воздействию на блоки крепости Саксайуамана. При постукивании камнем блоки своеобразно звенят.
Отрывок из комментария одного из исследователей проекта «ИСИДА», участвовавшего в экспедиции по проведению георадарных исследований на предмет причины деструкции стен крепости Саксайуаман в Перу, даёт отчётливую характеристику по этому поводу:
«...Совершенно неожиданно было обнаружить, что некоторые небольшие блоки известняка при постукивании издают мелодичный звон. Звук интонирован (имеет хорошо читаемую высоту тона, т.е. ноты), напоминает удары по металлу. Возможно, что так звучат многие блоки, если их поместить в определенное положение (подвесить, например). Пришла даже мысль, что из саксайуаманских блоков получился бы неплохой и очень необычно звучащий музыкальный инструмент». (И. Алексеев)
Однако, опока - порода, состоящая в большей степени из диоксида кремния с незначительными включениями различных примесей (в том числе и CaO). Применить классификацию опок к известнякам и материалу блоков стен крепости Саксайуаман было бы не совсем верным подходом, поскольку основным составляющим в процентном соотношении рассматриваемой породы, согласно анализов образцов, является как раз оксид кальция (CaO).
Вычисление силикатного модуля (SiO2 : R2O3) :
- по результатам анализов образца из «карьера», даёт значение, равное 7,9 единиц, означающее причастность исследованных образцов к группе «кремнезёмистых» известняков;
- для материала блоков, соответственно, составляет величину в 7,26 единиц.
Рассматриваемую породу, представленную материалом блоков стен крепости Саксайуаман, можно охарактеризовать как «известняк кремнезёмистый» (по классификации Г.И. Теодоровича), и как «микроспарит» (по классификации Р.Фолка).
Породу из так называемого «карьера» можно охарактеризовать как «органогенный микрит» вперемешку с «пеллмикритом» (по классификации Р. Фолка).
Возвращаясь к мергелям, отметим, что кроме сырья для производства цементов, мергели так же используются для получения гидравлической извести. Гидравлическую известь получают путём обжига мергелистых известняков при температурах 900°-1100°С, не доводя состав до спекания (т.е. в сравнении с производством цементов - отсутствует клинкер). При обжиге происходит удаление углекислого газа (CO2) с образованием смешанного состава из силикатов: 2CaO*SiO2, алюминатов:
CaO*Al2O3, ферратов: 2CaO*Fe2O3, которые, собственно и способствуют особой устойчивости гидравлической извести во влажной среде после затвердевания и окаменения на воздухе. Гидравлическая известь характерна тем, что каменеет как на воздухе, так и в воде, отличаясь от обычной воздушной извести меньшей пластичностью и значительно большей прочностью.
Применяется в местах, подверженных воздействию воды и влаги. Зависимость между известковой и глинистой частью в совокупности с окислами, сказывается на особых свойствах подобного состава. Такая зависимость выражается гидравлическим модулем. Вычисление гидравлического модуля, согласно полученным данным по анализам образцов из
Саксайуамана, представлено следующими результатами:
m = %CaO : %SiO2+%Al2O3+%Fe2O3+%TiO2+%MnO+%MgO+%K2O
-по образцу, отобранному из кладки, значение модуля: m = 4,2;
-по образцу, отобранному из так называемого «карьера»: m = 4,35.
Для определения свойств и классификаций гидравлической извести приняты следующие диапазоны значений модуля:
- 1,7-4,5 (для сильно-гидравлических известей);
- 4,5-9 (для слабо-гидравлических известей).
В данном случае имеем значение модуля = 4,2 (для материала блоков стен) и 4,35 (для материала из «карьера»). Можно охарактеризовать полученный результат как для «средне-гидравлической» извести с уклоном к сильно-гидравлической.
Для сильно-гидравлической извести особо ярко выражены гидравлические св-ва и быстрый рост прочности. Чем выше величина гидравлического модуля, тем быстрее и полнее гасится гидравлическая известь. Соответственно, чем ниже значение модуля - реакции выражены менее и определены для слабо-гидравлических известей.
В нашем случае значение модуля - среднее, что означает вполне нормальную скорость, как гашения, так и отвердевания, вполне уместную для проведения комплекса строительных работ по возведению стен крепости Саксайуамана без необходимости привлечения высокотехнологических изысканий и инструментов.
При соединении негашеной (прошедшего термическую обработку известняка) гидравлической извести с водой (H2O), происходит её гашение - превращение безводных минералов состава смеси в гидроалюминаты, гидросиликаты, гидроферраты, а самой массы - в известковое тесто. Реакция гашения как воздушной, так и гидравлической извести протекает с выделением тепла (экзотермическая). Образующаяся при этом гашеная известь Ca(OH)2, вступая в реакцию с CO2 воздуха ((Ca(OH)2+Co2 = CaCO3+H2O)) и составом группы (SiO2+Al2O3+Fe2O3)*nH2O, при затвердевании и кристаллизации превращается в очень прочную и водостойкую массу.
При гашении как гидравлической, так и воздушной извести, в зависимости от времени гашения, количественного состава воды и многих других факторов, в известковом тесте остаётся некоторый процент «непогашенных» зёрен CaO. Эти зёрна могут гаситься по прошествии длительного времени с вялотекущей реакцией, уже после окаменения массы, образуя микропустоты и каверны, либо отдельные вкрапления. Особенно таким процессам подвержены приповерхностные слои породы, взаимодействующие с агрессивным воздействием внешней среды, в частности - воздействию воды, либо влаги, содержащей различные щёлочи и кислоты.
Предположительно такие образования, вызванные непогашенными зёрнами оксида кальция, можно наблюдать на блоках стен крепости Саксайуамана в виде белых точек-вкраплений:
Опытным путём, при смешивании негашеной извести с мелкодисперсным диоксидом кремния в соответствующих процентных соотношениях с последующим гашением и формированием из полученного теста форм, по застывании образцов, установлены ярко выраженные прочность и влагоустойчивость по сравнению с обычной известью (без добавления мелкодисперсного диоксида кремния).
Отмеченная влагоустойчивость влияет так же на отсутствие слипаемости уже застывшего образца со вновь приготовленной массой, уложенной вплотную с образованием безщелевого шва. Впоследствии, по застывании, образцы легко разъединяются, совершенно не выказывая монолитности в сопряжении. При отвердевании образцов, их поверхности становятся заметно блестящими, подобно полировке, что вероятнее всего обусловлено наличием в растворе аморфной кремнекислоты, образующей в соединении с CaCO3 силикатную плёнку.
Второй промежуточный вывод:
- блоки стен Саксайуамана изготовлены из теста гидравлической извести, полученной путём термического воздействия на перуанские известняки. При этом стоит отметить свойство любой извести (как гидравлической, так и воздушной) - увеличение массы негашеной извести в объёме при гашении водой - вспухаемость. В зависимости от состава можно получать увеличение объёма в 2-3 раза.
Возможные способы термического воздействия на известняки.
Температуру, необходимую для обжига известняка в 900°-1100°С, можно получить несколькими доступными способами:
- при выбросе лав из недр планеты (подразумевается тесный контакт толщ известняков непосредственно с лавой);
- при самом взрыве вулкана, когда минералы обжигаются и выбрасываются под давлением газов в атмосферу в виде пеплов и вулканических бомб;
- при непосредственном разумном вмешательстве человека с применением целенаправленного термического воздействия (технологический подход).
Исследования вулканологов показывают, что температура лавы, изливающейся на поверхность планеты, колеблется в диапазоне 500°-1300°С. В нашем случае (для обжига известняка), интересны лавы с температурой вещества, начиная от 800°-900°С. К таким лавам относятся, в первую очередь - кремниевые. Содержание SiO2 в таких лавах колеблется в пределах 50-60%. С повышением процента содержания оксида кремния, лава становится вязкой и соответственно в меньшей степени растекается по поверхности, хорошо прогревая граничащие с ней толщи породы, при незначительном отдалении от места выхода, непосредственно контактируя и перемежаясь внешними слоями с сопутствующими залежами известняка.
Тот же «трон Инки», вырезанный в одном из «потоков» скалы Родадеро, вполне может быть представлен окремнённым известняком с высоким процентом содержания диоксида кремния и глинозёма, либо опокой, кристаллизация которых происходила совершенно по иному, в сравнении с явно отличным от основной породы слоем, покрывающим «потоки» Родадеро. Соответственно, данное предположение требует отдельных анализов и детального изучения самой формации.
Представленная формация находится в непосредственной близости от изучаемого объекта и по всем показателям вполне подходит на роль «термоэлемента», некогда прогревшего толщи известняка до необходимой температуры. Эта самая формация образована причудливого вида скалой, вспоровшей и раскидавшей в разные стороны от места инъекции, толщи известняка, предварительно прогрев их до высоких температур.
По некоторым данным, эта скала представлена порфировым авгито-диоритом, (основу которого, как известно, слагает именно диоксид кремния (SiO2 - 55-65%)), входящий в состав плагиоклазов (CaAl2Si2O8, либо NaAlSi3O8). Основную ставку, по-видимому, стоит сделать именно на плагиоклаз анортитового ряда CaAl2Si2O8.
Застывшие «потоки» Родадеро не ограничиваются лишь местом инъекции, а продолжаются среди толщ и под массивами известняков данного района. Изучение данной формации не окончено и требует дополнительных исследований и анализов, однако все признаки воздействия высоких температур (порядка 1000°С) налицо.
Соответственно, прогретый и обожжённый таким образом известняк (получившаяся негашеная гидравлическая известь), при реагировании с дождевой, гейзерной, пластовой, либо, находящейся в ином агрегатном состоянии (пар) водой, незамедлительно превращается в известковое тесто (гасится). Кристаллизация и окаменение происходит по уже ранее рассмотренному сценарию.
Необходимо отметить, что в данном случае именно реакция с водой превращает обожжённый исходный материал в мелкодисперсную массу (предварительного размола в порошок не потребуется). Соответственно, при термовоздействии с последующим гашением, происходит разрушение и всех органогенных включений, производя то самое «волшебное превращение» по перекристаллизации из органогенного известняка в мелкокристаллический.
При правильном подходе, известковое тесто можно хранить годами, не давая ему высыхать на воздухе. Ярким примером застывшего известкового теста служат хорошо всем известные, так называемые «пластилиновые камни», на которых зачастую обработана именно поверхность, либо снят слой, «шкура» - что хорошо сочетается с предположением о прогреве всей массы «валуна» целиком, когда приповерхностные области подверглись более качественному термическому воздействию, нежели сердцевина. Вероятнее всего, это и послужило появлению таких специфических следов - посредством отбора пластичного теста до глубины непрогретых слоёв, которые остались нетронутыми и не были использованы до конца, окаменев и сохранив следы воздействия до наших дней.
Иной аналогичной возможностью для получения известкового теста, могут послужить вулканические пеплы, размер частиц которых и минералогический состав, существенно различаются, в зависимости от пород, слагающих геологические горизонты районов вулканической активности. И чем мельче частички такого пепла - тем пластичнее получится тесто, а кристаллизация и окаменение завершатся с повышенными показателями. Установлено, что частицы пепла могут достигать размера в 0,01 мкм. По сравнению с этими данными, мелкодисперсность помола частичек современных цементов составляет лишь 15-20 мкм.
Мелкодисперсность частиц вулканического пепла при соединении с влагой, формирует минеральное тесто, которое в зависимости от состава и условий - либо распределяется на почве и перемешиваяс с последней, образует плодородный покров, либо, образует при застывании камнеподобные поверхности и массы разнообразной формы при скоплении в расщелинах и низменностях. На поверхностях таких формирований зачастую остаются разнообразные следы, раскрывающие исследователям различную информацию на момент отвердевания и кристаллизации состава массы.
Но версия с вулканическим пеплом в данном случае никак не объясняет наличие отложений из органических останков в известняках так называемого «карьера».
Не стоит, естественно, сбрасывать со счетов и человеческий фактор (в плане термического воздействия на известняк). При умело сложенном костре, можно достигнуть температуры в 600°-700°С, а то и все 1000°С.
Отметим, что температура горения древесины составляет примерно 1100°С, каменного угля - около 1500°С. В этом случае, для обжига и выдержки при высокой температуре, необходимо соорудить специальные «печи», что не является особой проблемой как для древних народов, так и для современности. Естественно, более детальные исследования покажут, что именно послужило причиной термического воздействия на исследуемые известняки - человеческий или природные факторы, но факт останется фактом - перекристаллизация из органогенного кремнистого известняка в мелкокристаллический кремнистый известняк, которую мы имеем возможность наблюдать в блоках стен крепости Саксайуамана, в обычных условиях с течением времени - именно, что невозможна. Для процесса перекристаллизации необходимо длительное воздействие температур порядка 1000°С с последующим смешиванием получающегося негашеного аналога гидравлической извести с водой и образованием теста из гашеной извести. С учётом приведённых фактов и всего выше сказанного, пластическая «пластилиновость» блоков сомнений более не вызывает. Технология укладки сырого известкового теста гидравлической извести с набивкой в крупные блоки вполне подвластна народам древнего мира. Причём в этом случае, необходимость в использовании высокотехнологического оборудования и фантастических инструментов полностью отпадает так же, как и ручной непосильный труд по вытёсыванию и перетаскиванию стройматериалов к месту строительства в виде неподъёмных блоков.
[Список используемого материала]1. Верьянов А., Бердников Н. Георадарное сканирование и геохимические исследования крепости Саксайуаман.
По результатам экспедиции в Перу. Geo & Asociados SRL, ИТИГ ДВО РАН. 07.2012.
2. Heinrich Gerth. Der geologische Bau der sudamerikanischen Kordillere. Gebruder Borntraeger,Berlin-Nikolassee, 1955
3.Теодорович Г.И. Учение об осадочных породах. Ленинград: Гостоптехиздат, 1958.
4. Протцен Жан-Пьер. Добыча и обработка камня у инков. Калифорнийский университет, Беркли.
5. Бутт Ю.М.Технология цемента и других вяжущих материалов. М.: Стройиздат, 1976
6. Сторчеус А.В.К вопросу о механизме вулканических взрывов. ИВиС ДВО РАН, г.Петропавловск-Камчатский, 2009.
7. Folk R.L. Carbonate petrographic classification of limestones//Am. Ass. Petrol. Geol. Bull. 1959
8. Кто оставил следы на песке в Лаетоли
http://www.chelovechectvo.ru/lyudi_niotkuda/kto_ostavil_sledy_na_peske_v_laetoli.html
Фотоматериалы предоставлены исследователями И.Алексеевым, А.Верьяновым.
Использованы фотоматериалы из интернет-ресурсов:
- http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/163207
- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Opoka_rock_Saratov_2.jpg?uselang=ru
Исчточник
P.S. Благодарность kesar_civ за наводку на этот материал.
Оригинал взят у sibved в Саксайуаман. Получение "пластилина". Научный анализ
Статья Крузер. А.: К вопросу о происхождении материала блоков, слагающих стены крепости Саксайуаман в Куско (Перу).
© Все права на публикацию статьи защищены и принадлежат автору статьи Алексею Крузеру.
Написал Алексею вопрос о разрешении копирования его работы. Но не получил ответа. Думаю, не будет ничего плохого, если я вынесу этот материал на обсуждение, тем самым привлеку внимание к его теме.
Этот наболевший вопрос уже долгое время терзает не одно поколение исследователей. Циклопические постройки поражали своим размахом ещё первых конкистадоров, ступивших на дотоле неведомые европейцам земли. Виртуозная обработка элементов стен, точнейшая подгонка сопрягающихся швов, размеры самих многотонных блоков, заставляют и поныне восхищаться мастерством древних строителей.
В разные годы, различными, независимыми друг от друга исследователями, был установлен материал, из которого изготовлены блоки стен крепости. Это - серый известняк, слагающий окрестные толщи породы. Содержащаяся в этих известняках ископаемая фауна, позволяет считать ихэквивалентом известняков Аявакас озера Титикака, относящихся к апту-альбу мела.
Блоки, составляющие кладку стены, совершенно не выглядят вырубленными (как предпочитают утверждать многие исследователи), либо вырезанными неким высокотехнологичным инструментом. Современным обрабатывающим инструментом так же очень сложно, а зачастую и вовсе невозможно добиться подобных сопряжений при работе с твёрдым материалом, да ещё в таком кол-ве.
Что же говорить о древних народностях, которые при низком уровне развития технологий должны были совершить воистину неимоверные деяния? Ведь по сложившейся официальной версии, блоки якобы вытёсывались в разрабатываемых близлежащих карьерах, а затем перетаскивались, обрабатываясь при этом с различных сторон для подгонки и состыковки в сопряжениях с последующей инсталляцией в кладку стены. Причём, учитывая вес самих блоков, такая версия вовсе становится похожей на сказку. Всё это действо приписывается народности кечуа (инкам), великая империя которых процветала на Южноамериканском континенте в 11-16 вв. н.э., конец существования которой положили конкистадоры.
В этом месте стоит уточнить, что инки унаследовали и пользовались продуктами знаний предшествующих цивилизаций, существовавших на подвластных оным территориях. Множественные археологические исследования данных районов, свидетельствуют о существовании более древних культур, являющихся бесспорными предшественниками и основоположниками той самой «базы», на основе которой взросла империя инков. И далеко не факт, что грандиозные циклопические постройки Саксайуамана дело рук именно инков, которые вполне могли воспользоваться уже готовыми постройками, совершенно не прикладывая рук к вырубке и перетаскиванию неподъёмных глыб, не говоря уже об их обработке.
У инков, либо их предшественников, не наблюдаются какие-либо высокотехнологические изыскания, при помощи которых можно было бы выполнять весь комплекс таких работ по возведению грандиозных сооружений. Никакие археологические исследования не подтверждают какого-либо наличия соответствующих инструментов и приспособлений, способных оправдать сложившееся мнение. Некоторый «выход» из этой ситуации пытаются предлагать изыскатели, допускающие фактор инопланетного вмешательства. Дескать - прилетели, построили и улетели, либо бесследно исчезли/вымерли, не оставив после себя знаний о технологиях, использованных при сооружении стен. Что об этом можно сказать? Конкретно можно ответить на этот вопрос, лишь только исключив все остальные возможности. А покуда таковые не исключены, следует опираться на факты и здравую логику.
Известняк блоков настолько плотный, что некоторые изыскатели высказываются в пользу андезита, что, естественно ни коим образом не является справедливым и, соответственно, вносит сумятицу и неразбериху, служа источником неверных толкований в направлении дальнейших исследований. Совсем недавние исследования крепости Саксайуаман российскими учёными (ИТИГ ДВО РАН) совместно с (Geo & Asociados SRL), проводившей георадарное сканирование района с целью выявления причин деструкции стен крепости по заказу Министерства Культуры Перу, в достаточной степени высветлили ситуацию в вопросе о составе материала блоков. Ниже приведена выдержка из официального отчёта (ИТИГ ДВО РАН) по результатам рентгено-флуоресцентного анализа образцов, отобранных непосредственно с места исследований:
Как видно из состава, ни о каком андезите речь идти не может, поскольку уже содержание самого кремнезёма в нём должно наблюдаться в интервале 52-65%, хотя тут же стоит отметить достаточно высокую плотность самого известняка, слагающего блоки. Так же стоит отметить отсутствие органических останков в образцах материала, взятого от блоков, ровно как и наличие оных в образцах, взятых из предполагаемого места добычи - «карьера».
Соответственно, на следующем фрагменте, представленного шлифом образца, взятого от блока, никаких явных органических останков не наблюдается. Отчётливо просматривается именно мелкокристаллическая структура.
В этом случае, вполне вероятно предположить чисто хемогенное происхождение данного известняка, который, как известно, образуется в результате выпадения осадков из растворов и обычно должен быть выражен оолитовыми, псевдооолитовыми, пелитоморфными и мелкозернистыми разностями.
Но не стоит спешить. Наряду с исследованием шлифа образца, взятого от блока, аналогичное исследование шлифа образца, взятого из предполагаемого карьера, показало явно различимые вкрапления органических останков:
Наблюдается схожесть хим. составов обоих образцов с одномоментным различием в плане наличия/отсутствия органических останков.
Первый промежуточный вывод:
- известняк блоков в ходе строительства претерпевал некое воздействие, последствиями которого явилось исчезновение/растворение органических останков по пути следования материала блока от карьера к месту укладки в стену. Своеобразно-«волшебное» превращение, которое по всей вероятности, с учётом всех имеющихся фактов, таки имело место быть.
Рассмотрим внимательно - что же мы имеем в наличии? По сути дела, состав исследованных образцов указывает на прямую аналогию с мергелистыми известняками. Мергелистые известняки - осадочная порода глинисто-карбонатного состава, причём CaCO3 содержится в таковой размером в 25-75%. Остальное - процентное содержание глин, примесей и мелкодисперсного песка. В нашем случае, мелкодисперсный песок и глины содержатся в незначительном количестве. Это подтверждено опытом с разложением куска образца уксусной кислотой, когда в нерастворимом остатке выпадает совсем ничтожное количество примесей. Следовательно, диоксид кремния, вместо мелкодисперсного песка (который не растворяется в уксусной кислоте) представлен аморфной кремнекислотой и аморфным кремнезёмом, содержавшихся некогда в исходном растворе наряду с осаждавшимся карбонатом кальция и прочими составляющими.
Фото эксперимента по разложению известняка из состава образцов, взятых от блоков стен крепости Саксайуаман, при взаимодействии с уксусной кислотой. (И. Алексеев)
Как известно, мергели - основное сырьё для получения цементов. Так называемые «мергели - натуралы» используются при изготовлении цементов в чистом виде - без привнесения минеральных добавок и присадок, поскольку уже заведомо обладают всеми необходимыми свойствами и соответствующим составом.
Необходимо также отметить, что у обычных мергелей в нерастворимом остатке содержание кремнезема (SiO2) превышает количество полуторных окислов не более чем в 4 раза. Для мергелей, имеющих силикатный модуль (отношение SiO2 : R2O3) больше 4 и сложенных опаловыми структурами, применяется термин «кремнеземистый». Опаловые структуры в нашем случае представлены в виде аморфной кремнекислоты - гидрата диоксида кремния (SiO2*nH2O).
Гидрат диоксида кремния слагает такую породу как опоки (старое русское название - кремнистый мергель). Опока - порода прочная и звонкая при ударе. Данная характеристика хорошо соотносится с опытами по ударному воздействию на блоки крепости Саксайуамана. При постукивании камнем блоки своеобразно звенят.
Отрывок из комментария одного из исследователей проекта «ИСИДА», участвовавшего в экспедиции по проведению георадарных исследований на предмет причины деструкции стен крепости Саксайуаман в Перу, даёт отчётливую характеристику по этому поводу:
«...Совершенно неожиданно было обнаружить, что некоторые небольшие блоки известняка при постукивании издают мелодичный звон. Звук интонирован (имеет хорошо читаемую высоту тона, т.е. ноты), напоминает удары по металлу. Возможно, что так звучат многие блоки, если их поместить в определенное положение (подвесить, например). Пришла даже мысль, что из саксайуаманских блоков получился бы неплохой и очень необычно звучащий музыкальный инструмент». (И. Алексеев)
Однако, опока - порода, состоящая в большей степени из диоксида кремния с незначительными включениями различных примесей (в том числе и CaO). Применить классификацию опок к известнякам и материалу блоков стен крепости Саксайуаман было бы не совсем верным подходом, поскольку основным составляющим в процентном соотношении рассматриваемой породы, согласно анализов образцов, является как раз оксид кальция (CaO).
Вычисление силикатного модуля (SiO2 : R2O3) :
- по результатам анализов образца из «карьера», даёт значение, равное 7,9 единиц, означающее причастность исследованных образцов к группе «кремнезёмистых» известняков;
- для материала блоков, соответственно, составляет величину в 7,26 единиц.
Рассматриваемую породу, представленную материалом блоков стен крепости Саксайуаман, можно охарактеризовать как «известняк кремнезёмистый» (по классификации Г.И. Теодоровича), и как «микроспарит» (по классификации Р.Фолка).
Породу из так называемого «карьера» можно охарактеризовать как «органогенный микрит» вперемешку с «пеллмикритом» (по классификации Р. Фолка).
Возвращаясь к мергелям, отметим, что кроме сырья для производства цементов, мергели так же используются для получения гидравлической извести. Гидравлическую известь получают путём обжига мергелистых известняков при температурах 900°-1100°С, не доводя состав до спекания (т.е. в сравнении с производством цементов - отсутствует клинкер). При обжиге происходит удаление углекислого газа (CO2) с образованием смешанного состава из силикатов: 2CaO*SiO2, алюминатов:
CaO*Al2O3, ферратов: 2CaO*Fe2O3, которые, собственно и способствуют особой устойчивости гидравлической извести во влажной среде после затвердевания и окаменения на воздухе. Гидравлическая известь характерна тем, что каменеет как на воздухе, так и в воде, отличаясь от обычной воздушной извести меньшей пластичностью и значительно большей прочностью.
Применяется в местах, подверженных воздействию воды и влаги. Зависимость между известковой и глинистой частью в совокупности с окислами, сказывается на особых свойствах подобного состава. Такая зависимость выражается гидравлическим модулем. Вычисление гидравлического модуля, согласно полученным данным по анализам образцов из
Саксайуамана, представлено следующими результатами:
m = %CaO : %SiO2+%Al2O3+%Fe2O3+%TiO2+%MnO+%MgO+%K2O
-по образцу, отобранному из кладки, значение модуля: m = 4,2;
-по образцу, отобранному из так называемого «карьера»: m = 4,35.
Для определения свойств и классификаций гидравлической извести приняты следующие диапазоны значений модуля:
- 1,7-4,5 (для сильно-гидравлических известей);
- 4,5-9 (для слабо-гидравлических известей).
В данном случае имеем значение модуля = 4,2 (для материала блоков стен) и 4,35 (для материала из «карьера»). Можно охарактеризовать полученный результат как для «средне-гидравлической» извести с уклоном к сильно-гидравлической.
Для сильно-гидравлической извести особо ярко выражены гидравлические св-ва и быстрый рост прочности. Чем выше величина гидравлического модуля, тем быстрее и полнее гасится гидравлическая известь. Соответственно, чем ниже значение модуля - реакции выражены менее и определены для слабо-гидравлических известей.
В нашем случае значение модуля - среднее, что означает вполне нормальную скорость, как гашения, так и отвердевания, вполне уместную для проведения комплекса строительных работ по возведению стен крепости Саксайуамана без необходимости привлечения высокотехнологических изысканий и инструментов.
При соединении негашеной (прошедшего термическую обработку известняка) гидравлической извести с водой (H2O), происходит её гашение - превращение безводных минералов состава смеси в гидроалюминаты, гидросиликаты, гидроферраты, а самой массы - в известковое тесто. Реакция гашения как воздушной, так и гидравлической извести протекает с выделением тепла (экзотермическая). Образующаяся при этом гашеная известь Ca(OH)2, вступая в реакцию с CO2 воздуха ((Ca(OH)2+Co2 = CaCO3+H2O)) и составом группы (SiO2+Al2O3+Fe2O3)*nH2O, при затвердевании и кристаллизации превращается в очень прочную и водостойкую массу.
При гашении как гидравлической, так и воздушной извести, в зависимости от времени гашения, количественного состава воды и многих других факторов, в известковом тесте остаётся некоторый процент «непогашенных» зёрен CaO. Эти зёрна могут гаситься по прошествии длительного времени с вялотекущей реакцией, уже после окаменения массы, образуя микропустоты и каверны, либо отдельные вкрапления. Особенно таким процессам подвержены приповерхностные слои породы, взаимодействующие с агрессивным воздействием внешней среды, в частности - воздействию воды, либо влаги, содержащей различные щёлочи и кислоты.
Предположительно такие образования, вызванные непогашенными зёрнами оксида кальция, можно наблюдать на блоках стен крепости Саксайуамана в виде белых точек-вкраплений:
Опытным путём, при смешивании негашеной извести с мелкодисперсным диоксидом кремния в соответствующих процентных соотношениях с последующим гашением и формированием из полученного теста форм, по застывании образцов, установлены ярко выраженные прочность и влагоустойчивость по сравнению с обычной известью (без добавления мелкодисперсного диоксида кремния).
Отмеченная влагоустойчивость влияет так же на отсутствие слипаемости уже застывшего образца со вновь приготовленной массой, уложенной вплотную с образованием безщелевого шва. Впоследствии, по застывании, образцы легко разъединяются, совершенно не выказывая монолитности в сопряжении. При отвердевании образцов, их поверхности становятся заметно блестящими, подобно полировке, что вероятнее всего обусловлено наличием в растворе аморфной кремнекислоты, образующей в соединении с CaCO3 силикатную плёнку.
Второй промежуточный вывод:
- блоки стен Саксайуамана изготовлены из теста гидравлической извести, полученной путём термического воздействия на перуанские известняки. При этом стоит отметить свойство любой извести (как гидравлической, так и воздушной) - увеличение массы негашеной извести в объёме при гашении водой - вспухаемость. В зависимости от состава можно получать увеличение объёма в 2-3 раза.
Возможные способы термического воздействия на известняки.
Температуру, необходимую для обжига известняка в 900°-1100°С, можно получить несколькими доступными способами:
- при выбросе лав из недр планеты (подразумевается тесный контакт толщ известняков непосредственно с лавой);
- при самом взрыве вулкана, когда минералы обжигаются и выбрасываются под давлением газов в атмосферу в виде пеплов и вулканических бомб;
- при непосредственном разумном вмешательстве человека с применением целенаправленного термического воздействия (технологический подход).
Исследования вулканологов показывают, что температура лавы, изливающейся на поверхность планеты, колеблется в диапазоне 500°-1300°С. В нашем случае (для обжига известняка), интересны лавы с температурой вещества, начиная от 800°-900°С. К таким лавам относятся, в первую очередь - кремниевые. Содержание SiO2 в таких лавах колеблется в пределах 50-60%. С повышением процента содержания оксида кремния, лава становится вязкой и соответственно в меньшей степени растекается по поверхности, хорошо прогревая граничащие с ней толщи породы, при незначительном отдалении от места выхода, непосредственно контактируя и перемежаясь внешними слоями с сопутствующими залежами известняка.
Тот же «трон Инки», вырезанный в одном из «потоков» скалы Родадеро, вполне может быть представлен окремнённым известняком с высоким процентом содержания диоксида кремния и глинозёма, либо опокой, кристаллизация которых происходила совершенно по иному, в сравнении с явно отличным от основной породы слоем, покрывающим «потоки» Родадеро. Соответственно, данное предположение требует отдельных анализов и детального изучения самой формации.
Представленная формация находится в непосредственной близости от изучаемого объекта и по всем показателям вполне подходит на роль «термоэлемента», некогда прогревшего толщи известняка до необходимой температуры. Эта самая формация образована причудливого вида скалой, вспоровшей и раскидавшей в разные стороны от места инъекции, толщи известняка, предварительно прогрев их до высоких температур.
По некоторым данным, эта скала представлена порфировым авгито-диоритом, (основу которого, как известно, слагает именно диоксид кремния (SiO2 - 55-65%)), входящий в состав плагиоклазов (CaAl2Si2O8, либо NaAlSi3O8). Основную ставку, по-видимому, стоит сделать именно на плагиоклаз анортитового ряда CaAl2Si2O8.
Застывшие «потоки» Родадеро не ограничиваются лишь местом инъекции, а продолжаются среди толщ и под массивами известняков данного района. Изучение данной формации не окончено и требует дополнительных исследований и анализов, однако все признаки воздействия высоких температур (порядка 1000°С) налицо.
Соответственно, прогретый и обожжённый таким образом известняк (получившаяся негашеная гидравлическая известь), при реагировании с дождевой, гейзерной, пластовой, либо, находящейся в ином агрегатном состоянии (пар) водой, незамедлительно превращается в известковое тесто (гасится). Кристаллизация и окаменение происходит по уже ранее рассмотренному сценарию.
Необходимо отметить, что в данном случае именно реакция с водой превращает обожжённый исходный материал в мелкодисперсную массу (предварительного размола в порошок не потребуется). Соответственно, при термовоздействии с последующим гашением, происходит разрушение и всех органогенных включений, производя то самое «волшебное превращение» по перекристаллизации из органогенного известняка в мелкокристаллический.
При правильном подходе, известковое тесто можно хранить годами, не давая ему высыхать на воздухе. Ярким примером застывшего известкового теста служат хорошо всем известные, так называемые «пластилиновые камни», на которых зачастую обработана именно поверхность, либо снят слой, «шкура» - что хорошо сочетается с предположением о прогреве всей массы «валуна» целиком, когда приповерхностные области подверглись более качественному термическому воздействию, нежели сердцевина. Вероятнее всего, это и послужило появлению таких специфических следов - посредством отбора пластичного теста до глубины непрогретых слоёв, которые остались нетронутыми и не были использованы до конца, окаменев и сохранив следы воздействия до наших дней.
Иной аналогичной возможностью для получения известкового теста, могут послужить вулканические пеплы, размер частиц которых и минералогический состав, существенно различаются, в зависимости от пород, слагающих геологические горизонты районов вулканической активности. И чем мельче частички такого пепла - тем пластичнее получится тесто, а кристаллизация и окаменение завершатся с повышенными показателями. Установлено, что частицы пепла могут достигать размера в 0,01 мкм. По сравнению с этими данными, мелкодисперсность помола частичек современных цементов составляет лишь 15-20 мкм.
Мелкодисперсность частиц вулканического пепла при соединении с влагой, формирует минеральное тесто, которое в зависимости от состава и условий - либо распределяется на почве и перемешиваяс с последней, образует плодородный покров, либо, образует при застывании камнеподобные поверхности и массы разнообразной формы при скоплении в расщелинах и низменностях. На поверхностях таких формирований зачастую остаются разнообразные следы, раскрывающие исследователям различную информацию на момент отвердевания и кристаллизации состава массы.
Но версия с вулканическим пеплом в данном случае никак не объясняет наличие отложений из органических останков в известняках так называемого «карьера».
Не стоит, естественно, сбрасывать со счетов и человеческий фактор (в плане термического воздействия на известняк). При умело сложенном костре, можно достигнуть температуры в 600°-700°С, а то и все 1000°С.
Отметим, что температура горения древесины составляет примерно 1100°С, каменного угля - около 1500°С. В этом случае, для обжига и выдержки при высокой температуре, необходимо соорудить специальные «печи», что не является особой проблемой как для древних народов, так и для современности. Естественно, более детальные исследования покажут, что именно послужило причиной термического воздействия на исследуемые известняки - человеческий или природные факторы, но факт останется фактом - перекристаллизация из органогенного кремнистого известняка в мелкокристаллический кремнистый известняк, которую мы имеем возможность наблюдать в блоках стен крепости Саксайуамана, в обычных условиях с течением времени - именно, что невозможна. Для процесса перекристаллизации необходимо длительное воздействие температур порядка 1000°С с последующим смешиванием получающегося негашеного аналога гидравлической извести с водой и образованием теста из гашеной извести. С учётом приведённых фактов и всего выше сказанного, пластическая «пластилиновость» блоков сомнений более не вызывает. Технология укладки сырого известкового теста гидравлической извести с набивкой в крупные блоки вполне подвластна народам древнего мира. Причём в этом случае, необходимость в использовании высокотехнологического оборудования и фантастических инструментов полностью отпадает так же, как и ручной непосильный труд по вытёсыванию и перетаскиванию стройматериалов к месту строительства в виде неподъёмных блоков.
[Список используемого материала]1. Верьянов А., Бердников Н. Георадарное сканирование и геохимические исследования крепости Саксайуаман.
По результатам экспедиции в Перу. Geo & Asociados SRL, ИТИГ ДВО РАН. 07.2012.
2. Heinrich Gerth. Der geologische Bau der sudamerikanischen Kordillere. Gebruder Borntraeger,Berlin-Nikolassee, 1955
3.Теодорович Г.И. Учение об осадочных породах. Ленинград: Гостоптехиздат, 1958.
4. Протцен Жан-Пьер. Добыча и обработка камня у инков. Калифорнийский университет, Беркли.
5. Бутт Ю.М.Технология цемента и других вяжущих материалов. М.: Стройиздат, 1976
6. Сторчеус А.В.К вопросу о механизме вулканических взрывов. ИВиС ДВО РАН, г.Петропавловск-Камчатский, 2009.
7. Folk R.L. Carbonate petrographic classification of limestones//Am. Ass. Petrol. Geol. Bull. 1959
8. Кто оставил следы на песке в Лаетоли
http://www.chelovechectvo.ru/lyudi_niotkuda/kto_ostavil_sledy_na_peske_v_laetoli.html
Фотоматериалы предоставлены исследователями И.Алексеевым, А.Верьяновым.
Использованы фотоматериалы из интернет-ресурсов:
- http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/163207
- http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Opoka_rock_Saratov_2.jpg?uselang=ru
Исчточник
P.S. Благодарность kesar_civ за наводку на этот материал.