Высокие технологии древности: «Стекловидная обработка камня в сооружениях инков в Перу»

Стекловидные камни - это просто камни, которые были расплавлены до такой степени, что образовали стекло или глазурь. В археологических кругах существует множество споров по поводу древних исследуемых образцов по двум причинам. Во-первых, известно, что лишь немногие из них были протестированы, и даже если они были протестированы, остается много вопросов о том, как они были сделаны.

Стеклянные породы образуются естественным образом в условиях высокой температуры и давления, которые наблюдаются в вулканах и вокруг них. Стекло или глазурь традиционно создаются в печи. Примеры печей можно найти на предметах повседневного обихода, таких как стеклянная и керамическая посуда. Глазурь для керамики создается путем нанесения определенных мелкораздробленных камней, иногда с настойками, на обожженные горшки и тарелки. Затем все это обжигается до температуры, обычно превышающей 1000 градусов по Цельсию.

Сложность многих любопытных древних образцов стеклокерамики заключается в том, что они встречаются на предметах настолько больших, что их невозможно поместить в печь. Сам процесс витрификации является довольно загадочным. Команда химиков из сериала "Таинственный мир" Артура Кларка подвергла образцы породы из 11 фортов тщательному химическому анализу. Они пришли к выводу, что температура, необходимая для стеклообразования, достигает 1100 °C. Простой обжиг стен с помощью дерева, переплетенного с камнем, не мог достичь таких температур. Недавние эксперименты в этом направлении практически не увенчались успехом.

Есть несколько подтвержденных случаев необычных стеклокерамических остатков по всему миру. В Европе есть несколько крепостей и зданий со стеклокерамическими валами. Грубые каменные ограждающие стены, похоже, были подвергнуты воздействию тепла. Ни в одном из этих сооружений не было найдено раствора. Несмотря на это, камни как будто сплавились вместе.

Это сплавление происходит неравномерно в разных крепостях и даже в одной стене. Некоторые камни расплавлены и прокалены лишь частично. В то время как в других их прилегающие края прочно сплавлены вместе. Во многих случаях куски камня покрыты стекловидной эмалью, которая связывает их в единое целое. Иногда вся длина стены представляет собой одну сплошную массу стекловидного вещества.

Неясно, почему и как стены были остеклованы. Некоторые утверждают, что это было сделано для укрепления стены, но нагрев ослабил структуру. Боевые повреждения, как предполагают некоторые, вряд ли могут быть причиной. Для обеспечения стеклообразования стены должны были тщательно поддерживаться огнем.

В Шотландии было обнаружено около пятидесяти таких крепостей. Считалось, что эти форты характерны только для Шотландии. Однако они также встречаются в графстве Лондондерри и графстве Каван в Ирландии. На материковой части Европы они были обнаружены в Верхней Лужице, Богемии, Силезии, Саксонии и Тюрингии. Еще один пример можно найти на озере Укер в Бранденбурге, где стены сложены из обожженного и оплавленного кирпича. В ряде мест во Франции, таких как Шатовье, Перан, Ла-Курб, Сент-Сюзанна, Пюи-де-Годи и Таурон, также есть экспозиции.

Некоторые крепости были построены на практически нерастворимых породах. Кварцевые конгломераты Старого красного песчаника в Крейг-Фадрайк и на известняке Дун-Мак-Уиснихайн - хорошие примеры. Здесь куски легкоплавких пород отбирались и переносились на вершину со значительного расстояния. Это свидетельствует о том, что акт витрификации был преднамеренным.

Существует множество других примеров из Мальты, Египта, Ирака, Судана, Юго-Восточной Азии и других стран, которые предположительно относятся к этой группе. Однако все они не были подвергнуты научному тестированию, как европейские образцы. Они просто выглядят как глазурованная отделка на столь же крупных объектах или стенах, которые невозможно обжечь обычным способом. Во многих случаях создается впечатление, что это было преднамеренное воздействие сильного жара.

О сооружениях инков в перуанских Андах ведется много дискуссий. В основном они разворачиваются вокруг того, являются ли камни витрифицированными или нет. В этих случаях стеклообразование присутствует на камнях разных типов и, похоже, было вызвано целенаправленными действиями. В этой статье мы сосредоточимся на тех перуанских случаях, когда есть признаки термообработки.

Исследуемые в данной статье стеклокерамические образцы происходят из знаменитых перуанских мест, считающихся принадлежащими инкам, в Южной Америке. Насколько известно автору, научные исследования этих камней не проводились. Это оставляет дискуссию открытой для утверждений о необычной технике полировки, естественной деградации, потоках лавы и многих других странных объяснений. Приведенный ниже анализ устраняет некоторые из этих идей.

Впервые на стеклокерамические камни Перу обратил внимание Эрих фон Дэникен в 1970-х годах. Он увидел витрификацию в Саксайуамане и отметил ее в своей книге "Колесницы богов". Перуанец Альфредо Гамарра обнаружил эту витрификацию раньше. Идентификацией и каталогизацией этих интригующих камней занимались сын Альфредо Хесус Гамара и Ян Питер де Йонг.

В Саксайуамане есть много признаков использования тепла. На камнях можно обнаружить странные следы, как на рисунке справа; блестящие, совершенно гладкие и другого цвета, чем остальная порода.

Витрификация проявляется на разных видах камней и сооружений. Она встречается на идеально подогнанных стенах из неровных блоков. Она также наблюдается на стенах, сложенных из обычных продолговатых блоков. Она была замечена на склонах гор, в пещерах и на камнях in situ. Расположение объектов также варьируется. Некоторые объекты окружены или застроены стенами, в то время как другие имеют одиночные изолированные камни. Судя по всему, древние технологии были очень адаптируемыми. Список памятников, где каменная кладка, похоже, была обработана по этой технологии, включает: внутри города Куско: стены Кориканча и улица Лорето, Саксайуаман, Кенко, Тетекака, Темпло де ла Луна (или Амару Мачай), Зона X, Тамбо Мачай, Пука Пукара, Писак, Ольянтайтамбо, Чинчеро, Мачу-Пикчу, Ракчи и в Боливии в Тиауанако.

Археологи предполагают, что идеально подогнанные камни - это наиболее развитый стиль инков. Тем не менее, не существует объяснения блестящим поверхностям, которые можно наблюдать. Они часто появляются на границах, где камни идеально стыкуются. Не существует ничего, кроме простого геологического анализа этих камней, чтобы определить, что это за явление. Химический анализ, как известно, не проводился. Обычно предполагается, что эти части были просто отполированы инками.

Хесус Гамарра и Ян Петер де Йонг во время многочисленных посещений упомянутых остатков исследовали эти камни с сильно отражающей поверхностью. Многие из них они запечатлели на видео. Благодаря личным наблюдениям и анализу видеоматериалов они пришли к выводу, что должно было произойти нечто иное, чем полировка.

Материал убеждает в этом по нескольким причинам. Многие случаи демонстрируют некоторые или все из перечисленных ниже качеств. Стекловидные пятна демонстрируют обесцвечивание и гладкость вокруг определенных участков. Они выглядят так, будто камень был расплавлен именно в этих местах.

Был разработан простой тест с фонариком, который помогает определить слои глазури или стекла. Съемка велась ночью, луч фонарика проходил сквозь глазурь. Это показывает отражение и дифракцию света при прохождении через поверхность. Саксайуаман, Кенко и улица Лорето были сняты ночью с использованием фонарика или ночного освещения, чтобы запечатлеть этот эффект.

Определение стеклокерамических камней.

Следующие признаки помогают определить стеклокерамику:

Очевиден эффект оплавления

Высокая степень отражения

Слой преломляет, дифрагирует и рассеивает свет

На поверхности присутствует отдельный стеклообразный слой

Поврежденные слои показывают "пленку" на камне

Стекловидный слой не зависит от типа камня

Поверхность гладкая на ощупь, даже если поверхность неровная

Вокруг глазури часто наблюдается тепловое обесцвечивание

Эффект дифракции можно увидеть на видео "Трона инков" в Саксайуамане. Камера четко зафиксировала эффект радуги. Это напрямую связано с тем, что свет проходит через слой стекла и расщепляется на составные части.

Чтобы получить четкое представление о составе этих интригующих каменных слоев, был взят образец. Небольшой образец из перуанского места под названием Тетекака был собран для дальнейшего анализа. Этот гладкий слой был проанализирован в Утрехтском университете (Голландия).

Образец взят из скалы над Куско. Внутри пещеры находится алтарь, сложенный из прямоугольных фигур, сделанных из скалы. Несколько линий в скале имеют блестящую поверхность, как будто они были выбиты в скале. Они находятся на правильных линиях на стене пещеры. В стенах вырезаны кривые и прямоугольные формы. Это рукотворные структуры, что исключает природные явления.

Фотографии изнутри пещеры, стены с длинными прямыми отражающими линиями и алтарная конструкция:

Белая линия указывает место, где был сделан тонкий срез. Гладкий слой на фотографии имеет ширину около 2 см и глубину 1,3 см. Образец был аккуратно разрезан на две части, и тонкий срез был взят для анализа в микрозонде jxa 8600 Pioneer. Было измерено несколько точек на внутренней стороне образца и на гладкой поверхности.

Фотографии под микроскопом

Образец сфотографирован под микроскопом. На нем видны две отдельные области - поверхностный слой и тело камня. Между ними находится менее отчетливая промежуточная область, которая, по-видимому, переходит от тела камня к поверхностному слою. Образцы из всех трех областей были подвергнуты детальному анализу.

(Линия внизу - 21 микрометр)

Спектральный анализ

Состав поверхностного слоя

В основной части камня показан спектральный состав известняка. В состав известняка входит большое количество кальция, углерода, кислорода и незначительных микроэлементов. В этом нет ничего необычного, поскольку Университет Куско признал археологический парк Саксайяуаман карстовым ландшафтом. Многие пещерные системы построены в известняковых породах, и образец был взят именно из такой пещеры. Однако в прошлом эта пещера была обработана людьми, как видно на фотографиях выше.

Стекловидная поверхность камня демонстрирует совершенно иной спектр элементов, чем известняковое тело. Самое заметное отличие заключается в том, что кремний является преобладающим компонентом с гораздо более высокой концентрацией. Содержание микроэлементов алюминия и магния также значительно выше, чем в теле камня. Кислород также присутствует в двойном количестве, чем в теле камня. Количество кальция и углерода значительно ниже, чем в теле камня.

Содержание кремния, алюминия и магния указывает на то, что на поверхность камня был добавлен какой-то материал. Кислород мог быть частью этого вещества, или он мог быть привнесен в процессе окисления во время аэробного процесса нагревания. Это могло произойти во время образования силиката SiO2.

Анализ промежуточной области между поверхностью и телом камня показывает градацию составов. Это удивительный результат, он предполагает, что либо поверхностный слой был каким-то образом измельчен и смешан с телом камня. Тело известняка каким-то образом слилось/расплавилось с поверхностным слоем. И наконец, что наиболее маловероятно, составляющие известняка могли быть частью добавленного поверхностного слоя. Если бы последнее было правдой, второй и третий спектры были бы более схожи.

ВЫВОДЫ

Тело камня - известняк, но его поверхность более сложная. Его спектр имеет некоторое сходство с волластонитом, который образуется при воздействии высоких температур и давления на нечистый известняк. Однако примеси, которые видны на поверхности, не присутствуют в подобных количествах в теле камня. Это указывает на то, что соединения в поверхностном слое, скорее всего, были добавлены. Другие виды камня могут быть сопоставимы, но они не могли образоваться естественным образом в слое на искусственной поверхности. Похоже, что они были нанесены и обработаны теплом. У этого варианта есть некоторые достоинства, но он уходит в заумный мир керамистов.

Если сравнить образец античной керамики со спектрами глазури, приведенными выше, то мало что сможет их разделить. В статье X-Ray Techniques Applied to Surface Paintings of Ceramic Pottery Pieces From Aguada Culture (Catamarca, Argentina) есть несколько сопоставимых результатов. Образцы взяты из керамических изделий из Аргентины, поэтому точное совпадение маловероятно. Эти исследователи протестировали множество разноцветных образцов из аргентинских черепков, на поверхности которых были остатки сусального золота. Спектры удивительно похожи, если не учитывать сусальное золото, а также марганец (Mn) и железо (Fe). Два последних элемента содержат оксиды, которые являются обычными красителями в керамических пастах. Это и есть источник различных цветов в их исследовательской работе. Основные составляющие - кремний, алюминий, магний, углерод и кислород - присутствуют в одинаковых соотношениях.

Хотя по спектрам не видно, что поверхность стеклообразная, по составу она напоминает глазурь. Ее состав отличается от состава известнякового тела. Это означает, что глазурь, скорее всего, была изготовлена из керамической пасты, нанесенной на известняковую поверхность. Это ясно из сравнения с древними глазурованными керамическими черепками.

На приведенных выше фотографиях поверхности под микроскопом не видно аморфного состояния слоя. Это можно однозначно показать с помощью электронно-микроскопического анализа. Для подтверждения состояния слоя необходимо провести дополнительный анализ. Различный химический состав делает очень маловероятным, что эти поверхности были созданы путем полировки. Слой имеет состав, блеск, твердость и стекловидную текстуру глазури.

Полученные результаты убедительно свидетельствуют о том, что для создания поверхности использовалось тепло, что вызывает ряд вопросов. Даже если слой керамической пасты был нанесен, как он был нагрет до нужной температуры и не расколол известняк? При таких температурах он имеет тенденцию крошиться.

Как было получено тепло для обработки этих структур? Хотя этот образец из пещеры, снаружи есть похожие структуры, покрытые той же глазурью. К ним нельзя применить тот же вывод.

Необходим химический анализ, но сходство с исследуемым образцом и другими сфотографированными случаями очевидно. Вполне вероятно, что эти другие случаи также являются стеклокерамическими. Количество тепла, необходимое для обжига огромных камней, на которых обнаружены эти глазури, огромно. В печах весь корпус должен быть поднят до температуры поверхностной глазури. Это происходит медленно, в течение многих часов. Как было получено такое тепло, неизвестно.

ОБСУЖДЕНИЕ

Изображенные выше камни вызывают множество споров. Объяснения того, как они были изготовлены, варьируются от использования современных машин, простых металлических или каменных инструментов, формованной каменной кладки, концентрированного солнечного света и методов обжига. Хотя приведенный выше анализ мало что говорит о том, как были сделаны эти формы, он позволяет получить некоторые представления о способах производства этих изысканных изделий.

Отделка на образце камня не была самой толстой, блестящей или стеклянной из всех образцов. Однако ее состав и морфология такие же, как у керамической глазури. Это означает, что на камень каким-то образом воздействовали теплом. Каким образом происходило нагревание, неясно. Ясно лишь, что использовалась неизвестная технология. Чтобы создать керамику такого масштаба, тепло должно было быть больше, чем при обычных методах изготовления керамики.

Самая упоминаемая работа по каменной кладке Перу была создана Протценом. Его работа посвящена в основном резьбе по камню с помощью примитивных инструментов. Однако Протцен рассмотрел эти эффекты и предположил, что они могут быть достигнуты с помощью полировки. На сегодняшний день такая попытка была предпринята только в отношении андезита, но с весьма ограниченным успехом. После анализа поверхностного слоя, приведенного выше, стало ясно, что полировка сама по себе не даст необходимого тепла для получения керамической глазури. Это исключает полировку как способ создания.

Масштаб и форма явлений также исключают возможность резьбы и полировки. Чтобы изготовить один-единственный камень, не говоря уже о тысячах, которыми усеян ландшафт, потребовалось бы поистине невероятное количество времени.

Перуанец Альфредо Гамарра обнаружил стекловидность на многих камнях и утверждает, что у древних была технология обработки камня теплом и что камень был мягким в момент строительства. Интересно сравнение на уровне спектра с глиной и керамическими пастами. Керамические пасты и глина мягкие до обработки теплом.

Традиционное геологическое понимание несовместимо с этой идеей. Однако впечатление от стеклокерамической кладки таково, что камень когда-то был мягким. На многих камнях есть места, где кажется, что в камень были вдавлены предметы или формы. Идеально подогнанные камни в стенах Куско и других памятниках инков могли быть получены таким способом.

Если камни обжигали в печи, как кирпичи, то глазурь может быть результатом чрезвычайно высоких температур. Нередко кирпичи в древних печах нагреваются настолько, что плавятся. Обычно это происходит в верхней части камеры, где жар поднимается вверх. Знания о керамике древнего Перу позволяют предположить, что это вполне возможно. Однако такая перспектива возникает только в случае с камнями, которые можно поместить в печь, или с каменной кладкой, которая является частью печи.

Примеры, выложенные на боках огромных природных скал, не могли быть получены с помощью стандартной техники обжига. Европейские исследования стеклокерамических фортов и экспериментальные работы показывают, что невозможно создать постоянный жар, необходимый для гладкой отделки. По сравнению с европейскими примерами, процесс должен был быть гораздо более контролируемым, поскольку слои в Перу равномерны на больших участках каменной поверхности. Масштабы гигантских идеально подогнанных стен и некоторых стеклокерамических горных стен делают вопрос технологии еще более сложным, чем в Европе.

Другой вариант - использование древними солнечных тарелок и концентрированного солнечного света. Об этом вкратце рассказал профессор Уоткинс в своей работе 1990 года о тонкой каменной кладке инков. Он считает эти камни стеклообразными: "Поверхности камней инков похожи на те, которые подверглись термической дезагрегации. Действительно, некоторые из гладких поверхностей строительных камней инков покрыты глазурью, поэтому становится очевидным, что инки, должно быть, использовали термическую дезагрегацию".

В этой основополагающей работе его главной заботой были методы резки камня. Поскольку он предлагал использовать сильное тепло для резки камней, не было большим шагом считать камни оплавленными. Его выводы были сильно опорочены, поскольку не было проведено никаких анализов.

Приведенный выше анализ указывает в этом направлении, но расположение тестового образца вызывает вопросы. Очевидно, что камень не перемещали ни до, ни после создания глазури. Керамическая паста должна была нагреваться, находясь на каменном остатке. Это означает, что свет должен был отражаться вглубь пещеры. Не исключено, что древние умели изготавливать плоские зеркала, но это кажется слишком сложным. Этот метод может работать для камней на поверхности, но его применение в глубине пещеры явно ограничено.

Последняя возможность заключается в том, что сама пещера была печью. Горшки или вазы могли обжигаться в пещере, а керамические пасты наносились для защиты каменной массы сооружения. В пещере очень много каменных пятен и бесчисленных глазурованных участков. Есть несколько моментов, которые могут подтвердить эту точку зрения. Должен быть путь для выхода дыма. Есть следы отложений сажи, хотя они могли быть смыты с годами. Сравнение с останками инков со стекловидным телом, найденными на открытом воздухе или в местах, где нет дымоотвода, оставляет много открытых вопросов.

В целом, следует признать, что определить метод невозможно. Необходимо провести дополнительный анализ образцов из различных мест, чтобы подтвердить использование тепла во всех местах. Однако образец, прошедший тестирование, показывает явное сходство с керамическими пастами. Очевиден вывод, что тепло использовалось. Метод обработки мог быть схож с технологией изготовления керамических паст, только в гораздо больших масштабах. Предлагается провести дальнейшие исследования на геохимическом уровне, чтобы пролить свет на то, что произошло с этими камнями и какая технология была использована.