Сооружения древности, опередившие свое время

Столетия и тысячелетия назад люди ничего не знали о кранах и экскаваторах, отбойниках и компьютерных расчетах, но это не мешало им возовдить грандиозные сооружения, сообщает Популярная Механика.

О тайнах строительства некоторых из них рассказывает команда архитекторов, инженеров и археологов проекта Discovery Channel "Взрывая историю".

Эль-Хазна

Многие путешественники приезжают в иорданский город Петра с единственной целью — чтобы своими глазами увидеть храм Эль-Хазна. Сооружение почти сорокаметровой высоты и 25 метров в ширину датируется I веком н.э. Почти две тысячи лет назад перед народом набатеев стояла, казалось бы, невыполнимая задача: в безжизненной пустыне практически голыми руками вытесать в скале фасад с колоннами, рельефами и узорами. Для этого были применены революционные по тем меркам методы — строительство не снизу вверх, от фундамента к крыше, а сверху вниз, то есть от сводов к основанию. Взбираться на вершину горы, да еще и со строительными материалами и инструментами, было очень опасно, поэтому первым делом набатеи выдолбили лестницы в утесе, а затем приступили к подготовительному этапу — выравниванию поверхности скалы.

Чтобы стоять и работать на высоте почти 40 метров, нужен был выступ — им стала вырезанная из камня платформа-тоннель в передней части скалы. Месяц за месяцем строители с помощью топоров с долотообразными наконечниками полировали внешнюю сторону скалы. Когда они достигли земли, утес становился идеально гладким. Затем строители вновь поднялись наверх, сделали еще одну тоннельную платформу и приступили к вырезанию фасада — барельефов и колонн. Их орудия из мягкого некованного железа отлично справлялось с мягким красным песчаником, но встала проблема отвода отработанной породы. И тогда набатеи вновь нашли необычный выход: весь отвал спускался вниз в виде массивных глыб и использовался для возведения другого храма неподалеку. Так Эль-Хазна стал одновременно и строительной площадкой, и карьером, а его монументальный красно-розовый фасад, проступающий прямы из скалы, до сих пор поражает воображение.

Пирамида Кукулькана

Пирамида Кукулькана — одно из наиболее узнаваемых сооружений Мексики, визитная карточка страны и уникальное архитектурное наследие племени майя. Построенная в XI веке, она сочетает в себе черты и египетских пирамид, и вавилонских зиккуратов, однако это далеко не единственная удивительная особенность сооружения. Многих туристов поражает и восхищает акустический эффект пирамиды, особенно отчетливо слышимый у её подножия: когда кто-то поднимается по лестнице вверх, внизу слышен звук, похожий на капли дождя или на хлопанье крыльев птицы. Сначала ученые думали, что это чистая случайность, но, проведя аналогичное исследование на пирамиде Луны в Теотиуакане, они обнаружили, что и у её основания хорошо слышны "капли дождя", когда кто-то идет вверх по лестнице. Эти две пирамиды непохожи по конструкции, однако акустические эффекты оказались почти одинаковыми. Это позволило ученым сделать вывод, что майя обладали определенными знаниями в области физики звука уже в XI веке.

За счет дифракции звуковых волн, возникающих от удара ступни по рифленой поверхности ступени, часть волн изменяет направление на границе воздушной среды и твердого тела, а неоднородность камня настолько искажает волны, что по лестнице распространяется звук, похожий на стук дождя. Не менее поразительны и астрономические и топографические знания майя. Два раза в году, в дни осеннего и весеннего равноденствий, все, кто оказался неподалеку от пирамиды Кукулькана, могут наблюдать, как с её вершины спускается змей. Такая причудливая игра света и теней возникает благодаря тому, что лучи солнца выстраивают семь равнобедренных треугольников, рисующих тело огромной змеи. Если бы пирамида была расположена хотя бы на несколько метров правее или левее или была бы повернута хотя бы на один градус в другую сторону, такой эффект бы не возник. И это за столетия до изобретения GPS, навигаторов и спутников — да что там, хотя бы картографии.

Ангкор-ват

Гигантский индуистский храмовый комплекс Ангкор-ват в Камбодже был построен в XII веке всего за 35 лет и до сих пор остается одним из крупнейших культовых сооружений человечества — общая площадь его равняется 200 га. В то же время в Европе на возведение храмов тратили по два-три века. Ангкор-ват стоит на болоте и дрейфует, как гигантский каменный корабль. Перед началом строительства рабочие с помощью мачете и топоров, расчистили от деревьев огромную площадь затем вырыли яму и наполнили её песком, камнями и снова песком. На этом фундаменте и был возведен храм. Климат Камбоджи также диктовал инженерам определенные условия строительства: шесть месяцев в году здесь идут дожди, шесть месяцев длится засуха. Почва, в том числе и под храмом, то высыхает, то, пропитывается влагой. Современные расчёты говорят о том, что смена сухих и влажных периодов давно должна была обрушить храм. Поэтому нужно было заставить воду работать — так возник огромный ров, окружающий храм со всех сторон и позволяющий поддерживать уровень воды в почве всегда на постоянном уровне.

Так как Ангкор-ват строился в низине, каменоломен рядом с ним не было. Материалы переправляли по каналам и рекам на плотах и баржах с плато Кулен, причем для буксирования кхмеры нередко использовали слонов и буйволов. Чтобы в засушливый сезон не остаться без жизненно необходимых транспортных систем, строители блокировали арки дорожных мостов и таким образом создавали шлюз. Помимо песчаника использовался латерит — относительно мягкий и легко поддающийся обработке материал, который чаще всего встречается в жарких и влажных тропических областях. Для транспортировки глыб латерита кхмеры использовали слонов. Когда храм был уже практически завершен, архитекторы обнаружили, что забыли сделать арку из клинчатых камней, предусмотренную проектом. Было решено применить технику консольной кладки, о которой в Европе того времени почти никто не слышал: каждый последующий ряд выступал вперед по отношению к предыдущему, пока не встречался в конечной точке с другим рядом (как будто несколько лестниц сходятся в одну). Такая конструкция позволяет выдерживать вес пяти башен (а это несколько тысяч тонн), причем без радиального стыка арки.

Храм Святого Семейства

Многие инженерные решения Антонио Гауди казались его современникам просто немыслимыми, а то и опасными. Возводя свое главное детище — храм Святого Семейства в Барселоне — Гауди изобрел уникальную конструкцию, удерживающую многотонные своды храма. Они покоятся на разноцветных железобетонных колоннах, вбитых в землю на двадцать метров в глубину. Это позволяет зданию выдерживать не только вес каменной конструкции, но и землетрясения до 7 баллов и порывы ветра почти до 200 метров в секунду.

Знаменитая безопорная система перекрытий — еще одно ноу-хау Гауди. Архитектор очень не любил, когда пространство искусственно делилось и резалось на части, а еще не любил углы и правильные геометрические формы. Изобретенную им систему удалось расшифровать и воспроизвести только с помощью специального ПО NASA, созданного для расчета траектории полетов космических аппаратов. Другой пример — макет храма Святого Семейства. Он представляет из себя каскадную систему сотни маленьких мешочков, набитых песком и подвешенных за нитки. Внизу и под углом Гауди расположил зеркало и, глядя в него, получал изображение того, как будет выглядеть главный фасад храма. Воссоздать 3D-модель на основе этого макета смог только современный компьютер.

Статуи моаи

Остров Пасхи окружен множеством тайн и мистерий, главная из которых, конечно, связана с гигантскими истуканами — моаи, монолитные статуи от двух до двадцати двух метров в высоту, высеченные из цельного куска вулканического спрессованного пепла. Каменоломни располагались прямо в кратере давно потухшего вулкана Рано Рараку, а работы велись с помощью молотка и зубил. Вес моаи варьировался от размера — от десяти до девяноста тонн, но в целом составлял примерно пятьдесят тонн, при этом истуканов перемещали от каменоломни на другой конец острова на двенадцать километров. Долгое время ученые полагали, что это делалось с помощью передвижных бревен: статую привязывали к ним и катили по дороге, однако против это теории говорят сразу несколько фактов. Во-первых, для такой перевозки нужны большие деревья, которых на острове нет.

Во-вторых, катить пятьдесят тонн относительно удобно только с горы и по гладкой дороге, а вот в гору и по ухабам и рытвинам уже не получится. В-третьих, лица моаи вытесывались прямо в каменоломне, а не на месте, поэтому везти их через весь остров с риском испортить (отколоть или отбить нос, уши, рот) композицию было бы нерационально. Свет на загадку транспортировки моаи пролили потомки аборигенов: они рассказали — и даже показали — ученым, как это происходило на самом деле. Моаи обвязывались веревками с трех сторон — слева, справа и сзади — и раскачивались группами людей, постепенно "шагая" вперед. Таким манером и сейчас передвигают крупные объекты — например, шкафы и холодильники. Подтверждает слова островитян и тот факт, что основания статуй отлично приспособлены для такой "ходьбы" — они не совсем прямые, а закругленные, что позволяло кантовать колосс силами пятнадцати-двадцати человек.