Однажды в пасмурное туманное утро 1966 года (собственно, мы даже не знаем, было ли оно туманным или солнечным, так как в сообщении ничего об этом не сказано, но если речь зашла о погоде в Англии, а именно о ней наш рассказ, то у нас, несомненно, больше шансов попасть в цель, если напишем, что утро было пасмурным, туманным) для нескольких заключенных ее величества английской королевы Елизаветы кончилась, хотя бы на несколько дней, однообразная жизнь за серыми тюремными стенами в Лейчестере. Их увезли в Лант, недалеко от Ковентри, где заключенных с нетерпением ожидали археологи, которые там нашли остатки римской крепости середины I века н. э., то есть того периода, когда легионеры императорского Рима устанавливали его власть в новой провинции Британии.
Археологи решили восстановить часть крепости и определить при этом, сколько времени на такое строительство могло понадобиться римлянам. Именно в этом им должны были помочь заключенные. Крепость, которую реконструировали археологи, была прямоугольной в плане и имела размеры 91х61 м. насыпь была построена из земли и дерна. В основании она имела ширину 5,4 м. Высоту ее по археологическим находкам установить было невозможно. При ее определении исходил из предположения, что на верхней платформе насыпи должно было находиться пространство для воинов шириной около двух метров. Это определяло угол наклона внешней стены насыпи, равнявшийся 65 градусов, и высоту 3,6 м. Задняя часть насыпи снизу начиналась вертикальной стеной высотой свыше 1 м, укрепленной кольями, затем она переходила в наклонную стену (под углом 45 градусов), которая вела вверх к платформе. Перед насыпью (валом) был ров. Насыпь вала экспериментаторы построили из земли (на одну треть), которую выкопали из рва, и дерна, нарезанного блоками, размеры которых измерялись римскими стопами (1,5х106х0,5, то есть 44,4х29,6х14,8 см). Вес каждого блока дерна составлял 32–34 кг. Нагружали их на плечи несущего двое мужчин. Для возведения насыпи длиной 11 м потребовалось свыше 5500 дерновых блоков, включая и разломанные, использованные в качестве заполнения вместе с землей. Если бы эту часть насыпи строили только из дерновых блоков, то их бы понадобилось 7600 штук. Для всей насыпи в Ланте длиной 283 м понадобилось бы в комбинации с землей 138 тысяч дерновых блоков, или 190 тысяч дерновых блоков без земли. За один час работавший вырезал с помощью реплик римских инструментов от 4,5 до 6,5 штуки блоков.
Римские легионеры, по всей вероятности, срезали дерн во внутреннем пространстве крепости, перед тем как возвести там постройки. На основании результатов эксперимента археологи рассчитали, что крепостной вал в Ланте могли построить 210–300 человек за 9-12 дней, если бы она работали по 10 часов ежедневно. Одновременно археологи определили, что в крепости размещено было около 300 воинов. Затем реконструировали деревянные ворота высотой 9 м с двумя створками. К этим воротам, построенным 25 работниками за три дня, с двух сторон возвели 15-метровые отрезки крепостной стены.
Исходя из результатов этого эксперимента, Брайан Хобли попытался определить, в какой срок были построены некоторые другие римские военные укрепления в Британии. Насыпь крепостной стены (длиной 472,5 м) укрепления в Фэндочи, возведенная в период правления римского полководца Юлия Агриколы (61 год н.ж.), в разрезе имела такую же форму, как предшествующая. Для ее постройки 600 воинам (в укреплении находилась военная когорта численностью 800 человек) нужно было кроме земли, которая составлял треть объема вала, еще 232500 квадратов дерна. Строительство могло длиться 9-12 дней. Более мощные укрепления (длина стен — 658,5 м, ширина — свыше 5 м) находится возле Каслдикса и относится к периоду правления императора Антонина Пия (138–161 годы н. э.). Если в стене его было также на одну треть земляное заполнение, то оно было построено из 750 тысяч блоков 750 воинами из гарнизона в 1000 человек. Они могли его построить за 20–24 дня. Оборонительная насыпь лагеря легионеров в Честере (длина — 1921 м, ширина — 8,5 м) была построена при заполнении землей на одну треть из 1 852 200 блоков. Половина гарнизона, то есть 2500–3000 человек, могли его построить при благоприятных условиях за 12–14 дней.
Для постройки «Вала Антонина» (длина 59,5 км, ширина — 4,26 м), который тянется через Южно-Шотландскую возвышенность, потребовалось 26 млн. блоков дерна, 6000 легионеров могли его построить за 100 дней. Но если учитывать необходимость постройки одновременно вспомогательных укреплений, коммуникаций и других сооружений и если учитывать также неоднородность геологических условий, то реальным будет срок строительства вала в полгода. Построенный раньше «Вала Антонина» вал императора Адриана (117–138 год н. э.), который тянулся с востока на запад от сегодняшнего Ньюкасла до Карлайла, был короче «Вала Антонина» (длина — 49,89 км, ширина 6,09 м). Сложенный из 20 млн. блоков, он мог быть построен приблизительно за такое же время, как и «Вал Антонина».
Мы считали необходимым уже в самом начале этой главы объяснить ее странное и даже в какой-то мере озадачивающее название. Поэтому просим прощения, на этот раз мы поступили иначе, чем обычно, и начали свой рассказ не по порядку. Конечно, прежде чем люди начали возводить такие постройки и укрываться за их стенами от враждебных соседей, должно было пройти очень много времени. Итак, если мы все-таки хотим начать с начала, то нам необходимо вернуться в эпоху раннего палеолита.
Прежде чем начать рассказ, нужно отметить еще одно обстоятельство. В исследовании древнего строительства экспериментальная археология встречается с большими трудностями. Ведь археологи во время раскопок находят от жилищ и других подобных построек в большинстве случаев только следы от тех частей постройки, которые были углублены в землю (ямы от кольев, желобы фундамента, каменный фундамент, углубленное внутреннее пространство), а также куски обмазки с оттисками плетенной из прутьев или сделанной из вбитых в землю кольев стены, остатки балок и столбов. Остатки наземных частей построек сохранились в очень редких случаях (дома с каменными стенами, деревянные дома, сохранившиеся благодаря наличию слоя торфа или ила). Древних глиняных моделей домов найдено совсем немного, к тому же они очень схематизированы, упрощены. Поэтому наземная часть постройки остается в значительной мере делом гипотез, которые основаны на различных источниках: скромных археологических находках, исторических и этнографических источниках, данных строительной механики и особенностях применявшихся строительных материалов. Но даже если мы примем во внимание все эти источники, вряд ли модель может восстановить до конца прежнюю действительность. В то же время она становится строительно-техническим средством, которое позволяет продолжить исследование с учетом стойкости, способа использованию, жилищных условий.
Жилище охотников и собирателей
В первый период раннего палеолита климат был более теплым, чем в настоящее время, в результате чего люди, видимо, не особенно заботились о жилищах. Достаточно было лишь каких-либо укрытий от ветра. Очевидно, люди создавали эти укрытия из ветвей, хвороста и листьев. В пещерах и под скальными навесами люди стали селиться в конце раннего палеолита, а также в период среднего и позднего палеолита, когда климатические условия под влиянием надвигавшегося ледника стали достаточно суровыми. Чтобы согреться в холодных и влажных пещерах, их древние обитатели использовали огонь, а также шкуры животных. Строились в тем времена и какие-то хижины. Никто из археологов не сомневался в том, что палеолитические охотники отдыхали в пещерах на теплых шкурах, но доказательств этого у нас долгое время не было. Такие доказательства появились совсем недавно, когда археологи обратились за помощью к химикам с их современными методами анализа. В культурном слое, оставленном 30 тысяч лет назад охотниками на мамонт в одной небольшой пещере в Южной Германии, химики установили высокий процент содержания жиров — почти 0,2. Состав жировых кислот исключал возможность происхождения их из богатых охотничьих трапез. Главной составной их частью была церотиновая кислота, которая встречается в животном воске. В то время в этих краях не было ни пчел, ни других производителей воска. Поэтому высказано было предположение, что эа кислота происходит из жиров шерсти млекопитающих, где она действует как консервирующее вещество. Археологи поэтому считают, что обители пещер стелили толстую с длинной шерстью шкуру мамонтов на пол, чтобы улучшить себе условия жизни в пещере. Так благодаря химикам, мы узнали не только о древнейшем ковре в мире, но и о том, каким незначительным следам должны уделять археологи внимание во время раскопок.
Кроме пещер существовали также жилища на открытой местности. На берегу Днестра найдено позднепалеолитическое овальное жилище размером 10х7 м с пятнадцатью очагами, каркас которого составлен был из мощных костей мамонта. В период позднего палеолита, очевидно наиболее распространенными были круглые, углубленные в землю жилища с одним очагом. Встречались также овальные и вытянутые жилища с несколькими очагами. Об их наземной конструкции мы можем только догадываться и создавать предположительные реконструкции, как это делают в музее древних построек в Аспарне (Австрия). Для того, чтобы получить представление об этом музее, достаточно посмотреть Музей народного зодчества в Рожнове под Радгощем. В Аспарне моно увидеть позднепалеолитическое жилище, которое построили экспериментаторы по типу овального в плане (6х3) жилища с двумя очагами, найденного в Остраве-Петржковицах. Каркас его сделали из березовых стволов, нижнюю часть которых перед вкапыванием в землю заострили и обожгли на костре. Каркас покрыли шкурами, соединенными кожаными ремнями и сухожилиями. Охотники из Петржковиц жили в трех таких хижинах.
Охотники вынуждены были постоянно следовать за передвигавшимися животными, особенно при охоте на оленей в период позднего палеолита. Поэтому предполагается, что существовали также переносные жилища. Их остатками могут быть низкие круглые земляные насыпи и валы из крупных камней диаметром до 4 м. На такую насыпь в Аспарне поставили каркас из березовых стволов, покрытый оленьими шкурами, сшитыми с помощью кишок. Нижнюю часть шкур присыпали землей и камнями. В такой палатке могло жить 8-10 человек. Экспериментаторы построили несколько вариантов таких хижин весом 90-170 кг и доказали, что строительные элементы могла легко переносить небольшая группа людей без использования саней или животных.
Постоянные дома
Если мы будем считать домом определенную конструкцию, образованную стенами и крышей, то истоки его относятся к неолиту, а возник он в тех районах, где появилось земледелие. На Ближнем Востоке появляются одно— и многоэтажные дома с каменным фундаментом и стенами из сушеного кирпича уже в восьмом тысячелетии до н. э. В седьмом-шестом тысячелетиях до н. э. там преобладали дома прямоугольные в плане с расчлененным пространством, иногда с двором, хозяйственными постройками и зернохранилищем. Дома группировались в села, а уже в восьмом-седьмом тысячелетиях до н. э. возникают центры с регулярной застройкой, укреплениями, культовыми постройками и торговыми складами, которые выполняли те же функции, что и наши средневековые города. В четвертом тысячелетии до н. э. в таких городских центрах появляется монументальная архитектура, прежде всего храмовое зодчество.
В тот период Европа, по крайней мере ее большая часть, жила в мирной атмосфере земледельческого цикла. Земледельцы строили дома длиной от 25 до 45 м, сначала прямоугольные, а позже трапециевидные в плане. Основу их составляли несколько (обычно пять) рядов деревянных столбов, вкопанных в землю или поставленных в желоб и закрепленных камнями. На трех внутренних рядах столбов покоилась крыша, покрытая, по всей вероятности, соломой. Внешние ряды столбов строители переплетали прутьями, а их в свою очередь изнутри и извне обмазывали раствором из глины, воды и нарезанной соломы. После высыхания этого слоя образовались твердые и крепкие стены. Неолитические земледельцы не утруждали себя устройством окон и возведением дымоходов. В начальный период, по всей вероятности, не знали и плотницкого соединения балок с помощью шипов и зарубок. В таком длинном доме жило несколько семей, входивших в состав крупной матриархальной семьи. Дом выдерживал около двадцати лет. Десять или пятнадцать домов, обращенных фасадами к югу, вместе с загонами для скота образовывали село.
Такой дом длиной 25, шириной 7 и высотой 5 м, с пятью рядами очищенных от коры дубовых столбов стоит уже свыше десяти лет в Аспарне. При постройке этого дома образцом для экспериментаторов послужили остатки дома, открытого в поздненеолитическом поселении в Кёльне-Линдентале в ФРГ. Несущие столбы экспериментаторы закопали в ямы глубиной 1 м, закрепили их камнями и засыпали глиной. Стены сплели из прутьев лещины, а внутренние и внешние их стороны обмазали глиной. Крышу покрыли соломой, но позже, чтобы усилить ее прочность, солому заменили камышом. На этом доме нет следов обветшания даже спустя десять лет. Обновлять приходится каждый год только глиняную обмазку стен.
Из подобных домов, хоть и немного меньших по размерам, состояло «неолитическое» село в Аллерслеве в Дании, построенное Хансом Оле-Хансеном и его сотрудниками в 1956–1958 годах. Для постройке прямоугольного дома (15х6 м) понадобилось значительное количество строительного материала: 72 столба для стен высотой 2,5 м, четырехметровые стропила для крыши, различные подпорки и перекладины, жерди для соединения стропил, множество прутьев лещины и ивы для переплетения стен, девять тонн глиняного раствора, вымешанного босыми ногами и размятого руками, воды и рубленой травы и, наконец, связки камыша для крыши. Столбы, стропила и перекладины соединяли с помощью зарубок и перевязывали их эластичной корой вяза. Пол покрыли сеном, а очаг сделали из камней. Экспериментаторы тщательно фиксировали время, необходимое для выполнения отдельных работ. Они пришли к выводу, что одному человеку при десятичасовом рабочем дне нужно четыре дня для заготовки древесины для каркаса дома, десять дней для того, чтобы накосить травы и нарезать камыша, восемь дней для транспортировки материалов на место стройки. Двенадцать человек построили такой дом за десять дней. Перерасчет строительных работ на одного человека составляет 120 дней, а если добавить сюда 32 дня, необходимые для заготовки строительного материала, то в целом это составляет 152 дня. Эту задачу могла выполнить одна семья, состоящая из четырех или пяти человек, примерно за пять недель.
Такие материалоемкие и трудоемкие дома были типичными для неолитических земледельцев от предгорьев Карпат до Западной, Северной и Восточной Европы. Об этом свидетельствуют археологические находки. Но в других местах климатические условия и имевшийся строительный материал позволяли строить дома по другому принципу и технике, которые могли и не оставить никаких следов.
В Южном Ираке и в настоящее время строят жилища из камыша, как это, по всей вероятности, делали и предки местных жителей в эпоху неолита. Экспериментаторы из карельской экспедиции построили подобное жилище в 1960 году. Каркас изготовили из ивовых кольев и ветвей. Покрытие сделали из камыша, собранного в воде и высушенного на солнце. Отдельные связки камыша привязывали к каркасу с помощью гибких прутьев и лыка. Коническую, круглую в плане хижину диаметром 3 м и высотой 4 м два экспериментатора построили за 8 часов.
В лесистой Канаде довольно быстро строили срубовые дома из кругляка. По свидетельству очевидцев конца XVIII–XIX веков, дома размером 6х4 м вырастали там в течение четырех рабочих дней. Для постройки такого жилища в качестве инструмента требовался только стальной топор, а на строительный материал шли стволы деревьев одинаковой толщины. При этом строители не возводили фундамента, поэтому от таких построек не сохранилось никаких следов.
Рубленые дома в древней Европе начали строить, как это уже определенно установлено, в период энеолита. Их конструкция стала известна по сохранившимся остаткам построек, найденных на берегах швейцарских озер и озер Южной Германии. В 1922 году на их месте на берегу Боденского озера были реконструированы целые поселки периода позднего каменного века и эпохи бронзы. Срубовый дом (длина — 12 м, ширина и высота — 6 м) построен также в Аспарне, там же восстановлена полуземлянка (длина около 7 м, ширина — 5 м, а глубина земляной ямы около 1 м) эпохи раннего железа.
Значительно больше сохранилось информации о домах и хозяйственных постройках эпохи позднего железа благодаря созданным моделям в экспериментальных центрах в Лейре и Батсер-Хилле.
В Лейре соорудили несколько жилых и хозяйственных построек, которые позволили изучать жизнь людей эпохи железа в период от V века до н. э. до IV века н. э. Здесь возведены были квадратные в плане дома, своим видом соответствующие остаткам построек, исследованных датскими археологами в различных поселениях. Создавались различные виды деревянных каркасов и испытывались их несущие способности. Стены построили из ивовых прутьев, переплетая ими вертикально вкопанные столбы. Затем обмазывали их смесью ила, пуска, навоза и воды. На обмазку каждого дома израсходовали от 20 до 30 т раствора.
В Великобритании дома эпохи позднего железа очень часто были круглыми. Их реконструкцией занимается Питер Рейнольдс со своими сотрудниками. Для строительства дома диаметром четыре метра они израсходовали 41 ясеневый ствол длиной от 2 до 4 м (19 для стены, 19 для крыши и 3 в качестве опоры крыши с покрытием из соломы). Сначала выкопали круговой желоб для фундамента шириной 30 см и глубиной 15 см. В этот желоб вбили заостренные двухметровые колья. В их верхней части сделали зарубки, на уровне которых наматывали кольца из ивовых жгутов, связанных кожаными ремнями. В эту конструкцию вставили брусья крыши, которые на вершине связали воедино. Брусья крыши соединили между собой ивовыми жгутами, которые создали опору для покрытия соломой. Стены сплели из прутьев и обмазали глиной. Одному человеку для строительства такого дома нужно было бы, не включая заготовку строительного материала, 175 рабочих часов.
В Батсер-Хилле построили два круглых дома, один с каменными стенами, а другой из прутьев с обмазкой. При возведении каменного дома израсходовали 50 т известняка, 4 т сена и соломы, 2 т дерева, а также прутья ивы и лещины и кожаные ремни. Солому для покрытия заготовили во время уборки урожая. Оказалось, что для этой цели лучше всего подходит прошлогодняя солома. После того, как заготовили строительный материал, приступили к собственно стройке. Сначала выкопали желоб для фундамента, который облицевали слоем камня. На него уложили последующие слои камня. На эту каменную стену поставили конструкцию крыши конусообразной формы из брусьев, стропил и прогонов, переплетенных прутьями. Затем крышу покрыли соломой. Эти строительные работы можно осуществить в течение двух-трех недель.
Конструкцию второго дома можно сравнить с плетеной корзиной. Остатки такого дома археологи нашли в Пимпен-Дауне В Дорсетшире. Они обнаружили внутреннее и внешнее кольцо углублений для кольев, а также ямы, оставшиеся на месте кольев, образовавших крытый вход в хижину. За пределами большого круга археологи нашли шесть других ям для кольев, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Строители в Батсер-Хилле сначала выкопали ямы и поставили в них дубовые столбы. Внешний, более низкий, круг они переплели прутьями из лещины. Внутренний круг должен был нести большую часть массы крыши. Поэтому на столбах этого круга они построили единый круг из брусьев, закрепленных шипами. Внешний вид этого круга столбов и способ соединения очень напоминают конструкцию из Стонхенджа. Основу конструкции крыши образовали шесть стропил из ясеня и вяза, каждое весом 120 кг, нижние концы которых находились в шести наружных ямах. Стропила установили на стене и дубовыми клиньями соединили их с брусьями упоминавшего круга, который покоился на внутренних столбах. К стропилам прикрепили прогоны, а когда их между собой соединили жгутами из прутьев, то можно было залезать на самую вершину каркаса крыши. Процесс покрытия каркаса соломой был достаточно прост: связки соломы экспериментаторы закрепляли раздвоенными прутьями и двигались от краев крыши к вершине. Для покрытия израсходовали около 5 т соломы. Вся крыша при этом весила свыше 12 т и перекрывала круг диаметром 9 м. Затем обмазали плетение стен 15 тоннами глиняного раствора, который по своей консистенции был похож на моделировочную глину. При этом раствор можно было набрасывать целыми кусками и придавливать его, в результате чего достигалось идеальное соединение с плетением.
Строительная техника и материалы, использованные при постройке этих двух домов, представляют лишь несколько из очень многих вариантов, которые существовали в Великобритании в эпоху железа. Строили жилища из бревен и смеси мела, ила или дерновых блоков. Габариты домов были также различны. Диаметр их колебался от 4–5 до 15 м.
В ту же эпоху на Европейском континенте кельты начинали строительство дома с углубления в земле всего жилого пространства. И только над этой ямой воздвигали стены из кругляка и перекрывали их крышей. Остатки таких домов часто находят археологи Чехословакии и других стран Центральной Европы. Модель одного из них по остаткам, найденным в Австрии, была построена в Аспарне. Длина этого дома 7 м, ширина — 5 м, а в землю он углублен на 1 м. Жилую постройку дополняет мастерская кельтского кузнеца таких же размеров (только глубина ее наполовину меньше, а ширина на 1 м больше), созданная по образцу реконструированной мастерской в Мшецких Жетровицах в Северо-Западной Чехии.
Музей под открытым небом в Аспарне имеет своего двойника в Мёскарде, поселения поблизости от второго по величине датского города Орхус. С 1964 года датские археологи строят здесь на площади 100 га уголок древней и средневековой Дании. Здесь сохранена первоначальная природная среда, поля и дома различных эпох, гончарные и железоплавильные печи, а также печи для выпечки хлеба, ткацкие станки, могилы. Героическая эпоха викингов представлена группой построек, к которым прибавятся вскоре еще и другие, и в результате возникнет целое местечко викингов. Дома, которые читатель видит на снимках, экспериментаторы реконструировали по находкам в Орхусе и Хедебю. Обратите внимание, что у одного дома опорные столбы расположены вне стены, как это было и на археологических памятниках. Внутри дома находится от крытый очаг с двумя высокими скамьями по сторонам.
О том, как строили свои дома крестьяне средневековой Европы, американские индейцы XVI–XVII векгв и первые европейские поселенцы в Америке, вы узнаете в 21-й главе.
Как люди жили в древних домах
В некоторых моделях древних домов поселилсь экспериментаторы, чтобы познать на собственном опыте, как чувствовали себя в таких жилищах люди прошлого. В неолитическом поселке в Аллерслеве (Дания) было сделано несколько интересных наблюдений. Дым из очага, прежде чем выйти наружу, иногда задерживался под крышей, так что относительно чистый воздух удерживался на уровне 1,5 м от пола. Дым и сажа зачерняли верхнюю часть потолка и крышу. И тут вполне возможно археологическая ошибка: обнаружив эти ископаемые части дома, можно предположить, что он пострадал от пожара. После завершения строительства дома начиналось его постепенное ветшание. При высыхании стен возникали трещины, которые под воздействием дождя и влаги расширялись и углублялись. Спустя некоторое время от стен отваливались куски обмазки, которые накапливались у внешней и внутренней сторон фундамента. Это происходило спустя три-четыре года после окончания постройки.
В одном из домов эпохи железа экспериментаторы в Лейре проверили возможности проживания в них в январе-феврале и марте-апреле. Огонь очага нагревал только самое близкое пространство. Ненамного улучшился обогрев, когда теплый воздух, поднимавшийся под крышу, спускался вниз вдоль внутренней стены. Горящий очаг притягивал внутрь через щели в стенах холодный воздух. Недостаточно плотно закрывающаяся дверь нарушала уравновешенный обмен тепла и дыма, который устанавливался в застойном воздухе внутри дома. Скот за перегородкой в хлеву и большой слой навоза обеспечивали температуру 40 градусов, но это не оказывало никакого влияния на обогрев жилого помещения.
В домах в Лейре сделано было много других ценных наблюдений. Здесь в течение десяти лет многократно разжигали очаг, проводили другую работу, начиная от ткачества и ковки до приготовления пищи.
Оборонительные стены, городища, пирамиды
Кроме жилых и хозяйственных построек экспериментаторы исследовали и сооружения, которые выполняли прежде всего задачу защиты, а также культовые сооружения. Вы, конечно, помните крепость в Ланте, вал и ров в Овертон-Дауне. Валы и рвы были неизменной составной частью многих поселений уже со времени неолита.
В Овертон-Дауне при строительстве вала (длина — 21 м, высотк — 2 м, ширина в основании — 7 м) и рва (длина — 21 м, глубина — 1,5 м, ширина в верхней части — 3 м, на дне — 2,4 м) экспериментаторы сравнивали результаты, достигнутые с помощью современных и древних инструментов. Если они использовали стальные крике, лопаты и ведра, то один работник за час выкапывал, поднимал и переносил 750 кг известняковой породы. При работе с копиями древних инструментов, копалками из рога, лопатами из костей домашнего скота, деревянными ломами и корзинами из прутьев производительность труда была на две трети меньше.
Это соотношение современных и древних инструментов установили при работе с ними за краткий период. При наблюдении за весь период строительства это соотношение было гораздо более благоприятным для древних орудий, оно составляло 1,3:1,0. Копалки из рога, а также деревянные лопаты легко проникали в мел. Лопаты из костей животных были слишком узкими и поэтому непригодными для набирания земли. Но они весьма пригодились при сгребании меловой крошки в корзины. В одну корзину входило около 13,5 кг материала. Время, необходимое для строительства вала и рва, составляло 1543 часа. Из рва было выкопано около 114 куб. м земли и породы.
Указанные цифры приблизительны для определения времени, необходимого для строительства некоторых древних укрепленных поселений и городищ, и оно всегда останется приблизительным, даже в том случае, если будем исходить из результата, достигнутого с помощью древних инструментов. В действительности мы никогда не можем быть до конца уверенными в том, что нам известен именно тот способ применения орудий труда, каким его знали в древности.
Один из возможных и весьма эффективных способов зафиксировали недавно исследователи при строительстве насыпи из земли в современной Нигерии. Насыпь длиной 50 м, высотой 4 м, содержащая 800 кубометров земли и настолько широкая, что на ней могла быть сооружена дорога, была построена многими местными рабочими меньше чем за один день. Причем такой скорости им удалось достичь без переноса земли. В их распоряжении был единственный инструмент — мотыга. Ею они разрыхляли землю, а затем эта земля перемещалась дальше следующей шеренгой людей. Таким способом восемь и десять рядов строителей сгребали землю, одновременно перемещая ее, и создавали насыпь. Чтобы выполнить эту работу, хороши были и древние лопаты из Овертон-Дауна.
Как может понять читатель, подобными и многими другими секретами строительства могли владеть древние люди.
Насыпи и стены древних городищ из глины обычно прокладывались деревянным креплениям. Археологи обнаружили остатки деревянной конструкции на одном из английских городищ. Работа по реконструкции модели трехметрового отрезка вала с участием шести человек длилась всего час. Исходя из этого, экспериментаторы сделали вывод, что весь древний вал 60 мужчин могли построить за 16 дней. Сюда они не включили время, необходимое для заготовки дерева и земли.
А сейчас перенесемся в культовый центр индейцев майя — в Ушмаль в Мексике. Здесь мы убеждаемся в том, что даже строительство памятников гигантских масштабов было под силу древнему обществу. Культовые постройки этого ентра расположены на площади 1200х600 м и содержат 850 тысяч куб. м каменного и земляного заполнения. Культовый центр Ушмаль строился и функционировал на протяжении 250 лет.
Во время экспериментов в Ушмале тестировались в уменьшенном масштабе методы и техника, которые применяли древние строители: заготовка и транспортировка необходимого материала на стройку, каменотесные работы и возведение стен. Работы по реконструкции вели современные потомки древних майя. Рабочий день длился пять часов, согласно обычаям этих мест, с 6 до 11 часов, когда температура поднималась с утра от 30 до 43 градусов. Шестой час работы под палящим солнцем был бы неэффективным.
Землю копали лопатами, которые были в два с половиной раза более продуктивными, чем деревянные палки-копалки. Затем ее переносили два носильщика на расстояние от 50 до 100 м в 25 литровых сосудах. Каждый из них за день проходил 25 км. Первый переносил 4000 кг земли, а второй около 2300 кг. Во время заготовки известняка снова происходило соревнование между современными и древними инструментами, на этот раз железным ломом и колом из дерева твердой породы. Индейцы майя продемонстрировали невероятную производительность. За один пятичасовой рабочий день они добыли с помощью металлического лома с площади 30 кв. м 5000 кг камня, что в три раза превысило результаты, достигнутые деревянным ломом. Индейцы разбивали скальную породу на 25-килограммовые блоки, а добытый камень четыре носильщика уносили на расстояние 250–100 м. Каждый работал самостоятельно и за один день проходил около 20 км. Все четверо вместе перенесли свыше 2200 кг камня.
Постройки в Ушмале содержали 850 тысяч куб. м земляного и каменного заполнения весом 1,3 млн. т. Этот строительный материал можно было добыть на площади 7,5 млн. кв.м. Среднее расстояние транспортировки на стройку составляло 750 м. Этим путем один мужчина мог перенести за один день 0,5 т земли и камня.
Дальше тестировались каменотесные работы и возведение стен. Индеец майя в качестве каменщика смог построить кубический метр стены из 1400 кг камня и 400 кг раствора. Добыча составных частей раствора и гашение извести для 400 тысяч куб. м стен в Ушмале согласно тесту, потребовали бы около 0,5 млн. рабочих человеко-дней. Для скульптурных работ и облицовки 1 кв. м фасада из известняка одному человеку понадобилось бы три рабочих дня. В Ушмале было обработано 750 тысяч кВ. м площади фасадов, что составляло 2,5 млн рабочих дней каменотесов.
Общее количество рабочих дней, необходимое для добычи и транспортировки строительного материала, собственно строительства, выполнения каменотесных и скульптурных работ, составило, по подсчета, установленным на основании тестирования 7,5 млн человеко-дней.
Из этих тестов мы можем получить и другие данные, которые нам откроют многие тайны прошлого. Для этого достаточно иметь при себе карандаш, бумагу и простой карманный калькулятор.
Так, например, если нам известна площадь местности и способ пропитания, то мы можем определить количество населения, проживавшее на этой территории, а затем и длительность стройки. И наоборот, если нам известны сроки строительства, то мы можем определить количество работавших на ней и приблизительно установить площадь заселения. В условиях Чехословакии подобным способом можно было бы определить сроки строительства мощных укрепленных городищ древнейшего периода и эпохи Великой Моравии.
Попытаемся это сделать на примере Ушмаля. Площадь этого района говорит о том, что его сельское хозяйство могло обеспечить пропитание приблизительно 1200 семьям (т. е. 6 тысячам человек). Если бы каждая семья могла освободить для общественных работ одного взрослого человека на протяжении 40 рабочих дней ежегодно, то это составило бы 48–50 тысяч рабочих дней, что обеспечило бы необходимые 7,5 млн. рабочих человеко-дней в течение 150 лет. Но при более краткой и массовой концентрации рабочей силы (при удвоении годовой производительности на одну семью) в Ушмале можно было бы построить самую высокую ступенчатую пирамиду, для возведения которой нужно было около 650 тысяч рабочих дней, за семь лет.
Связующее вещество построек
Строители древнейших времен довольствовались для своих низких жилищ в большинстве случаев глиняным раствором. Известь употребляли уже в эпоху неолита, но только для побелки стен. Античные и средневековые строители употребляли огромное количество извести, ибо только известковый раствор (если не считать в совершенстве обработанные и идеально прилегающие друг к другу каменные квадры перуанских и других построек) позволял их великолепным проектам расти вверх и вширь.
Производство и применение извести основано на простых химических реакциях, которые стали известны довольно рано. Подходящим сырьем являются известняки и доломиты, сложенные из карбонатов. Путем обжига они превращаются в окислы, при этом выделяется углекислый газ. Тот, кто уверен в своих школьных знаниях по химии, может спокойно предолеть следующие абзацы.
Самым древним и простым способом производства извести было, очевидно, выжигание в костре. Эта производственная техника сохранилась наряду с более прогрессивными способами на протяжении всего средневековья. В период античности, когда известь стала очень важным и нужным сырьем, появились печи для обжига извести. Тип печи, существовавший в Древнем Риме, стал исходным в цепи развития печей, использовавшихся вплоть до XX века.
Печи по обжигу извести в римских провинциях имели в целом единую схему. В плане они были овальны, грушеобразны или круглые, размером 360х280 см при общей высоте 3–4 м. Нижняя часть печи была сужена встроенной стенкой толщиной около 50 см, которая ограничивала топку, открывавшуюся в пространство обслуживания каналом топки четырехугольного сечения (примерно 60х45 см, но также и 90х60 см). Топку от шахты отделял свод. Одна из таких римских провинциальных печей найдена была во время археологических раскопок также и на территории Чехословакии, у села Русовца возле Братиславы. В месте производства извести сосредоточено было обычно несколько печей. Как правило, они были расположены вблизи военного лагеря или поселения.
В Иверсхайме (ФРГ) археологи исследовали известкообжиговый центр с шестью печами II–III веков н. э. Печи были выдолблены в склоне горы, над ними, выше по склону, возведено здание, у которого проходила подхъездная дорога. По ней к печам подвозили шихту. У самих печей построены были кирпичные ниши для обслуживания. Такие объекты относятся к очень редким находкам. В этом районе археологи открыли уже четыре известкообжиговых центра, поставлявшие известь для Рейнской области в период рисского владычества. Дешевой и надежной транспортной артерией была река Эрфт. Известь отсюда, очевидно, вывозили даже на территорию современной Голландии.
Римские архитекторы Катон и Втрувий упоминают известь как важный строительный материал, но у них нет описания ни производства ее, ни технологии. Поэтому на многие вопросы пока ответить не удается. Решению их должен был способствовать эксперимент в Иверсхайме.
Печи в Иверсхайме были грушеобразной формы, длиной около 3 м. Высота печи была 4 м, нижнюю половину ее занимала топка, а верхнюю — шахта, заполнявшаяся сырьем. Эти две части отделены были друг от друга самонесущим сводом, который должен был выдерживать нагрузку 2500 кг доломита или известняка. Свод экспериментаторы построили из кусков доломита, которые тщательно укладывали на деревянную опалубку. Изготовление опалубки было трудным и долгим процессом. Но экспериментаторы установили, что после заполнения печи опалубку по частям можно было вынуть. После обжига ее опять можно было поставить под своды с находящейся на них шихтой. Таким образом печь можно было без риска разрушения свода разгрузить и вновь заполнить. Футеровку печи сделали из осадочной породы, обмазанной глиной. В центре находилось прямоугольное отверстие топки. Оно служило для зажигания огня, закладывания дров и закачивания воздуха.
Античные доломитовые каменоломни находились рядом. Здесь доломит добывали и экспериментаторы. Во дну печь помещалось 2500 кг шихты. В качестве топлива античные мастера использовали дерево. В древности здесь росли в основном ива и тополь, их древесину и использовали в качестве топлива, как показал анализ. Работа известкообжигового центра была серьезным вторжением в естественную среду, так как только одна печь ежедневно поглощала 10 куб. м дров.
На своды экспериментаторы насыпали доломит, а в топке сложили дрова. Через вход топки бросили горящий факел и привели в действие печь. Внутри печи поместили на различной высоте чугунные трубы с термодатчиками, данные которых переносились на соответствующий график. Кроме того, регулярно проводились анализы выходящих газов.
Спустя час температура в печи достигла 600 градусов. В первые сутки температура не превысила 800 градусов, вверх уходили испарения и газы, возникающие при высыхании свежей кладки и печи и обжигаемой породы. На второй день температура достигла 1050 градусов. Именно такая температура необходима для обжига породы, поэтому ее нужно было поддерживать до окончания всего процесса обжига. Это обеспечивали шесть человек, по двое в трех сменах, шесть ней. В целом израсходовали 60 куб. м дров. Температура выходящих газов (углекислый газ) достигала 600 градусов. Угарный газ не выделялся, так как процесс проходил без доступа воздуха. Через неделю углекислый газ уже не был обнаружен. Обжиг был, таким образом, закончен. После этого отверстие топки было заложено кусками породы и обмазано глиной, но вверху печь закрыли только глиной. В этом положении химическая реакция могла быть закончена. Весь этот процесс соответствовал данным археологии. Температура выходящих газов резко упала до 200 градусов, но после полной закупорки печи вновь поднялась до 320 градусов. С этого момента тепло равномерно распространялось по всему пространству печи. Через неделю температура всей шихты составляла 200 градусов. Затем отверстие топки расчистили, устранили также глиняную обкладку вверху. Спустя несколько часов температура извести стала такой же, как и окружающего воздуха. Только через три недели экспериментаторы смогли отдохнуть.
Гашение полученного продукта водой показало (спустя 15 минут он превращался в горячий порошковый гидрат), что опыт был удачным. Он показал, что древнеримским мастерам обжига достаточно было для загрузки печи и охлаждения шихты 6–7 дней. За два-три дня они могли освободить печь и загрузить ее вновь. Иверсхаймский обжиговый центр мог перерабатывать при эффективном чередовании циклов обжига и загрузки ежемесячно 200 т доломита. Экспериментаторы рассчитали, что у пяти печей в сравнении с четырьмя можно в течение 30 дней повысить при эффективном рабочем ритме количество шихт с 10 до 16, а у шести — до 19. В последнем случае производительность возрастала на 90 %. Если предположить, что здесь работало 10 печей, то иверсхаймский производственный центр мог ежемесячно производить 2000 т извести.