Bau der Pyramiden aus abgebauten Steinblöckenbearbeiten
Eines der Hauptprobleme der frühen Pyramidenbauer war die Notwendigkeit, große Mengen Stein zu bewegen. Das Grabmal der zwölften Dynastie von Djehutihotep zeigt 172 Männer, die eine Alabasterstatue von ihm auf einem Schlitten ziehen. Die Statue wird auf ein Gewicht von 60 Tonnen geschätzt, und Denys Stocks schätzte, dass 45 Arbeiter benötigt würden, um einen 16.300 kg (35.900 lb; 16,3 t) geschmierten Block zu bewegen, oder acht Arbeiter, um einen 2.750 kg (6.060 lb; 2,75 t) Block zu bewegen. Dr. RH G Parry hat eine Methode zum Rollen der Steine vorgeschlagen, mit einer wiegenartigen Maschine, die in verschiedenen Tempeln des neuen Königreichs ausgegraben worden war. Vier dieser Objekte konnten um einen Block herum angebracht werden, so dass er leicht gerollt werden konnte. Experimente der Obayashi Corporation mit Betonblöcken von 0,8 Metern (2 Fuß 7 Zoll) im Quadrat und 1,6 Metern (5 Fuß 3 Zoll) Länge und einem Gewicht von 2,5 Tonnen (2.500 kg; 5.500 lb) zeigten, wie 18 Männer den Block mit einer Geschwindigkeit von 18 Metern pro Minute (1 Fuß / s) über eine 1-in-4-Steigungsrampe ziehen konnten. Diese Idee wurde bereits 1977 von John Bush beschrieben und wird in den Schlussbemerkungen von Parrys Buch erwähnt. Vitruv in De architectura beschrieb eine ähnliche Methode zum Bewegen unregelmäßiger Gewichte. Es ist immer noch nicht bekannt, ob die Ägypter diese Methode angewendet haben, aber die Experimente zeigen, dass sie mit Steinen dieser Größe hätte funktionieren können. Ägyptologen akzeptieren dies im Allgemeinen für die meist verwendeten 2,5-Tonnen-Blöcke, sind sich jedoch nicht einig über die Methoden, die für die 15-Tonnen-Blöcke und mehrere 70- bis 80-Tonnen-Blöcke verwendet werden.
Da die Steine, die den Kern der Pyramiden bilden, besonders in der Großen Pyramide grob geschnitten wurden, war das Material, das zum Füllen der Lücken verwendet wurde, ein weiteres Problem. Riesige Mengen Gips und Schutt wurden benötigt. Die Füllung hat fast keine Bindungseigenschaften, aber es war notwendig, die Konstruktion zu stabilisieren. Um den Gipsmörtel herzustellen, musste er durch Erhitzen dehydriert werden, was große Mengen Holz erfordert. Laut Ägyptologen, die Ergebnisse der beiden 1984 und 1995 David H. Koch Pyramiden Radiokohlenstoffprojekte deuten darauf hin, dass Ägypten seinen Wald abstreifen und jedes Stück Holz verschrotten musste, um die Pyramiden von Gizeh und andere noch frühere Pyramiden der 4. Dynastie zu bauen. Kohlenstoffdatierungsproben aus Kernblöcken und anderen Materialien ergaben, dass die Daten aus der Studie von 1984 durchschnittlich 374 Jahre früher lagen als derzeit angenommen, und die Datierung von 1995 durchschnittlich 100-200 Jahre. Wie von Teammitgliedern vorgeschlagen, „Wir dachten, dass es unwahrscheinlich war, dass die Pyramidenbauer konsequent jahrhundertealtes Holz als Brennstoff für die Herstellung von Mörtel verwendeten. Die Ergebnisse von 1984 ließen uns zu wenig Daten, um zu dem Schluss zu kommen, dass die historische Chronologie des Alten Reiches um fast 400 Jahre falsch war, aber wir hielten dies zumindest für eine Möglichkeit „. Um diese Diskrepanz zu erklären, Ägyptologen schlugen die Theorie des „alten Holzes“ vor, wonach die früheren Daten möglicherweise aus dem Recycling großer Mengen jahrhundertealten Holzes und anderer früherer Materialien stammen.
Es gibt gute Informationen über die Lage der Steinbrüche, einige der Werkzeuge zum Schneiden von Stein in den Steinbrüchen, den Transport des Steins zum Denkmal, die Nivellierung des Fundaments und die Nivellierung der nachfolgenden Ebenen des sich entwickelnden Aufbaus. Arbeiter verwendeten wahrscheinlich kupferne Meißel, Bohrer und Sägen, um weicheren Stein, wie den größten Teil des Kalksteins, zu schneiden. Die härteren Steine, wie Granit, Granodiorit, Syenit, und Basalt, kann nicht mit Kupferwerkzeugen allein geschnitten werden; stattdessen wurden sie mit zeitaufwändigen Methoden wie Stampfen mit Dolerit, Bohren und Sägen mit Hilfe eines Schleifmittels wie Quarzsand bearbeitet. Die Blöcke wurden mit Schlitten transportiert, die wahrscheinlich mit Wasser geschmiert waren. Das Nivellieren des Fundaments kann durch die Verwendung von wassergefüllten Gräben, wie von Mark Lehner und I.E.S. Edwards vorgeschlagen, oder durch die Verwendung eines groben quadratischen Niveaus und erfahrener Vermesser erreicht worden sein.
Das Tagebuch von Merer, Logbücher, die vor mehr als 4.500 Jahren von einem ägyptischen Beamten geschrieben und 2013 von einem französischen Archäologenteam unter der Leitung von Pierre Tallet in einer Höhle im Wadi al-Jarf gefunden wurden, beschreibt den Transport von Kalkstein aus dem Steinbruch in Tora nach Gizeh.
Schriften von Herodot und Diodor SiculusEdit
Die Unbekannten der Pyramidenkonstruktion konzentrieren sich hauptsächlich auf die Frage, wie die Blöcke den Überbau hinauf bewegt wurden. Es sind keine genauen historischen oder archäologischen Beweise bekannt, die die Frage endgültig lösen. Daher beinhalten die meisten Diskussionen über Bauweisen funktionale Möglichkeiten, die durch begrenzte historische und archäologische Beweise gestützt werden.
Historische Berichte über den Bau der ägyptischen Pyramiden weisen wenig auf Methoden zum Anheben der Blöcke hin; die meisten Ägyptologen beziehen sich jedoch auf diese Berichte, wenn sie diesen Teil der Pyramidenkonstruktion diskutieren. Thales besuchte laut dem Philosophen Hieronymus (3. Jahrhundert v. Chr.) die ägyptischen Pyramiden im 7. Jahrhundert v. Chr. und maß mit Hilfe des Intercept-Theorems, auch bekannt als Thales-Theorem, ihre Höhe und damit ihr Volumen. Die ersten historischen Berichte über den Bau dieser Denkmäler kamen Jahrhunderte nach der Ära des Pyramidenbaus von Herodot im 5. Jahrhundert v. Chr. und Diodorus Siculus im 1. Jahrhundert v. Chr. Herodot’s Konto Staaten:
Diese Pyramide wurde wie Treppen gebaut, die manche Stufen und andere Stufen nennen. Als dies, seine erste Form, vollendet war, benutzten die Arbeiter kurze Holzstämme als Hebel, um den Rest der Steine anzuheben; Sie hievten die Blöcke vom Boden auf die erste Stufe der Stufen; Als der Stein angehoben war, wurde er auf einen anderen Hebel gesetzt, der auf der ersten Stufe stand, und der Hebel benutzte ihn wieder, um ihn von dieser Stufe zur nächsten zu heben. Es kann sein, dass es auf jeder Stufe der Stufen einen neuen Hebel gab, oder vielleicht gab es nur einen Hebel, ziemlich tragbar, was sie nacheinander zu jeder Stufe trugen; Ich lasse dies ungewiss, da beide Möglichkeiten erwähnt wurden. Aber das ist sicher, dass der obere Teil der Pyramide zuerst fertig war, dann der nächste darunter, und zuletzt die Basis und der unterste Teil.
Konto von Diodorus Siculus:
Und es wird gesagt, dass der Stein eine große Entfernung von Arabien transportiert wurde, und dass die Gebäude mittels irdener Rampen angehoben wurden, da Maschinen zum Heben damals noch nicht erfunden worden waren; und am erstaunlichsten ist es, dass, obwohl solche großen Strukturen in einem von Sand umgebenen Gebiet errichtet wurden, keine Spur von Rampen oder dem Ankleiden der Steine zurückbleibt, so dass es nicht das Ergebnis der geduldigen Arbeit der Menschen zu sein scheint, sondern eher, als ob der ganze Komplex von einem Gott vollständig auf den umgebenden Sand gesetzt worden wäre. Nun versuchen die Ägypter, diese Dinge zu bestaunen, indem sie behaupten, dass die Rampen aus Salz und Natron bestanden und dass, als der Fluss gegen sie gedreht wurde, es schmolz sie sauber weg und löschte jede Spur ohne den Einsatz menschlicher Arbeit aus. Aber in Wahrheit war es ganz sicher nicht so gemacht! Vielmehr brachte die gleiche Menge von Arbeitern, die die Hügel errichteten, die gesamte Masse wieder an ihren ursprünglichen Platz zurück; denn sie sagen, dass dreihundertsechzigtausend Männer ständig in der Ausübung ihrer Arbeit beschäftigt waren, aber das gesamte Gebäude war nach zwanzig Jahren kaum fertig.
Diodorus Siculus ‚Beschreibung des Transports des Steins aus Arabien ist korrekt, da der Begriff „Arabien“ damals das Land zwischen dem Nil und dem Roten Meer implizierte, in dem die Kalksteinblöcke aus Steinbrüchen über den Nil transportiert wurden.
Verschiedene Arten von Rampenbearbeiten
Die meisten Ägyptologen erkennen an, dass Rampen die haltbarste Methode zum Anheben der Blöcke sind, Sie erkennen jedoch an, dass es sich um eine unvollständige Methode handelt, die durch ein anderes Gerät ergänzt werden muss. Archäologische Beweise für die Verwendung von Rampen wurden an der Großen Pyramide von Gizeh und anderen Pyramiden gefunden. Die am meisten akzeptierte Methode zur Unterstützung von Rampen ist das Levering (Lehner 1997: 222). Die archäologischen Aufzeichnungen belegen nur kleine Rampen und geneigte Dämme, nicht etwas, mit dem selbst ein Großteil des Denkmals hätte gebaut werden können. Zusätzlich zur Unsicherheit gibt es erhebliche Hinweise darauf, dass beim Pyramidenbau nicht standardisierte oder Ad-hoc-Konstruktionsmethoden verwendet wurden (Arnold 1991: 98, Lehner 1997: 223).
Daher gibt es viele vorgeschlagene Rampen und es gibt eine beträchtliche Diskrepanz hinsichtlich der Art der Rampe, mit der die Pyramiden gebaut wurden. Eine der weithin diskreditierten Rampenmethoden ist die große gerade Rampe, und sie wird routinemäßig aus funktionalen Gründen wegen ihrer massiven Größe, des Mangels an archäologischen Beweisen, der enormen Arbeitskosten und anderer Probleme diskreditiert (Arnold 1991: 99, Lehner 1997: 215, Isler 2001: 213).
Andere Rampen dienen dazu, diese Probleme der Rampengröße zu beheben, stoßen jedoch entweder auf Kritik an der Funktionalität und begrenzte archäologische Beweise. Es gibt Zickzackrampen, gerade Rampen, die den unvollständigen Teil des Aufbaus verwenden (Arnold 1991), spiralförmige Rampen, die vom Aufbau getragen werden, und spiralförmige Rampen, die sich als große Akkretion an das Denkmal lehnen. Mark Lehner spekulierte, dass eine spiralförmige Rampe verwendet worden sein könnte, die im Steinbruch im Südosten beginnt und sich um das Äußere der Pyramide herum fortsetzt. Die Steinblöcke wurden möglicherweise auf Schlitten entlang der mit Wasser oder Milch geschmierten Rampen gezogen.
Hebelmethoden gelten als die haltbarste Lösung, um Ramping-Methoden zu ergänzen, teilweise aufgrund der Beschreibung von Herodot; und teilweise zum Shadoof; Eine Bewässerungsvorrichtung, die erstmals während des Neuen Königreichs in Ägypten dargestellt und gleichzeitig mit dem Alten Königreich in Mesopotamien gefunden wurde. Aus Lehners (1997: 222) Sicht sollten Hebel eingesetzt werden, um die oberen 3% des Materials des Aufbaus anzuheben. Es ist wichtig zu beachten, dass die oberen 4% dieses Materials 1⁄3 der Gesamthöhe des Denkmals ausmachen. Mit anderen Worten, nach Lehners Ansicht sollten Hebel eingesetzt werden, um eine kleine Menge Material und eine große vertikale Höhe des Denkmals anzuheben.
Im Milieu der Hebelmethoden gibt es solche, die den Block inkrementell anheben, indem sie wiederholt abwechselnde Seiten des Blocks aufhebeln und Holz- oder Steinscheiben einsetzen, um den Stein allmählich einen Kurs nach oben zu bewegen; und es gibt andere Methoden, die einen größeren Hebel verwenden, um den Block in einem Hebevorgang einen Kurs nach oben zu bewegen. Da die Diskussion über Bautechniken zum Anheben der Blöcke versucht, eine Lücke in den archäologischen und historischen Aufzeichnungen mit einer plausiblen funktionalen Erklärung zu schließen, Die folgenden Beispiele von Isler, Keable, und Hussey-Pailos listen experimentell getestete Methoden auf. Islers Methode (1985, 1987) ist eine inkrementelle Methode und verwendete im Nova-Experiment (1992) Holzscheiben oder Krippen. Isler war in der Lage, einen Block in etwa einer Stunde und 30 Minuten um eine Stufe nach oben zu heben. Die Methode von Peter Hodges und Julian Keable ähnelt der Methode von Isler und verwendete stattdessen kleine hergestellte Betonblöcke als Unterlegscheiben, Holzpaletten und eine Grube, in der ihre experimentellen Tests durchgeführt wurden. Keable konnte seine Methode in ungefähr 2 Minuten durchführen. Die Methode von Scott Hussey-Pailos (2005) verwendet eine einfache Hebelvorrichtung, um einen Block in einer Bewegung einen Kurs hochzuheben. Diese Methode wurde mit Materialien getestet, die weniger stark waren als historische Analoga (getestet mit Materialien, die schwächer waren als die im alten Ägypten verfügbaren), einem Sicherheitsfaktor von 2, und hob einen 2500-Pfund-Block in weniger als einer Minute um einen Kurs auf. Diese Methode wird als Hebelvorrichtung präsentiert, die Mark Lehners Idee einer kombinierten Rampen- und Hebeltechnik ergänzt.
Hypothese der „inneren Rampe“ von Jean-Pierre Houdinbearbeiten
Houdins Vater war ein Architekt, der 1999 an eine Bauweise dachte, die ihm sinnvoller erschien als jede andere für den Bau von Pyramiden vorgeschlagene Methode. Um diese Hypothese zu entwickeln, gab Jean-Pierre Houdin, ebenfalls Architekt, seinen Job auf und machte sich daran, das erste voll funktionsfähige CAD-Architekturmodell der Großen Pyramide zu zeichnen. Sein / ihr Schema beinhaltet die Verwendung einer regelmäßigen externen Rampe, um die ersten 30% der Pyramide zu bauen, mit einer „internen Rampe“, die Steine über diese Höhe hinaus aufnimmt. Die Steine der Außenrampe werden in die oberen Stockwerke zurückgeführt, was den ansonsten rätselhaften Mangel an Beweisen für Rampen erklärt.
Nach 4 Jahren alleiniger Arbeit wurde Houdin von einem Team von Ingenieuren des französischen 3D-Softwareunternehmens Dassault Systemes unterstützt, das die modernste verfügbare computergestützte Konstruktionstechnologie einsetzte, um die Hypothese weiter zu verfeinern und zu testen. Im Jahr 2006 kündigte Houdin es in einem Buch an: Khufu: Die Geheimnisse hinter dem Bau der Großen Pyramide, und im Jahr 2008 schrieb er und Ägyptologe Bob Brier ein zweites Buch: Das Geheimnis der Großen Pyramide.
Bei Houdins Methode endete jede Rampe innerhalb der Pyramide an einem offenen Raum, einer Kerbe, die vorübergehend am Rand der Konstruktion offen gelassen wurde. Dieser 10 Quadratmeter große Freiraum beherbergte einen Kran, der jeden 2,5 Tonnen schweren Block anhob und drehte, um ihn für acht Männer vorzubereiten, die die nächste interne Rampe hinaufschleppen konnten. An einer der richtigen Stellen gibt es eine Art Kerbe, und 2008 betrat Houdins Co-Autor Bob Brier mit einem Filmteam von National Geographic eine zuvor nicht gekennzeichnete Kammer, die der Beginn einer dieser internen Rampen sein könnte. 1986 sah ein Mitglied des französischen Teams (siehe unten) an dieser Kerbe einen Wüstenfuchs, als wäre er innerlich aufgestiegen.
Houdins These bleibt unbewiesen und im Jahr 2007 beschrieb der UCL-Ägyptologe David Jeffreys die interne Spiralhypothese als „weit hergeholt und schrecklich kompliziert“, während John Baines von der Oxford University erklärte, er sei „misstrauisch gegenüber jeder Theorie, die nur erklären will, wie die Große Pyramide gebaut wurde“.
Houdin hat aus seinem Architekturmodell eine weitere Hypothese entwickelt, die schließlich die innere Kammer „Grand Gallery“ erklären könnte, die ansonsten wenig Sinn zu haben scheint. Er glaubt, dass die Galerie als Trolley-Rutsche / Führung für Gegengewichte fungierte. Es ermöglichte das Anheben der fünf 60 Tonnen schweren Granitbalken, die die Königskammer bedecken. Houdin und Brier und dem Dassault-Team wird bereits zugeschrieben, zum ersten Mal bewiesen zu haben, dass Risse in Balken während des Baus auftraten, damals untersucht und getestet und für relativ harmlos erklärt wurden.
Kalksteinbeton hypothesisEdit
Der Materialwissenschaftler Joseph Davidovits hat behauptet, dass die Blöcke der Pyramide kein geschnitzter Stein sind, sondern meist eine Form von Kalksteinbeton und dass sie wie bei modernem Beton „gegossen“ wurden. Nach dieser Hypothese wurde im Wadi südlich des Gizeh-Plateaus weicher Kalkstein mit hohem Kaolinit-Gehalt abgebaut. Der Kalkstein wurde dann in großen, vom Nil gespeisten Becken gelöst, bis er zu einer wässrigen Aufschlämmung wurde. Kalk (gefunden in der Asche von Kochfeuern) und Natron (auch von den Ägyptern bei der Mumifizierung verwendet) wurden beigemischt. Die Becken wurden dann verdampfen gelassen, wobei eine feuchte, tonartige Mischung zurückblieb. Dieser nasse „Beton“ würde zur Baustelle gebracht, wo er in wiederverwendbare Holzformen verpackt würde und in wenigen Tagen eine chemische Reaktion ähnlich der Aushärtung von Beton durchlaufen würde. Neue Blöcke, schlägt er vor, könnten an Ort und Stelle gegossen, auf die alten Blöcke gelegt und gegen sie gedrückt werden. Proof-of-Concept-Tests mit ähnlichen Verbindungen wurden in einem Geopolymer-Institut in Nordfrankreich durchgeführt, und es wurde festgestellt, dass eine Besatzung von fünf bis zehn Personen, die mit einfachen Handwerkzeugen arbeitete, eine Struktur von fünf 1,3 bis 4,5 Tonnen schweren Blöcken in wenigen Wochen agglomerieren konnte. Er behauptet auch, dass die Hungersnotstele zusammen mit anderen Hieroglyphentexten die Technologie der Steinagglomeration beschreibt.
Davidovits‘ Methode wird vom akademischen Mainstream nicht akzeptiert. Seine Methode erklärt nicht die Granitsteine mit einem Gewicht von weit über 10 Tonnen über der Königskammer, denen er zustimmt, dass sie geschnitzt wurden. Geologen haben Davidovits ‚vorgeschlagene Technik sorgfältig geprüft und sind zu dem Schluss gekommen, dass sein Beton aus natürlichem Kalkstein stammt, der in der Mokattam-Formation abgebaut wurde. Davidovits behauptet jedoch, dass der Großteil des weichen Kalksteins aus denselben natürlichen Steinbrüchen der Mokkatam-Formation stammt, die von Geologen gefunden wurden, und besteht darauf, dass die alten Ägypter die weiche Mergelschicht anstelle der harten Schicht verwendeten, um Steine wieder zu agglomerieren.
Davidovits ‚Hypothese wurde von Michel Barsoum, einem Materialwissenschaftler, unterstützt. Michel Barsoum und seine Kollegen von der Drexel University veröffentlichten ihre Ergebnisse, die Davidovits ‚Hypothese stützen, 2006 im Journal der American Ceramic Society. Mittels Rasterelektronenmikroskopie entdeckten sie in Proben der Kalksteinpyramidenblöcke mineralische Verbindungen und Luftblasen, die in natürlichem Kalkstein nicht vorkommen.
Dipayan Jana, ein Petrograph, hielt 2007 eine Präsentation vor der ICMA (International Cement Microscopy Association) und hielt einen Vortrag, in dem er Davidovits‘ und Barsoums Arbeit diskutiert und zu dem Schluss kommt: „Wir sind weit davon entfernt, einen „künstlichen“ Ursprung von Pyramidensteinen als entfernte Möglichkeit zu akzeptieren.“
NOVA Pyramidenbau Experimentbearbeiten
1997 führten Mark Lehner und der Steinmetz Roger Hopkins ein dreiwöchiges Pyramidenbauexperiment für eine NOVA-Fernsehfolge durch. Sie bauten eine Pyramide 6 Meter (20 ft) hoch und 9 Meter (30 ft) breit, bestehend aus insgesamt 162 Kubikmeter (5.700 cu ft) oder etwa 405 Tonnen. Es bestand aus 186 Steinen mit einem durchschnittlichen Gewicht von jeweils 2,2 Tonnen. Zwölf Steinbrecher schnitzten in 22 Tagen 186 Steine, und die Struktur wurde mit 44 Männern errichtet. Sie benutzten Eisenhämmer, Meißel und Hebel (dies ist eine moderne Abkürzung, da die alten Ägypter auf Kupfer und später Bronze und Holz beschränkt waren). Lehner und Hopkins führten jedoch Experimente mit Kupferwerkzeugen durch und stellten fest, dass sie für die jeweilige Aufgabe ausreichend waren, vorausgesetzt, es standen zusätzliche Arbeitskräfte zur Verfügung, um die alten Werkzeuge ständig nachzuschärfen. Sie schätzten, dass sie für diese Wartung rund 20 zusätzliche Männer benötigt hätten. Eine weitere Abkürzung war die Verwendung eines Frontladers oder Gabelstaplers, aber moderne Maschinen wurden nicht verwendet, um den Bau zu beenden. Sie benutzten Hebel, um den Schlussstein auf eine Höhe von 20 Fuß (6,1 m) zu heben. Vier oder fünf Männer konnten Hebel an Steinen von weniger als einer Tonne benutzen, um sie umzudrehen und durch Rollen zu transportieren, aber größere Steine mussten abgeschleppt werden. Lehner und Hopkins fanden heraus, dass sie, indem sie die Steine auf Holzschlitten legten und die Schlitten auf Holzschienen gleiteten, einen zwei Tonnen schweren Stein mit 12 bis 20 Mann schleppen konnten. Das Holz für diese Schlitten und Gleise hätte zu hohen Kosten aus dem Libanon importiert werden müssen, da es im alten Ägypten wenig oder gar kein Holz gab. Während die Erbauer es versäumten, die von den alten Ägyptern geschaffene präzise Verbindung zu duplizieren, war Hopkins zuversichtlich, dass dies mit mehr Übung hätte erreicht werden können.