Nie je tvrdosť ako tvrdosť: Pohľad geológa na záhady kamenárstva starovekých Egypťanov

Príspevok voľne nadväzuje na články: Egyptské pyramídy – odkiaľ vieme, ako a kvôli čomu ich postavili? I. Výpoveď starovekých nápisov, textov a vyobrazení; Egyptské pyramídy – odkiaľ vieme, ako a kvôli čomu ich postavili? II. Výpoveď archeológie a Egyptológ: Život staroegyptských metalurgov musel byť krátky a neradostný.

Nástroje sa v neskorších obdobiach vyrábali aj z ďalších pevných hornín, ako sú pazúriky, radiolarity, chalcedóny a kremence. Delikátnosť niektorých nástrojov je priam dychberúca. Obzvlášť ak prihliadneme na to, že boli vyrábané štiepaním - v podstate otĺkaním a tlakovým olupovaním kameňov. 

I v starovekom Egypte sa stále používali štiepané kamenné nástroje, aj keď ich kvalita sa po rozmachu kovových nástrojov postupne znižovala [2]. Avšak starovekí Egypťania kamene tiež rezali, vŕtali, brúsili a leštili. Máme dôkazy svedčiace o používaní týchto techník už pred stavbou egyptských pyramíd?  

[reklama]

Brúsenie a leštenie kamenných nástrojov sa vo svete rozšírilo pred cca 12 000 rokmi. I v tomto prípade sa používali pevné typy kameňov - okrem vyššie spomenutých i diority, granity a tiež vybrané druhy ryolitov a zelenokameňov (napríklad jadeit). Podobne ako u ich štiepaných náprotivkov, kvalita niektorých nástrojov by možno zahanbila i dnešných kamenárov.

O hlbokých koreňoch kamenárskej tradície nesvedčia iba nálezy kamenných nástrojov. Ľudstvo sa po tisíce rokov oboznamovalo s horninovým prostredím i v lomoch a baniach, pri stavbe budov a opevnení, ako aj pri opracovávaní a transporte megalitov. S trochou nadsádzky by sa dalo povedať, že kamenárstvo je spolu s opracovávaním dreva najstarším remeslom ľudstva. 

Vedieť, že ľudia boli schopní opracovať tvrdé kamene je jedna vec, ale zistiť, ako presne to robili, je vec druhá. Je vôbec možné kamene opracovať iba pomocou starovekých nástrojov alebo je nutná "pomoc zhora"? Odpoveď týchto na tieto otázky sa ukrýva v zdanlivo nezmyselnej vete: Nie je tvrdosť ako tvrdosť.

Rôzne druhy tvrdosti

Koncept rôznych druhov tvrdostí sa na prvý pohľad môže zdať zvláštny, avšak intuitívne mu rozumieme všetci. Futbalová lopta poľahky rozbije sklenenú tabuľu, no na rezanie či obrusovanie skla by ste asi vybrali iný pracovný nástroj. Na druhej strane, loptu hravo prerežete skleneným črepom, ale rozbiť ju by asi bol značný problém.

Ide o nesmierne fascinujúcu problematiku, no my sa jej podrobnejšie venovať nebudeme. Tá cesta by nás zaviedla do záludných močarík materiálových vied, kde by sa nás vrhli obludy ako lomová húževnatosť, pevnosť v strihu, pružnosť v ťahu a stiahli by nás pod hladinu. Pointou je, že neexistuje iba jeden druh tvrdosti a takmer každý materiál má nejakú slabinu, ktorá sa dá využiť.

Názorný príklad sú obrazovky mobilných telefónov, ktoré sú síce tvrdé, teda veľmi odolné voči poškrabaniu, no zároveň krehké, teda pri prudšom údere môžu prasknúť. Ale čo tých pár vyvolených, ktorí sa predsa len môžu pýšiť škrabancami na obrazovke svojho telefónu? Zrejme z nich vinia kľúče alebo mince, ktoré nosia vo vreckách. Tvrdosť obrazovky telefónov na Mohsovej stupnici tvrdosti (6 až 7, niektoré až 8, prípadne 9) vysoko presahuje tvrdosť hliníkových a mosadzných kľúčov (zhruba 3 až 4) a mincí (medzi 2,5 až 3,5). Na to, aby tieto predmety dokázali poškrabať obrazovku, musela by ich tvrdosť byť rovnaká alebo väčšia ako tvrdosť obrazovky. Páchateľ (ak vo vrecku bežne nenosíte diamanty alebo brúsny papier) je oveľa triviálnejší - piesok.

[reklama]

Abrazívne vlastnosti piesku

Neobyčajná tvrdosť obyčajného piesku nie je žiadnou náhodou. Pevná hornina je na zemskom povrchu vystavená mrazom i horúčavám, dažďu a vetru a po rozrušení ju počas premeny na hŕbu piesku čaká cesta plná otĺkania a obrusovania. Pomer odolných zŕn sa tak v piesku úmerne zvyšuje s dĺžkou transportu. Nakoniec v ňom prevažujú zrná odolného kremeňa (tvrdosť 7) a v malom množstve i ďalšie, ešte tvrdšie zrná (granát a zirkón - 6 až 7,5; staurolit a turmalín - 7 až 7,5; topás - 8, korund - 9), ktoré si s obrazovkou telefónu ľahko poradia.   

Starovekí Egypťania, ktorí sa v piesku doslova topili, o jeho abrazívnych vlastnostiach nepochybne vedeli. Zrnká piesku prenikali do chleba, čím sa významne podieľali na opotrebovaní ich zubov [3], ktoré mimochodom predstavujú najtvrdšiu časť ľudského tela. Takéto minerálne zloženie z piesku robí veľmi dobré abrazívum, ktoré dokáže meď [4], kožu alebo i papier zmeniť na brúsny materiál. Vďaka piesku môžete kameň prevŕtať napríklad i pomocou kostí [5]. Pri vŕtaní, rezaní, brúsení a leštení materiálov je totiž tvrdosť abrazíva dôležitejšia než vlastnosti podkladového materiálu. 

Skalné útvary vytvorené abráznou činnosťou piesku a vetra bez akýchkoľvek mimozemských technológii:

O tom, že Egypťania využívali medené nástroje v kombinácii s pieskom máme i fyzické dôkazy. Niektoré otvory zanechané po vŕtaní alebo rezaní obsahujú zvyšky zoxidizovanej medi a/alebo kremitého piesku [6]. V Atonovom chráme Serotta a Caró [7] dokonca objavili zvyšky abrazíva s vysokým obsahom korundu (tvrdosť 9, hlavná zložka prírodného brúsiva zvaného šmirgeľ), čo by naznačovalo, že v časoch 18. dynastie starovekí Egypťania poznali ešte účinnejšie abrazívum. Otázne ostáva, kedy a v akom rozsahu ho využívali. Isté nepriame dôkazy nám môžu poskytnúť egyptské šperky.

Najtvrdší minerál v šperkoch starovekých Egypťanov je beryl respektíve smaragd (7,5 až 8). Jednoznačné dôkazy o jeho ťažbe a spracovaní zatiaľ máme až z obdobia Ptolemaiovskej dynastie [8, 9], keď už v antickom svete poznali šmirgeľ. Druhým najtvrdším minerálom je granát, ktorého rozsah tvrdostí (6 až 7,5) sa prekrýva s hlavnou zložkou piesku - kremeňom (7). Okrem toho, na opracovanie nerastov s tvrdosťou nižšou ako 5,5 sa (najmä u skorších dynastií [10]) používali iné techniky ako na opracovanie tvrdších nerastov. Ak by vtedajší šperkári mali po ruke korundové abrazívum (prípadne iné, ešte vyspelejšie technológie), prečo by tvrdosť 5,5 pre nich bola technickým prahom? 

Otesávanie kameňov

Iný druh tvrdosti - húževnatosť, nemá s abrazívami nič spoločné. Zjednodušene povedané, ide opak krehkosti, teda schopnosť odolať prudkým nárazom bez vzniku trhlín - spomeňte si na mäkkú loptu, ktorá rozbije tvrdé sklo. Aj pri spomínanom štiepaní kamenných nástrojov sa pri ich jemnejšom otĺkaní a tlakovom olupovaní používali "mäkké" nástroje vyrobené z kosti, parožia či dreva. 

Slabinou mnohých tvrdých minerálov je práve ich relatívna krehkosť, takže všeobecne platí: „čo nemôžeš obrúsiť, môžeš otĺcť“ [11]. Opracovanie kameňa o veľkosti dlane je však predsa len niečo iné ako otĺkanie veľkej lomovej steny. Našťastie v tej chvíli do hry vstupuje ďalší dôležitý faktor - (ne)rovnorodosť hornín. 

[reklama]

V porovnaní so sklom alebo veľkými minerálnymi kryštálmi sú horniny veľmi rôznorodé. Vyskytujú sa v nich plochy odlučnosti a vrstvovitosti, pukliny, podrvené, porušené a zvetrané zóny, ktoré je možné pri extrakcii bloku z lomovej steny využiť. Na rozšírenie pukliny vám stačia iba kliny a kladivá. Iste, všetko má svoje limity a skôr či neskôr budete nútení opracovať čerstvú, neporušenú horninu. Našťastie i v takom prípade je nerovnorodosť hornín nápomocná.

Horniny tvoria zrná rôznych minerálov, vďaka čomu majú jednotlivé druhy hornín rôzne vlastnosti. Dokonca aj ten istý druh kameňa, napríklad granit, môže mať iné vlastnosti v závislosti od veľkosti a pomeru zŕn kremeňov, živcov a sľúd. Vlastnosti hornín ovplyvňuje napríklad aj ich porozita a spôsob, akým sú zrná vzájomne prepojené. Hoci kremité pieskovce sú tvorené prevažne zrnkami kremeňa, slabo spojené pieskovce ľahko rozdrvíte holými rukami, zatiaľ čo iné ledva rozbijete kladivom. Vďaka tomu je na otesávanie húževnatých hornín možné použiť iné, ešte húževnatejšie kamene. 

Fyzické dôkazy o tomto spôsobe opracovávania kameňa v sa povaľujú v mnohých lomoch starovekého Egypta v podobe nezvyčajných hornín zvaných dolerity [12]. Tie môžu dosahovať extrémne vysokú húževnatosť, vďaka čomu kamenárom slúžili ako buchary alebo hlavice kladív a mlatov. Pôvodne zrejme ostrohranné kusy doleritu sa po dopravení do lomu otĺkaním postupne zaoblili a následne sa odhodili [13].

Ale ľudia sú tvory lenivé a majú tendenciu si pomáhať ako len môžu. V tomto prípade im výdatne pomáhal jeden starý priateľ...

Oheň

Ešte pred použitím pušného prachu sa pri ťažbe nerastných surovín používal oheň. Doklady o využívaní ohňa v lomoch a baniach siahajú do doby kamennej [14]. Kvôli svojim termomechanickým vlastnostiam si totiž horniny s ohňom veľmi nerozumejú a i relatívne krátke vystavenie plameňom vedie k ich oslabeniu až popukaniu. Asi netreba dodávať, že takéto rozrušenie horniny výrazne uľahčí jej následné otesávanie. 

Ukážka rozrušenia horniny pomocou ohňa. Doma prosím neskúšať, niektoré horniny sa v ohni môžu doslova rozletieť a poraniť vás. 

O využívaní ohňa pri extrakcii a opracovaní odolných hornín svedčia nálezy popola, zvyškov dreveného uhlia a obhorených tehál v lomoch starovekého Egypta [15].

[reklama]

Záver

Používali teda staroegyptskí kamenári primitívne nástroje a techniky? S takto položenou otázkou musím vehementne nesúhlasiť. Ak na ich práci bolo niečo primitívne, boli to materiály, s ktorými si museli vystačiť. Ale starovekí majstri, vychádzajúc z tisícročných tradícií, dokázali pomocou bystrých myslí i tieto primitívne materiály pretvoriť do dômyselných nástrojov a pracovných postupov. Vďaka tomu dokázali vytvoriť veľkolepé diela, ktoré nás ohromujú i po uplynutí celých tisícročí. Avšak na schopnostiach staroegyptských kamenárov nebolo nič nadpozemského, azda okrem ich neuveriteľnej schopnosti pozorovať, premýšľať a učiť sa.   

-

Ak sa vám tento článok páčil a radi by ste vedeli včas i o dalších, sledujte nás na Facebooku, na Instagrame, na Twitteri alebo prostredníctvom newsletteru.

Ak oceňujete našu prácu, prosíme, podporte fungovanie projektu na Patreone. Aj symbolický príspevok pomôže.

-

Poznámky

1 Hamand et al., 2015

2 Harrel, 2012

3 Leek, 1972, 1979

4 I dnes niektorí klenotníci na rezanie diamantov používajú medené kotúče okované diamantovým abrazívom.

5 Osipowicz, 2006

6 napr. Reisner, 1931 s. 111-118, 180; Lucas a Harris 1962 s. 93; položka UC16033 v Petrie Museum of Agyptain Archeology

7 Serotta a Caró, 2014

8 Lucas a Hariss, 1962, s. 87. 

9 Okolo datovania výskytu prvých smaragdových šperkov panujú isté nezhody (Sinkankas, 1989, s. 4-9), za čo zo značnej miery môže nesprávna identifikácia minerálu. Archeológovia, podobne ako starovekí Egypťania, mali tendenciu za smaragd označovať mnohé jemu podobné zelenkavé minerály (Lucas a Harris, 1962, s. 445-446). 

10 viď Xia, 2014

11 Z rozdrvených tvrdých minerálov si dokonca môžete vyrobiť abrazívum, preto ma prekvapuje, že sa o niečo podobné starovekí Egypťania nepokúsili s granátmi. Možno im dostupné druhy granátov neboli tvrdšie ako kremeň alebo na to boli príliš vzácne. Alebo granátové abrazíva mali, len sa nám ich zatiaľ nepodarilo identifikovať.

12 Presnejšie ide o metadolerity, teda čiastočne metamorfované dolerity. 

13 Kellany et al., 2010

14 Olsen a Alasker, 1984; Wiesgerber a Willis, 2001

15 Heldal a Stonemyr, 2015; Kelany, 2015

Pozri tiež

 https://www.oocities.org/unforbidden_geology/

Hoci ide o archaickú stránku, predstavuje veľmi zrozumiteľný zdroj informácií nielen o kamenárstve starovekých Egypťanov, ale aj s ním súvisiacich vlastnostiach minerálov a hornín. Odkazuje i na veľké množstvo literárnych zdrojov, na ktoré sa môžete obrátiť, ak sa o tejto téme chcete dozvedieť viac.

https://www.youtube.com/c/ScientistsAgainstMyths/featured

https://www.youtube.com/c/SacredGeometryDecoded/featured

Youtubové kanály venujúce sa kamenárskym technikám starovekých Egypťanov, s experimentmi replikujúcimi tieto techniky a vyvracaním mýtov, ktoré ohľadom tejto problematiky panujú.

Arnold, D., 1991: Building in Egypt: pharaonic stone masonry. Oxford University Press, New York, 316 s.

Engelbach, R. (1923) The problem of the obelisks, from a study of the unfinished obelisk at Aswan. G.R. Doran, New York, 134 s. dostupné na: https://archive.org/details/problemofobelisk00enge_0

Harrell, J.A., 2012: Building Stones. UCLA Encyclopedia of Egyptology, 1(1). dostupné na https://escholarship.org/uc/item/3fd124g0

Harrell, J.A., 2012: Gemstones. UCLA Encyclopedia of Egyptology, 1(1). dostupné na https://escholarship.org/uc/item/57f2d2sk

Harrell, J.A., 2013: Ornamental Stones. UCLA Encyclopedia of Egyptology, 1(1). dostupné na https://escholarship.org/uc/item/4xk4h68c

Stocks, D., 2013: Experiments in Egyptian archaeology: Stoneworking technology in ancient Egypt. Routledge, Londýn, 263 s.  https://doi.org/10.4324/9780203430231 

dostupné  na:

https://archive.org/details/ExperimentsInEgyptianArchaeologyStoneworkingTechnologyInAncientEgyptDenysA.StocksRoutledge2003 

Referencie

Harrell, J.A., 2012: Utilitarian Stones. In Willeke W. (ed.), UCLA Encyclopedia of Egyptology, Los Angeles. 

http://digital2.library.ucla.edu/viewItem.do?ark=21198/zz002bqsfg

Harmand, S., Lewis, J., Feibel, C. et al., 2015: 3.3-million-year-old stone tools from Lomekwi 3, West Turkana, Kenya. Nature 521, 310–315.

https://doi.org/10.1038/nature14464

Heldal, T. a Storemyr, P., 2015: Fire on the Rocks: Heat as an agent in ancient Egyptian hard stone quarrying. In: Lollino, G., Manconi, A., Guzzetti, F., Culshaw, M., Bobrowsky, P., Luino, F. (eds.) Engineering Geology for Society and Territory - Volume 5. Springer, Cham, 291–295. https://doi.org/10.1007/978-3-319-09048-1_56

Kelany, A., 2015: Fire-setting in Ancient Quarries; Ancient Sources, New Evidence and Experiments. In:Jiménez-Serrano, A. a von Pilgrim, C.  (eds.) From the Delta to the Cataract. Brill, Leiden (Holadsko), 88–97. https://doi.org/10.1163/9789004293458_009

Kelany, A., Harrell, J.A., Brown, V.M., 2010: Dolerite Pounders: Petrology, Sources and Use. Lithic Technology, 35, 2, 127–148.

https://doi.org/10.1080/01977261.2010.11721087

Leek F.F., 1972: Teeth and bread in ancient Egypt The Journal of Egyptian Archaeology 58, 126–32.

Leek, F.F., 1979: The dental history of the Manchester mummies. In: David, A.R. (ed.) Manchester Museum Mummy Project. Multi-disciplinary Research on Ancient Egyptian Mummified Remains, Manchester University Press, Manchester, 75 s.

Lucas, A., Harris, J.R., 1962: Ancient Egyptian materials and industries. Edward Arnold Ltd., Londýn, 523 s.

Osipowicz, G., 2006: Drilling through stone axes. Experimentelle Archäologie in Europa: Bilanz 2005, 4 115–122. dostupné na: http://www.exar.org/wp-content/uploads/2013/07/Experimentelle-Archaologie-in-Europa-Bilanz-2005.pdf

Reisner, G.A., 1931: Mycerinus, the temples of the third pyramid at Giza. Harvard University Press, Cambridge (Massechusetts), 292 s.

Serotta A., Caró F., 2014: Evidence for the use of corundum abrasive in Egypt from the Great  Aten Temple at Amarna. Horizon, 14, 2–4.

Sinkankas J., 1981: Emerald and Other Beryls. Chilton Book Co., Radnor, 665 s. dostupné na: 

https://archive.org/details/EmeraldAndOtherBeryls/sinkankas-j-emerald-1989-RTL010696/