Что такое инженерная геология, как ее использовали в древнем Египте, и кем была создана самая древняя геологическая карта.
Инженерная геология — наука, изучающая геологическое строение территорий, геологическую структуру, свойства грунтов и горных пород, геологические явления и процессы. Зачем это нужно? Очень просто — чтобы обеспечить безопасность и эффективность строительства зданий, дорог, мостов и прочих сооружений.
Инженерная геология зародилась еще в древности. Существуют многочисленные свидетельства того, что именно древние египтяне заложили основы инженерной геологии и геотехники. Их непревзойденные навыки в этой области поражают до сих пор, а в те далекие времена им просто не было равных по части горного дела, разработки карьеров, прокладки туннелей, внедрения инновационных решений для работы с проблемными почвами.
Прекрасный пример — знаменитые египетские пирамиды. В качестве фундамента для этих многотонных сооружений служат прочные скальные породы, что обеспечило их невероятную устойчивость и долговечность.
Инженерные находки древних
Самыми знаменитыми пирамидами Египта считаются пирамиды Хеопса, его сына Хефрена и его внука Мекерина. Первой была построена самая большая из них – пирамида Хеопса, высотой 147 м. Она выполнена сплошной каменной кладкой и состоит из 2,5 млн кубических блоков известняка с гладко отшлифованными сторонами.
Известно, что в среднем каждый блок весил около 2,5 т., а самый тяжёлый — 15 т. Общий вес пирамиды около 5,7 млн т. Блоки держатся под собственной тяжестью — никакого связующего материала нет. При этом, они настолько тщательно подогнаны один к другому, что щель между ними составляет не более 5 миллиметров.
По результатам геологических исследований выяснено, что фундамент пирамид состоит из аллювиального грунта — осадочных пород, состоящих в основном из сланцев, мергелей, мела и известняков.
Выбор местности для строительства пирамид был не случаен. Все они расположены в северо-восточной части Африканской платформы на плато Гиза. В этом регионе расположен мощный слой известняка, т.е. легкая в обработке горная порода. Именно этот природный фундамент и был использован строителями пирамид.
Плато Гиза сложено карбонатными отложениями двух формаций — Mokattam [средний эоцен] и Maadi [верхний эоцен]. Пласты понижаются в юго-восточном направлении, угол падения – 5-10 градусов. С севера и востока пласты известняков ограничены уступами, а с востока плато граничит с долиной Нила, которая сложена аллювиальными отложениями.
Пирамиды расположены в восточной части плато. Их основания находятся непосредственно на известняках формации Mokattam. Из цельной глыбы того же известняка вырезана и фигура знаменитого Сфинкса, которая представляет собой лежащего льва с головой человека.
Таким образом, пирамиды строились с использованием «природного» готового фундамента - выровненного скального выступа. Такая инженерная находка позволила обеспечить не только устойчивость и долговечность построек, но и высокую экономическую эффективность процесса строительства, как сказали бы современные специалисты.
А для возведения пирамиды в высоту использовались каменные блоки, вырубленные из тех же скальных массивов.
Древние картографы
Важным аспектом инженерно-геологического изучения территорий является топографическая основа — карта, на которую наносится различная информация, в том числе, о распространении, характере залегания, возрасте и составе горных пород.
И, надо сказать, древние египтяне преуспели и здесь. Пример — знаменитая Туринская папирусная карта.
По свидетельству ученых, туринская карта — самая древняя из сохранившихся геологических карт.
Этот уникальный документ смешивает географическую и геологическую информацию таким образом, что предвосхищает многие из наших современных методов картографирования.
- Стефан Полис (Stéphane Polis), ученый, исследователь кафедры античных наук Льежского университета, Phd
Карта была изготовлена около 1150 года до н. э. главным писцом при дворе фараона Рамзеса IV по имени Аменнахте.
Изначально она представляла собой папирус в свитке длиной почти три метра. Однако при транспортировке из Египта в Европу в 1810 г. значительная часть его была утрачена. В настоящее время этот папирус хранится в Турине, благодаря которому он и получил свое название.
На папирусе изображена небольшая часть долины Вади-Хаммамат, расположенная между Нилом и Красным морем. Через долину лежал самый быстрый путь из Фив, столицы Среднего и Нового царств, к морю. В долине Вади-Хаммат добывали золото, а также ценный камень для возведения статуй и построек – бекхен. Собственно эта карта и была подготовлена для одной из экспедиций, отправленной фараоном Рамзесом IV для добычи камня с целью возведения храма в честь могущественного правителя. Правда этим планам не суждено было сбыться — фараон умер, прежде чем строители успели возвести постройку выше уровня фундамента. Однако кропотливый труд Аменнахте оставил свой след в истории картографии.
Уникальность этой карты заключается в сопровождающих надписях, точной ориентации и использовании цвета. На карте отмечены разные породы камня, указано расположение золотых копей, памятников, схематически нарисована инфраструктура территории и впервые введена система условных обозначений.
Чтобы различать типы камня Аменнахте использовал темно-коричневый цвет для изображения камня бекхен, розовый для отложений гранита и золота и пятна для аллювиальных отложений.
Белым цветом на карте изображены местные достопримечательности - памятник Сети I (ок. 1294-1279 гг. до н.э.) и храм бога Амона, а также показаны дороги, элементы ландшафта и рельефа.
Еще больше материалов читайте в медиа о геологии.