Штукатурка, покрывающая пирамиды Нового Света, по прочности и долговечности может сравниться со знаменитым римским бетоном. Но технологии каменщиков доколумбовой Америки сильно отличались от древнеримских.
Исследования удивительных свойств римского бетона идут постоянно. Ученые пытаются узнать, почему древнеримские постройки не рушатся уже две тысячи лет и как добиться той же прочности у современных зданий.
Ранее мы рассказывали, что один из секретов такой прочности — наличие в строительном материале лейцита, богатого калием минерала. Когда внутрь строительного блока просачивалась вода, лейцит особым образом заполнял трещины, после чего отвердевал, то есть бетон постоянно самовосстанавливался.
В прошлом году выяснилось, что самовосстановлению римского бетона помогали не только соединения лейцита и воды, но и технология получения с использованием нагрева: ученые предположили, что тефру (вулканический материал) смешивали с негашеной известью и сильно нагревали. Вообще, горячее смешивание при строительных работах применяли задолго до Древнего Рима.
Образца штукатурки из Копана / ©Carlos Rodriguez-Navarro et al.
Самые ранние образцы «горячей» штукатурки найдены в Леванте и датированы примерно 10-12 тысячами лет до нашей эры. Считается, что именно нагрев обеспечил этим материалам такую хорошую сохранность.
Технологии строительства в доколумбовой Америке нам известны хуже. Но понятно, что древние каменщики Нового Света каким-то образом сделали прочными не только стены своих сооружений, но и покрывавшие их отделочные слои — иначе они не сохранились бы в теплом и влажном климате до наших дней.
Ученые из Университета Гранады (Испания) проанализировали древние образцы штукатурки сооружений майя из Гондураса. Результаты изложены в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Прошлые исследования показали, что различные культуры доколумбовой Америки, включая майя, добавляли в известковые смеси натуральные органические ингредиенты, такие как экстракты растений, фруктовые соки, масла, животные жиры, даже кровь и пиво. В образцах штукатурки и лепнины майя были обнаружены определенные углеводы, которые соответствуют соединениям, присутствующим в соке коры деревьев Havardia albicans и Bursera simaruba, распространенных в этом регионе.
Предыдущие эксперименты с использованием традиционных рецептов изготовления штукатурки, передаваемых из поколения в поколение и применяемых современными каменщиками майя, показали, что подобные добавки, по-видимому, улучшают обрабатываемость штукатурной смеси и уменьшают трещины при высыхании. «Однако сами по себе эти эффекты не могут полностью объяснить, почему древние известковые штукатурки майя настолько долговечны», — сказано в работе.
Ученые собрали образцы со строений майя в разных районах археологического комплекса Копан в Гондурасе, включая храмовое сооружение под названием Розалила. Розалила построена над остатками пяти предыдущих версий храма и выделяется своей превосходной сохранностью и сложными лепными украшениями, изобилующими мифологическими образами. Все образцы датированы периодом между 540 и 850 годами нашей эры.
Для их изучения исследователи использовали полевую эмиссионную электронную микроскопию, дифракцию рентгеновских лучей и микроскопию поляризованного света. Они обнаружили, что в кристаллическую структуру многих образцов были добавлены органические частицы различных размеров, подобно тому, как в римский цемент добавляли негашеную известь, чтобы сделать его более твердым и пластичным.
Состав и микроструктура копанских штукатурок / ©Carlos Rodriguez-Navarro et al.
Авторы работы попросили современных местных строителей майя добыть им сок из коры деревьев Havardia albicans и Bursera simaruba, который они затем использовали для изготовления собственной известковой штукатурки, подмешивая экстракты сока в процессе застывания. Исследователи выяснили, что после застывания полученная известковая штукатурка имела кристаллическую структуру, схожую с образцами из Копана.
Кроме того, она обладала улучшенными пластичностью, прочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям — примерно как раковины моллюсков или иглы морских ежей. Но и раковины, и иглы имеют такие качества благодаря наличию в них кальцитных биоминералов — исходного продукта для негашеной извести, — которых нет в полученных образцах.
Авторы считают, что майя древнего Копана создали свой процесс получения строительных смесей со структурой, похожей на римский бетон, и с похожими качествами. Но обошлись при этом лишь соком растений.
