Археологи раскрыли секрет древних строителей майя

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.

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.

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.