Мачу-Пикчу (физика и лирика)

Здравствуйте, уважаемые читатели!

Несколько лет назад, интересуясь темой строительно-технических достижений доиспанских цивилизаций Америки, я сообщала об удивительных решениях, найденных для конструкции дороги инков, их водоводах и о мерах по обезпечению водой Мачу-Пикчу. Появились новые сведения, и я решила продолжить тему.

Невероятный памятник Мачу-Пикчу - это Королевская резиденция правителя инков Пачакути. Инженерные технологии, изпользованные при строительстве Мачу-Пикчу, в сочетании с природной средой, являются выдающимися в истории гражданского строительства. Недаром это место было объявлено одним из семи чудес света.

Время начала строительства комплекса оценивается по-разному. До недавнего времени было широко разпространено мнение о том, что точная датировка таких мест инков, как Мачу-Пикчу, может быть установлена лишь ​​на основе испанских исторических отчётов.Согласно им, в публикации 1945 г. Джона Роу (Rowe) время оккупации (заселённости) Мачу-Пикчу связано с периодом правления Пачакутека (Инки Юпанка) и лежит в границах 1450-1562 г.:

"...через некоторое время после прихода Пачакути к власти в 1438 году нашей эры и до того, как его сын, Тупак Инка Юпанка, принял командование имперской армией в 1463 году нашей эры или взошёл на трон в 1471 году нашей эры. Он (Роу) полагался на даты, указанные в хронике 1586 года Кабельо де Бальбоа, потому что «они являются наиболее правдоподобными из тех, которые у нас есть или которые, скорее всего, когда-либо будут»" (Cabello de Balboa, Miscelánea Antártica; сведения были получены священником от потомков инков)

Эта датировка недавно была подвергнута проверке с помощью новой программы радиоуглеродного датирования AMS. Результаты показывают, что Мачу-Пикчу был занят в период 1420–1532 гг. н.э., то есть активно строиться начал раньше.

Карта, разположения погребальных пещер в Мачу-Пикчу.

Согласно радиоуглеродному анализу человеческих останков, захороненных в пещерах в четырёх местах комплекса, временной период существования памятника отодвигается в прошлое на пару десятков лет. Артефакты, найденные в погребальных пещерах, сообщают о полиэтничности населения (жители произходили из самых разных уголков империи), о том, что похороненные не были строителями и не занимались тяжёлым физическим трудом. Они также свидетельствуют о том, что до строительства место не было обитаемым. (Научная публикация здесь)

Комплекс является прекрасным примером древнего инженерного мастерства народа империи инков. Памятник был заброшен через столетие после разпада инкской империи во время испанского завоевания. В 16-м веке резиденция была сожжена, и то, что мы видим сегодня, - это остатки великого чуда гражданского строительства.

Забытый на несколько веков город был обнаружен в 1911 году. Фотография Мачу-Пикчу, сделанная в 1912 году изследователем из Йельского университета Хирамом Бингхэмом III. (фото Wikimedia Commons).

Хотя о памятнике не сохранилось никаких письменных документов, его остатки показывают, что инки разработали передовые технологии, связанные с каналами, фонтанами, городским планированием, гидрологией, гидравликой, дренажом и надежными методами строительства.

Мачу-Пикчу, объект всемирного наследия разделён на две части: террасную сельскохозяйственную территорию, где инки выращивали кукурузу и картофель, и городскую территорию. Последняя, в свою очередь, также разделена на две части: административную и священную.

Ключом к длительной сохранности объекта и его функциональности было техническое проектирование. Народ инков применил такие строительные технологии, что резиденция не превратилась в руины даже после многих веков заброшенности. Несмотря на шаткое разположение памятников на холмистой местности, инки, изпользуя основные гидрологические законы, превратили это место в королевское поместье. Судя по количеству построек на участке, маловероятно, что количество жителей превышало 500 человек, причём большинство из них были слугами и ремесленниками.

Невозможно полностью осознать величие и триумф инков, не зная, с какими трудностями пришлось столкнуться древним инженерам-строителям. Инженерные нужды планирования и строительства следует разсматривать в контексте геологии и климата площадки. Если целостно видеть эти элементы, Мачу-Пикчу становится Затерянным городом инков во всей славе.

Геология участка Мачу-Пикчу

Мачу-Пикчу разположен в 1400 км к югу от экватора на восточной стороне перуанских Анд. Монументальный комплекс находится недалеко от основного русла реки Амазонки. Основные геологические особенности участка Мачу-Пикчу:

- Мачу-Пикчу построен на высоте 500 м над дном долины. Долина образовалась в результате тектонических движений и прорезания русла потоком реки Урубамба (Urubamba River).

- Урубамба течёт по трём сторонам от вершины хребта Мачу-Пикчу. Город также окружён ледяными вершинами двух гор: горы Вероника (Veronica) на востоке и горы Салкантай (Salcantay) на юге.

- В общей сложности, сооружения Мачу-Пикчу занимают 40 кв. км между высоким плато и перуанскими Андами (согласно последним изследованиям - участок с искусственными сооружениями занимает площадь 32 500 гектаров или 325 кв. км).

- Само место Мачу-Пикчу имеет возраст 250 миллионов лет и состоит из гранита от белого до серого цвета, характеризующегося обилием кварца, полевого шпата и слюды.

- Основная причина долговечности памятников Мачу-Пикчу - минералогические составляющие гранита. Чтобы построить памятники, люди инков мастерски изпользовали для строительных работ прямоугольные соединения гранита (о том, что место для строительства инки намеренно выбирали на местах геологических разломов, где скалы разтрескались в результате действия тектонических сил Х-образной сеткой, было заявлено на заседании Геологического общества Америки), которые обезпечили долголетие убежища.

- Наиболее важными геологическими особенностями участка Мачу-Пикчу являются обильные трещины в горных породах и многочисленные разломы.

Разломы Уайна Пикчу и Мачу Пикчу

- Два основных разлома названы в честь двух знаменитых вершин - разлом Мачу-Пикчу и разлом Уайна-Пикчу (Huayna Picchu fault). Это обратные разломы, образовавшиеся в результате скольжения клиновидного структурного блока между двух вершин.

Грабен

- Эти структурные, скользящие вниз блоки называются грабенами. Инки построили своё убежище на грабене.

- Разположение разлома Мачу-Пикчу влияет на наличие и мощность източников воды, которые появляются рядом с местом памятника.

- Повышенная проницаемость вдоль градиентных сегментов системы разломов позволяет осадкам просачиваться, а затем выходить на поверхность, образуя източники. Таким образом, обезпечивалось регулярное водоснабжение инков.

Следующее фото взято со странички блога путешественников, поднявшихся в Мачу-Пикчу по Тропе инков (фотографии там чудные).

Выбор места

Из-за необычного дизайна и ориентации, туристы описывают Мачу-Пикчу как место, захватывающее дух. Как полагают, за выбором инкскими планировщиками и инженерами именно этого места стояли три основных фактора. Первый - ревущая река Урубамба, окружающая участок с трёх сторон (четвёртая сторона защищена искусственным рвом). Вторым фактором является священное горное окружение. Гора Путукуси (Putucusi), что за рекой Урубамба, видимая с участка Мачу-Пикчу, и два пика - острые вершины Мачу-Пикчу и горы Уайна-Пикчу и в наше время местными жителями считаются священными.

Гора Путукуси

Уайна-Пикчу

Ещё дальше на высоте 6 257 м находятся треугольная гора Янантин и покрытые ледниками склоны горы Вероника.

Третий решающий фактор - наличие структуры грабена между двумя локальными разломами, образующими пики Мачу-Пикчу и Уайна-Пикчу.

Прежде чем выбрать место для королевского поместья, которое в конечном итоге было спроектировано Пачакути (что означает “тот, кто творит мир”), инженеры инков должны были найти решение проблемы водоснабжения.

Королевская резиденция Мачу-Пикчу. Красивая каменная кладка в Мачу-Пикчу похожа по стилю на другие храмы, связанные с Пачакутеком, в других городах инков, что говорит о том, что он был тесно связан с здешними сооружениями.

После того как император инков утвердил место для строительства Мачу-Пикчу, инженеры (для строительства зданий и сооружений) должны были дополнительно изучить характеристики вершины хребта. Основные характеристики этого места, которые (несомненно) привлекли императора инков, следующие:

- Здесь был надёжный и обильный източник водоснабжения не только города, но и сельскохозяйственного сектора (правда, позже выяснилось, что вода из източника изначально не поступала на террасы: для выращивания растений хватало осадков).

- Ключом для решения вопроса о существовании наверху воды для ирригации было наличие густых тропических лесов, нуждающихся в высокой влажности.

- В изобилии имелась хорошая и трещиноватая гранитная порода для нужд строительства.

- Более высокие (чем в Куско) температуры и пышная растительность Мачу-Пикчу могли быть довольно привлекательными для элиты Куско, особенно в зимние месяцы (с мая по август), когда ночная температура в столице опускается ниже нуля. До королевского поместья, разположенного всего в 75 км к северу от главного города империи, можно было добраться за четыре-шесть дней по вымощенной камнем дороге инков.

- С участка открывался великолепный вид на горы и реку.

Инженерное планирование

После утверждения для создания Мачу-Пикчу густо заросшего лесом участка, инженеры-строители зонировали его и отделили сельскохозяйственную зону от городской. Для защиты королевских владений инженеры построили внешнюю стену, вписав ее в природный рельеф. Между сельскохозяйственной и городской зонами резиденции также была построена внутренняя стена. Во внутренней стене были только одни ворота, обслуживающие тропу инков из столицы.

Ориентация главных ворот была выбрана таким образом, что когда посетители проходили через ворота, их завораживал обрамленный вид на священную гору Уайна-Пикчу.

Между верхним и нижним секторами городской зоны инженеры поместили крупномасштабные здания, обезпечив их большой площадью. Это потребовало интенсивных работ на участке, возведения массивных стен и значительных объёмов засыпки для создания плоских строительных площадок и центральной площади города.

Царская резиденция и основные храмы разполагались в верхнем городском секторе. Городской район был размещён в таком месте, что вода из многолетнего источника на северном склоне горы Мачу-Пикчу могла под действием силы тяжести (самотёком) поступать в центр верхнего городского сектора.

Храм Солнца находится в верхнем городском секторе

Канал был спроектирован так, чтобы сбрасывать воду прямо в фонтаны, а королевская резиденция была построена рядом с фонтанами. Серия из 16 фонтанов, разположенных параллельно длинной лестнице, продолжала спускаться по крутому склону, обезпечивая бытовое водоснабжение как верхнего, так и нижнего городских секторов.

Фундаменты зданий и каменные стены

При строительстве зданий инки изпользовали проверенные технологии и предельную осторожность, и это одна из причин того, что Мачу-Пикчу простоял несколько веков. Большая часть работы, проделанной инженерами инков, была не видна до проведения разкопок. Невидимый Мачу-Пикчу существует в его подповерхностной дренажной системе и широко разпространённых фундаментах, которые лежат под зданиями и стенами террас.

Стены Мачу-Пикчу. Фото https://www.peru-explorer.com/

Археологи, проводившие разкопки на территории Мачу-Пикчу, пришли к выводу, что 60% строительных работ было направлено на подготовку площадки, сооружение фундамента и дренаж.

Осмотрев крутые коллювиальные (с осыпью) склоны участка, инженеры-строители поняли, что инки прекрасно владели технологией устойчивости склонов. Хотя анализ устойчивости коллювиального склона очень сложен и вызывает недоумение, достижение устойчивости склона в Мачу-Пикчу показывает, что инженеры инков использовали решения, характерные для современной геотехнической инженерии.

Фундаменты

Строительство фундамента стены началось с размещения на дне котлована небольших камней , чтобы создать прочную платформу для фундамента. По мере приближения фундамента к линии поверхности земли камни становились крупнее. Толщина стены в разных местах была разной, но большинство построек имели стену толщиной 0,8 м. Некоторые памятники Мачу-Пикчу требовали большей толщины, например подпорная стена на востоке королевской резиденции, которая обозначала границу западной стороны городского сектора и начало центральной площади.

В некоторых местах инженеры инков предоставили для основания фундамента гранитную скалу в естественном состоянии или огромные камни in situ, которым сначала придали форму, чтобы обеспечить выступ или платформу для фундамента. В качестве примера можно привести храм Солнца (фото отсюда) и храм Кондора.

До закладки фундамента участок Мачу-Пикчу был очень неровным и содержал большие и маленькие камни, гигантские валуны и куски гранита, покрытые растительностью. Инженеры выровняли площадку в соответствии с отпечатками опирающихся частей конструкции конкретного памятника. Затем они построили подпорную стену на юго-востоке, чтобы обозначить границы и определить площадку для патио и ограждения.

Детали конструкции фундамента стен Мачу-Пикчу

Для засыпки этого пространства инженеры изпользовали комбинацию мелких и крупных переносных камней. После этого строительство фундамента началось с укладки базовой породы поверх плоских скал и камней. Позже, чтобы добиться равномерного уровня внутри патио, строители снова выполнили засыпку гравием.

Поверх этого слоя инженеры уложили измельчённый и раздробленный гранит природного происхождения - продукт, полученный в результате обработки и полировки камней.

Далее инженеры использовали желтоватую землю для отделки пола из-за её свойств, таких как высокая непроницаемость и степень совместимости. Она также была уложена во внутренней части корпуса с приданием определённого уклона наружу. Её также уложили во внутреннем дворике, обезпечив уклон в сторону дренажных каналов. Таким образом, строители не пропускали дождевую воду во внутреннюю часть ограждений и предотвращали образование луж и прудов во внутреннем дворике.

Один из разкопов оставили открытым для посетителей

Инки построили сотни обычных террасных стен в Мачу-Пикчу с различными типами грунтовых условий - от каменистой почвы до разложившегося гранита.

До сих пор в Мачу-Пикчу можно увидеть по меньшей мере 18 различных типов каменных стен. Узоры на этих каменных стенах являются примерами тончайшей резьбы, выполненной народом инков. Есть даже образцы временных каменных стен (пандусов), изпользовавшихся в качестве наклонной плоскости для перемещения больших блоков вверх. (базовый източник)

(продолжение следует)