16-поверховий хмарочос древності: 2800-річий палац був набагато вищим, ніж вважали

Дослідження показало, що стіни палацу, укріплені деревиною, могли витримувати кілька поверхів із значним запасом міцності. Палац займав площу приблизно 60 на 60 метрів і вважається найбільшою відомою спорудою такого типу початку першого тисячоліття до н. е., пише Arkeonews.

До наших часів збереглася лише частина першого поверху, але комп'ютерне моделювання показало, що стіни палацу могли б витримати споруду, набагато вищу за восьмиповерхову реконструкцію, запропоновану в попередніх дослідженнях.

Дослідники вивчають Грат Бе'ал Гібрі вже понад століття. Перші дослідження розпочалися в 1906 році, а розкопки 1970-х років дозволили розкрити план палацу та його монументальний вхід. З 2009 року в рамках спільного ефіопсько-німецького проєкту вчені виявили нові залишки, що дало змогу реконструювати значну частину будівлі.

Палац стояв на підвищенні близько шести метрів. Його вхід складався з монументального пропілону з шістьма піщаними колонами, широких сходів та високих кам'яних одвірків. Колони сягали близько 10 метрів, товщина фундаментних стін становила приблизно 2,20 метра, а стін першого поверху — близько 1,90 метра.

Внутрішні сходи стали ще одним доказом того, що палац мав кілька поверхів. Попередні віртуальні реконструкції вказували на п'ять основних поверхів, увінчаних трьома заглибленими рівнями, що в сукупності давало загальну висоту у вісім поверхів. Його ступінчастий контур порівнювали з монументальними спорудами, зображеними на стародавніх південноаравійських наскельних малюнках та настінних розписах.

У новому дослідженні це питання розглядалося по-іншому. Замість того, щоб оцінювати зовнішній вигляд палацу, дослідники розрахували, яку вагу могли витримати його збережені стіни.

Грат Бе'ал Гібрі був збудований не лише з каменю. Древні будівничі поєднали видобутий у місцевих кар'єрах фоноліт та глиняний розчин із дерев'яними балками, розміщеними всередині стін. Це створило композитну конструкцію, в якій каміння та деревина спільно несли навантаження.

Балки були виготовлені з африканської оливи та кордії африканської і мали прямокутний переріз шириною приблизно від 21 до 28 сантиметрів. Багато з них мали розмір близько 24 сантиметрів, що, на думку дослідників, могло бути стандартним будівельним модулем.

Найнижчі шари деревини перетинали стіну, за ними йшли балки, що пролягали вздовж її довжини, а потім — ще один поперечний шар. Знайдені серед залишків обпалені дерев'яні цвяхи свідчать про те, що перехресні балки були з'єднані між собою.

Усі дерев'яні елементи, судячи з усього, були розміщені горизонтально. Таке розташування також було незвичайним, оскільки у стародавніх спорудах Південної Аравії часто використовували як горизонтальні, так і вертикальні дерев'яні елементи.

Вибір деревини також мав важливе значення. Моделювання показало, що відмінності в міцності деревини мали відносно невеликий вплив на загальну несучу здатність. Тому дослідники припустили, що стійкість до гниття та термітів могла бути головною причиною використання африканської оливи та кордії.

Щоб дослідити конструкцію, дослідники створили тривимірні моделі перерізів стін палацу та перевірили їх за допомогою аналізу скінченних елементів — методу, який також використовується в сучасній будівельній інженерії.

Моделі враховували невизначеність у властивостях каменю, глини та деревини, а не виходили з припущення, що всі матеріали поводяться абсолютно однаково. Результати показали, що стіни палацу могли витримати велику кількість поверхів, зберігаючи при цьому значну несучу здатність. Модель вказала на те, що стіни теоретично могли б витримати споруду висотою аж до 16 поверхів.

Це не доводить того, що Грат Бе'ал Гібрі насправді мав 16 поверхів. Розрахунок описує теоретичну несучу здатність збереженої системи будівництва, а не підтверджену історичну висоту палацу. Археологічні дані все ще вказують на багатоповерхову будівлю, але немає доказів того, що палац наближався до максимального значення, передбаченого моделлю.

Конструктивні розрахунки також дали підказки щодо того, чому палац зрештою обвалився. У давнину в Грат Бе'ал Гібрі сталася велика пожежа, і в цегляній кладці було знайдено обвуглені залишки деревини.

Моделі показали, що звичайні конструктивні навантаження навряд чи могли спричинити руйнування. Обидві досліджені ділянки стін зберегли значну несучу здатність, що свідчить про те, що причиною обвалу стала надзвичайна подія.

Пожежа є одним із можливих пояснень. Оскільки деревина становила важливу частину системи стін, тривале горіння могло знизити здатність конструкції витримувати вагу, що лежала над нею, що зрештою і призвело до руйнування палацу.

Чи досягав Грат Бе'ал Гібрі висоти 16-поверхової споруди, досі невідомо, проте докази вказують на те, що його будівельники розуміли, як зміцнювати важку цегляну кладку та ефективно розподіляти навантаження.

Інші новини науки

• У Мексиці археологи виявили елітну резиденцію мая. Її збудували приблизно між 600 і 900 роками н. е.
• У Австрії знайшли втрачене римське місто, яке раптово покинули усі жителі. Вчені вважають, що воно може бути Клаудівіумом, містом, про яке згадував географ II століття Клавдій Птолемей.