Pyramidenbautechnologien im alten Ägypten Automatische übersetzen

Die Pyramiden des alten Ägypten zählen bis heute zu den beeindruckendsten architektonischen Errungenschaften der Menschheit. Die Cheops-Pyramide in Gizeh, erbaut um 2560 v. Chr., erreichte ursprünglich eine Höhe von über 146 Metern und bestand aus rund 2,3 Millionen Kalkstein- und Granitblöcken, die jeweils durchschnittlich über zwei Tonnen wogen. Das Verständnis der Methoden, mit denen antike Baumeister diese monumentalen Bauwerke errichteten, basiert auf archäologischen Funden, Werkzeuganalysen, der Untersuchung von Mauerwerksspuren und historischen Aufzeichnungen.

Die alten Ägypter nutzten ein komplexes Technologiesystem, das alle Phasen des Bauens umfasste – vom Steinbruch bis zur präzisen Platzierung der Blöcke in der Höhe. Diese Methoden zeugen von einem tiefen Verständnis für Ingenieurswesen, Mathematik und die Organisation von Massenarbeit. In Ägypten und im Sudan wurden rund 318 Pyramiden errichtet, was die kontinuierliche Verbesserung der Bautechniken im Laufe der Jahrhunderte belegt.

Steingewinnung in Steinbrüchen

Die meisten Pyramiden wurden hauptsächlich aus Kalkstein, Granit und anderen lokalen Materialien errichtet. Die Hauptblöcke wurden auf dem Gizeh-Plateau, unmittelbar südlich der Pyramiden, in einem Gebiet abgebaut, das heute als Zentralfeld bekannt ist. Verwendet wurde ein spezieller nummulitischer Kalkstein, der aus Fossilien prähistorischer Meeresorganismen entstand. Bei genauer Betrachtung sind die scheibenförmigen Merkmale einiger Pyramidenblöcke noch heute erkennbar.

Hochwertiger weißer Kalkstein, der für Verkleidungen verwendet wurde, wurde per Boot über den Nil aus den Steinbrüchen von Tura transportiert. Das Steinbruchgebiet liegt am Ostufer des Flusses, etwa 10 Kilometer südöstlich des Gizeh-Plateaus. 2013 wurden Papyri entdeckt, die als „Merer-Tagebuch“ bekannt sind und vom Aufseher der Kalksteinlieferungen von Tura nach Gizeh im 27. Jahr der Herrschaft Cheops verfasst wurden. Granitblöcke wurden aus dem über 900 Kilometer südlich gelegenen Assuan verschifft. Die größten von ihnen, die zwischen 25 und 80 Tonnen wogen, wurden für die Decken der Königskammer und der darüber liegenden Entladekammern verwendet.

Der Steinabbau war arbeitsintensiv und erforderte Spezialwissen. Arbeiter markierten Blöcke mit kleinen Abständen dazwischen, gerade groß genug für die Arbeiter, die sie zerschnitten. Zum Zerschneiden des Steins wurden Kupferpickel und -meißel, Granithämmer, Dolerit und andere Hartgesteinswerkzeuge verwendet. Kupfer war trotz seiner relativen Weichheit das wichtigste Metall für die Werkzeugherstellung im Alten Reich.

Steinmetze im alten Ägypten verwendeten eine Technik, bei der sie Rillen in Natursteinoberflächen schnitten, indem sie Holzkeile hineinsteckten und diese anschließend in Wasser einweichten. Durch das Wasser dehnten sich die Keile aus und brachen bearbeitbare Steinstücke ab. Nachdem die Blöcke geschnitten waren, wurden sie mit Kupfermeißeln und Steinpickeln auf die gewünschte Größe bearbeitet, um den Transport von Übergewicht zu vermeiden.

Werkzeuge und Verarbeitungstechnologien

Kupferwerkzeuge aus dem Alten Reich, die in einem Arbeiterdorf bei Gizeh entdeckt wurden, geben Einblick in die Steinbearbeitungstechnologien. In den 1970er Jahren wurden 15 Werkzeuge entdeckt, die Metallarbeitern, Spinnern, Zimmerleuten, Fischern und Steinmetzen gehörten, die an der Pyramide arbeiteten. Eine kürzlich von einem Wissenschaftlerteam durchgeführte Analyse dieser Werkzeuge ergab, dass sie zwischen 2,5 und 7 Zentimetern lang waren.

An den Wänden von Weichsteinbrüchen, wie etwa den Sandsteinbrüchen von Gebel el-Silsila, erhaltene Werkzeugspuren deuten auf die Verwendung geschärfter Kupferpickel, -äxte oder -hämmer während des Alten und Mittleren Reiches hin. Ab der 18. Dynastie setzte man hammergetriebene Meißel mit spitzen Enden ein. Diese Technik war jedoch für den Abbau härterer Gesteine ​​wie Granit ungeeignet.

Zur Bearbeitung von Granit verwendeten die alten Ägypter Kupferbohrer und -sägen in Kombination mit Quarzsand. Der britische Ägyptologe Denis Stokes führte eine Reihe archäologischer Experimente durch, die zeigten, dass Kupferwerkzeuge bei der direkten Bearbeitung von Granit ohne Hilfsmittel schnell verschleißen. Er experimentierte mit der Zugabe von Quarzsand zwischen Bohrerschneide und Granit, sodass die scharfen Kristalle dem Bohrer die nötige Durchschlagskraft verleihen. Diese Methode erwies sich als praktisch, da sie keine speziellen Zähne an den Mauerwerkswerkzeugen erforderte, sondern lediglich einen ausreichenden Vorrat an Wüstensand.

Transport von Materialien

Der Transport massiver Steinblöcke vom Steinbruch zur Baustelle stellte eine große technische Herausforderung dar. Die alten Ägypter entwickelten mehrere effiziente Transportmethoden, die sowohl Land- als auch Wasserwege nutzten. Der Nil spielte eine zentrale Rolle in der Baulogistik, insbesondere für die Materiallieferung über weite Strecken.

Eine 2022 veröffentlichte Forschungsarbeit bestätigte die Existenz eines heute verschwundenen Nilarms, des sogenannten Cheops-Arms. Dieser floss am Westufer des Flusses entlang und erleichterte den Transport riesiger Blöcke zum Pyramidenkomplex von Gizeh erheblich. Pollenanalysen von Bodenproben ermöglichten es Wissenschaftlern, die historischen Schwankungen dieses Arms über die letzten 8.000 Jahre nachzuvollziehen. Die Ergebnisse zeigten, dass der Cheops-Arm, der um 600 v. Chr. vollständig austrocknete, während der Herrschaft von Cheops, Chephren und Mykerinos einen hohen Wasserstand aufwies und so den Transport von Baumaterialien zum Pyramidenkomplex erleichterte.

Die Flusshafen-Hypothese geht davon aus, dass die Pyramidenbauer den westlichen Damm des Cheops-Arms durchschnitten und die Becken bis in die Tiefe des Flusses vertieften. Dabei nutzten sie den jährlichen Anstieg des Wassers um sieben Meter während der Flut als eine Art hydraulischen Aufzug. Dadurch konnte ein höherer Wasserstand den Fuß des Gizeh-Plateaus erreichen, sodass Vorräte und Baumaterialien direkt zum Pyramidenkomplex transportiert werden konnten.

Für den Landtransport wurden die Blöcke auf Holzschlitten gelegt. Zahlreiche Szenen an Tempelwänden zeigen den Einsatz von Schlitten an Land und auf Booten mit schweren Lasten. Der Weg, auf dem sich die Schlitten bewegten, wurde mit einer Schicht Nilschlamm präpariert, um die Fortbewegung zu erleichtern. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass das Besprenkeln des Sandes mit Wasser die Reibung deutlich verringerte und das Gleiten der Schlitten erleichterte. Eine altägyptische Inschrift erwähnt sogar die Verwendung von Wasser zur Erleichterung der Schlittenbewegung.

Rampensysteme und Hebemechanismen

Nachdem die Blöcke auf der Baustelle angeliefert worden waren, mussten sie auf die immer höhere Pyramide gehoben werden. Die gängigste Theorie geht von einem Rampensystem aus, obwohl die genaue Anordnung dieser Rampen Gegenstand wissenschaftlicher Debatten bleibt. Archäologische Funde im Jahr 2018 in Hatnub, einem Steinbruch in der östlichen Wüste Ägyptens, legten ein komplexes Rampensystem frei, das 4.500 Jahre alt ist.

Diese Rampe diente beim Bau der Pyramiden dem Transport massiver Alabasterblöcke über steile Hänge. Das System bestand aus einer zentralen Rampe, flankiert von zwei Treppen mit zahlreichen Pfostenlöchern. Mithilfe von Schlitten, die mit Steinblöcken beladen und mit Seilen an Holzpfosten befestigt waren, konnten die alten Ägypter Alabasterblöcke aus dem Steinbruch sehr steile Hänge von 20 Prozent oder mehr hinaufziehen. Die Seile ermöglichten den Arbeitern eine doppelte Kraftanstrengung, sodass die Schlitten selbst mit durchschnittlich 2,5 Tonnen schweren Steinen beladen die Rampe hinaufgezogen werden konnten.

Anhand von Werkzeugspuren und Inschriften konnten Forscher das Alter und die Bauzeit der Rampe mit der Herrschaft von Cheops in Verbindung bringen, dem Pharao, der den Bau der Großen Pyramide anordnete. Diese Entdeckung ergab, dass die Steine ​​in einem viel steileren Winkel errichtet wurden als bisher angenommen. Es gibt verschiedene Theorien zur Konfiguration der Rampe, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen.

Die Theorie der geraden Rampe geht von einer massiven, linearen Rampe aus, die vom Boden bis zur Pyramide führt. Arbeiter schleppen schwere Steine ​​zur Installation die Rampe hinauf. Dieses einfache Konzept entspricht dem Wissen der alten Ägypter, doch die Rampe wäre fast so groß wie die Pyramide selbst gewesen und hätte enorme Ressourcen und Platz benötigt. Die Theorie der Zickzack-Rampe geht von einer Rampe aus, die sich an den Seiten der Pyramide entlangschlängelt. Diese Konstruktion hätte weniger Material und Platz benötigt als eine gerade Rampe, wäre praktischer gewesen und nach Abschluss der Bauarbeiten leichter zu demontieren gewesen.

Die dritte Theorie ist die Spiralrampentheorie, die die Pyramide beim Wachsen umschließt. Diese effektive Lösung gewährleistet die Zugänglichkeit aller Ebenen während des Baus, allerdings gibt es kaum archäologische Belege für diese Theorie. Der französische Architekt Jean-Pierre Houdin entwickelte die Theorie der Innenrampe, die eine spiralförmige Rampe innerhalb der Pyramide vorsieht. Diese Theorie erklärt jedoch nicht, wie die Rampen abgedeckt wurden, und erfordert die Installation von Verkleidungssteinen auf jeder Ebene, während die Arbeiten nach oben fortschreiten.

Neben Rampen nutzten die alten Ägypter auch ein Hebelsystem zum Anheben von Blöcken. Untersuchungen haben ergeben, dass sie einen Kipphebelkäfig verwendeten, der aus Hebeln und einem Boden bestand und eine käfigähnliche Fachwerkkonstruktion bildete. Dieser Käfig konnte beladen werden, und indem man ihn abwechselnd in die eine und die andere Richtung kippte, konnte der gesamte Käfig angehoben werden. Der für die Nutzung dieses Kipphebelkäfigs erforderliche Platz wurde durch die Schaffung temporärer Nischen auf bestimmten Stufen der Pyramide geschaffen, eine über der anderen. Diese aufeinanderfolgenden Nischen bildeten eine riesige Treppe für die Nutzung des Kipphebelkäfigs.

Organisation der Belegschaft

Der Bau der Pyramiden erforderte eine enorme Arbeitskraft und ein komplexes Organisationssystem. Entgegen der landläufigen Meinung, es handele sich um Sklavenarbeit, zeigen moderne Forschungen, dass ein erheblicher Teil der Belegschaft aus qualifizierten Handwerkern bestand, die während der Nilflutzeit, als die landwirtschaftliche Tätigkeit minimal war, im Schichtdienst arbeiteten. Gräber von Aufsehern enthalten Inschriften über die Organisation und Kontrolle der Belegschaft. Sie bestätigen, dass die Arbeit nach bewährten Grundsätzen organisiert war, um die enorme Arbeitskraft und ihre nahezu unmögliche Aufgabe auf ein überschaubares Maß zu reduzieren.

Die Belegschaft wurde in Teams von etwa 2.000 Personen aufgeteilt und anschließend in Trupps zu je 1.000 Personen unterteilt. Diese Trupps wurden weiter in Phylen zu je etwa 200 Personen unterteilt. Schließlich wurden die Phylen in Untereinheiten mit jeweils etwa 20 Arbeitern unterteilt, denen jeweils eine bestimmte Aufgabe und ein eigener Projektleiter zugewiesen wurden. Auf diese Weise konnten 20.000 Menschen in effiziente, leicht kontrollierbare Einheiten aufgeteilt werden, und das scheinbar unmögliche Projekt des Baus einer riesigen Pyramide wurde zu einem erreichbaren Ziel.

Die Phylen wurden nach verschiedenen Teilen des Bootes benannt, darunter die Große (Steuerbord), Asiatische (Backbord), Grüne (Bug), Kleine (Heck) und Letzte (Gut). Der Name der fünften Phyle ist ungewiss, könnte sich aber auf die Position des Steuermanns bezogen haben. Es ist anzumerken, dass sogar die Priesterschaft ähnlich organisiert war. Diese Phylen wurden dann in vier, später zwei kleinere Gruppen unterteilt, die ebenfalls Namen hatten, die sich meist auf ihre geografische Herkunft oder manchmal auf die erforderlichen Fähigkeiten oder Tugenden der Arbeiter bezogen.

Die Arbeitsteilung und der Einsatz von Zeitarbeitern waren eine typische ägyptische Antwort auf das logistische Problem. Das Tempelpersonal war bereits in fünf Schichten oder Phyla eingeteilt und in zwei Abteilungen unterteilt, von denen jede einen von zehn Monaten zu arbeiten hatte. Bootsbesatzungen wurden stets in linke und rechte Teams aufgeteilt und dann weiter unterteilt; Gräber im Tal der Könige wurden nach diesem System dekoriert, ebenfalls mit linken und rechten Teams.

Genauigkeit der Planung und Messung

Jede Pyramide wurde mit äußerster Präzision entworfen und errichtet. Jede Große Pyramide ist perfekt positioniert, ihre Seiten sind präzise auf die vier Himmelsrichtungen ausgerichtet. Ihre Präzision war für ihre Zeit erstaunlich und wurde durch die konsequente Beobachtung des Polarsterns und die Verwendung eines Lotes – einer vertikalen Referenzlinie – erreicht. Jeder Pyramidenstandort musste sorgfältig begutachtet und auf Defekte oder Risse im Felsfundament untersucht werden. Sobald ein geeigneter Standort ausgewählt war, wurde das Fundament eingeebnet und mit dem Bau begonnen.

Das ägyptische Maßsystem dieser Zeit basierte typischerweise auf Körperteilen. Die wichtigste Längeneinheit war die Elle – der Abstand vom Ellenbogen bis zur Spitze des Mittelfingers. Dieses Maß eignete sich gut für kleine Projekte, war aber für ein so großes Bauwerk wie eine Pyramide ungeeignet. Daher griffen die Ägypter auf einen Stab zurück, die sogenannte Königselle. Sie war 52,5 Zentimeter lang und wurde verwendet, um die Grundfläche jeder Pyramide zu planen und ihre quadratische Form sicherzustellen.

Der Hügel bildet die Basis der Pyramide. Er wurde in einem Stufenmuster ausgehoben, wobei nur ein Randstreifen abgeflacht wurde, dessen horizontale und flache Messungen auf 21 Millimeter genau erfolgten. Der Felsgrund erhebt sich an der Grotte fast sechs Meter über die Basis der Pyramide. An den Seiten der Basisplattform sind mehrere Löcher in den Fels gehauen, in denen Forscher vermuten, dass Holzpfosten zum Nivellieren dienten. Einige Wissenschaftler schlugen vor, den Sockel mit Wasser zu nivellieren, obwohl unklar ist, wie praktisch und praktikabel ein solches System gewesen wäre.

Befestigung und Montage von Blöcken

Sobald die Blöcke die Pyramide erreicht hatten, wurden Rampen aus Lehmziegeln und Schutt sowie Seile und Hebel verwendet, um jeden Block zu positionieren. Ein Gipsmörtel half dabei, jeden Block an Ort und Stelle zu fixieren. Dieser Putz war butterweich und bestand aus Gips und Sand. Der Vorteil von Gipsmörtel ist, dass er langsam aushärtet. Während er aushärtet, kann er als Schmiermittel wirken und die Reibung zwischen größeren Blöcken verringern. Diese Mörtelart wird noch heute auf einigen Baustellen unter trockeneren Bedingungen verwendet.

Die äußeren Schichten der Blöcke wurden mit Mörtel zusammengehalten. Jeder Block der Pyramide wurde so zugeschnitten, dass er perfekt zu den angrenzenden Steinen passte, was die Stabilität sicherstellte und den Mörtelverbrauch minimierte. Die Blöcke hatten nicht alle die gleiche Größe oder Form und wurden nur grob zugeschnitten. Die Große Pyramide besteht aus etwa 2,3 Millionen Blöcken. Für ihren Bau wurden etwa 5,5 Millionen Tonnen Kalkstein, 8.000 Tonnen Granit und 500.000 Tonnen Mörtel verwendet.

Die Außenverkleidung bestand aus sorgfältig poliertem weißem Kalkstein aus Tura, der in der Sonne brillant glänzte. Dies diente nicht nur dekorativen Zwecken, sondern schützte auch die darunterliegende Struktur. Ein Großteil dieser Verkleidung wurde später entfernt und bei anderen Bauprojekten wiederverwendet, doch einige Reste sind noch vorhanden und zeugen von der hohen Qualität des Mauerwerks.

Bauen in der Höhe

Der Bau erfolgte stufenweise, wobei jede Pyramidenebene vor der nächsten errichtet wurde, um Stabilität und Halt beim weiteren Baufortschritt zu gewährleisten. Weiter oben in der Pyramide waren die Bausteine ​​kleiner und damit auch die Steinschichten. Die Stufen waren weniger hoch und die Trittflächen flacher. Neben dem Arbeitsaufwand konnten auch die Größe des geneigten Hebelkäfigs, die Größe der Nischen und die Anzahl der Stufen pro Spannweite entsprechend angepasst werden, diese Unterschiede hatten jedoch keinen Einfluss auf das Prinzip der vorgeschlagenen Methode.

Kleinere und damit leichtere Steine ​​weiter oben in der Pyramide erleichterten den Arbeitern das horizontale Schleppen und den vertikalen Transport mithilfe eines geneigten Hebelkäfigs. Die größten Steine, die in der Struktur der Großen Pyramide zum Auskleiden der Innenräume und als Dachblöcke für die Grabkammer verwendet wurden, konnten ebenfalls mit der oben beschriebenen Methode angehoben werden, allerdings in größerer Menge und in größerem Maßstab. Für sehr große Steine ​​konnten mehrere hölzerne Fachwerkhebel konstruiert und am Stein selbst befestigt werden.

Tischlertechnologien

Holz spielte beim Pyramidenbau eine wichtige Rolle. Die alten Ägypter waren geschickte Zimmerleute und verwendeten komplexe Tischlertechniken, darunter Zapfenverbindungen. Diese Verbindungsmethode wurde verwendet, um die Holzplanken des „Cheops-Schiffs“ zu verbinden, eines Segelschiffs, das um 2500 v. Chr. in einer Grube im Pyramidenkomplex von Gizeh aus der vierten Dynastie versiegelt gefunden wurde.

Die Nut-Feder-Verbindung ist einfach, extrem stabil und lässt sich problemlos in der Größe anpassen. Für eine stabile Verbindung muss der Zapfen über die gesamte Breite des Holzes passgenau in die Nut passen. Dieser feste Sitz erzeugt Reibung zwischen den zusammengefügten Holzstücken und verhindert so ein Lösen der Verbindung. Diese Technik ermöglichte die Herstellung stabiler Holzkonstruktionen für Schlitten, Rampen, Hebel und andere im Bauwesen notwendige Mechanismen.

Arbeitersiedlungen und Infrastruktur

Viele der an der Pyramide arbeitenden Handwerker lebten in einem Dorf in Gizeh, nur wenige Schritte von dem gewaltigen Bauwerk entfernt. Metallarbeiter, Spinner, Zimmerleute, Fischer und Steinmetze benötigten alle Werkzeuge, die in diesen Arbeitssiedlungen hergestellt und gewartet wurden. Archäologische Ausgrabungen im Arbeiterdorf von Gizeh haben Hinweise auf die Werkzeugproduktion, Bäckereien, Brauereien und andere Infrastruktur freigelegt, die für die Versorgung der riesigen Belegschaft notwendig war.

Die Bürokratie reagierte auf die Herausforderungen des Pyramidenbaus, und die Bauherren profitierten voll von einer effizienten Verwaltung, die es ihnen ermöglichte, Arbeiter zu rufen, Lieferungen zu bestellen und Aufgaben zu delegieren. Es ist kein Zufall, dass die vierte Dynastie die erste Blütezeit der hieratischen Schrift markiert – einer kursiven, vereinfachten Form der Hieroglyphen, die später in allen nicht-monumentalen Schriften verwendet wurde.

Vielfalt der Technologien

Der Bau der Pyramiden erforderte eine Vielzahl von Technologien und zeugte vom hohen Wissen der alten Ägypter in Mathematik und Ingenieurwesen. Markierung und Ausrichtung mit präziser Orientierung an den Himmelsrichtungen waren unerlässlich. Die Erbauer orientierten sich an den Sternen und der Sonne, um die Pyramide präzise zu positionieren. Steine ​​wurden oft auf Schlitten über geschmierte Oberflächen, beispielsweise mit Wasser vermischten Sand, transportiert, um die Reibung zu verringern.

Der mehrstufige Bau wurde so durchgeführt, dass jede Schicht der Pyramide vor der nächsten errichtet wurde, was Stabilität und Halt beim weiteren Baufortschritt gewährleistete. Durch den Einsatz solch komplexer Techniken gelang es den alten Ägyptern, einige der beständigsten architektonischen Wunder der Welt zu erschaffen.