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Kernbohrungen im Alten Ägypten III

Die Technik der Kernbohrung - 1

Kern aus Rosengranit mit ungleicher Rillencharakteristik und deutlich konischer Form, aus: Hölscher, Grabdenkmal des Königs Chephren, Blatt XIV-8.
Der Befund allein würde beinahe genügen, um über die zwei unterschiedlichen Lösungsmöglichkeiten zu entscheiden. Praktisch alle Beobachtungen sprechen ganz eindeutig für die heute gültige ägyptologische Erklärung der Bohrungen mit Hilfe von Kupfer und Schleifsand und gegen die Verwendung von Stahl oder mit Edelstein besetze Bohrköpfe, wie das von Petrie gefordert und in letzter Zeit wieder von einigen Forschern aufgegriffen wurde. Aber so einfach wollen wir es uns nicht machen. Der Vorgang der Bohrung ist interessant genug, damit man sich damit detailliert auseinandersetzt.

Der erste Punkt der Besprechung soll sich auf eine Beobachtung von Hölscher beziehen, der feststellte [ 1 ]:

    "Die Spuren des Bohrens sind ebenso an den Wandungen des Bohrlochs wie an den weggeworfenen Bohrkernen zu sehen. Letztere sind nicht genau zylindrisch, sondern verjüngen sich von unten nach oben nicht unwesentlich. Die Löcher verjüngen sich gleichfalls, aber von oben nach unten, d.h. sie sind schwach trichterförmig. Demnach hat der Bohrer oben mehr Masse herausgefressen als unten. Das kann nur dadurch geschehen sein, daß die Bohrkrone während des Bohrens immer dünner wurde. Dadurch ist der Beweis gegeben, daß nicht mit einem Bohrer, dessen Krone mit fest eingefügten Edelsteinspitzen besetzt wurde, sondern mit Hilfe von losem Pulver gebohrt wurde, wobei sich der Bohrer selber auch abnutzte."

Hölschers Beobachtung läßt sich, wie die Besprechung des Befundes zeigt und wie explizit so auch von Ricke hervorgehoben wurde, auf alle Kerne und alle Löcher anwenden, über die sich durch die Fachliteratur oder eigene Anschauung ein Urteil fällen läßt. Daneben ist an Hölschers Schlußfolgerung daraus an keiner Ecke zu rütteln. Ein Bohrer, der sich abnutzt, kann nicht der Träger eines fixierten "Schneidematerials" sein. Der konische Verlauf ist auch zu gleichmäßig, als daß man daraus die Abnutzung eines Schneidematerials und die dann erst folgende Abnutzung eines stumpfen Trägers ableiten könnten [ 2 ]. Die Abnutzung des Bohrers ist daher sicher im gleichmäßig zunehmenden Verlauf des Trichters ablesbar. Das widerspricht der unbegründeten Angabe von Gassmann vehement: "Unzweifelhaft wurden aber gesetzte Schneidstoffe zum Bohren verwendet, dies zeigen die Rillen auf den gefundenen Bohrkernen und Löchern." [ 3 ].

Der nächste Punkt, der diese Aussage gleich aufnimmt, betrifft Petries Beobachtung über "geschnittenen" Quarz und über Schneiden generell, den schon Lucas und Harris kritisiert haben (s.o.). Dazu Hölscher [ 4 ]:

    Bohrung in rotbraunem Sandstein mit deutlich ungleich konischer Form, aus: Hölscher, Grabdenkmal des Königs Chephren, Blatt XIV-9.
    "Charakteristisch für die mit Zylinderbohrern hergestellten Löcher und Kerne sind die Rillen, welche an den Wandungen rundum laufen. Je härter und homogener das Gestein ist, desto schärfer prägen sich die Rillen aus. Am deutlichsten sind sie erkennbar im Amphibolit. Petrie hat von einem schönen Bohrkern, den er s.Zt. in der Nähe des Chephrentempels fand, behauptet, daß die Rillen spiralig, mit annähernd gleicher Gangbreite um den Kern herum liefen. Daraus schloß er, daß die Bohrung mit Hilfe eines mit Edelsteinspitzen besetzten Zylinderbohrers ausgeführt sei, der bei jedem Umgang eine Gangbreite tief (also 1/3 bis 1 mm) geschnitten habe. Angenommen, seine Beobachtung sei richtig gewesen, so ist eine derartige Wirkung sogar bei modernen Diamantbohrern ausgeschlossen. Denn Diamantspitzen vertragen nur einen ganz geringen Druck, wenn sie nicht zerspringen sollen. Ihre Wirkung besteht eigentlich nicht im Schneiden, sondern im Schleifen. Ganz abgesehen davon, daß derartigen Kräften, wie sie zum Schneiden des Gesteins nötig wären, auch keine Fassung Widerstand leisten würde. Aber auch seine Beobachtung, daß die Rillen spiralig in annähernd gleichen Abständen liefen, ist irrig. An unseren Beispielen kann man deutlich sehen, daß die Rillen oft in ganz verschiedenen Abständen auftreten, daß sie sich häufig teilen oder zusammenlaufen (s.u.). Ihre Entstehung müssen wir darnach folgendermaßen erklären:
    Bei dem harten Material gehört eine unendliche Anzahl von Umdrehungen dazu, bis der Bohrer auch nur einen Millimeter Fortschritt gemacht hat. Wenn sich nun ein scharfes Schmirgelkorn seitlich in das weiche Kupfer der Krone eingedrückt hat und nun mit rundum gerissen wird, so schneidet es eine schwache Rille ins Gestein, welche bei den folgenden Umdrehungen von demselben Korne vertieft wird, so lange, bis entweder das Korn aus seiner Fassung springt oder zermalmt wird, oder aber bis der Bohrer aus dem Loch gezogen wird, damit man das Bohrmehle beseitigt."

Dazu sind folgende Bemerkungen zu machen:
  1. Petrie und alternative Forscher [ 5 ] behaupten, es sei nicht möglich ein Loch mit einem Material zu machen, das so hart ist wie der härteste Bestandteil des Gesteins. In unserem Fall betrifft das den Quarzsand und die Quarzanteile im Gestein (s.u.). Dazu haben bereits Lucas & Harris Stellung bezogen [ 6 ]. Bei Diamanten haben wir nämlich exakt dieses Phänomen, denn Diamanten werden mit Diamantstaub bearbeitet - schon deshalb, weil es kein härteres Material als Diamanten gibt. Lucas & Harris führen dazu einige weitere Beispiele an [ 7 ]. So haben die Azteken Granit mit Kupfer und Kieselsand bearbeitet. Bei den südamerikanischen Indianern wurde Bergkristall mit dem Trieb einer Planze, Quarzsand und Wasser erbohrt.

    Petries Argument ist auch deshalb so unhaltbar, weil der Anteil an Quarz in den erbohrten Steinen minimal ist. Ägyptischer Rosengranit besteht aus Glimmer (Härtegrad 2,2), Feldspat (3), Hornblende (5-6). Der Anteil an Feldspat liegt bei 60%! In Granit kommt dazu i.d.R. ein Anteil von 30% an Quarz, der den Härtegrad 7 auf der Mohs-Skala aufweist. In Altägypten gibt es keine härteren Gesteinsarten und mit 8 wären wir schon bei Topas, der freilich ein Edelstein ist [ 8 ]. Quarz als Bestandteil verschiedener Gesteinsarten ist das härteste Material, das in Ägypten bearbeitet wurde [ 9 ]. Diorit weist weniger als 5% Quarzanteil auf, Quarzitdiorit bis zu 20% [ 10 ]. Unter all den berühmten Steinen ist der Silifizierte Sandstein, auch Quarzit genannt, in seiner Zusammensetzung das härteste Gestein in Ägypten [ 11 ]. Wenigstens im Neuen Reich läßt sich dafür die Bezeichung jnr. n.bi3t, "Wunderstein", nachweisen, was man entweder auf die Farbe oder den metallischen (bi3t=ehern, kupfern) zurückgeführt hat [ 12 ]. Nun haben wir darüberhinaus aber ebenso, auch bei bis zu 90% Quarzanteil [ 13 ], noch den selben Effekt wie bei den Diamanten: Quarzsand kann problemlos auch die Quarzanteile in quarzhaltigem Stein schleifen. Das läßt sich unter einem Stereomikroskop z.B. auf blank poliertem Granit beobachten [ 14 ]! Und das gilt so freilich auch für den Quarzit, obwohl die Verwendung dieses äußerst harten Gesteins in der Bautechnik entsprechend selten ist [ 15 ].

    Aber die Befragung der Mohshärte allein zur Beurteilung der Bearbeitungsmöglichkeiten wäre schon gleich der nächste Fehler. Dafür ist der Sandstein ein gutes Beispiel, der hohe Quarzanteile hat und trotzdem als Standardbaumaterial problemlos zu bearbeiten ist [ 16 ]. Der evidente Unterschied - beispielsweise gegenüber dem Rosengranit - ist die Art der Diagenese (Gesteinsverfestigung), die beim Sandstein feinkörnige Quarzanteile lediglich durch einen Zement aus Kieselsäure bindet [ 17 ]. Eine Bearbeitung des Gesteins - egal auf welche Weise - gilt also nicht den hohen Quarzanteilen, sondern allein dem Herauslösen des bindenden Zements. Das kann schon durch den natürlichen Verwitterungsprozess zu erheblichen Erosionen führen [ 18 ]. Je nach Art und Qualität der Zementbildung ist ein frischer Sandstein bereits mit den bloßen Fingern abzusanden [ 19 ]. Aus den Meißelspuren läßt sich in einem Fall ableiten, daß relativ weiche und kurze Kupfermeisel zum Einsatz kamen [ 20 ]. Beachtet werden muß also neben der Härte der Bestandteile auch die Schlag- und Abriebfestigkeit, Spaltbarkeit, Dichte, Form (Kristallsystem), Tenazität (Sprödigkeit) des Gesteins, die abhängig von der Art der Zusammensetzung der einzelnen Gesteinsbestandteile ist [ 21 ]. Nur aus der Summe dieser Eigenschaften ergibt sich die Frage nach den Bearbeitungsmöglichkeiten.

    Mohshärte-Skala
    Mohshärte Vergleich Test Absolute Härte
    1 Talg leicht mit dem Fingernagel 0,03
    2 Gips schwer mit dem Fingernagel 1,25
    3 Kalkspat noch mit einer Kupfermünze 4,5
    4 Flußspat leicht mit einem Stahlmesser 5,0
    5 Apatit gerade noch mit einem Stahlmesser 6,5
    6 Felspat Kratzer mit Stahlfeile, ritzt Fensterglas 37,0
    7 Quarz ritzt Fensterglas 120,0
    8 Topas k.A. 175,0
    9 Korund k.A. 1000,0
    10 Diamant k.A. 140.000,0
    nach Klemm&Klemm, S. 14, Tab. 2; Aston, et.al., S. 20, Table 2.4.
  2. Damit sind wir gleich beim nächsten Punkt. Hölschers Bemerkung, daß Diamanten den Druck gar nicht aushalten würden, trifft eher für das Gestein selbst zu. Ein Druck von mehreren Tonnen würde den Stein ganz schnell bersten lassen. Die erbohrten Werkstücke sind oft von geringer Stärke, so z.B. die Säulenbasen, die sicher schon bei weit geringerem Druck zersprungen wären. Das zeigt schon ein einfacher Versuch, bei dem man vergebich versucht ein Stück Rosengranit in den Schraubstock einzuspannen. Die Forderung nach einem Schneidbohrer unter großem Druck erscheint wieder bei modernen Forschern: "Heutzutage geht man bei den Bohrungen, wie sie in Abusir vorzufinden sind, von einem 'Bohrpressdruck' in der Größenordnung von etwa zwei Tonnen aus. Dies vermochten die oben dargestellten Bohrer wohl nicht zu leisten." [ 22 ]. Leider bleibt unklar, worin dieser Bohrpressdruck besteht, denn eine solche Angabe hat üblicherweise in Kraft pro Fläche zu erfolgen. Nehmen wir an, was üblich wäre, Haase spräche hier von 2 Tonnen pro Quadratmeter, dann würde auf einem Kern mit 10 cm Durchmesser und einer Lippenstärke von 5 mm eine Kraft von weniger als 3,5 kg wirken! Die maximale Kraft, die ein Handbohrgerät zu leisten vermag, ist in unserem Fall das Gewicht des Arbeiters. Für unsere Bohrer besteht also keine Gefahr. Woher diese Angabe kommt, ist ebenfalls unklar, denn selbst das moderne Kernbohrungsgerät, das Gassmann beschreibt, kennt keine Maschinen, die übermäßig großen Druck erzeugen [ 23 ]. Bei den ersten Diamantbohrmaschinen der Neuzeit handelt es sich um Handbohrgeräte, die ganz ohne jedes Gewicht auskommen [ 24 ]!

  3. Das nächste Problem besteht in dem Begriff "Schneiden", den Petrie und die alternativen Forscher ständig verwenden. Daß wir es hier nicht mit einem Schneidevorgang sondern einem Schleifvorgang zu tun haben, ist allein schon aus der Abnutzung des Bohrers ersichtlich. Petries Beobachtung, er könne den Vorgang eines Gewindeschnitts beobachten, ist ganz abwägig und unhaltbar! Es ist technisch nicht möglich! Einmal schon wegen der Zusammensetzung des Granits selbst. Granit ist spröde - die abgearbeiteten Bestandteile, besonders der Quarz selbst, würde auf dem Weg an der Wandung entlang jeden Schnitt unmittelbar wieder tilgen. Ein Gewindeschnitt ist ein gänzlich anderer Vorgang. Zuerst wird ein Loch gebohrt, dann erst darin das Gewinde. Trotz des eindeutig gegenteiligen Befundes durch die Abnutzung der Bohrer schreibt Haase [ 25 ]:

      "Die prägnanten spiralförmigen Kratzer- und Rillenbildung an den Wänden der Bohrungen deuten an, daß sehr wahrscheinlich mit einem mechanisch oder metallurgisch auf einem Bohrkopf aufgesetztem Schneidematerial gearbeitet wurde."

    Diese Forderung ist technisch für das alte Ägypten völlig inakzeptabel und ebenso überflüssig. Dafür wären Kenntnisse in der Metallbearbeitung und Schmiedekunst notwendig, die erst in unserer Epoche möglich wurden und für die es vorher keinen einzigen Beleg gibt. Die Ägypter hatten definitiv keine Möglichkeit ein Schneidematerial auf dem Bohrkopf stabil zu fixieren.

  4. Schließlich kann man an ägyptischen Kernbohrungen Petries Befund der Rillen - dort wo überprüfbar - nicht bestätigen. Hier hat Hölscher, und so auch Lucas & Harris, sowie andere [ 26 ], zurecht auf die Geschehnisse bei der Bohrung selbst hingewiesen. Ein abrasives Schleifmittel muß in einem Gestein mit unserer Zusammensetzung zwangsläufig die härteren Bestandteil herauslösen. Daß das Kupfer so weich ist, ist keine Schwäche dieses Materials, sondern dessen Stärke! Das zugegebene und erbohrte Schleifmittel (der Abrieb selbst) setzt sich im Kupfer fest und wird nicht einfach nur mit dem Bohrer mitgeschleift, sondern verrichtet u.a. die eigentliche Bohrarbeit! Um in das weiche Kupfer Quarzkörner pressen zu können, genügen leichter Druck und die Umdrehung des Bohrers. Damit wird das Kupferrohr selbst faktisch zum Quarzbohrer, und darin liegt die eigentliche Lösung des Kernbohrungsproblems. Der Kupferbohrer entspricht somit einem modernen Schleifpapier - niemand würde behaupten wollen, daß man mit Papier nicht schleifen könne! Die Schleifarbeit verrichtet der Schmirgel, so wie beim Bohrprozess der Quarzsand. Bezeichnend dafür ist auch, daß Bohrungen mit Bronzebohrern relativ selten sind [ 27 ]. Bronze ist für diesen Effekt ebenfalls geeignet, aber die Quarzkörner lassen sich nicht so einfach in die Bronze pressen. Die Bohrung erfolgt hier mehr durch den Bohrer, der nicht mehr in dem Maße das Abrasiv bewegt, sondern sich zunehmend über das Abrasiv hinweg bewegt.

Damit keine übergroßen Kräfte zum Antrieb des Bohrers notwendig werden, ist mit einer Schränkung desselben zu rechnen. Dazu Hölscher [ 28 ]: "Man wird annehmen müssen, daß die Krone des Bohrers aufgestaucht war, daß sie also dicker war als der übrige Bohrzylinder (ähnlich so wie man bei uns eine Säge 'schränkt'). Das hat zur Folge, daß nur die Krone 'arbeitete', während der übrige Teil des Bohrers die Wandungen des Loches gar nicht berührte. Hätte man das nicht getan, so wären die Reibungswiderstände ganz enorm geworden." Die Schränkung zeigen auch moderne Bohrköpfe [ 29 ].

Anmerkungen

[ 1 ] Hölscher, Chephren, S. 78.
[ 2 ] vgl. Stocks, Sticks and Stones, S. 24f.
[ 3 ] Gassmann, Geschichtliche Entwicklung, S. 8.
[ 4 ] Hölscher, op.cit., S. 78f.
[ 5 ] Gassmann, in: Sasse&Haase, Schatten der Pyramiden, S. 218.
[ 6 ] Lucas&Harris, Ancient Egyptian Materials, S. 71f.
[ 7 ] ibd., S. 72.
[ 8 ] ibd., S. 70.
[ 9 ] Aston, et.al, Stone, S. 50.
[ 10 ] ibd., S. 30.
[ 11 ] Lucas&Harris, op.cit., S. 62-63, 418-419; Klemm&Klemm, Steine, S. 283-303.
[ 12 ] Klemm&Klemm, op.cit., S. 287.
[ 13 ] ibd., S. 300.
[ 14 ] ibd., S. 324.
[ 15 ] Lucas&Harris, op.cit., S. 63.
[ 16 ] oberägyptische Tempel bestehen i.d.R. komplett aus Sandstein, vgl. auch Aston et.al., op.cit., S. 55f.
[ 17 ] Klemm&Klemm, op.cit., S. 225f.
[ 18 ] ibd., S. 260.
[ 19 ] ibd., S. 227.
[ 20 ] ibd., S. 261.
[ 21 ] Solenhofen, Rock Properties; für die komplexe Nomenklatur der Petrologie vgl. Klemm&Klemm, passim; Aston, et.al., S. 20-21. Die in der Ägyptologie gebräuchlichen Bezeichungen sind nicht selten unzutreffend. Bei den Graniten weniger, aber doch häufiger bei Basalten, Siltsteinen oder Grauwacke gibt es Bestimmungsschwierigkeiten, vgl. Klemm&Klemm, op.cit., S. 22.
[ 22 ] Haase, Spurensuche im Schatten der Pyramiden, S. 14.
[ 23 ] Gassmann, Geschichtliche Entwicklung, passim.
[ 24 ] ibd., S. 9 mit Abb. 6.
[ 25 ] Haase, op.cit., S. 14.
[ 26 ] Lucas&Harris, op.cit., S. 71 mit Fußnoten.
[ 27 ] Neben dem Rückgang der Kernbohrungen im Neuen Reich ist auch die Änderung der entsprechenden Hieroglyphe zu beobachten, vgl. Stocks, Making Stone Vessels, S. 598.
[ 28 ] Hölscher, op.cit., S. 78.
[ 29 ] Gassmann, op.cit., S. 10, Abbildungen.

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