Een voorgestelde hydraulische lift voor de eerste piramide van Egypte kan, of kan niet, water vasthouden.

Waterkracht heeft wellicht een grote impuls gegeven aan de bouwers van de oudste bekende piramide van Egypte, de bijna 4.700 jaar oude Trappiramide van Djoser in Saqqara.

Oude architecten bouwden een hydraulisch systeem om stenen blokken omhoog te hijsen die werden gebruikt om de zes verdiepingen tellende, ongeveer 62 meter hoge piramide van koning Djoser samen te stellen, stellen wetenschappers voor op 5 augustus in PLOS ONE. Gecontroleerde waterstromen in en uit een grote schacht binnenin de piramide tilden een platform op en lieten het zakken, dat ladingen bouwstenen naar hogere niveaus droeg, zegt Xavier Landreau van het particuliere Parijse onderzoeksinstituut Paleotechnic en collega's.

Het idee is intrigerend, zeggen onderzoekers die bekend zijn met de studie. Maar ze zijn er niet van overtuigd dat piramidebouwers ooit een dergelijk apparaat hebben gebruikt. Landreau, die een achtergrond heeft in materiaalkunde en plasmafysica, richtte Paleotechnic op voor de studie van oude technologieën.

Er bestaat geen algemeen aanvaarde verklaring voor hoe de oude Egyptenaren piramides oprichtten uit miljoenen massieve blokken. Die stenen konden elk tot ongeveer 2.500 kilogram wegen. Voorgestelde technieken voor het manoeuvreren van de bouwblokken van piramides omvatten hellingen, kranen, touw-en-katrolapparaten en rollende houten staven die aan stenen waren bevestigd (SN: 9/9/14).

In een eerder dit jaar gepubliceerd rapport beschreef een ander onderzoeksteam een nieuw geïdentificeerde, nu droge Nijl-tak die grenst aan een keten van 31 piramides, waaronder die van Djoser. Boten met werknemers en bouwmaterialen konden deze Nijl-tak bevaren om aan te meren bij plaatsen waar die piramides werden gebouwd tussen ongeveer 4.700 en 3.700 jaar geleden.

Water speelde een nog grotere rol bij het bouwen van de eerste piramide van het oude Egypte, zegt Landreau. Hij beweert dat de ontwerpers van Djoser's piramide slimme technieken hebben ontwikkeld voor het controleren van de waterstroom, een kennisgebied dat nu bekendstaat als hydraulica.

Het voorgestelde hydraulische systeem is afkomstig van een computermodel dat gegevens bevatte over overgebleven interne kenmerken van de piramide en een netwerk van ondergrondse tunnels ter plaatse. Het team gebruikte ook satellietbeelden met hoge resolutie van het landschap in de regio om de niveaus van oude regenval en afvoer te modelleren.

In hun model ving een ommuurd terrein enkele honderden meters van de piramide vandaan - voor het eerst beschreven in de jaren 1700 maar nog steeds slecht begrepen - overstromingswater op dat door woestijnkanalen stroomde tijdens periodieke zware regenval. Structuren in de muren van het terrein, bekend als Gisr el-Mudir, leidden het water naar een bekken net ten westen van Djoser's begraafplaats. Tijdens perioden van intense regenval kon dat bekken tijdelijk veranderen in een meer, dat vervolgens afvoerde naar een deel van een kalkstenen gracht die het grafcomplex omringde.

Onderzoekers hebben eerder gesuggereerd dat de gracht, bekend als de Droge Gracht, diende als een steengroeve voor Djoser's grafcomplex of als een model van de weg van de overleden farao naar het hiernamaals.

Maar Gisr el-Mudir en het nabijgelegen meer zorgden ervoor dat de Droge Gracht in de tijd van Djoser niet altijd droog was, zegt Landreau. In het model van het team liep water uit de Droge Gracht in twee grote, eerder ontgraven schachten, waaronder een noordschacht gelegen binnenin de piramide. Granieten kamers nabij de bodem van beide schachten bevatten stenen proppen die, wanneer verwijderd, water lieten binnenstromen.

De noordschacht vormt het raamwerk voor een hydraulische lift, stelt het team voor.

In deze hypothetische opstelling rustte een massief houten vlot boven de granieten kamer. Het vlot was bevestigd aan twee of meer lange touwen die over afzonderlijke katrollen aan de bovenkant van de schacht liepen voordat ze zich rond de liftplatform bevestigden. Oude ingenieurs zouden het vlot en het liftplatform zo hebben ontworpen dat ze elkaar in evenwicht hielden terwijl het water in- of uit de schacht werd gepompt, hypothetiseren de onderzoekers.

Toegangspunten tot het liftplatform voor werknemers die bouwstenen vervoerden bevonden zich ofwel op grondniveau of mogelijk via een tunnel die zich enkele meters boven de grond bevond, vermoedt het team van Landreau.

Terwijl het water de schacht vulde via de granieten kamer, steeg het vlot en daalde het platform. Het water werd afgesloten wanneer het platform het laadgebied bereikte. Na het plaatsen van tonnen stenen op het platform, werd de schacht geleegd. Naarmate het vlot daalde, trok het aan de touwen, waardoor het platform en zijn lading omhoog werden getrokken naar nieuwe bouwniveaus.

Dat is een onwaarschijnlijk scenario, zegt archeoloog Oren Siegel van de Universiteit van Toronto. Gisr el-Mudir kon niet voldoende water vasthouden uit de occasionele regens om het voorgestelde hydraulische systeem van Landreau te handhaven, betoogt hij. Gisr el-Mudir vertegenwoordigt mogelijk in plaats daarvan een vroeg experiment in het bouwen van stenen omheiningen die later, op grotere schaal, de begraafplaatsen van farao's zouden omringen, suggereert Siegel.

Een andere complicatie betreft het voorgestelde meer, zegt egyptoloog Kamil Kuraszkiewicz: het wordt niet genoemd in enige oude Egyptische geschriften en heeft mogelijk nooit bestaan.

Ook waren de stenen van Djoser's piramide - die gemiddeld ongeveer 300 kilogram wogen - aanzienlijk kleiner en makkelijker te vervoeren voor werkers dan die gebruikt werden voor latere piramides, zegt Kuraszkiewicz van de Universiteit van Warschau. "Om het hydraulische apparaat [voorgesteld in het nieuwe model] te bouwen, zou veel meer inspanning nodig zijn dan om de stenen blokken gewoon met mankracht te verplaatsen."

Landreau pleit voor verder onderzoek aan de piramide van Djoser. Het is niet bekend hoe hoog de gedeeltelijk opgegraven noordelijke schacht reikte, wat het vermogen om een mogelijk hydraulisch hefsysteem te modelleren beperkt, zegt hij. Maar hij voorspelt dat het steenwerk aan de schachtzijden een structuur zou hebben ondersteund die zich verhief boven zijn bekende lengte van ongeveer vier meter boven de grond.