چرا هرم بزرگ جیزه پس از ۴۶۰۰ سال همچنان در برابر زلزله مقاوم است؟
دانشمندان با نصب حسگرهای لرزه ای در هرم بزرگ جیزه دریافتند که این هرم به طور طبیعی خود را از فرکانس های لرزه ای زمین جدا می کند که به پایداری آن کمک می کند.
هرم بزرگ جیزه که به نام هرم خوفو نیز شناخته می شود، یکی از شگفت انگیزترین سازه های باقی مانده از دوران باستان است که بیش از 4600 سال در مصر پابرجا بوده است. این هرم در طول تاریخ خود زلزله های شدید زیادی را تجربه کرده است، اما همچنان استحکام قابل توجهی از خود نشان داده است. اکنون یک تحقیق جدید توضیح می دهد که چرا این سازه عظیم توانسته است تا این حد در برابر زلزله مقاوم بماند.
هرم بزرگ جیزه در طول هزاران سال تنها حدود 10 متر از ارتفاع اولیه خود را از دست داده است. این میزان فرسایش در مقایسه با عمر بسیار طولانی سازه و قرار گرفتن آن در منطقه زلزله خیز بسیار ناچیز در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال در سال 1847 زلزله ای به بزرگی حدود 6.8 ریشتر در شهر فیوم در جنوب قاهره رخ داد و در سال 1992 زلزله ای به بزرگی 5.9 ریشتر قسمت هایی از سنگ های بالای هرم را به زمین کوبید. با وجود چنین اتفاقاتی، ساختار اصلی هرم هنوز دست نخورده باقی مانده است.
دلیل اصلی این پایداری ویژگی های خاص مهندسی و معماری هرم است که رفتار آن در برابر ارتعاشات زمین را متفاوت از محیط اطراف می کند. به گفته عاصم سلامه، زمین شناس موسسه ملی نجوم و ژئوفیزیک قاهره، سازندگان مصر باستان دانش مهندسی بسیار پیشرفته ای داشتند که طی قرن ها آزمون و خطا به دست آمده و در نهایت به طراحی سازه های بسیار پایدار منجر شد.
به گزارش Live Science، این گروه تحقیقاتی در یک مطالعه جدید حسگرهای اندازه گیری ارتعاش را در 37 مکان مختلف در داخل و اطراف هرم بزرگ جیزه نصب کردند. این حسگرها زمانی شروع به ثبت داده ها کردند که هیچ توریستی در داخل هرم نبود تا ارتعاشات محیطی طبیعی بدون دخالت عوامل انسانی بررسی شود. هدف از این اندازه گیری ها بررسی رفتار ارتعاشی سازه و شناسایی نقاط ضعف احتمالی و همچنین کمک به حفاظت بهتر از این اثر تاریخی بود.
نتایج نشان داد که فرکانس ارتعاشات در سرتاسر هرم تقریباً یکنواخت بوده و بین 2 تا 2.6 هرتز است. در مقابل، ارتعاشات زمین در اطراف هرم معمولاً حدود 0.6 هرتز بود. این تفاوت قابل توجه در فرکانس ها باعث می شود که هرم تا حدی از ارتعاشات زمین در هنگام زلزله جدا شده و مانند یک سیستم مستقل رفتار کند. در فیزیک سازه ها این پدیده می تواند انتقال انرژی لرزه ای از زمین به ساختمان را کاهش داده و در نتیجه از آسیب های شدید جلوگیری کند.
این مطالعه همچنین به ویژگیهای معماری خاص هرم اشاره میکند که به پایداری آن کمک میکند. از جمله این ویژگی ها می توان به پایه بسیار بزرگ، بستر آهکی مقاوم و هندسه کاملا متقارن سازه اشاره کرد. تقارن در سازه ها معمولاً باعث توزیع یکنواخت نیروها می شود و این امر به افزایش پایداری کمک می کند. علاوه بر این، در بیشتر ساختمان ها مشاهده می شود که شدت ارتعاشات در قسمت های بالایی بیشتر است. شبیه به حرکت نوسانی آسمان خراش ها در هنگام زلزله. اما در هرم بزرگ جیزه این روند کاملاً یکنواخت نیست.
یکی از عوامل مهمی که این الگوی معمول را تغییر می دهد، وجود مجموعه ای از اتاقک ها به نام «اتاق های کاهش فشار» است که در ارتفاع حدود 61 متری «اتاق پادشاه» قرار دارند. این اتاقک ها در بالای محل دفن فرعون خوفو ساخته شده اند و هدف اصلی آنها کاهش فشار ناشی از وزن سنگ های عظیم بالای اتاق دفن بوده است. اما تحقیقات جدید نشان می دهد که این سازه ها نقش دیگری نیز دارند و آن کاهش و تضعیف انتقال ارتعاشات به قسمت های بالایی هرم است. به عبارت دیگر این محفظه ها مانند یک مانع داخلی از رسیدن مقداری از انرژی لرزه ای به بالای هرم جلوگیری می کنند.
محققان به این نتیجه رسیدند که ترکیب چندین عامل مختلف از جمله ویژگیهای هندسی هرم، پایه عظیم آن، نوع سنگها و طراحی داخلی پیچیده، همگی این سازه را در برابر زلزله بسیار مقاوم کرده است. آنها همچنین اشاره می کنند که احتمالاً سایر اهرام مجموعه جیزه نیز از اصول مشابهی بهره می برند، اما هر سازه با توجه به دوره ساخت و تکامل دانش مهندسی در مصر باستان ویژگی های خاص خود را دارد.
به گفته عاصم سلامه، اهرام اولیه در مصر نشانه هایی از دوره آزمایش و تکامل معماری دارند. در این دوره تغییراتی در شیب سازه ها و طراحی فضاهای داخلی به وجود می آید که نشان می دهد معماران قدیم به تدریج و در طول نسل ها روش های ساخت خود را برای دستیابی به سازه های پایدارتر و پیچیده تر بهبود بخشیده اند.
این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.
منبع: زومیت
