Секрет живучести пирамиды Хеопса: инженерная мысль древних обогнала землетрясения
Великая пирамида Гизы в Египте, также известная как пирамида Хеопса, простояла более 4600 лет, выдержав даже мощные землетрясения. Новое исследование объясняет почему: конструкция сооружения обладает удивительной устойчивостью к вибрациям. Пирамида потеряла всего около 10 метров высоты с момента постройки — это несмотря на сильнейшие подземные толчки за прошедшие тысячелетия, включая землетрясение магнитудой 6,8 в 1847 году и толчки магнитудой 5,9 в 1992 году, которые сбросили часть верхних камней на землю.
Новое исследование вибраций по всей структуре пирамиды показывает, что определённые архитектурные особенности, такие как серия камер, известных как разгрузочные камеры, расположенные над камерой фараона Хуфу (Хеопса), гасят сейсмические колебания по мере их движения к вершине сооружения. Соавтор исследования Асем Салама, геофизик из Национального института астрономии и геофизики в Каире, заявил Live Science по электронной почте: «Исследование подчёркивает экстраординарные практические инженерные знания древних египетских строителей, которые разработали высокоэффективные методы строительства благодаря векам экспериментов и усовершенствований».
Салама и его команда разместили датчики вибрации в 37 точках внутри и вокруг Великой пирамиды и записали фоновые вибрации, когда внутри не было туристов. «В области сохранения наследия эта информация может дать важные сведения о структурной стабильности, скрытых уязвимостях и долгосрочных стратегиях сохранения, при этом полностью уважая целостность памятника», — объяснил Салама.
Команда обнаружила, что по всей пирамиде вибрации были удивительно схожими, составляя от 2,0 до 2,6 герц. Это сильно отличалось от частот на земле поблизости, которые обычно составляли около 0,6 герц. Этот разрыв в частотах означает, что во время землетрясений пирамида существует отдельно от вибраций, проходящих через землю, что, возможно, способствует её устойчивости. Другими особенностями, способствующими стабильности пирамиды, являются её массивное основание, прочное известняковое основание и симметричная геометрия.
Но самое удивительное открытие ждало учёных внутри. Вибрации, как и следовало ожидать, увеличиваются по мере приближения к вершине (как небоскрёб, который раскачивается во время землетрясения). Однако этот естественный процесс прерывается разгрузочными камерами, расположенными на высоте около 61 метра внутри пирамиды. Эти камеры, расположенные над так называемой «Камерой царя», изначально предназначались для снятия колоссальной нагрузки с места упокоения фараона. Как выяснилось сейчас, они также работают как акустические и сейсмические фильтры, рассеивая энергию волн и не давая им дойти до хрупкого шпиля.
Исследователи планируют провести дополнительные измерения в Великой пирамиде и надеются использовать аналогичные методы на других важных археологических объектах Египта. Салама отмечает, что, хотя некоторые особенности пирамидальной формы, вероятно, помогают защищать и другие пирамиды Гизы, каждая структура уникальна. Древнеегипетские архитекторы развивали свои методы с течением времени: «Ранние пирамиды демонстрируют свидетельства экспериментов и структурной эволюции, включая изменения геометрии склонов и внутренней планировки». Если брать современный контекст, то инженеры сегодня только начинают применять подобные «диссипативные структуры» в строительстве сейсмостойких небоскрёбов. Получается, что фараоны опередили человечество почти на пять тысячелетий, возводя вечность не за счёт грубой силы камня, а за счёт тонкого понимания физики колебаний. Пирамида стоит не потому, что тяжёлая, а потому, что «умная» — и это знание, зашифрованное в известняке, нам только предстоит расшифровать до конца.
