دانشمندان با نصب حسگرهای لرزه در هرم بزرگ جیزه دریافتند هرم به‌طور طبیعی از فرکانس‌های لرزه‌ای زمین جدا می‌شود و همین امر به پایداری آن کمک می‌کند.

 

هرم بزرگ جیزه که با نام هرم خوفو نیز شناخته می‌شود، یکی از شگفت‌انگیزترین سازه‌های باقی‌مانده از دوران باستان است که بیش از ۴۶۰۰ سال در مصر پابرجا مانده است. این هرم در طول تاریخ خود، بارها زمین‌لرزه‌های شدید را تجربه کرده، اما همچنان استحکام قابل توجهی از خود نشان داده است. اکنون پژوهش تازه‌ای توضیح می‌دهد که چرا این سازه عظیم توانسته در برابر لرزش‌های زمین تا این اندازه مقاوم باقی بماند.

 

هرم بزرگ جیزه در طول هزاران سال تنها حدود ۱۰ 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 منطقه‌ای زلزله‌خیز، بسیار اندک محسوب می‌شود. برای مثال، در سال ۱۸۴۷ زمین‌لرزه‌ای با بزرگی حدود ۶٫۸ در شهر فیوم در جنوب قاهره رخ داد و در سال ۱۹۹۲ نیز زمین‌لرزه‌ای با بزرگی ۵٫۹ بخش‌هایی از سنگ‌های بالایی هرم را به زمین انداخت. با وجود چنین رخدادهایی، ساختار اصلی هرم همچنان پابرجا باقی مانده است.

 

دلیل اصلی این پایداری، ویژگی‌های خاص مهندسی و معماری هرم است که باعث می‌شود رفتار آن در برابر ارتعاشات زمین متفاوت از محیط اطراف باشد. به گفته عاصم سلامه، زمین‌شناس مؤسسه ملی تحقیقات نجوم و ژئوفیزیک قاهره، سازندگان مصر باستان دانش مهندسی بسیار پیشرفته‌ای داشتند که طی قرن‌ها آزمون و خطا به دست آمده بود و در نهایت به طراحی سازه‌هایی بسیار پایدار منجر شد.

 

به گزارش لایوساینس، گروه تحقیقاتی در پژوهش جدید حسگرهای اندازه‌گیری ارتعاش را در ۳۷ نقطه مختلف در داخل و اطراف هرم بزرگ جیزه نصب کردند. این حسگرها زمانی مشغول ثبت داده‌ها شدند که هیچ گردشگری در داخل هرم حضور نداشت تا ارتعاشات محیطی طبیعی بدون دخالت عوامل انسانی بررسی شود. هدف از این اندازه‌گیری‌ها بررسی رفتار لرزشی سازه و شناسایی نقاط ضعف احتمالی و همچنین کمک به حفاظت بهتر از این اثر تاریخی بود.

 

نتایج نشان داد فرکانس ارتعاشات در سراسر هرم تقریباً یکنواخت است و بین حدود ۲ تا ۲٫۶ هرتز قرار دارد. در مقابل، ارتعاشات زمین اطراف هرم معمولاً حدود ۰٫۶ هرتز بوده است. این اختلاف قابل توجه در فرکانس‌ها باعث می‌شود که در هنگام وقوع زلزله، هرم تا حدی از ارتعاشات زمین جدا باشد و مانند سیستمی مستقل رفتار کند. در فیزیک سازه‌ها این پدیده می‌تواند باعث کاهش انتقال انرژی لرزه‌ای از زمین به بنا شود و در نتیجه از آسیب‌های شدید جلوگیری کند.

 

مطالعه همچنین به ویژگی‌های معماری خاص هرم اشاره می‌کند که در پایداری آن نقش دارند. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به پایه بسیار بزرگ، بستر سنگ آهکی مقاوم و هندسه کاملاً متقارن سازه اشاره کرد. تقارن در سازه‌ها معمولاً باعث توزیع یکنواخت نیروها می‌شود و همین امر به افزایش پایداری کمک می‌کند. علاوه بر این، در بیشتر ساختمان‌ها مشاهده می‌شود که شدت ارتعاشات در بخش‌های بالایی بیشتر است؛ مشابه حرکت نوسانی در آسمان‌خراش‌ها هنگام زلزله. اما در هرم بزرگ جیزه، این روند به طور کامل یکنواخت نیست.

 

یکی از عوامل مهمی که این الگوی معمول را تغییر می‌دهد، وجود مجموعه‌ای از اتاقک‌ها به نام «اتاقک‌های کاهش فشار» است که در حدود ۶۱ متر بالاتر از «اتاق شاه» قرار دارند. این اتاقک‌ها در بالای محل دفن فرعون خوفو ساخته شده‌اند و هدف اصلی آن‌ها کاهش فشار ناشی از وزن سنگ‌های عظیم بالای اتاق دفن بوده است. بااین‌حال، پژوهش جدید نشان می‌دهد که این ساختارها نقش دیگری نیز دارند و آن کاهش و تضعیف انتقال ارتعاشات به بخش‌های بالایی هرم است. به عبارت دیگر، این اتاقک‌ها مانند مانعی داخلی از رسیدن بخشی از انرژی لرزه‌ای به نوک هرم جلوگیری می‌کنند.

 

پژوهشگران نتیجه‌گیری می‌کنند که ترکیب چند عامل مختلف، شامل ویژگی‌های هندسی هرم، پایه عظیم آن، جنس سنگ‌ها و طراحی داخلی پیچیده، همگی در کنار هم باعث شده‌اند که این سازه در برابر زمین‌لرزه‌ها مقاومت بسیار بالایی داشته باشد. آن‌ها همچنین اشاره می‌کنند که احتمالاً سایر هرم‌های مجموعه جیزه نیز از اصول مشابهی بهره‌مند هستند، اما هر سازه با توجه به دوره ساخت و تکامل دانش مهندسی در مصر باستان ویژگی‌های خاص خود را دارد.

 

به گفته عاصم سلامه، هرم‌های اولیه در مصر نشانه‌هایی از دوره آزمایش و تکامل معماری دارند. در این دوره، تغییراتی در شیب سازه‌ها و طراحی فضاهای داخلی مشاهده می‌شود که نشان می‌دهد معماران باستانی به تدریج و طی نسل‌ها، روش‌های ساخت خود را بهبود داده‌اند تا به ساختارهای پایدارتر و پیچیده‌تر دست پیدا کنند.

 

پژوهش در ژورنال Scientific Reports منتشر شده است.

 

منبع: زومیت