Иновативни измервания разкриват тайната на устойчивата на земетресения Хеопсова пирамида

Учени разкриха тайните зад забележителната стабилност на Хопсовата пирамида - най-голямата в египетския комплекс Гиза. Според ново проучване, нейните архитектурни характеристики са позволили на структурата да издържа на земетресения в продължение на хилядолетия без значителни щети. Дизайнът на пирамидата разпределя сеизмичните вибрации равномерно, защитавайки както външните, така и вътрешните ѝ елементи, особено царската гробница. Хеопсовата пирамида в Гиза, завършена преди приблизително 4500 години, първоначално е била висока 146,59 метра и е имала основа с дължина приблизително 230,33 метра.

Съвременните измервания определят височината ѝ на приблизително 137 метра, което отразява загубата на облицовъчни камъни и върха с течение на времето. В радиус от 80 километра от Гиза са регистрирани няколко земетресения. Най-силното от тях е станало на 7 август 1847 г. с магнитуд 6,86, а на 12 октомври 1992 г. регионът е разтърсен отново от земетресение с магнитуд 5,8. Тези трусове са причинили откъсване на отделни каменни блокове от пирамидата, но въпреки локализираните повреди, конструкцията не е претърпяла сериозни щети нито вътрешно, нито външно. Предложени са различни теории, включително симетричен дизайн, способен да канализира вибрационни сили, и ниско съотношение височина-основа, което допринася за стабилността. Досега обаче имаше малко доказателства в подкрепа на тези предположения.

В ново проучване, публикувано на 21 май в списанието Scientific Reports, екип от учени, ръководен от Националния институт по астрономия и геофизика в Хелуан, предостави емпирични данни за това как пирамидата абсорбира сеизмичните честоти. Структурата на пирамидата се състои от централно ядро, заобиколено от хоризонтално подредени камъни, разпръснати с опорни блокове. В него са идентифицирани осем основни елемента - главният вход с низходящ проход, проходът на халиф ал-Мамун, подземната камера, голямата галерия, камерата на царицата, камерата на фараона, изпускателните камери и шахтите.

За да провери тази хипотеза, екипът измерва фоновия шум в 37 точки вътре и около пирамидата. Изследователите използват високочувствителен инструмент, включващ серво акселерометър, GPS система и вътрешна батерия, способни да записват вибрации в честотния диапазон от 0,1 до 200 Hz. Те откриват, че 76% от измерените сигнали вътре в пирамидата имат честота от 2,0 до 2,6 Hz, което показва равномерно разпределение на механичното напрежение в цялата структура. В същото време вибрациите в околната почва имат честота от приблизително 0,6 Hz. Тази разлика в честотите обяснява устойчивостта на пирамидата на земетресения, тъй като ограничава взаимодействието ѝ със земята, която в противен случай би могла да усили вибрациите.

Изследователите отбелязват, че е невъзможно да се определи със сигурност дали тази сеизмична устойчивост е резултат от умишлено проектиране, но получените количествени данни убедително показват, че древните египетски архитекти са притежавали задълбочени геотехнически познания, оптимизирайки дизайна на конструкциите и изучавайки характеристиките на обекта, за да осигурят тяхната стабилност в продължение на хилядолетия при сеизмични рискове.