北京
埃及吉薩大金字塔已經(jīng)屹立了近5000年，期間經(jīng)歷過(guò)多次強(qiáng)震卻幾乎毫發(fā)無(wú)損。這個(gè)謎團(tuán)終于被科學(xué)家解開(kāi)了——答案藏在振動(dòng)頻率里。
5月21日發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》的研究揭示，大金字塔的振動(dòng)頻率與周?chē)寥澜厝徊煌＿@種"頻率錯(cuò)位"讓它在地震時(shí)不會(huì)與大地產(chǎn)生共振，從而避免了劇烈搖晃。配合其穩(wěn)固的外形和內(nèi)部巧妙的重量分布設(shè)計(jì)，這座古老建筑得以穿越千年。
研究團(tuán)隊(duì)由地球物理學(xué)家Mohamed ElGabry領(lǐng)導(dǎo)。由于直接搖晃金字塔可能造成損害，他們轉(zhuǎn)而利用遠(yuǎn)處海浪、交通等人類活動(dòng)產(chǎn)生的微弱擾動(dòng)來(lái)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)。在金字塔內(nèi)部約四分之三的測(cè)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)以每秒2至2.6次的頻率自然來(lái)回振動(dòng)；而周?chē)寥赖恼袷巹t要慢得多，每?jī)擅攵嗖拍芡瓿梢淮沃芷凇?/p>
頻率差異意味著兩者不易發(fā)生共振——即金字塔從土壤振動(dòng)中吸收能量的現(xiàn)象。共振會(huì)顯著增強(qiáng)振動(dòng)強(qiáng)度，加大地震中的損毀風(fēng)險(xiǎn)。密歇根大學(xué)土木工程師Sherif El-Tawil評(píng)價(jià)稱，金字塔長(zhǎng)期屹立已證明其抗震能力，但這項(xiàng)研究首次揭示了背后的機(jī)理。
大金字塔建于約公元前2600年，是法老胡夫的陵墓，由約230萬(wàn)塊石塊堆砌而成，耗時(shí)20余年。盡管埃及整體地震活動(dòng)較低，但1847年的6.8級(jí)和1992年的5.8級(jí)地震都未能對(duì)其造成實(shí)質(zhì)性破壞。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣功不可沒(méi)。古埃及工匠在國(guó)王墓室上方建造了減壓艙，用于分散金字塔重量并在坍塌時(shí)保護(hù)墓室。研究發(fā)現(xiàn)，這些艙室還削弱了金字塔頂部的振動(dòng)強(qiáng)度。與多數(shù)建筑像"倒置擺錘"般的受力方式不同，大金字塔的質(zhì)量分布和幾何形態(tài)從根本上改變了其動(dòng)力響應(yīng)特性。
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