北京
埃及吉薩大金字塔已經(jīng)屹立了近5000年，期間經(jīng)歷過多次強震卻幾乎毫發(fā)無損。這個謎團終于被科學(xué)家解開了——答案藏在振動頻率里。
5月21日發(fā)表于《科學(xué)報告》的研究揭示，大金字塔的振動頻率與周圍土壤截然不同。這種"頻率錯位"讓它在地震時不會與大地產(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，這座古老建筑得以穿越千年。
研究團隊由地球物理學(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)而利用遠處海浪、交通等人類活動產(chǎn)生的微弱擾動來監(jiān)測結(jié)構(gòu)振動。在金字塔內(nèi)部約四分之三的測點，結(jié)構(gòu)以每秒2至2.6次的頻率自然來回振動；而周圍土壤的振蕩則要慢得多，每兩秒多才能完成一次周期。
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中吸收能量的現(xiàn)象。共振會顯著增強振動強度，加大地震中的損毀風(fēng)險。密歇根大學(xué)土木工程師Sherif El-Tawil評價稱，金字塔長期屹立已證明其抗震能力，但這項研究首次揭示了背后的機理。
大金字塔建于約公元前2600年，是法老胡夫的陵墓，由約230萬塊石塊堆砌而成，耗時20余年。盡管埃及整體地震活動較低，但1847年的6.8級和1992年的5.8級地震都未能對其造成實質(zhì)性破壞。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)同樣功不可沒。古埃及工匠在國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保護墓室。研究發(fā)現(xiàn)，這些艙室還削弱了金字塔頂部的振動強度。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力響應(yīng)特性。
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