吉萨大金字塔出奇地防震

大金字塔建于4500多年前，历经多次大地震幸存。 图片来源：Shutterstock

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：埃及吉萨的古代金字塔是世界上最著名的建筑壮举之一。大金字塔本身建成于4600至4450年前，尽管经历了数千年来不仅暴露在严酷的沙漠环境下，还经历了多次重大地震事件，但整体完好无损。1847年和1992年的地震震动了该地区，震级分别为6.8和5.8，而在有可靠测量的年代之前，其他地震无疑也发生过。

那么，这座著名的建筑是如何保存至今的呢？这是埃及国家天文学与地球物理研究所地震学家阿塞姆·萨拉马多年来一直在思考的问题。

萨拉马告诉《大众科学》：“金字塔特别迷人的是，它将宏伟的建筑与千年来卓越的结构稳定性结合在一起。”“我们的工作旨在提供定量测量，帮助解释部分韧性。”

萨拉马和他的同事们相信他们现在找到了答案。经过广泛调查并记录现场环境振动，他们认为埃及人经过数百年的创新，完善了抗震工程技术。他们的证据发表在今天发表在《科学报告》期刊上的一项研究中。

“古埃及建筑师拥有极为悠久的实验和持续改进传统。许多早期尝试都失败了，但他们从每次挫折中仔细学习，不断完善技术，最终实现更稳定、更有效的设计，“他解释道。

大金字塔内部结构的示意图。图片来源：Asem Salama 等 / 科学报告

萨拉马引用了埃及金字塔的历史演变，起源于公元前3100年之前的相对简单的马斯塔巴，随后发展到堆叠变体，如约公元前2650年的萨卡拉乔塞尔阶梯金字塔。像达舒尔弯曲金字塔（约公元前2500年）这样的版本展示了后期的实验形式，而多座倒塌的建筑表明并非所有项目都成功。

“这些例子展示了建筑师如何通过实际试错反复完善理想坡度，”萨拉马说。

到大金字塔建成时，埃及建筑师们基本已经完善了建造宏伟壮观纪念王朝纪念碑的方法。为了更好地了解结构的整体强度，萨拉玛团队在金字塔内外的37个地点测量了振动。这些包括周围的土层、建筑块和内部腔室。

他们发现金字塔内部绝大多数振动（76%）在2.0–2.6赫兹之间，显示机械应力在整个结构中均匀分布。与此同时，附近的土壤显示出约0.6赫兹的频率。萨拉马团队推测，这些巨大的频率差异可能通过限制土壤与结构本身之间的振动放大，帮助在地震事件中增强金字塔结构。大金字塔同样建在石灰岩上，降低了地震损害的风险。

更重要的是，金字塔对任何潜在的地下地震活动增强具有令人印象深刻的韧性。大金字塔的地下室雕刻在基岩基础上，没有任何增强频率。这些读数通常随着高度增加，在国王密室达到最高。话虽如此，救赎室的放大系数实际上比其下方的国王室还要低。这表明建筑商将最顶层的解救室布置为防止结构损坏的保障。

但仅仅因为大金字塔非常适合地震挑战，并不意味着它的设计师是有意为之。

萨拉马警告道：“从科学角度看，我们必须谨慎区分这种观察到的韧性与现代意义上的有意地震设计。”“虽然它们的结构表现出与卓越地震性能相关的特征，但很难证明它们具备正式的地震工程理论。”

相反，大金字塔抵御地震灾难的能力很可能是其建筑师众多其他有意设计的副产品。但这绝不会削弱这座地标的工程成就，许多成就在其他文化中数千年后才会被复制。

Salama补充道：“就我个人而言，我认为这些是经过几代演进的高效最佳实践，持续提升了结构的整体性能、平衡性和长期耐用性。”“[古埃及人]无疑拥有卓越的工程直觉和持续改进的传统，造就了极其坚韧的遗迹。”