Vanarooma ehitiste maavärinakindluse võti hakkab selguma ({{commentsTotal}})

Itaalias asuv amfiteater.
Itaalias asuv amfiteater. Autor/allikas: hilberer/ (CC BY-ND 2.0)

Juba vanad roomlased võisid luua katse ja eksituse meetodil metamaterjale, mis muutsid amfiteatrid maavärina käigus vallanduvate suure purustusjõuga lainete suhtes osaliselt läbipaistvaks, järeldavad prantsuse teadlased.

"Ma olin umbes kuu aja eest (märtsis) Kesk-Prantsusmaal puhkusel, kui mulle jäi silma maa alla mattunud Vana-Rooma teatrit kujutav aerofoto. Selle täpne kuju oli magnettehnikag tehtud pildil vaevu eristatav, kuid näha olev poolring meenutas ligilähedaselt poolt nähtamatuks tegevat mantlit," meenutas Stephane Brule, Marseilles asuva Fresneli instituudi füüsik.

Fantaasiakirjanike looming ületab oma omadustelt päris maailmas konstrueeritud nähtamatuks tegevaid mantleid märkimisväärselt. Harilikult võimaldavad peita viimased objekte heli- või valguslainete eest vaid mõnedel lainesagedustel ja kahes mõõtmes. Seda alt või ülevalt või mõnd teist värvi valguses silmata püüdes oleks see kõigile näha. Hoonete maavärinate eest kaitsmiseks piisab Brule sõnul juba sellest.

Brule tähelepanu püüdnud Autuni linna lähistel asuv amfiteater (vasakul) ja mikrolainete sagedusalal töötav nähtamatuks tegev mantel (paremal). 

"Seismiliste lainete sagedus on piiratud ja seeläbi saab osa purustavast jõust hoonetest mööda suunata," selgitas teadur. Selleks tuleb ümbritseda selle vundament näiteks aukudega või lisada sinna valikuliselt ümbritsevast pinnasest tihedamaid poste. Neilt peegelduvad lained liituvad ja võivad selle käigus üksteist nõrgendada. Viimase tulemusel võngub hoone tavapärasest vähem. Sama mõju võib olla mõnikord metsatukal.

Teadlaste senine töö pole jäänud vaid teoreetilisele tasandile. Aastal 2012 lasi puurida Brûlé töörühm pinnasesse mitu rida viie meetri sügavusi auke. Kaitse peegeldas allika suunas tagasi suure osa selle suunas teele saadetud helilainetest.

"Me ei väida, et roomlased tulid sarnase idee peale sihiliku analüüsi tulemusel, aga neil oli mitu sajandit, et katse ja eksituse meetodil välja selgitada, mis toimib ja mis mitte. Me ei saa öelda tõsiteaduslikult midagi põhjalikumat, kuid Autuni teatri juures nähtud mustrit näeb ka teiste amfiteatrite vundamentide nagu näiteks Colosseumi puhul," märkis Brule.

Teatrite keset ümbritsevate tugisammaste paigutus meenutab põhiplaanilt üksteise sees asuvaid ringe või ovaale. Vahetult üksteise kõrval asuvate ellipsite raadiuste suhe on pea täpselt samasugune. Sarnast paigutust on kasutatud varem peidetavast objektist mikrolainete mööda juhtimiseks. Samas nentis teadur, et roomlased ei pruukinud mõelda tehnikat rakendades maavärinate peale, vaid see võimaldas jagada ühtlasemalt peale selle hoone raskust.

Teadur märkis, et nüüdisajal hakati hoonete maavärinakindlaks muutmiseks teoreetilist aluspõhja loooma alles 1950. ja 1970. aastatel. "Toonased uuringud keskendusid sellele, mis juhtub hoonetega seismilise häirituse korral. See oli passiivne lähenemine. Metamaterjalidega saame muuta aga signaali ennast, enne kui see raputab hoonet ennast," laiendas Brule

Järgmise sammuna lootis ta panna oletused proovile päris maailmas. Kuigi teadlaste käsutuses on üha rohkem arvutusvõimsust, mis võimaldab läbi viia üha üksikasjalikumaid simulatsiooni, on need täpselt sama head, kui kasutatavad algandmed.

Pikas plaanis võiks kasutada tema hinnangul taolist tehnikat seismiliselt aktiivsetes piirkondades asuvate linnade või vähemalt olulisemate hoonete kaitsmiseks. Põhjalikuma planeerimisega oleks võimalik paigutada isegi pilvelõhkujaid neid ehitades viisil, et need käituks tervikuna seismiliste lainet levikut mõjutavate metamaterjalidena.

"Me elame ajastu alguses, kus suudame mõista lainete levikut keerukates keskkondades senisest palju paremini," leidis Brule. Seda tehes võib-olla aga tema sõnul olla nii mõndagi õppida ka antiikaja arhitektidelt.

Brûlé ja ta kolleegide töö ilmus võrguvaramus ArXiv.



Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: