Великая пирамида Гизы выдержала 4500 лет землетрясений — учёные выяснили, почему она не рухнула

Землетрясения сотрясали Египет многократно. В 1992 году подземный толчок магнитудой 5,8 сбросил несколько внешних облицовочных камней с Великой пирамиды. Но основное тело сооружения осталось нетронутым. Как оно продержалось 45 столетий?

Египетский геофизик Асем Салама и его коллеги измерили вибрации пирамиды в обычных условиях. Они обнаружили: её собственные частоты — темп, на котором конструкция «предпочитает» колебаться, — находятся в диапазоне от 2 до 2,6 герца. Окружающий грунт имеет гораздо более низкую доминирующую частоту — около 0,6 герца.

Каждое сооружение имеет свой природный ритм. Если землетрясение совпадает с этим ритмом, колебания усиливаются. Это называется резонансом, и он может быть разрушительным. Но здесь частота пирамиды и частота грунта не совпадают. Энергия от земли передаётся в структуру неэффективно.

Исследование также зафиксировало снижение вибраций в так называемых разгрузочных камерах над царской усыпальницей. Эти помещения предназначены для перераспределения колоссального веса камня сверху. Возможно, они также влияют на то, как энергия колебаний движется сквозь пирамиду.

Но осторожность необходима. Измерения проводились на малых фоновых вибрациях — от ветра, дорожного движения, естественных колебаний почвы. При сильном землетрясении каменная кладка ведёт себя иначе. Она может трескаться. Швы раскрываются. Камни трутся друг о друга, скользят, теряют жёсткость. Каждое из этих изменений меняет собственную частоту структуры, усложняя поведение.

Кроме того, следует учитывать ошибку выжившего. Во время Второй мировой войны статистик Абрахам Вальд получил задание: определить, куда добавлять броню на самолёты. Очевидный ответ — туда, где у возвратившихся машин было больше всего пулевых отверстий. Вальд возразил: эти самолёты вернулись. Те, которые не вернулись, отсутствуют в данных.

С древними сооружениями та же проблема. Люди восхищаются пирамидами и акведуками, потому что они всё ещё здесь. Неудачные конструкции, слабые фундаменты и заброшенные эксперименты исчезли. Это не умаляет достижения. Но означает: глядя на то, что уцелело, нельзя делать полные выводы о намерениях строителей.

Пирамида обладает многими благоприятными особенностями. Широкое основание. Низкий центр массы. Сужающаяся кверху форма. Симметричный план. Основание из прочного известняка. Массивная каменная кладка, распределяющая нагрузку. Она приземистая, жёсткая, хорошо посаженная на грунт.

Наиболее безопасный вывод: строители сделали превосходный эмпирический инженерный выбор. Эти решения могли быть продиктованы строительным опытом, структурной необходимостью или культурными соображениями. Польза для сейсмостойкости может быть реальной, но не обязательно намеренной.

Вопрос, который остаётся без ответа: сколько ещё пирамид и храмов, не столь удачно спроектированных, лежат в руинах под слоем песка — и мы никогда не узнаем об их существовании, потому что они не дожили до наших дней?