سر صمود الهرم الأكبر أمام الزلازل عبر العصور

يُعد الهرم الأكبر بالجيزة، الذي أُنجز بناؤه قبل أكثر من 4500 عام، أحد عجائب الدنيا القديمة التي حيرت العلماء بفضل قدرته الفائقة على الصمود أمام اختبار الزمن والكوارث الطبيعية. يكشف بحث حديث نُشر في مجلة Scientific Reports كيف تمكن هرم خوفو من تحمل قرون من النشاط الزلزالي، بما في ذلك زلزال عام 1847 الذي قُدرت قوته بنحو 6.8 درجة وزلزال القاهرة عام 1992 الذي تسبب في وفاة أكثر من 500 شخص، دون أن يتعرض لأضرار داخلية أو خارجية خطيرة.

سر الهندسة المعمارية للهرم الأكبر

تُظهر الأبحاث أن الطاقة الزلزالية تنتقل عبر الهرم بطريقة مختلفة عن انتقالها في الأرض المحيطة، مما يساعد على توزيع الإجهاد عبر معظم أجزاء الهيكل بدلاً من تركيزه في منطقة واحدة.

يحتوي الهرم على ما يقدر بنحو 2.3 مليون قطعة من كتل الحجر الجيري، وقد بلغ ارتفاعه الأصلي حوالي 147 متراً، إلا أن وزنه وحجمه الهائلين لم يمنعا الطاقة الزلزالية من التحرك فيه بطرق محكومة بشكل غير عادي.

اختلاف استجابة الهرم والأرض للزلازل

استخدم الباحثون حساسات اهتزاز حساسة لتسجيل الهزات المحيطة في 37 موقعاً داخل الهرم، بما في ذلك الغرف الداخلية والممرات والأحجار الخارجية والتربة المحيطة.

جاءت هذه الاهتزازات الدقيقة من مصادر طبيعية مثل أمواج المحيط والنشاط المناخي، بالإضافة إلى حركة الإنسان.

سجلت معظم المناطق داخل الهرم ترددات اهتزاز متطابقة تقريباً تتراوح بين 2.0 إلى 2.6 هرتز.

ومع ذلك، اهتزت الأرض المحيطة بشكل أبطأ بكثير، عند حوالي 0.6 هرتز.

هذا التباين في الترددات قد يساهم في حماية الهيكل أثناء الزلازل، فعندما تتحرك المنشآت والأرض تحتها في تزامن أثناء الزلزال، يمكن أن تتضخم الاهتزازات، لكن الهرم الأكبر والتربة المحيطة يتحركان بمعدلات مختلفة، مما يحد من كمية طاقة الزلزال التي تنتقل إلى الهيكل نفسه.

دور غرف تخفيف الضغط في الصمود

تتبع فريق البحث أيضاً كيفية تغير مستويات الاهتزاز على ارتفاعات مختلفة داخل الهرم.

فبالقرب من الصخر الأساسي، ظل التضخيم منخفضاً.

لكن في الارتفاعات الأعلى، أصبحت الاهتزازات أقوى بشكل مطرد، وبلغت ذروتها داخل حجرة الملك بحوالي أربعة أضعاف مستوى الاهتزاز المقاس عند أساس الهرم.

على الرغم من موقعها الأعلى في الهيكل، سجلت سلسلة من الغرف الضيقة المبنية فوق حجرة الملك مستويات تضخيم أقل من الغرفة التي تحتها.

صُممت هذه المساحات، التي غالباً ما تُسمى غرف تخفيف الضغط، في الأصل لتقليل الضغط الناجم عن الكتل الحجرية العلوية، ويبدو أنها تعمل أيضاً على تليين الاهتزازات الزلزالية المنتقلة عبر الهيكل.

كما أن الغرفة الجوفية المنحوتة مباشرة في الصخر الأساسي، لم تُظهر أي تضخيم زلزالي تقريباً، ربما بسبب ارتباطها الوثيق بالأساس الجيري تحت الهرم.

شكل الهرم ومقاومته للزلازل

تتركز غالبية كتلة الهرم بالقرب من الأرض، مما يخلق مركز ثقل منخفضاً يساعد على مقاومة الانقلاب والإجهاد غير المتساوي.

وعلى الرغم من أنه لا يمكن الجزم بأن الهرم الأكبر صُمم عمداً لمقاومة الزلازل، حيث بُني قبل أن يفهم البشر الموجات الزلزالية أو الرنين، إلا أن بعض أقدم ميزاته المعمارية قد تستمر في حمايته حتى اليوم.

أسئلة شائعة

• كم عدد الكتل الحجرية التي يتكون منها الهرم الأكبر؟
  يتكون الهرم الأكبر من ما يقدر بنحو 2.3 مليون قطعة من كتل الحجر الجيري، مما يجعله بناءً ضخماً ومذهلاً.
• هل صُمم الهرم الأكبر خصيصاً لمقاومة الزلازل؟
  لا يمكن الجزم بأن المهندسين القدماء صمموه خصيصاً لمقاومة الزلازل، نظراً لعدم فهمهم للموجات الزلزالية في ذلك الوقت، لكن خصائصه الهندسية مثل مركز الثقل المنخفض وغرف تخفيف الضغط تساهم في صموده.
• ما هي أبرز الزلازل التي صمد أمامها الهرم الأكبر؟
  صمد الهرم الأكبر أمام زلازل قوية مثل زلزال عام 1847 الذي قدرت قوته بـ 6.8 درجة، وزلزال القاهرة عام 1992 دون أن يتعرض لأضرار جسيمة.