onderzoek

Romeinse amfitheaters kunnen worden gebruikt als seismische onzichtbaarheidsmantels.

Romeinse amfitheaters behoren tot de oudstemenselijke structuren op aarde. Deze structuren zijn opmerkelijk goed bewaard gebleven op verschillende plaatsen in het oude Romeinse rijk. Dit is vooral opmerkelijk, aangezien veel van dit territorium seismisch actief is: het bevindt zich op de tektonische grens van de Euraziatische en Afrikaanse platen en heeft talloze aardbevingen meegemaakt die andere soorten gebouwen hebben vernietigd. Hoe amfitheaters deze 2000 jaar hebben overleefd - dat is de vraag.

Geheimen van de Romeinse architecten

Vandaag kunnen we een potentieel antwoord krijgen.dankzij het werk van Stephan Brule en zijn collega's van de Universiteit van Aix-Marseille in Zuid-Frankrijk. Deze kerels ontdekten dat de manier waarop bepaalde structuren in de grond worden begraven of worden vastgehouden, de manier waarop seismische golven zich door de aarde verspreiden, kan veranderen. In het bijzonder bestudeerden ze "seismische onzichtbaarheid-regenjassen" die seismische golven kunnen richten, zodat ze rond bepaalde gebieden stromen en ze dus beschermen.

Wetenschappers hebben geconcludeerd dat Romeinse amfitheaters kunnen fungeren als seismische onzichtbaarheidmantels vanwege hun vorm. Dit was de reden voor hun opmerkelijke levensduur.

Maar eerst een beetje achtergrond. Natuurwetenschappers weten al lang dat bepaalde reguliere structuren van objecten op een zodanige manier interactie met golven kunnen hebben dat ze deze kunnen beheersen en hun gedrag kunnen veranderen. Een merkwaardig kenmerk van dit fenomeen is dat de objecten zelf veel kleiner zijn dan de golven zelf. Maar het cumulatieve effect van veel objecten in een bepaalde structuur heeft een belangrijk effect op de golven.

In 2006 gebruikten natuurkundigen dit idee omhet creëren van metalen resonatorstructuren die microgolven rond een gebied van ruimte richten. Voor de toevallige toeschouwer die naar de microgolven kijkt, verdwijnt dit gebied en alles daarin. Met dit effect hebben wetenschappers de eerste onzichtbaarheidsmantel ter wereld gemaakt.

Sindsdien hebben wetenschappers onzichtbaarheidsmantels gemaakt vooreen breed scala van verschillende golven in het elektromagnetische spectrum en daarbuiten. In 2012 stelden ze dat seismische onzichtbaarheidsmantels elektriciteitscentrales en dammen konden beschermen tegen aardbevingen. Toen hebben Brühl en zijn collega's dit gemaakt en getest.

Sindsdien zijn wetenschappers blijven onderzoekenseismische metamaterialen, die volgens hen verschillende vormen kunnen aannemen. Vroege experimenten omvatten ondergrondse structuren of holtes. Maar later werk suggereert dat oppervlaktevoorwerpen - bomen of gebouwen - ook seismische golven kunnen beïnvloeden.

Een idee is dat seismischde golven laten de wolkenkrabber trillen. Maar deze vibratie zendt zelf golven door de aarde. Als twee sets golven elkaar zouden kunnen onderdrukken of temperen, zou het gebouw dus een aanzienlijk verzachtend effect hebben op de golven.

Brühl en collega's hebben zelfs een experiment uitgevoerdhet meten van golven gegenereerd door een wolkenkrabber als gevolg van seismische ruis. Beschouwd als LatinoAmericana Tower, een wolkenkrabber van 282 meter in Mexico-Stad, die verschillende grote aardbevingen overleefde sinds de bouw in 1956.

Wetenschappers hebben hiervoor een computermodel ontwikkeldonderzoeken hoe circulaire wolkenkrabbers de rol kunnen spelen van een onzichtbaarheidsmantel die een veilige zone in het centrum creëert. "Seismische golven zullen grote invloed hebben op gebouwen in de ringvormige ruimte van de kaap en daarbuiten, maar het gebied in het centrum (bijvoorbeeld het park) zal een veilig gebied zijn waar mensen zich kunnen verzamelen en veilig kunnen blijven tijdens een aardbeving", schrijven ze.

In de loop van deze studies merkten ze de overeenkomsten optussen de cirkelvormige patronen die ze creëerden en het ontwerp van de oude amfitheaters. "Er is een opvallende overeenkomst tussen de onzichtbaarheidsmantel, getest op verschillende soorten golven en luchtfoto's van oude Gallo-Romeinse theaters", zeggen ze. "Misschien is dat de reden waarom sommige van deze megastructuren, zoals amfitheaters, eeuwenlang grotendeels intact zijn gebleven."

Dit is een interessant idee dat belangrijk kan zijn voor het ontwerpen van toekomstige gebouwen en het verkennen van de Ouden. Je kunt de ontdekking van wetenschappers bespreken in onze chatroom in de Telegram.