Hogy lehet, hogy az ókori római és maja épületek még mindig állnak?

Hieroglifikus Lépcső a Copani Akropolisznál emelkedik. A 20 méter magas lépcsőbe több, mint 2.000 írásjel van belvésbe.

Az ókori építők világszerte olyan épületeket hoztak létre, amik még ma is állnak, több ezer évvel később; például a római mérnökök akik vastag, tömör tengeri gátakat öntöttek, vagy a maja kőművesek, akik gipszvakolat szobrokat alkottak isteneik számára, vagy a kínai építők, akik falakat emeltek a betolakodók ellen. A modern világunk nagy részét alkotó beton élettartama körülbelül 50-100 év - írja a phys.org.

Egyre több tudós tanulmányozza a régmúlt korok anyagait, remélve, hogy rájönnek, hogyan maradhattak fenn az ezekből emelt épületek évezredekig. Ez a "fordított mérnökség" a régi épületekbe kevert összetevők meglepő listáját tárta fel: olyan anyagokét, mint például a fakéreg, a vulkáni hamu, a rizs, a sör és még vizelet is. Ezek a váratlan hozzávalók kulcsfontosságúak lehetnek bizonyos lenyűgöző tulajdonságokat illetően, egyfajta "gyógyhatást" gyakorolva az épületre.

Ha kitalálnánk, hogyan tudjuk lemásolni ezeket a jellemzőket, annak komoly hatása lenne a mai korban is: bár a modern betonnak megvan az ereje, hogy megtámassza a masszív felhőkarcolókat és a nehéz infrastruktúrákat, de mégsem veszi fel a versenyt az ősi anyagok tartósságával.

Turisták sétálnak a Honduras nyugati részén lévő maja helyszínen Copani Akropolisznál. Copan bonyolult mészkő szobrai és templomai érintetlenek maradtak még több mint ezer év forró és nedves környezetnek való kitettségük után is. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

A klímaváltozás egyre nagyobb fenyegetést jelent, ezért egyre fontosabb, hogy fenntarthatóbb konstrukciókat hozzunk létre. Egy friss ENSZ jelentés számítása szerint az épített környezet a szén-dioxid kibocsátás több mint egyharmadáért felelős,

és a betongyártás egyedüll ennek az emissziónak több mint 7%-át teszi ki.

Az ókori római beton jobb, mint a mai? Sok kutató a rómaiakhoz fordult inspirációért. Körülbelül Kr. e. 200 körül a Római Birodalom építészei lenyűgöző beton struktúrákat építettek, amik kiállták az idő próbáját; például a Pantheon magasba ívelő kupolája, vagy az erős vízvezetékek, amik még ma is szállítják a vizet. Még a kikötőkben is, ahol a tengervíz elkoptatja a struktúrákat találunk olyan ókori betont alapvetően ugyanúgy, ahogyan öntötték 2000 évvel ezelőtt.

A Copan egyik szobra, a Templom 11 felett álló 4 "Bacabs", vagy más néven "Pauahtun" isten fejek egyik. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

A legmodernebb beton a portlandi cementtel kezdődött. A portladi cement por, ami úgy készül, hogy igen magas hőmérsékletre felmelegítik a mészkövet és az agyagot majd összemorzsolják ezeket. A cementet összekeverik vízzel, hogy egy kémiailag reaktív pasztát hozzanak létre. Aztán olyan anyagdarabokat adnak hozzá, mint a kő és a kavics, amit a cementpaszta egyetlen szilárd tömeggé köt össze..

Az ókori római építészek, mint például Vitruvius feljegyzései szerint a római betonkészítési folyamat is hasonló volt. Az ókori építők összekevertek olyan anyagokat mint az égetett mészkő és a vulkanikus hamu vízzel és kaviccsal, ígyolyan kémiai reakciókat hoztak létre, ami mindent összekötött.

Hieroglifikus Lépcső a Copani Akropolisznál emelkedik. A 20 méter magas lépcsőbe több, mint 2.000 írásjel van belvésbe. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

A tudósok most úgy vélik, hogy rájöttek mi az oka, hogy a római beton több ezer éve fenntartja a struktúráit: az ókori anyag ugyanis "megjavítja" magát. Hogy pontosan hogyan, azt még nem tudni, de a tudósok már elkezdtek nyomokat találni.
Egy idén publikált tanulmányban a Massachusettsi Műszaki Egyetem építész- és környezetmérnöke, Admir Masic felvetette, hogy ez a sajátos "gyógyító erő" azokból a mészkő darabokból származik, amiket szegekkel vertek ki, nem pedig egyenletesen elkevertek. A kutatók korábban azt gondolták, hogy ezek a darabok annak jelei, hogy a rómaiak nem eléggé keverték össze az anyagokat.

A tudósok egy Róma melletti ókori város, Privernum beton mintáit elemezték és azt találták, hogy ezek a darabok lehetnek az öngyógyító képesség katalizátorai. Amikor repedések keletkeznek, a víz beszivárog a betonba. A víz aktiválja a mészkő maradék részeit, ezzel pedig új kémiai reakciókat indít el, amik kitöltik a károsodott részeket.

A Kr.e. 731-ből származó Stela B a copani nagy köztér nyugati oldalán áll. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

Marie Jackson az Utahi Egyetem geológusa viszont mást állapított meg. Az ő kutatása azt találta, hogy a kulcs a rómaiak által használt specifikus vulkanikus anyagokban lehet.
Az építők a kitörések után hátra maradt vulkanikus kőzeteket gyűjtöttékössze amit a betonba kevertek. Ez a természetesen reaktív anyag változik az idők folyamán, mivel kölcsönhatásba lép az elemekkel és így eltömíti kialakuló repedéseket.

A Ball Court a Copani Akropolisznál. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

Fanedvekkel tették olyan erőssé a szobrokat, mint a kagylóhéjak

Copan, a hondurasi maja helyszín bonyolult mészkő szobrai és templomai érintetlenek maradtak még több mint 1000 év forró és nedves környezetnek való kitettség után is. Egy idén publikált tanulmány szerint ennek titka a köztük növő fák lehetnek. A kutatók találkoztak helyi kőművesekkel Hondurasban, akik családfájukat egészen a maja építőkig vezetik vissza. Ezek a leszármazottak azt mondják, hogy a helyi chuckum és jiote fák kivonatait használják a mészkő keverékben.

A kutatók tesztelték a receptet, fakérget gyűjtöttek és vízbe tették, majd a létrejött fanedvet az anyaghoz adták, és azt találták, hogy a az így készült vakolat különösen tartós a fizikai és kémiai károsodásokkal szemben.

A Copan Akropolisznál egy nemesi lakóterület, a "Las Sepultras", melynek vésett köveit erdedeti stukkó fedi. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

Amikor közelebbről megvizsgálták az észlelték, hogy a fanedv szerves anyag darabjai egyesülnek a vakolat molekuláris szerkezetével. Ily módon lett a maja vakolat olyan, mint a szilárd természetes struktúrák, mint például a kagylóhéjak és tengeri sün tüskéi. Mindenféle más természetes anyagot is találtak, amiket régen belekevertek a szerkezetekbe, így többek között gyümölcs kivonatokat, tejet, , sört, de még ganéjt és vizelet is. Kína némely leghíresebb épületét - például a Tiltott Várost, vagy a Nagy Faatl - összetartó habarcs a ragacsos rizs keményítő maradványait tartalmazza.

A Copan Akropolisz nagy közterétől északra fekvő lakóterület, a "Núñez Chinchilla". Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

Szerencse, vagy tudás?

Vannak tudósok, akik úgy vélik, lehet, hogy voltak, akiknek csak szerencséjük volt csupán: beledobáltak mindenfélét a keverékbe ami olcsó és elérhető volt, és ami nem vélt be, az azóta összeomlott. És csak azok az épületek maradtak fenn, ahol hatásosnak bizonyult az alkalmazott keverék.
De úgy tűnik, vannak olyan anyagok, amiket szándékosan hoztak létre, mint például Indiában. Egy kutatás szerint India párás területein az építők helyi gyógynövényeket használtak fel arra, hogy a struktúrák ellenálljanak nedvességnek. A tengerparon tenyésző kókuszpálma nedvéből nyert cukrot adtak hozzá (finomítatlan cukor) a keverékhez, ami a só okozta károsodás ellen nyújt védelmet.

A földrengés kockázatos területeken pedig rizshéjból készült szuper könnyű lebegő téglákat használtak. Ismerték a régiót, a talaj körülményeket, a klímát és ennek megfelelően hozták létre ezeket az anyagokat.

A "Rosalila" alépítmény része, egy stukkó maszk, mely a Copani Akropolisz központi épületében, a Templom 16-ban lévő ablakból látható. Forrás: https://phys.org/news/2023-10-ancient-roman-mayan-scientists-secrets.html

Ókori római felhőkarcolók?

A mai építészek nem tudják még egyelőre lemásolni az ókori recepteket. Még ha a római beton hosszú ideig fennáll, mégsem tudna fenntartani nehéz terheléseket: római betonból nem lehetne egy modern felhőkarcolót felépíteni, mert már a harmadik emeletnél összeomlana. Ezért a kutatók próbálnak bizonyos ókori anyagspecialitásokat hozzáadni a modern keverékekhez.

(Forrás: https://phys.org/)