研究称吉萨胡夫金字塔结构特性或有助减轻地震破坏

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四千五百多年来,胡夫金字塔屹立于吉萨高原,经历多次地震而未遭严重结构损坏。埃及国家天文与地球物理研究所牵头的一项新研究,对这一长期稳定性给出了量化解释:金字塔整体结构的自然振动频率与周围地面的频率存在显著差异,这种“不匹配”可能在地震中降低了破坏性共振的风险。

胡夫金字塔(Great Pyramid),又称胡夫王金字塔或大金字塔,由法老胡夫(Cheops)在公元前2600年左右开始修建,历时约26年完成,是古代世界七大奇迹中年代最久远的一座。该建筑最初高度约146.59米,底边长约230.33米,坡角约51度,曾在约3800年间保持“世界最高人造建筑”的纪录,直至公元1311年被英国林肯大教堂超越。

目前胡夫金字塔的高度约为137米,反映出其原有光滑石灰石外壳及顶部结构在数百年间逐渐脱落。研究团队指出,金字塔由核心结构和水平铺设的外壳石块构成,内部穿插支撑石块,整体估计包含约230万块石块,每块均经过精确安置,以实现整体体量和稳定性。

根据论文作者、来自埃及和日本的阿塞姆·萨拉马(Assem Sallama)博士及其同事介绍,胡夫金字塔内部可分为八个主要部分:主入口及下行通道、由哈里发马蒙工人开凿的入口、地下室、大画廊、王后室、王室墓室、减压室以及通风井。研究团队认为,这一复杂内部布局体现了古王国时期金字塔建筑在工程和规划方面的高度复杂性。

历史记录显示,自建成以来,胡夫金字塔经历了多次地震,包括1847年估计震级为6.8的地震以及1992年震级5.8的地震,但其外部和内部结构均未出现重大损伤。此前,关于其抗震韧性的成因虽有多种假说,但缺乏定量证据支持。

在最新研究中,研究人员在金字塔内部及周边共37个位置记录地震噪声数据,测点包括王室墓室、王后室、减压室、建筑石块以及周围土壤等。测量结果显示,金字塔大部分区域的基本振动频率高度一致,集中在2至2.6赫兹之间,而周围土壤的振动频率约为0.6赫兹。

研究团队指出,这种结构与地基之间的频率差异,可能降低了地震发生时金字塔内部振动被放大的可能性,从而在一定程度上减轻了地震对建筑本体的影响。

此外,研究还发现,金字塔内部的振动放大效应通常随高度增加而增强,但在王室墓室上方的减压室内,这一放大效应有所减弱。作者认为,这表明减压室可能在地震载荷作用下起到一定的应力消散作用。

不过,研究团队同时强调,不应对上述结果作过度延伸。论文指出,频率不匹配及减压室的作用或许可以部分解释胡夫金字塔在地震中的表现,但目前并无直接证据显示古埃及建造者在设计时有意进行抗震优化。

作者在论文中表示,任何关于古埃及建筑师有意进行地震防护设计的推断,均属于推测性质,单凭地球物理测量结果无法加以证实。

该研究成果以《影响古埃及胡夫金字塔抗震性的建筑和岩土工程因素》(Architectural and geotechnical factors influencing the seismic resistance of the ancient Egyptian Khufu pyramid)为题,于2026年5月21日发表在《Scientific Reports》期刊上,论文编号为第16卷14032号,DOI为10.1038/s41598-026-49962-6。


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