埃及吉萨大金字塔已经屹立了近5000年,期间经历过多次强震却几乎毫发无损。这个谜团终于被科学家解开了——答案藏在振动频率里。

5月21日发表于《科学报告》的研究揭示,大金字塔的振动频率与周围土壤截然不同。这种"频率错位"让它在地震时不会与大地产生共振,从而避免了剧烈摇晃。配合其稳固的外形和内部巧妙的重量分布设计,这座古老建筑得以穿越千年。

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研究团队由地球物理学家Mohamed ElGabry领导。由于直接摇晃金字塔可能造成损害,他们转而利用远处海浪、交通等人类活动产生的微弱扰动来监测结构振动。在金字塔内部约四分之三的测点,结构以每秒2至2.6次的频率自然来回振动;而周围土壤的振荡则要慢得多,每两秒多才能完成一次周期。

频率差异意味着两者不易发生共振——即金字塔从土壤振动中吸收能量的现象。共振会显著增强振动强度,加大地震中的损毁风险。密歇根大学土木工程师Sherif El-Tawil评价称,金字塔长期屹立已证明其抗震能力,但这项研究首次揭示了背后的机理。

大金字塔建于约公元前2600年,是法老胡夫的陵墓,由约230万块石块堆砌而成,耗时20余年。尽管埃及整体地震活动较低,但1847年的6.8级和1992年的5.8级地震都未能对其造成实质性破坏。

内部结构同样功不可没。古埃及工匠在国王墓室上方建造了减压舱,用于分散金字塔重量并在坍塌时保护墓室。研究发现,这些舱室还削弱了金字塔顶部的振动强度。与多数建筑像"倒置摆锤"般的受力方式不同,大金字塔的质量分布和几何形态从根本上改变了其动力响应特性。