Antike römische Beton wurde inspiriert von vulkanischen Chemie
1982 begann der Boden unter den historischen Hafen von Pozzuoli steigen wie ein Kuchen in den Ofen. Innerhalb von zwei Jahren hatte die Dünung 6 Fuß überschritten. Dann die Erde Zittern begann – Erstens, ein Schwarm von Microquakes. Wenn die ersten Beben der Stärke 4, wurde Pozzuoli eine Geisterstadt über Nacht.
Tiziana Vanorio, Geophysiker an der Stanford University, war ein Teenager, als die scheinbar apokalyptischen Ereignisse ihr Familie gezwungen, Pozzuoli zusammen mit der Stadt zu fliehen 40.000 andere Bewohner. Jetzt, über dreißig Jahre später, scheint Vanorio entdeckt zu haben, was das 1982 Phänomen verursacht, die zuerst ihr Interesse an der Geologie ausgelöst: A faserverstärkten, Beton-wie Felsen, in den Tiefen des nahe gelegenen Supervulkan Campi Flegrei gebildet.
Es wird seltsamer. "Naturbeton" Vanorio fand in Campi Flegrei ist vergleichbar mit der legendären Beton von den Römern verwendet, um das Pantheon, das Kolosseum und zahlreiche Versand Häfen im gesamten Mittelmeerraum zu konstruieren. Es gibt so viel Zufall, Vanorio jetzt vermutet, dass die Römer erfanden ihre Beton nach der Beobachtung der natürlichen chemischen Reaktionen um Pozzuoli.
Pozzuoli und Campi Flegrei beide innerhalb einer Caldera liegen — eine große Depression pockennarbige von Kratern aus früheren Vulkanausbrüche. Während Boden Schwellung ein alltäglicher Anblick in Kratern auf der ganzen Welt ist, war einschließlich Yellowstone und Long Valley in den Vereinigten Staaten, die Geschwindigkeit und Größe der 1982 Dünung bei Pozzuoli beispiellos.
"Es erfordert in der Regel weit weniger Auftrieb an anderen Orten Erdbeben auslösen", sagte Vanorio. "Bei Campi Flegrei verzögerten die Mikro-Erdbeben um Monate trotz wirklich große Boden Verformungen."
Um zu erfahren, warum die Pozzuoli Caldera solche unglaublichen Belastung ohne Rissbildung zu widerstehen konnte, untersucht Vanorio und ihre Kollegen Rock Kerne während einer 1980er Jahren Bohren Expedition gesammelt wurden. Innerhalb dieser Kerne, identifiziert sie schnell die Caprock – eine harte, vulkanischer Asche Gesteinsschicht gefunden in der Nähe eine Caldera Oberfläche – und entdeckte, dass es voller Tobermorite und Ettringit, zwei faserige Mineralien auch in künstlichen Beton gefunden. Diese Mineralien, sagen die Forscher, sind Campi Flegreis Caprock so verflixt geschmeidig machen.
Darüber hinaus konnten die Forscher zeigen, dass diese Beton-ähnliche Mineralien durch eine Reihe von Reaktionen bekannt als Entkohlung bildeten. Das ist, was passiert, wenn heiß, Mineralien reiche Wasser mit Kalk, Kohlendioxid und Calciumhydroxid Gase bilden interagiert. Die alten Römer beobachtet eine ähnliche Entkohlung verarbeiten statt nahe der Oberfläche rund um Pozzuoli und ausgenutzt um ihren berühmten Beton bilden.
"Die Römer waren scharfe Beobachter der natürlichen Welt und feine Empiriker" sagte Vanorio in einer Erklärung. "Seneca, und vor ihm Vitruvius, verstanden, dass es etwas Besonderes an der Asche in Pozzuoli, und die Römer Puzzolan verwendeten , erstellen Sie ihre eigenen Beton, allerdings mit einer anderen Quelle von Kalk."
Vanorio glaubt, dass die gleichen chemischen Reaktionen verantwortlich für die Bildung der Caprock bei Campi Flegrei wahrscheinlich die 1982 Dünung ausgelöst. Wenn Entkohlung zu schnell geschieht, werden überschüssige CO2 und Wasserdampf in Richtung zur Oberfläche der Caldera, steigen, Erwärmung und Schwellung des Fels. Sobald der Boden Risse beginnt, diese Vent aufgestaute Gase in die Atmosphäre und die Schwellung nachlässt.
So dort haben Sie es, Leute: Schulminister Jahre alte Mysterium und eine 30 Jahre alte Geheimnis, auf einen Schlag mit ein wenig Geologie gelöst. Die Wege in die Natur Innovation Funken kann immer wieder aufs neue, mich zu überraschen. Aber die Tatsache, dass komplexe geochemische Reaktionen eines der kultigsten Baumaterialien in der menschlichen Geschichte inspiriert haben könnte... naja, ich denke es ist kein Wunder, Römer die antike erobert.
[Stanford News]
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Bild oben: das Kolosseum in der Abenddämmerung über Wikimedia