「本文来源:央视科教」
意大利有一座比萨“斜”塔,它以倾斜的身姿从诸多古建筑中脱颖而出,名列“世界中古七大奇迹”之一,每年都会吸引数百万的游客。
(比萨斜塔)
为什么这座建筑能违反常理地斜立呢?
很多人以为,虽然由于塔体本身的结构缺陷,比萨斜塔在建成后缓慢倾斜,但是它却能巧妙地稳定在大地上,一定是掌握了抵御重力的“魔法”。
这个想法大错特错了,事实上,比萨斜塔时刻面临着倒塌的风险。
(比萨斜塔始建于1172年)
比萨大教堂的建筑都坐落于阿尔诺河三角洲之上,比萨斜塔其实是教堂的钟楼。
这里的土层特别松软潮湿,往下挖一米深就会冒出地下水。因此,这座又高又细的钟塔才建到第二层,就开始下沉;建到第四层的时候,塔身已经倾斜了。
(橡胶垫模拟土层状况)
从那时候起,一代又一代的建筑师为了拯救它岌岌可危的倾斜角度,可谓绞尽脑汁。
首先是来自十三世纪的建筑师,为了让塔身在视觉效果上显得没有那么倾斜,他们设计了一个与当时地面平行的顶部钟楼,并希望它能够使整座塔恢复平衡。这招看似“以毒攻毒”,然而,对挽回倾斜的塔身却毫无意义。
(“塔身歪,塔顶正”)
在随后的500多年里,斜塔的倾角增加到惊人的5.5度,塔顶的偏移距离也达到了4.5米!
尽管大部分比萨民众并不想让斜塔失去倾斜的魅力,意大利政府却不得不关闭斜塔,移走上面的大钟,还在几百米外用缆绳和地面锚固定,暂时稳住了斜塔。但这只是权宜之计,要想让斜塔长期稳固,还得继续想办法。
(公众的奇思妙想)
一些人想用单侧的配重把斜塔拉直,于是,他们把相当于五头蓝鲸重量——60万公斤重的铅块附在塔底一侧。但效果微乎其微,偏移距离仅仅减少了一个指甲盖的长度,而硕大的铅块严重破坏了斜塔的美观,引起了比萨人的强烈反对。
(图左侧为铅块)
“铅块援救”失败后,人们打算给斜塔的地下植入钢筋,但正如前文所说,刚刚刨出松软潮湿的土壤,水就迫不及待地涌了出来。
为了让水“听话”,人们用管道将液氮送入地下,企图冻结斜塔地基附近的水。然而,变成冰的水膨胀了,非但没有减少斜率,斜塔反而加速倾斜!
(注入液氮)
这个时期后来被称作“黑色九月”,斜塔倾斜长度日增10厘米,再加上暴风雨等灾害天气作祟,斜塔真可谓雪上加霜。研究比萨斜塔的专家说道:“我立刻逃走了”。
此时,铅块再次登场,又一次稳定了比萨斜塔,但真正力挽狂澜的是一个意想不到的办法——人们直接把地基较高那边的土壤取走,让斜塔以极缓的速度回落。
(取土法演示)
这个办法奏效了,70吨土壤被悄悄移走,而且也没有损害斜塔洁白的大理石外观。
在努力了850多年后,比萨斜塔的斜角终于减去了0.5度,变回了让意大利人安心的角度。
(斜塔在2001年重新开放)
现在,专家认为比萨斜塔还能再“斜立”二百年左右,但意大利地区地震频发,历史上的斜塔是怎样躲过五六次破坏性较大的地震的呢?
对此感兴趣的您,快到本期节目中一探究竟吧。
(地震对斜塔有何影响?)
大千世界
《生活科技大解密(5)》
播出时间:12月11日 22:09
监制 / 田龙 主编 /刘铭 王志存
编辑 / 张雨 原媛 何初蕾(实习)