Ученые обнаружили природный прототип древнеримского бетона

Ученые из Стэндфордского университета объяснили особую механическую прочность вулканических пород из Флегрейских полей в Италии, благодаря которым грунт не трескался даже при рекордном вздутии в два метра. Новые данные могут также объяснить происхождение римского бетона (opus caementicium), обладавшего очень близкими свойствами и структурой. Исследование опубликовано в Science Express.

Авторы изучали образцы глубинных пород, взятые в кальдере, расположенной во Флегрейских полях — регионе близ Неаполя, известном своей вулканической активностью. В составе пород ученые обнаружили сочетание известняка и вулканического пуццолана, реакция между которыми приводила к образованию материала, похожего на бетон. В структуре материала сочетались волокна и поры, благодаря чему порода обладала повышенной механической прочностью и эластичностью.

Новые данные помогли объяснить причины, по которым грунт не трескался даже при очень сильных деформациях. Известно, что за последние 2000 лет амплитуда поднятия и падения рельефа Флегрейских полей составила около десяти метров. По словам авторов, обычно такие деформации приводят к образованию трещин, однако в данном случае грунт оставался целым благодаря волокнистой структуре породы.

Флегрейские поля известны свой сейсмической активностью. Так, в 1982-1984 годах в регионе произошло вздутие пород на высоту около двух метров, вследствие чего 40000 жителей города было эвакуировано. Еще со времен древнего Рима часть города оказалась затоплена из-за вулканической активности, поэтому сейчас это место является популярным объектом для подземных археологов.

Исследователи полагают, что описанный материал мог также послужить источником вдохновения для создания римского бетона. Этот материал получали из смеси песка и извести, к которым добавляли определенное количество пуццолана — вулканического пылеобразного продукта, добыча которого как раз велась на месте современного города Поццуоли во Флегрейских полях..

Бетон opus caementicium был известен на территории значительной части Римской империи. Его использовали при строительстве различных сооружений, часто — в морских портах. Более поздние составы бетона были важными материалами при строительстве многих известных древнеримских памятников, например, Колизея и Пантеона.