Khoảng năm 2.500 trước Công nguyên, pharaoh Khufu bắt đầu một dự án xây dựng khổng lồ trên cao nguyên Giza ở Ai Cập.
Mục tiêu của ông là dựng nên một kim tự tháp lớn làm nơi an nghỉ, bên cạnh các kim tự tháp nhỏ hơn dành cho các hoàng hậu. Trong 26 năm, hàng nghìn lao động đã vận chuyển và xếp chồng hơn 2,3 triệu khối đá vôi và đá granite để tạo nên công trình cao khoảng 147 m. Trải qua hàng thiên niên kỷ, kỳ quan kiến trúc này vẫn đứng vững trước sự tàn phá của thời gian.
Giờ đây, các nhà khoa học phát hiện đại kim tự tháp Giza của Khufu còn được cấu trúc theo cách giúp chống chịu một mối đe dọa khác: động đất.
 |
| Bên ngoài đại kim tự tháp Giza, Ai Cập. Ảnh: Jonathan Rashad/National Geographic. |
"Miễn nhiễm" động đất
Trong nghiên cứu công bố ngày 22/5 trên tạp chí Scientific Reports, các nhà nghiên cứu từ Ai Cập và Nhật Bản đã thu thập dữ liệu cộng hưởng, tức sóng dao động, tại gần 40 vị trí bên trong và quanh đại kim tự tháp để đánh giá phản ứng của công trình trước hoạt động địa chấn.
Kết quả cho thấy kim tự tháp có khả năng phân tán rung chấn đáng kinh ngạc, giúp công trình giữ được độ ổn định trước những trận động đất có sức tàn phá lớn. Dữ liệu cho thấy công trình được "cân bằng thông minh và điều chỉnh rất tốt" nhằm duy trì độ vững chắc, theo nhà địa chấn học Asem Mostafa thuộc Viện Nghiên cứu Thiên văn và Địa vật lý Quốc gia Ai Cập (NRIAG), kiêm tác giả nghiên cứu.
Trong suốt 4.600 năm tồn tại, Đại kim tự tháp đã vượt qua nhiều trận động đất từng phá hủy các công trình lân cận. Phát hiện mới bổ sung thêm bằng chứng về trình độ kỹ thuật đáng kinh ngạc của các kỹ sư Ai Cập cổ đại. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết chưa thể khẳng định liệu người xưa có chủ đích xây dựng công trình để chống động đất hay không.
"Chúng tôi xem đây là kết quả của hàng thế kỷ người Ai Cập cổ đại học hỏi từ cả thành công lẫn thất bại. Cảm giác như đang khám phá một kiệt tác kỹ thuật thực nghiệm đã hiện diện ngay trước mắt suốt hàng nghìn năm", Mostafa nói.
  |
Khách Việt check-in bên ngoài đại kim tự tháp Giza, Ai Cập, tháng 1. Ảnh: Đỗ Khánh Vân. |
Ai Cập từ lâu không xa lạ với động đất. Trong vài thế kỷ qua, nhiều trận động đất lớn từng xảy ra gần Cairo, gây hậu quả nghiêm trọng.
Tháng 10/1992, trận động đất mạnh 5,9 độ xảy ra cách Cairo khoảng 32 km về phía Tây Nam đã tàn phá khu vực cao nguyên Giza. Hơn 129.000 công trình bị hư hại hoặc phá hủy, trong đó có hơn 1/3 số nhà ở địa phương. Nhiều nhà thờ Hồi giáo cổ xuất hiện vết nứt trên các cấu trúc đá cẩm thạch, còn các lăng mộ ở Thung lũng Các vị Vua phải gia cố thêm kết cấu chống đỡ.
Tuy nhiên, theo nhà địa chấn học Mohamed ElGabry, tác giả chính của nghiên cứu, chỉ có một viên đá rơi khỏi Đại kim tự tháp của Khufu sau trận động đất này. "Các công trình cổ được xây bằng những khối đá lớn liên kết chặt chẽ thường chịu thiệt hại ít hơn nhiều so với các công trình ở giai đoạn sau", ElGabry nói.
Nhiều đặc điểm kiến trúc tiên tiến của Đại kim tự tháp vốn đã được giới nghiên cứu biết đến. Công trình có phần chân đế rộng hơn 230 m, giúp tăng độ ổn định và hạn chế nguy cơ đổ sập. Kim tự tháp cũng có kết cấu đối xứng cao và được xây trên nền đá gốc vững chắc. Theo các nhà nghiên cứu, sự tinh vi này là kết quả của quá trình phát triển kỹ thuật xây kim tự tháp qua nhiều thế hệ.
Người Ai Cập vẫn tiếp tục xây kim tự tháp sau khi Khufu qua đời năm 2566 trước Công nguyên. Một số công trình áp dụng thiết kế tương tự, trong khi số khác cố gắng giảm chi phí xây dựng.
 |
| Du khách cưỡi lạc đà dọc cao nguyên trước đại kim tự tháp Giza, Ai Cập, năm 2022. Ảnh: Reuters. |
Cấu trúc "đồng bộ" đặc biệt
Trong quá trình nghiên cứu Đại kim tự tháp Giza, nhóm khoa học đo tần số dao động trong các hành lang và phòng bên trong như Phòng Vua, Phòng Hoàng hậu, các khoang giảm tải và phòng ngầm dưới lòng đất.
Họ sử dụng phương pháp không phá hủy mang tên "phân tích dao động môi trường", cho phép theo dõi cách rung động lan truyền qua các khối đá, đường hầm và khoảng rỗng bên trong công trình. Dữ liệu này giúp làm rõ phản ứng của kim tự tháp trước động đất.
Kết quả cho thấy tần số cộng hưởng trung bình của toàn bộ công trình dao động từ 2-2,6 hertz, đồng nghĩa rung động được phân bổ đồng đều từ khối đá này sang khối đá khác. Đây là dấu hiệu quan trọng cho thấy cấu trúc ổn định.
Phân tích cũng cho thấy dao động của kim tự tháp khác biệt đáng kể so với nền đất xung quanh, vốn chỉ khoảng 0,6 hertz.
"Theo tần số dao động chủ đạo, kim tự tháp khác biệt đáng kể với nền đất xung quanh, điều có thể giúp giảm hiệu ứng cộng hưởng trong động đất", Mostafa nói. Việc giảm cộng hưởng giúp hạn chế khả năng khuếch đại rung chấn từ lòng đất.
 |
| Đại kim tự tháp Giza và tượng Nhân sư được thắp sáng trong ngày kỷ niệm du lịch thế giới năm 2024. Ảnh: Reuters. |
Nhà địa vật lý Ahmed Eldosouky tại Đại học Suez, người không tham gia nghiên cứu, cũng đồng tình với nhận định này.
"Các phép đo ở nhiều khu vực bên trong kim tự tháp cho thấy tần số cơ bản tương đối đồng nhất. Mức độ đồng nhất động học đó phản ánh một hệ kết cấu cực kỳ ổn định, đặc biệt nếu xét đến niên đại và thời kỳ xây dựng của công trình", Eldosouky cho biết.
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện các khoang giảm tải phía trên Phòng Vua có tác dụng làm giảm các tần số rung động nguy hiểm. Nhờ đó, hoạt động địa chấn quanh khu vực này được hạn chế, giúp bảo vệ cấu trúc công trình khi xảy ra động đất.
Theo Mostafa, phát hiện mới cho thấy người Ai Cập cổ đại đã phát triển các kỹ thuật xây dựng hiệu quả qua nhiều thế hệ quan sát và cải tiến liên tục. "Những thành tựu của họ vẫn phi thường ngay cả khi được phân tích bằng các công cụ khoa học hiện đại", ông nói.
