إلى جانب العديد من الابتكارات الأخرى، أحدثت الإمبراطورية الرومانية ثورة في الهندسة المعمارية بميزات لم يسبق لها مثيل، مثل الأقواس واسعة النطاق والأسقف المقببة. ولا تزال العديد من هذه الهياكل قائمة حتى اليوم على الرغم من عمرها أكثر من 2000 عام.
لم يكن أي من ذلك ممكنًا لولا مواد البناء المعصومة التي ابتكرها الرومان: الخرسانة ذاتية الشفاء. الآن، كشف موقع بناء قديم عن الوصفة اللازمة لإنشاء هذا الأساس المتين.
في الوقت الذي اندلع فيه بركان جبل فيزوف عام 79 بعد الميلاد، وغطى مدينة بومبي بما يصل إلى 6 أمتار (19.7 قدمًا) من الرماد البركاني، كان عمال البناء بصدد إصلاح وتجديد أحد المنازل. وقام باحثون دوليون بالتنقيب في الموقع عام 2023، وكشفوا عن بعض الجدران المكتملة وغيرها التي لم يتم بناؤها، بالإضافة إلى المواد الخام والأدوات.
وقال أدمير ماسيك، الأستاذ المشارك في الهندسة المدنية والبيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي لدراسة جديدة توثق الاكتشاف: “عندما دخلت هذا الموقع الأثري في بومبي، كان كل شيء حيويًا للغاية ومحفوظًا بشكل مثالي، حتى أتمكن من إعادة بناء ما كان يحدث هناك بوضوح”. “إنها مجمدة في الوقت المناسب. إنها حرفيا كبسولة زمنية.”
تعد النتائج، التي نُشرت في 9 ديسمبر في مجلة Nature Communications، أوضح دليل على عمليات الخلط التي استخدمها الرومان القدماء لإنشاء الخرسانة، وفقًا لبيان صادر عن معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا – وهي تسمح للباحثين “بالتوصل إلى استنتاجات لم نكن قادرين على التوصل إليها، أو على الأقل ليس مع هذا اليقين بشأن التكنولوجيا الرومانية”، حسبما قال ماسيك لشبكة CNN.
الكشف عن موقع بناء نشط
لا يزال هناك حوالي ثلث مدينة بومبي قيد التنقيب، مما يمكّن العلماء من مواصلة اكتشافات جديدة حول طريقة الحياة الرومانية القديمة. تم فحص موقع البناء النشط الموصوف في الدراسة الجديدة لأول مرة في أواخر ثمانينيات القرن التاسع عشر، لكن عمليات التنقيب توقفت ولم تبدأ مرة أخرى حتى عام 2023. عندها أدرك فريق ماسيك حجم اكتشافه.
وقال ماسيك: “هذا أمر معتاد بالنسبة لبومبي. علماء الآثار يكتشفون الأجزاء ببطء ولكن بثبات”. “أعتقد أن هناك هذا النوع من المعايير والطريقة الحذرة للغاية للتنقيب، لأنه بمجرد التنقيب، فإنك تكسر فعليًا تلك الكبسولة الزمنية وتبدأ الأشياء في التدهور.. أنت تقوم بشكل أساسي بإزالة تلك الحماية التي تضمن الحفاظ على كل شيء بشكل مثالي”.
بعد أعمال التنقيب، أجرى مؤلفو الدراسة تحليلًا للأدلة الموجودة في الموقع، بما في ذلك أكوام من المواد الجافة المختلطة التي كان البناؤون يستخدمونها لإنشاء الخرسانة، وجدارًا كان في طور البناء، وجدرانًا هيكلية أخرى تم الانتهاء منها بالفعل.
لكن هذا الاكتشاف لم يكن الأول الذي توصل إليه ماسيك حول وصفة الخرسانة الرومانية. قامت ورقة بحثية كتبها في عام 2023 بتحليل عينات من سور مدينة عمره 2000 عام في موقع بريفيرنوم الأثري في وسط إيطاليا. في تلك المقالة، حدد كتل الجير في الجدار، وهي قطع معدنية بيضاء صغيرة تمنح الخرسانة القدرة على الشفاء الذاتي. عندما تتشكل الشقوق، يمكن إضافة الماء أو هطول الأمطار، مما يؤدي إلى إذابة الجير، مما يسمح للمعدن بملء وإغلاق الشقوق أثناء تجفيفه وإعادة بلورته.
وصفات مختلفة
وتوصل ماسيك وفريقه إلى أن هذه المعادن أضيفت من خلال عملية تعرف باسم “الخلط الساخن” حيث يتم دمج شظايا الجير مع المكونات الجافة مثل الرماد البركاني. ثم تمت إضافة الماء، مما أدى إلى حدوث تفاعل كيميائي ينتج عنه حرارة ويحبس كتل الجير في الخرسانة.
ومع ذلك، لم يكن فريق ماسيك متأكدًا في البداية مما إذا كان سور المدينة يمثل جميع أشكال العمارة الرومانية، حيث تختلف الوصفة الخرسانية عن تلك الموصوفة في مخطوطة القرن الأول “De architecture” للمهندس المعماري الروماني القديم الشهير فيتروفيوس.
وصف فيتروفيوس إضافة الماء إلى الجير قبل أي مواد أخرى بدلاً من طريقة الخلط الساخن. لكن موقع البناء الذي تم التنقيب فيه حديثا يظهر أن المواد تم خلطها عندما كانت جافة، مما يؤكد أن الرومان استخدموا عملية الخلط الساخن بدلا من طريقة فيتروفيوس، بحسب الدراسة.
قال ماسيك: “من الصعب حقًا الاعتقاد بأن فيتروفيوس كان مخطئًا. وأنا أحترم فيتروفيوس، وقد ألهم كل أعمالي حرفيًا”. وأضاف أنه من الممكن أن تكون طريقة فيتروفيوس قد استخدمت في أماكن أخرى في جميع أنحاء الإمبراطورية الرومانية، أو أن العلماء قد أساءوا تفسير كتاباته أو لم يفحصوها بشكل كامل.
وقال جون سينسيني، الأستاذ المشارك في التاريخ القديم بجامعة أريزونا في توكسون، إنه لا يجد أنه من المفاجئ أن أساليب فيتروفيوس لا تمثل العملية المستخدمة في موقع البناء.
“إن توقع توافق الاكتشافات العلمية مع ما كتبه فيتروفيوس سيكون أمرًا مضللًا. كانت مجموعة فيتروفيوس موثوقة بالفعل للمهندسين المعماريين الإنسانيين خلال عصر النهضة بعد أكثر من ألف عام، ولكن سيكون من الصعب عليك العثور على الكثير في مباني العصر الإمبراطوري الروماني التي تلت ذلك والتي تعكس وصفاته. وقال سينسيني في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إذا كان لدى البناة الرومان أي وعي تفصيلي بما كتبه، فإنهم يتخلصون منه دائمًا”. ولم يشارك في الدراسة الجديدة.
وأضاف سينسيني: “إن مثل هذه الاكتشافات تلقي الضوء على المساهمات المذهلة التي قدمها العمال العاديون وحتى الأشخاص المستعبدون في التاريخ القديم، وهو أمر يصعب تقديره بشكل مباشر في الأعمال المكتوبة لنخبة المؤلفين”. وأشار إلى المباني القديمة مثل البانثيون والكولوسيوم التي تعكس “الخبرة والابتكار” لهؤلاء الأشخاص العاديين الذين كانوا أساتذة في حرفتهم.
وقال سينسيني: “مثل هذه الدراسات تسمح لنا برؤيتهم والعجائب التي قدموها لعالمهم، ولنا في المقابل. وعندما ندرك ذلك، نكون أكثر قدرة على تقدير الإنجازات المذهلة التي يحققها الأشخاص العاديون في عالمنا”.
وقال ماسيك إنه يأمل أن يلهم هذا الاكتشاف العلماء الآخرين للنظر بشكل أكبر في أعمال فيتروفيوس فيما يتعلق بالهندسة المعمارية الرومانية القائمة اليوم. كما يريد أيضًا دراسة كيفية ترجمة العمليات القديمة إلى ممارسات حديثة وربما تحسينها.
وقال: “لن أنسى أبدًا أنني تمكنت من فتح كبسولة زمنية والسفر عبر الزمن وأشعر وكأنني في عام 79 ميلاديًا أنظر إلى الناس وهم يصنعون الخرسانة”.
“هذا ما يذهلني حقًا في تحليل هذه الأمور، خاصة عندما يتعلق الأمر بالخرسانة الرومانية القديمة والبنية التحتية التي بناها الرومان والتي لا تزال قائمة هنا بعد 2000 عام – لست متأكدًا من كمية الأشياء التي ستكون لدينا بعد 2000 عام من الآن”.
تايلور نيكولي صحفية مستقلة تقيم في نيويورك.
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com