Gli anfiteatri romani agiscono come mantelli dell'invisibilità sismica

Un'immagine del Colosseo romano Lars | Spruzza

Gli anfiteatri romani sono tra le più antiche costruzioni umane sulla Terra. Queste strutture sono notevolmente ben conservate in vari luoghi dell'antico impero romano.

Ciò è particolarmente notevole perché gran parte di questo territorio è sismicamente attivo: si trova sul confine tettonico tra la placca eurasiatica e quella africana e ha subito numerosi terremoti che hanno distrutto altri tipi di edifici. Quindi il modo in cui questi anfiteatri sono sopravvissuti per 2000 anni è una sorta di enigma.

Oggi riceviamo una potenziale risposta grazie al lavoro di Stéphane Brûlé e dei colleghi dell'Università di Aix-Marseille, nel sud della Francia. Questi ragazzi hanno studiato il modo in cui alcune strutture sepolte nel terreno, o sedute su di esso, possono modificare il modo in cui le onde sismiche viaggiano attraverso la Terra. In particolare, hanno studiato i mantelli dell'invisibilità sismica che possono guidare le onde sismiche intorno a regioni specifiche e quindi proteggerle.

La loro conclusione è che gli anfiteatri romani possono fungere da mantelli dell'invisibilità sismica grazie alla loro forma. Questo, dicono, è il motivo della loro notevole longevità.

Prima un po' di background. I fisici sanno da tempo che alcuni schemi regolari di oggetti possono interagire con le onde in un modo che le guida e ne modifica il comportamento. Una caratteristica curiosa di questo fenomeno è che gli oggetti stessi sono molto più piccoli delle onde stesse. Ma l'effetto combinato di molti oggetti disposti secondo uno schema regolare ha un'influenza importante sulle onde.

Nel 2006, i fisici hanno utilizzato questa idea per creare uno schema di risonatori metallici che guidano le microonde in una regione dello spazio. Per un osservatore esterno che guarda con gli occhi a microonde, questa regione dello spazio, e qualsiasi cosa in essa contenuta, scompare. In effetti, la squadra aveva costruito il primo mantello dell'invisibilità al mondo.

Da allora, i ricercatori hanno costruito mantelli dell'invisibilità per un'ampia gamma di onde diverse nello spettro elettromagnetico e oltre. Nel 2012, hanno suggerito che i mantelli di invisibilità sismica potrebbero proteggere le centrali elettriche e le dighe dai terremoti. Successivamente, Brûlé e colleghi ne hanno effettivamente costruito e testato uno .

Da allora i ricercatori hanno continuato i loro studi sui metamateriali sismici, che secondo loro possono assumere diverse forme. I primi esperimenti riguardavano strutture sotterranee o vuoti. Ma lavori più recenti suggeriscono che anche le caratteristiche della superficie come alberi ed edifici possono influenzare le onde sismiche.

Un'idea è che le onde sismiche facciano vibrare un grattacielo. Ma questa stessa vibrazione invia onde attraverso il terreno. Quindi, se le due serie di onde potessero influenzarsi o addirittura annullarsi a vicenda, l'edificio avrebbe un'importante influenza attenuante sulle onde.

Brûlé e colleghi hanno persino eseguito misurazioni di prova di principio sulle onde generate da un grattacielo a causa del rumore sismico. L'edificio in questione è la LatinoAmericana Tower, un grattacielo di 282 metri a Città del Messico che è sopravvissuto a diversi grandi terremoti da quando è stato costruito nel 1956.

I ricercatori hanno sviluppato un modello al computer per studiare come i grattacieli disposti in cerchio potrebbero fungere da mantello dell'invisibilità che crea una zona sicura al centro. Gli edifici all'interno dell'anello del mantello e all'esterno del mantello sarebbero gravemente colpiti dall'onda sismica, ma la regione al centro (ad esempio un parco) sarebbe una zona sicura dove le persone potrebbero radunarsi e rimanere al sicuro durante un terremoto, dicono .

Nel corso di questi studi, hanno notato una somiglianza tra i modelli circolari che hanno generato e il design di antichi anfiteatri. Ci sono sorprendenti somiglianze tra un mantello dell'invisibilità testato per vari tipi di onde e viste del cielo di antichi teatri gallo-romani, dicono. Forse questo è il motivo per cui alcune di queste megastrutture, come anfiteatri, sono rimaste per lo più intatte nel corso dei secoli.

È un'idea interessante che potrebbe avere importanti implicazioni per la progettazione di edifici futuri e lo studio di quelli antichi.

Rif: arxiv.org/abs/1904.05323 : Ruolo della nanofotonica nella nascita di megastrutture sismiche

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