Miks pole maavärinad viltust Pisa torni ümber kukutanud?

Pärast keskaega on Pisa piirkonda tabanud vähemalt neli tugevat maavärinat, kuid maailma tuntuim viltune torn püsib jätkuvalt püsti. Ehitustehnolooge pikalt painanud küsimus, kuidas see võimalik on, sai nüüd vastuse.

Teadlastetiimi kuulub ka maavärinamudeldamise ning rajatiste ja pinnase vaheliste vastasmõjude juhtiv spetsialist Bristoli ülikoolist professor George Mylonakis, kes kutsuti liituma Rooma Tre ülikooli professori Camillo Nuti juhitud uurimisgrupiga. 16 teadlasest koosnev uurijaterühm otsis vastust üpris kaua.

Tugevaid maavärinaid on olnud vähemalt neli

Hoolimata sellest, et torn seisab püsti viiekraadise nurga all, mistõttu küündib hoone tipus kõrvalekalle vundamendist viie meetrini, on 58 meetri kõrgune torn kahjustusteta üle elanud vähemalt neli tugevat maavärinat, mis piirkonnas pärast 1280. aastat esinenud on.

Rõhtsalt püstiseismisega hädavaevu hakkama saava hoone haavatavust arvestades on eeldatud, et selle tõsiseks kahjustamiseks või isegi kokkuvarisemise esilekutsumiseks piisab mõõduka tugevusega seismilistest tõugetest.

Üllataval kombel pole seda juhtunud, mis on ehitustehnika spetsialiste juba kaua hämmeldanud.

Pärast olemasolevate seismoloogiliste, geotehniliste ja struktuuriliste andmete analüüsimist järeldas töörühm nüüd, et Pisa torni püsivuse eest tuleb tänulik olla nähtusele, mida nimetatakse rajatise ja pinnase vaheliseks dünaamiliseks vastasmõjuks (ingl DSSI; dynamic soil-structure interaction).

Torni arvestatav kõrgus ja jäikus kombinatsioonis vundamendialuse pinnase pehmusega tingib nimelt rajatise võnkeliste karakteristikute ulatusliku modifitseerumise sellisel moel, et torn ei kõigu maavärina tõttu liikuva pinnasega kaasa. See ongi torni püsimise võtmeks. Antud omaduste ainulaadne kombineerumine teeb Pisa tornist DSSI-mõjude maailmarekordiomaniku.

Pinnas vajutas torni viltu, ent ka kaitseb seda

Professor Mylonakis kommenteeris: „Vastuolulisel moel võib sedasama pinnast, mis on kaasa toonud torni viltuvajumise peaaegu kokkuvarisemise piirini, tänada selle eest, et rajatisel on õnnestunud need seismilised vahejuhtumid üle elada.“

Uurimisrühma töö tulemusi on juba esitletud rahvusvahelistes töötubades. Ametlikult kuulutatakse need välja juunis Kreekas Thessalonikis toimuval 16. Euroopa seismotehnikakonverentsil.

Pisa torn on eraldiseisev kellatorn, mis kuulub kohaliku katedraali juurde. Torni ehitustööd algasid 14. augustil 1173. Et vundament oli ehitatud pehmesse pinnasesse, hakkas torn aastal 1178, kui ehitustöödega oli jõutud teise korruse juurde, viltu vajuma. Tööd seiskusid pooleks sajandiks, kuna Pisa vabariik sõdis pidevalt Genoa, Lucca ja Firenzega. Sõjapidamise ajal jõudis pinnas vundamendiga mõneti stabiliseeruda ja varem on arvatud, et kui ehitustöödega oleks jätkatud, oleks torn päris kindlasti ümber kukkunud.