Why doesn’t the Leaning Tower of Pisa fall over? - Alex Gendler

Переводчик: Anna Pecot Редактор: Ростислав Голод

In 1990, the Italian government enlisted top engineers

В 1990 году в Пизу по приглашению правительства Италии

прибыли ведущие инженеры,

to stabilize Pisa’s famous Leaning Tower.

чтобы стабилизировать знаменитую Пизанскую башню.

There’d been many attempts to right the tower during its 800 year history,

На протяжении 800-летней истории башни

было сделано немало попыток выпрямить конструкцию,

but this team’s computer models revealed the urgency of their situation.

но на этот раз, согласно полученным результатам компьютерного моделирования,

ситуация оказалась критической.

They projected the tower would topple if it reached an angle of 5.44 degrees—

По прогнозам башня должна была рухнуть,

когда угол наклона достигнет 5,44°,

and it was currently leaning at 5.5.

а на тот момент угол уже составлял 5,5°!

No one knew how the tower was still standing, but the crisis was clear:

Неизвестно, почему башня до сих пор не упала,

но ясно было одно: ситуация чрезвычайная,

they had to solve a problem that stumped centuries of engineers,

и задачу, которая ставила в тупик инженеров на протяжении многих веков,

and they needed to do it fast.

на этот раз предстояло решить незамедлительно.

To understand their situation,

Чтобы понять сложность ситуации,

it’s helpful to understand why the tower tilted in the first place.

прежде всего сто́ит разобраться, почему башня наклонилась.

In the 12th century, the wealthy maritime republic of Pisa

В XII веке властители процветающей морской державы — Пизанской республики —

set about turning its cathedral square into a magnificent landmark.

решили построить на соборной площади выдающийся архитектурный шедевр.

Workers embellished and enlarged the existing church,

Зодчие украсили облик стоящего там храма и существенно расширили его размеры,

and added a massive domed baptistry to the plaza.

а на площади возвели массивный баптистерий, завершённый куполом.

In 1173, construction began on a free-standing campanile, or bell tower.

В 1173 году начались работы

по строительству отдельно стоя́щей кампанилы, или колокольни.

The engineers and architects of the time were masters of their craft.

Инженеры и архитекторы того времени были настоящими мастерами своего дела.

But for all their engineering knowledge,

Но при всех своих достижениях в области инженерного искусства

they knew far less about the ground they stood on.

их познания в геологии были чрезвычайно скудны.

Pisa’s name comes from a Greek word for “marshy land,"

Название Пизы происходит от греческого слова «заболоченное место»,

which perfectly describes the clay, mud, and wet sand below the city’s surface.

что как нельзя точно описывает грунтовый слой местности,

представляющий собой сочетание глины, ила и мокрого песка.

Ancient Romans counteracted similar conditions with massive stone pillars

Инженерным решением древних римлян

при строительстве в подобных геологических условиях

called piles which rest on Earth’s stable bedrock.

было возведение массивных

каменных колонн, или свай, на устойчивых пластах коренных пород.

However, the tower’s architects believed a three-meter foundation would suffice

Однако архитекторы, проектировавшие колокольную башню,

посчитали, что для такой относительно невысокой постройки

for their relatively short structure.

будет достаточно и трёхметрового фундамента.

Unfortunately for them, less than five years later,

Но увы, не прошло и пяти лет,

the tower’s southern side was already underground.

как южная сторона башни ушла под землю.

Such a shifting foundation would normally have been a fatal flaw.

При иных обстоятельствах такое смещение основания

могло привести к роковым последствиям.

If workers added more weight,

Если бы вес конструкции увеличился,

the pressure from upper stories would sink the structure

в результате давления верхних этажей башня бы просела

and fatally increase the lean.

и от увеличившегося крена в конце концов упала.

But construction halted at the fourth story for nearly a century

Однако Пиза погрязла в затяжной войне,

as Pisa descended into prolonged warfare.

и строительство четвёртого яруса приостановилось почти на сто лет.

This long pause allowed the soil to settle,

За это время почва уплотнилась,

and when construction began again in 1272,

и, когда в 1272 году возобновилось строительство башни,

the foundation was on slightly more stable footing.

пласт грунта в основании конструкции оказался уже более прочным.

Under the direction of architect Giovanni di Simone,

Под руководством архитектора Джованни ди Симоне

workers compensated for the tower’s minor tilt

строители компенсировали небольшой наклон башни,

by making the next few floors taller on the southern side.

сделав более высокими потолки нескольких последующих ярусов

на южной стороне здания.

But the weight of the extra masonry made that side sink even deeper.

Однако от веса новой кладки конструкция просела ещё глубже.

By the time they completed the seventh floor and bell chamber,

И когда завершились работы по постройке седьмого яруса и колокольни,

the angle of the tilt was 1.6 degrees.

угол наклона башни составил 1,6°.

For centuries, engineers tried numerous strategies to address the lean.

На протяжении многих веков инженеры пытались выпрямить крен.

In 1838, they dug a walkway around the base to examine the sunken foundation.

Чтобы помочь им лучше изучить проблему,

в 1838 году у основания башни прорыли траншею.

But removing the supporting sand only worsened the tilt.

Однако, убрав опорный песчаный пласт, строители лишь усугубили положение.

In 1935, the Italian Corps of Engineers injected mortar to strengthen the base.

В 1935 году по решению Итальянской гильдии инженеров

в основание башни залили строительный раствор.

However, the mortar wasn’t evenly distributed throughout the foundation,

Но, как оказалось, раствор был залит неравномерно,

resulting in another sudden drop.

и башня снова резко просела.

All these failed attempts, along with the ever-sinking foundation,

В результате неудачных попыток выпрямить угол наклона

и из-за непрекращавшегося проседания основания

moved the tower closer to its tipping point.

над памятником нависла угроза обрушения.

And without definitive knowledge of the soil composition,

Не обладая точными знаниями о составе грунта,

engineers couldn’t pinpoint the tower’s fatal angle

инженеры не могли рассчитать предельный угол наклона,

при котором башня должна была рухнуть,

or devise a way to stop its fall.

равно как не могли предотвратить её падения.

In the years following WWII,

После Второй мировой войны опытным путём

researchers developed tests to identify those missing variables.

учёным наконец удалось восполнить недостающие знания.

And in the 1970’s, engineers calculated the curved tower’s center of gravity.

В 1970-е годы они смогли рассчитать центр тяжести падающей башни.

With this data and new computing technology,

Вооружившись новыми знаниями и возможностями компьютерных технологий,

engineers could model how stiff the soil was, the tower’s trajectory,

инженеры рассчитали плотность грунта, траекторию падения башни

and the exact amount of excavation needed for the tower to remain standing.

и точный объём земли, который необходимо было выкопать, чтобы башня устояла.

In 1992, the team drilled diagonal tunnels

В 1992 году строители прорыли диагональные туннели

to remove 38 cubic meters of soil from under the tower’s north end.

и извлекли из-под северной стороны башни 38 кубических метров грунта.

Then, they temporarily counterbalanced the structure with 600 tons of lead ingots

Затем при помощи 600 тонн свинцовых брусков на время уравновесили конструкцию

before anchoring the base with steel cables.

и с помощью стальных тросов наконец закрепили основание.

More than six centuries after its construction,

И вот по прошествии более шести столетий с момента окончания строительства башни

the tower was finally straightened… to a tilt of about four degrees.

конструкцию удалось выпрямить... и теперь угол наклона башни составляет 4°.

No one wanted the tower to fall,

Никто не хотел, чтобы башня упала,

but they also didn’t want to lose the landmark’s most famous feature.

но никто также не пожелал,

чтобы этот архитектурный памятник потерял свою уникальность.

Today the tower stands at 55– or 56– meters tall,

Пизанская башня продолжает возвышаться на 55-56 метров.

and it should remain stable for at least 300 years

И она должна ещё простоять минимум лет 300

as a monument to the beauty of imperfection.

как памятник красоте несовершенства.