خلال الفترة التي كان فيها الإسبان لا يزالون يحتلون فلوريدا، بنوا حصنًا من صخر رسوبي تشكل من أصداف ميتة للكائنات البحرية مضغوطة. لكن ما هي أهمية هذه المادة بالذات وما هو السر وراء الحصن الذي يبتلع القذائف؟
كاستيلو دي سان ماركوس، حصن إسباني بُني في فلوريدا، كان مصنوعًا من صخر رسوبي يُدعى الكوكينا. رغم عدم وضوح ما إذا كان الإسبان يعرفون خصائص الصخر عندما بُني الحصن، إلا أنه صمد أمام أضرار القذائف البريطانية عن طريق “ابتلاعها”.
السر وراء كاستيلو دي سان ماركوس
قامت أسطول إنجليزي من كارولينا الاستعمارية بمهاجمة كاستيلو دي سان ماركوس، معقل إسباني على الساحل الأطلسي، في عام 1702، عندما كان الإسبان لا يزالون يسيطرون على فلوريدا.
كان الحصن يحرس خطوط التجارة للإمبراطورية الإسبانية والمدينة القريبة سانت أوغسطين، وكان الإنجليزيون ينوون السيطرة على هذا المعقل الاستراتيجي المهم. أرسلت القوارب الإنجليزية، بقيادة حاكم كارولينا جيمس مور، مراسيها وفرضت الحصار.
ومع ذلك، ظلت جدران الحصن ثابتة رغم قصفها بالقذائف النارية وإطلاق النار لمدة تقارب الشهرين. بدا وكأنها تبتلع القذائف البريطانية المت嵌嵌 في الحجر. ظل الآلية الدقيقة التي مكنت الجدران من ذلك على مدار الثلاثة قرون التالية لغزًا.
عادةً ما تُحدث القذيفة شقوقًا طويلة وعميقة في الحجر تمتد من نقطة الاصطدام إلى الخارج، مما يسبب أضرارًا كارثية للهيكل. لم تكن جدران كاستيلو دي سان ماركوس ضمن هذه الفئة.
كانت جدران الحصن مصنوعة من الكوكينا، صخر رسوبي ينتج من أصداف ميتة للحيوانات البحرية مضغوطة، والذي ظل غير متأثر بعد هجوم البريطانيين. لم يتشقق الصخر بل استسلم للقذيفة كما لو أنك تدق سكينًا في الجبن. (المصدر: Atlas Obscura)
البحث العلمي الذي أُجري على الحصن الغامض
درست فريق من علماء المواد من جامعة فلوريدا وسلاح الهندسة في الجيش الأمريكي الحصن في عام 2015، أي بعد أكثر من 300 عام من بنائه. فحص الجيش الخصائص الفيزيائية للكوكينا لمعرفة كيفية تحملها للضغط الناتج عن الصدمات. قاد الفريق فيليب جانوتي، عالم أبحاث في مختبر أبحاث الجيش التابع لقسم تطوير القدرات القتالية.
نشأت على بعد حوالي ساعة من سان ماركوس، لذا زرت المكان عدة مرات.
فيليب جانوتي، عالم أبحاث، مختبر أبحاث الجيش التابع لقوة تطوير القدرات القتالية
سلوك المواد. بحلول عام 2013، أثناء عمله على درجة الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية في جامعة فلوريدا مع الأستاذ غاتو سوبهاش، أصبحت ابنة سوبهاش، سانكا، طالبة في المدرسة الثانوية، مهتمة بالقوة الاستثنائية للجدران. أوصت بإجراء تجربة لاستكشاف قدرات الامتصاص للكوquina.
اشترى جانوتي وسوبهاش بعض عينات الكوquina الصغيرة من متجر هدايا كاستيلو دي سان ماركوس وأطلقوا كرات فولاذية صغيرة عليها بسرعات تتراوح بين 110 إلى 160 ميل في الساعة. كان الهدف محاكاة، وإن كان على نطاق مصغر، ظروف تصادم مدفع يطلق النار.
لتصوير كيفية تفاعل عينات الكوquina مع هذه الصدمات، استخدم الباحثون كاميرا عالية السرعة تلتقط 200,000 صورة في الثانية. أجروا دراسات مماثلة على الحجر الرملي والرغوة الهيكلية لمقارنة خصائصها بخصائص الكوquina.
تعلم سوبهاش كيفية إجراء التجارب وتفسير النتائج طوال المشروع الذي استمر عامين، والذي استمر جانوتي في إدارته بعد إكمال درجة الدكتوراه وانتقاله إلى منصبه في أبحاث الجيش.
كشفت نتائجهم أن الكوquina، رغم أنها تبدو كنوع من الحجر الرملي، تتصرف أكثر كالرغوة في نهاية هذين العامين.
بسبب هيكله الداخلي المتصل بشكل فضفاض، كان للكوquina قدرة فريدة على امتصاص الإجهاد الميكانيكي. فقد تم تجميع قطع القشور الصغيرة التي تشكل الكوquina وضغطها على بعضها البعض لآلاف السنين، لكنها ليست ملتحمة معًا، لذا يمكنها التحرك.
الكوquina مسامية جدًا وقشورها مرتبطة ضعيفًا معًا. إنها تتصرف تقريبًا كرغوة طبيعية، حيث تغوص الكرات بداخلها وتتباطأ ببطء.
فيليب جانوتي، عالم أبحاث، مختبر أبحاث الجيش التابع لقوة تطوير القدرات القتالية
(المصدر: Atlas Obscura)
