Als die Spanier Florida noch besetzten, bauten sie eine Festung aus einem Sedimentgestein, das sich aus zusammengedrückten Schalen toter Meereslebewesen gebildet hatte. Aber was ist die Bedeutung dieses speziellen Materials und was war das Geheimnis hinter der kanonenkugelfressenden Festung?
Castillo de San Marcos, eine von den Spaniern erbaute Festung in Florida, bestand aus Coquina-Sedimentgestein. Obwohl nicht klar ist, ob die Spanier beim Bau des Forts von den Eigenschaften des Felsens wussten, hielt es dem Schaden britischer Kanonenkugeln stand, indem es es „verschluckte“.
Das Geheimnis hinter dem Castillo de San Marcos
Eine englische Flotte aus dem kolonialen Carolina griff 1702 Castillo de San Marcos an, eine spanische Festung an der Atlantikküste, als die Spanier noch Florida hielten.
Das Fort bewachte die Handelslinien des spanischen Imperiums und die nahe gelegene Stadt St. Augustine, und die Engländer beabsichtigten, die Kontrolle über diese strategisch wichtige Festung zu übernehmen. Die englischen Boote, angeführt von Carolinas Gouverneur James Moore, ließen ihre Anker fallen und belagerten.
Die Mauern des Forts hielten jedoch fest, obwohl sie fast zwei Monate lang mit Kanonenkugeln und Schüssen bombardiert wurden. Es schien, als wären sie es Schlucken die in den Stein eingebetteten britischen Kanonenkugeln. Der genaue Mechanismus, mit dem die Mauern dies für die nächsten drei Jahrhunderte erreichten, blieb ein Rätsel.
Eine Kanonenkugel verursacht normalerweise lange, tiefe Risse im Stein, die sich vom Kontaktpunkt nach außen ausbreiten und katastrophale Schäden an einer Struktur verursachen. Die Mauern um Castillo de San Marcos gehörten nicht zu dieser Kategorie.
Die Mauern des Forts bestanden aus Coquina, einem Sedimentgestein, das aus verdichteten Schalen toter Meerestiere hergestellt wurde, die nach einem Angriff der Briten unberührt blieben. Der Stein splitterte nicht, sondern gab einer Kanonenkugel nach, ähnlich wie man ein Messer in Käse sticht. (Quelle: Atlas Obscura)
Wissenschaftliche Forschung über das mysteriöse Fort
Ein Team von Materialwissenschaftlern der University of Florida und des United States Army Corps of Engineers untersuchte das Fort im Jahr 2015, mehr als 300 Jahre nach seiner Errichtung. Die Armee untersuchte die physikalischen Eigenschaften von Coquina, um zu sehen, wie es mit Aufprallbelastung umgeht. Phillip Jannotti, ein Forschungswissenschaftler am Army Research Laboratory des Combat Capabilities Development Command, leitete das Team.
Ich bin ungefähr eine Stunde von San Marcos entfernt aufgewachsen, also bin ich ein paar Mal dorthin gefahren.
Phillip Jannotti, Forschungswissenschaftler, Army Research Laboratory des Combat Capabilities Development Command
Verhalten von Materialien. Bis 2013, während der Arbeit an seinem Ph.D. In Maschinenbau an der University of Florida bei Professor Ghatu Subhash interessierte sich Subhashs Tochter Sanika, eine Highschool-Schülerin, für die außergewöhnliche Stärke der Wände. Sie empfahl, ein Experiment durchzuführen, um die Absorptionsfähigkeit von Coquina zu untersuchen.
Jannotti und Subhash kauften ein paar kleine Coquina-Proben im Geschenkeladen Castillo de San Marcos und feuerten kleine Stahlkugeln mit Geschwindigkeiten zwischen 110 und 160 km/h auf sie. Ziel war es, die Kollisionsbedingungen eines Kanonenschusses, wenn auch im Miniaturformat, zu simulieren.
Um zu visualisieren, wie die Coquina-Proben auf solche Stöße reagierten, setzten die Forscher eine Hochgeschwindigkeitskamera ein, die jede Sekunde 200,000 Fotos machte. Sie führten ähnliche Studien an Sandstein und Strukturschaum durch, um ihre Eigenschaften mit denen von Coquina zu vergleichen.
Subhash lernte während des zweijährigen Projekts, das Jannotti nach Abschluss seiner Promotion beibehielt, wie man Experimente durchführt und Ergebnisse interpretiert. und die Übertragung auf seine Position in der Armeeforschung.
Ihre Ergebnisse zeigten, dass Coquina zwar eine Art Sandstein zu sein scheint, sich aber gegen Ende dieser zwei Jahre eher wie Schaum verhält.
Coquina hatte aufgrund seiner locker verbundenen inneren Struktur eine einzigartige Fähigkeit, mechanische Belastungen zu absorbieren. Die kleinen Schalenfragmente, aus denen Coquina besteht, werden seit Tausenden von Jahren gestapelt und ineinander gepresst, aber sie sind nicht zusammenzementiert, damit sie sich bewegen können.
Coquina ist sehr porös und seine Schalen sind schwach miteinander verbunden. Er wirkt fast wie Naturschaum, die Kugeln sinken ein und bremsen langsam ab.
Phillip Jannotti, Forschungswissenschaftler, Army Research Laboratory des Combat Capabilities Development Command
(Quelle: Atlas Obscura)
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