Gedurende de tijd dat de Spanjaarden Florida nog steeds bezetten, bouwden ze een fort uit een sedimentair gesteente dat was gevormd uit samengeperste schelpen van dood zeeleven. Maar wat is de betekenis van dit specifieke materiaal en wat was het mysterie achter het kanonskogelvretende fort?
Castillo de San Marcos, een door Spanje gebouwd fort in Florida, is gemaakt van coquina sedimentair gesteente. Hoewel het niet duidelijk is of de Spanjaarden op de hoogte waren van de eigenschappen van de rots toen het fort werd gebouwd, weerstond het de schade van Britse kanonskogels door het te 'slikken'.
Het mysterie achter het Castillo de San Marcos
Een Engelse vloot uit het koloniale Carolina viel Castillo de San Marcos aan, een Spaans bolwerk aan de Atlantische kust, in 1702, toen de Spanjaarden Florida nog steeds bezetten.
Het fort bewaakte de handelslijnen van het Spaanse rijk en de nabijgelegen stad St. Augustine, en de Engelsen waren van plan de controle over dit strategisch belangrijke bolwerk over te nemen. De Engelse boten, geleid door de gouverneur van Carolina, James Moore, lieten hun ankers vallen en belegerden.
De muren van het fort stonden echter stevig ondanks het feit dat ze bijna twee maanden lang werden gebombardeerd met kanonskogels en geweervuur. Het leek alsof ze waren slikken de Britse kanonskogels ingebed in de steen. Het exacte mechanisme waarmee de muren dit voor de volgende drie eeuwen bereikten, bleef een mysterie.
Een kanonskogel veroorzaakt meestal lange, diepe scheuren in de steen die zich vanaf het contactpunt naar buiten verspreiden, wat catastrofale schade aan een structuur veroorzaakt. De muren rond Castillo de San Marcos behoorden niet tot deze categorie.
De muren van het fort waren gemaakt van coquina, een sedimentair gesteente geproduceerd uit samengeperste schelpen van dode zeedieren, die onaangetast bleef na te zijn aangevallen door de Britten. De rots splinterde niet, maar maakte plaats voor kanonskogels, vergelijkbaar met hoe je een mes in kaas steekt. (Bron: Atlas Obscura)
Wetenschappelijk onderzoek gedaan op het mysterieuze fort
Een team van materiaalwetenschappers van de Universiteit van Florida en het Corps of Engineers van het Amerikaanse leger bestudeerden het fort in 2015, meer dan 300 jaar nadat het was gebouwd. Het leger onderzocht de fysieke eigenschappen van coquina om te zien hoe het omging met impactstress. Phillip Jannotti, een onderzoekswetenschapper bij het Army Research Laboratory van het Combat Capabilities Development Command, leidde het team.
Ik ben ongeveer een uur van San Marcos opgegroeid, dus ik ben er een paar keer geweest.
Phillip Jannotti, onderzoekswetenschapper, legeronderzoekslaboratorium van het Commando voor de ontwikkeling van gevechtscapaciteiten
gedrag van materialen. Tegen 2013 terwijl hij aan zijn Ph.D. in werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Florida met professor Ghatu Subhash, raakte Subhash's dochter Sanika, een middelbare scholier, geïnteresseerd in de buitengewone kracht van de muren. Ze raadde aan een experiment uit te voeren om de absorptiecapaciteiten van coquina te onderzoeken.
Jannotti en Subhash kochten een paar kleine coquinamonsters van de cadeauwinkel Castillo de San Marcos en vuurden kleine stalen kogels op hen af met snelheden van 110 tot 160 mph. Het doel was om, zij het in miniatuur, de botsingsomstandigheden van een kanon te simuleren.
Om te visualiseren hoe de coquina-monsters op dergelijke effecten reageerden, gebruikten de onderzoekers een hogesnelheidscamera die elke seconde 200,000 foto's nam. Ze voerden soortgelijke onderzoeken uit op zandsteen en structuurschuim om hun kwaliteiten te vergelijken met die van coquina.
Subhash leerde experimenten uit te voeren en resultaten te interpreteren gedurende het tweejarige project, dat Jannotti volhield na het voltooien van zijn Ph.D. en overstappen naar zijn legeronderzoekspositie.
Hun bevindingen onthulden dat, hoewel coquina een soort zandsteen lijkt te zijn, het tegen het einde van die twee jaar meer als schuim werkt.
Vanwege de losjes verbonden binnenstructuur had coquina een uniek vermogen om mechanische stress te absorberen. De kleine schelpfragmenten die make-up coquina hebben, zijn duizenden jaren op elkaar gestapeld en in elkaar gedrukt, maar ze zijn niet aan elkaar gecementeerd, zodat ze kunnen bewegen.
Coquina is zeer poreus en de schelpen zijn zwak aan elkaar gehecht. Het werkt bijna als natuurlijk schuim, de balletjes zinken naar binnen en vertragen langzaam.
Phillip Jannotti, onderzoekswetenschapper, legeronderzoekslaboratorium van het Commando voor de ontwikkeling van gevechtscapaciteiten
(Bron: Atlas Obscura)
Koel!