В то время, когда испанцы ещё занимали Флориду, они построили форт из осадочной породы, образованной из сжатых раковин мёртвых морских организмов. Но в чём заключается значение этого материала и в чём была загадка форта, «поедающего» пушечные ядра?

Кастильо де Сан‑Маркоc, построенный испанцами форт во Флориде, был сделан из осадочной породы кокины. Хотя не ясно, знали ли испанцы о свойствах этой породы при строительстве форта, он выдержал повреждения от британских пушечных ядер, «поглощая» их.

Загадка Кастильо де Сан‑Маркоc

Английский флот из колониальной Каролины атаковал Кастильо де Сан‑Маркоc, испанскую крепость на Атлантическом побережье, в 1702 году, когда испанцы ещё контролировали Флориду.

Форт охранял торговые пути испанской империи и близлежащий город Сент‑Огастин, а англичане намеревались захватить эту стратегически важную крепость. Английские корабли под командованием губернатора Каролины Джеймса Мура бросили якоря и начали осаду.

Тем не менее, стены форта оставались непоколебимыми, несмотря на обстрел пушечными ядрами и огонь почти два месяца. Казалось, что они поглощают британские ядра, вмонтированные в камень. Точный механизм, позволяющий стенам делать это в течение последующих трёх столетий, оставался загадкой.

Обычно пушечное ядро вызывает длинные, глубокие трещины в камне, распространяющиеся от точки удара, что приводит к катастрофическим разрушениям конструкции. Стены вокруг Кастильо де Сан‑Маркоc не подпадали под эту категорию. 

Стены форта были сделаны из кокины, осадочной породы, образованной из уплотнённых раковин мёртвых морских животных, которая оставалась невредимой после атаки британцев. Порода не рассыпалась, а «поддавалась» пушечному ядру, как нож в сыр. (Источник: Atlas Obscura)

Научные исследования загадочного форта

Команда материаловедов из Университета Флориды и Корпуса инженеров армии США изучила форт в 2015 году, более чем через 300 лет после его возведения. Армия исследовала физические свойства кокины, чтобы понять, как она выдерживает ударные нагрузки. Филлип Джаннотти, научный сотрудник Армейской исследовательской лаборатории Командования развития боевых возможностей, возглавил команду.

Я вырос примерно в часе езды от Сан‑Маркоc, поэтому несколько раз бывал там.

Филлип Джаннотти, научный сотрудник, Армейская исследовательская лаборатория Командования по развитию боевых возможностей

поведение материалов. К 2013 году, работая над своей кандидатской диссертацией по машиностроению в Университете Флориды под руководством профессора Гату Субхаша, дочь Субхаша, Саника, ученица старшей школы, заинтересовалась необычайной прочностью стен. Она предложила провести эксперимент, чтобы изучить способности кокуины к поглощению.

Джаннотти и Субхаш приобрели несколько небольших образцов кокуины в сувенирном магазине замка Сан‑Маркоc и стреляли в них маленькими стальными шариками со скоростью от 110 до 160 миль в час. Целью было смоделировать, пусть и в миниатюре, условия столкновения при выстреле из пушки. 

Чтобы визуализировать, как образцы кокуины реагируют на такие удары, исследователи использовали высокоскоростную камеру, снимающую 200 000 кадров в секунду. Они провели аналогичные исследования на песчанике и структурной пене, чтобы сравнить их свойства с кокуиной.

Субхаш научился проводить эксперименты и интерпретировать результаты в течение двухлетнего проекта, который Джаннотти продолжал после завершения своей кандидатской диссертации и перехода на должность в Армейской исследовательской лаборатории.

Их результаты показали, что хотя кокуина кажется видом песчаника, к концу этих двух лет она ведет себя больше как пена.

Благодаря своей слабо связанной внутренней структуре кокуина обладает уникальной способностью поглощать механическое напряжение. Маленькие раковинные фрагменты, из которых состоит кокуина, на протяжении тысяч лет укладывались и сжимались друг в друга, но они не цементированы, поэтому могут свободно перемещаться. 

Кокуина очень пористая, а её раковины слабо связаны между собой. Она почти как естественная пена: шарики погружаются в неё и медленно замедляются.

Филлип Джаннотти, научный сотрудник, Армейская исследовательская лаборатория Командования по развитию боевых возможностей

(Источник: Atlas Obscura)