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Schwefeldampf auf den Phlegräischen Feldern in Pozzuoli

"Römischer Beton" am Fuße des Vesuv

Ein Supervulkan schlummert nahe Neapel: Obwohl sich in diesem Gebiet die Erde immer wieder hebt, kommt es dort nur zu relativ leichten Erdbeben. Eine Studie liefert nun eine mögliche Erklärung: Der Unterbau gleicht dem "Römischen Beton", einem besonders langlebigen Baustoff, den schon die alten Römer verwendeten.

Geologie 10.07.2015

Es gibt laut Forschern weltweit keine massiveren Bodenerhebungen als in der Region der Phlegräischen Felder unweit des Vesuv. Zwischen 1982 und 1984 hat sich die Erde in dem Gebiet nahe Neapel um rund zwei Meter angehoben. Die Folge: 40.000 Menschen mussten in Sicherheit gebracht werden. Schwere Erdbeben, die eine solch massive Anhebung in anderen Gebieten meist auslösen, blieben aber aus.

Untergrund macht den Unterschied

Die Studie:

"Rock physics of fibrous rocks akin to Roman concrete explains uplifts at Campi Flegrei Caldera" von Tiziana Vanorio und Waruntorn Kanitpanyacharoen ist am 9.7. in "Science" erschienen.

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Die Forscherinnen Tiziana Vanorio und Waruntorn Kanitpanyacharoen haben deshalb den Unterbau des weitläufigen Kraters untersucht. Das Ergebnis: Eine Gesteinsschicht, die direkt unter dem Krater liegt, gleicht der Zusammensetzung des "Römischen Betons". In etwa drei Kilometern Tiefe wird Kohlendioxid freigesetzt, dieses reagiert beim Aufsteigen mit Meerwasser, Kalk und anderen Mineralien im Boden, inklusive Puzzolan – der besonderen Vulkanasche in der Region. Diese Bestandteile sind schon im alten Rom zu "Beton" gemischt worden.

Die betonähnliche Substanz, die die Römer vor mehr als 2.000 Jahren zum Bau von Fundamenten, Wasserleitungen aber auch Kuppeln verwendeten, ist besonders langlebig. Während die Haltbarkeit von modernem Beton bei rund 100 Jahren liegt, hält der "Römische Beton" bereits mehrere Jahrhunderte. Wissenschaftler sehen die spezielle Zusammensetzung mit Puzzolan als Hauptgrund für die Beständigkeit. Analysen haben gezeigt, dass in der Entstehung des "Römischen Betons" ein Teil der Siliziumatome durch Aluminiumatome ersetzt wird. Dieser Austausch macht seine Struktur stabiler gegenüber mechanischen Belastungen. Auch die Bindefähigkeit wird dadurch deutlich erhöht.

Bessere Haltbarkeit

Dass nun im Gebiet der Phlegräischen Felder große Erdstöße ausblieben, schreiben die Forscher der Gesteinsmischung zu. Die Struktur des Gesteins unter dem Krater, die dem "Römischen Beton" gleicht, besticht durch eine außerordentliche Festigkeit und hält auch starkem Druck stand.

Laut den Wissenschaftlerinnen liegt der Verdacht nahe, dass die alten Römer ihre Betonmischung quasi der Natur abgeschaut haben könnten. Durch die neuen Erkenntnisse könnte es schon bald möglich sein, stärkere Materialen zu entwickeln, die etwa in Erdbebengebieten zum Einsatz kommen oder zur Gefahrengutlagerung eingesetzt werden.

science.ORF.at

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