Văn hóa Maya cổ đại rực rỡ và đầy bí ẩn, một trong số đó chính là kiến trúc. Điều gì đã giúp những tòa nhà đá vôi cao lớn thời Maya có thể đứng vững trong môi trường ẩm ướt hàng nghìn năm? Gần đây, các nhà khoa học đã giải mã được bí mật này.
Một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Granada (UGR) ở Tây Ban Nha có lịch sử gần 500 năm, do giáo sư Carlos Rodríguez-Navarro Khoa Khoáng vật học và Thạch học dẫn đầu, đã hợp tác cùng với Đại học Harvard và Phòng thí nghiệm Bảo tồn Điêu khắc Maya ở Copán (Honduras). Họ đã phát hiện ra rằng người Maya đã thêm các chất chiết xuất đặc biệt từ thực vật vào thạch cao để tăng cường đặc tính của thạch cao. Kết quả của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí "Science" vào ngày 19 tháng 4 năm nay.
Trước tiên, nhóm nghiên cứu đến Copan ở miền tây Honduras ở Trung Mỹ và thu thập một số mẫu kiến trúc cổ từ thời kỳ giữa đến cuối nền văn minh Maya (540 - 850 sau Công nguyên), bao gồm cả đền thờ Rosalila nổi tiếng ở trên điểm cao nhất của Cung điện Hoàng gia. Các bức tường bên ngoài của ngôi đền được trát bằng chất liệu vôi thạch cao vôi màu hồng rất mịn, đây là kiến trúc rất tiêu biểu của nền văn minh Maya.
Theo các nhà khoa học, việc sử dụng hỗn hợp vôi và thạch cao có thể bắt nguồn từ khoảng 10.000 đến 12.000 trước Công nguyên. Thông thường là đem nung đá vôi tự nhiên (canxi cacbonat, CaCO3) hoặc vỏ sò, v.v... Đá cacbonat thu được bằng cách loại bỏ cacbon đioxit được sử dụng để sản xuất vôi sống (canxi oxit, CaO). Vôi sống được tôi với nước để thành vôi tôi (Ca(OH)2), Cuối cùng, nó phản ứng với carbon dioxide trong không khí và tự đông đặc lại thành xi măng canxi cacbonat có độ tinh khiết cao.
Khoảng năm 1100 trước Công nguyên, người Maya đã sử dụng công thức thạch cao vôi của riêng họ để tạo ra vật liệu vôi bền dùng trong các công trình kiến trúc, cho phép chúng đứng vững dù là trong môi trường nhiệt đới nóng ẩm trong hơn 1.200 năm. Loại vật liệu này đã chứng tỏ có thể chống lại sự phân rã, nứt hoặc co giãn của kết cấu.
Trước đây, nhiều nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu sâu rộng về vật liệu xây dựng các công trình kiến trúc của người Maya cổ đại, bao gồm một lượng lớn bằng chứng dân tộc học, khảo cổ học và phân tích, cho thấy rằng những người thợ xây thời đó đã sử dụng chiết xuất thực vật. Mãi cho đến tận bây giờ, bí mật của vật liệu hiệu suất cao này mới chính thức được tiết lộ.
Trong quá trình nghiên cứu, các thành viên trong nhóm đã tìm thấy nguồn cảm hứng từ cuốn biên niên sử “Trên bán đảo Yucatan” do Giám mục Diego de Landa viết vào thế kỷ 16. Cuốn sách có đề cập cụ thể rằng, mái của những tòa kiến trúc của người Maya phần lớn đều được trát bằng vật liệu vôi đặc biệt, khiến cho chúng rất chắc chắn. Và vật liệu này sử dụng một số loại nhựa cây nào đó.
Các nhà khoa học đã cùng nhau nghiên cứu các mẫu vật được thu thập từ khu vực Copán thông qua các kỹ thuật phân tích như kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), nhiễu xạ tia X và kính hiển vi ánh sáng phân cực.
Trong quá trình kiểm tra, họ phát hiện ra rằng các mẫu này đều chứa các hợp chất hữu cơ và có chất kết dính là tinh thể canxit sinh học (canxi cacbonat, CaCO3), giống như các khoáng chất canxit sinh học có kích thước nano (ví như vỏ của động vật hai mảnh vỏ) được tìm thấy trong xi măng hiện đại. Các chất hữu cơ này giúp cho vôi thạch cao có độ dẻo dai, chịu được thời tiết và chống bể vỡ tốt.
Để tìm hiểu nguồn gốc của những tinh thể đặc biệt này và để chứng minh các hợp chất hữu cơ cacbohydrate trong vữa vôi (hỗn hợp vôi, cốt liệu, cát và nước) tương tự như khoáng vật canxit sinh học (về mặt cơ học độ bền cao hơn nhiều so với canxit vô cơ nguyên chất), nhóm nghiên cứu đã tìm các thợ xây Maya địa phương giúp đỡ.
Những người thợ xây này có công thức làm thạch cao riêng được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Họ chiết xuất nhựa từ vỏ các loại cây ở địa phương có tên là Chukum và Jiote. Sau đó chiết xuất các nhựa cây này được trộn với vôi thạch cao.
Phương pháp này là để quan sát xem các tinh thể bên trong có giống với các kiến trúc cổ hay không để xác minh suy đoán của họ. Kết quả cho thấy vật liệu được tạo ra bằng phương pháp này có cấu trúc tinh thể và đặc tính tương tự như các hợp chất hữu cơ (Polysaccharides) có trong vôi thạch cao của người Maya cổ đại.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng người Maya cổ đại và các nền văn minh cổ đại khác đã khéo léo sử dụng công nghệ sinh học (tức là mô phỏng theo tự nhiên) khi phát triển kỹ thuật làm vôi của riêng họ, bổ sung thêm các chất phụ gia hữu cơ tự nhiên để tăng cường liên kết giữa vữa vôi và bùn vôi.
Trên thực tế, ở nhiều nền văn minh cổ đại trên thế giới, người ta đã sử dụng vôi và vôi vữa làm vật liệu xây dựng, họ còn bổ sung thêm các thành phần hữu cơ tự nhiên như chiết xuất thực vật, gạo nếp, nước trái cây, dầu, mỡ động vật, thậm chí có chất hữu cơ như máu động và bia v.v... để tăng cường vật liệu và làm cho các công trình thêm vững chắc hơn.
Hầu hết các công trình lớn được xây dựng trước thời Bắc Ngụy ở Trung Quốc (386 SCN đến 535 SCN) đều xây trên nền đất nện (đất nện hỗn hợp gồm bùn đỏ, cát thô, vôi và một lượng nhỏ máu động vật). Ngoài ra, sau thời Đường và nhà Tống, nhiều công trình lớn được trộn bằng gạo nếp và đất nện, tạo thành vữa dùng để kết dính gạch đá. Sức chống đỡ và khả năng chống nước của nó tốt hơn rất nhiều so với vữa vôi đơn thuần.
Ví dụ, nhiều ngôi chùa và các cây cầu cổ xây trong thời Đường và thời Tống, tường thành cổ ở Nam Kinh thời nhà Minh, Tử Cấm Thành ở Bắc Kinh, Vạn Lý Trường Thành của nhà Minh, Sơn trang nghỉ mát Thừa Đức, đê chắn sóng sông Tiền Đường, cũng như các công trình khác của nhà Minh và nhà Thanh đều được xây dựng bằng vật liệu này. Khiến những công trình này sau hàng trăm năm mưa gió thăng trầm của lịch sử và nhiều trận động đất lớn, nhưng nó vẫn đứng sừng sững qua thời gian.
Theo Liên Thư Hoa - Epochtimes tiếng Trung
Khả Vy biên dịch
