Virgil, Virgínia2020. november 27., péntek
Tudomány

Termeszek építészeti technikája

2019.03.27.NG
National Geographic Magyarország

Egy több tudományág képviselőit összefogó angol-francia kutatócsoport afrikai termeszvárak felépítését és részletes tulajdonságait mérte fel.

Egy termeszvár falának nagyított részlete
Forrás: Profimedia, Depositphotos Inc.

A termeszvárak rendkívül hatékony hőszabályzó és szellőző rendszerrel rendelkeznek a puszta szerkezetük alapján, s így az építészek számára példát jelenthetnek arra, miként lehet hasonló tulajdonságú házakat alkotni. Nem ismert azonban, hogy milyen mechanikai jellemzők tartják fenn a termeszvár különös szerkezetét, s irigylésre méltó önfenntartó rendszerét.
A Science Advances 2019. március 22-én számolt be vizsgálatokról. A kutatás során egy szárazabb homokos és egy nedvesebb, agyagos talajú területen álló termeszvárat választottak ki (egymástól 1100 km távolságban), mégpedig olyan fajét, amely nem termeszt gombákat a fészkében. A gombatermesztő termeszek aktívan is segítik a szellőzést (a gomba növekedésekor keletkezű CO2 kiszellőztetését) azzal, hogy időnként kis szellőzőjáratokat nyitnak a vár falába, amelyben eleve vannak néhány milliméteres, e célra szolgáló járatok is. A gombát nem termelő termeszeknél viszont csak passzív szellőző rendszer működik, így náluk különösen fontos a jó építészeti megoldás. Ez utóbbiak közé tartozik a fűfélékkel táplálkozó vizsgált faj (Trinervitermes geminatus) is.
A termeszvárakat körbeásták, majd számítógépes tomográf (CT) segítségével 3 dimenzióban felmérték a pontos szerkezetüket, 0,3-0,6 mm felbontásban, s a termeszvárak anyagát (a használt talajszemcséket) röntgendiffrakciós vizsgálattal elemezték. A mikroszkopikus részletek feltárásához viszont kisméretű mintákat vettek a fészkek számos pontjáról, mind a vékonyabb belső, mind a kissé vastagabb külső falakból, ezeket 2-5 mikron felbontású röntgen-mikrotomográffal elemezték.
A makroléptékű vizsgálat az egész fészek felépítését mutatta be, míg a mikrotomográfia a falszerkezet rendkívül apró pórusait tárta fel. Ezen apró pórusokat viszont két mérettartományba lehet sorolni: azok, amelyek az építőanyag szemcsének találkozásakor a szemcsék alakja közti hézagokat jelentik, illetve egy ennél nagyobb méretű pórus-típust, amely viszont nem magyarázható a szemcsék építéskori összevissza elhelyezésével. Ez a különbség a két fészek eltérő építőanyagában is megmutatkozott, az agyagos anyagúban jóval kevesebb volt az apró pórusokból, feltehetően magának az agyagnak köszönhetően. A nagyobb méretű pórusok mérete és aránya igen hasonló volt a két fészek esetében.
A nagyobb méretű pórusok egymással is összeköttetésben álltak (a lyukacskák 92-98 %-ában), s azt feltételezték a kutatók, hogy ezeknek köszönhető maga a szellőzőrendszer.
A feltételezéseket azonban bizonyítani is lehetett a rendelkezésre álló mérési adatok alapján. A pórusok rendszeréről készült számítógépes modellben szimulálták a légáramlást s a CO2-vel terhelt levegő cseréjét különböző külső szélsebességek mellett, majd megállapíthatták, hogy mely járatocska milyen mértékű áramlást és légcserét tesz lehetővé. Az agyagos alapanyagú fészek kevesebb mikro-repedése ellenére ugyanolyan jól szellőzött, mint a homokos talajszemcsékből álló másik fészek, amelyben több volt a kisebb méretű pórus.
A pórusok eloszlása a fészkek hőháztartásában is kulcstényezőnek bizonyult, a fészkek falainak adataival modellezett és számított hővezetés alapján. A falak hővezetésében szerepet játszott azok összetétele, vagyis az agyagos, illetve a nagyobb fémtartalmú szemcsék jelenléte is.
A fészeknek azonban nemcsak a levegő és a hő egészséges szinten tartása a feladata. A kutatók arra is kíváncsiak voltak, mi történik esős időszakban a fészekkel, vagyis a víznek milyen hatása van a speciális felépítésű falakra. A kisebb esőkkel biztosan nem lehet gond, mivel a hajszálcsövesség elve okán a nagyobb, szellőztető pórusokból a víz hamar átvándorol az apró pórusokba, így a légáramlás útja szabad marad. A nagyobb esőzéseket a fészek falából vett mintadarab eláztatásával szimulálták. A darab tetejére vizet folyattak, majd 2,5 órára légmentesen becsomagolták (hogy a párolgás miatt ne változzon a víztartalma). Eztán a tomográfia ismét megmutatta a nagyobb pórusok jelentőségét: azokban ugyanis levegőt talált a vizsgálat, nem vizet, mindeközben a kisebb pórusok vízzel telítettek voltak. A nagy pórusokból elszivárgó víz helyét az apránként beszivárgó levegő tölti ki, így a szellőzés tartós ázás esetén is biztosított.
A nagy pórusoknak az építés során is van szerepük: a termeszek nedves talajszemcséket tapasztanak egymáshoz, a nedvességet a nyáluk és az ürülékük jelenti. A pórusok nyújtotta szellőzés révén a szemcsék száradása gyorsabb, így a fészek falai hamarabb stabillá válhatnak. A hézagokkal anyagot is spórolnak, a számítások alapján 11-14 százalékkal kevesebb szemcsére van szükség a fészeképítéshez, ha a nagy pórusokat is létrehozzák.

Forrás: Égen-Földön-Föld alatt

Hozzászólások

Hova tűnik a műanyag a tengerekből?

Hova tűnik a műanyag a tengerekből?

A tengerekbe jutó műanyag végső nyughelyének az üledékek tekinthetők, a parti mangrove erdők pedig különösen nagy mennyiségben képesek megkötni a műanyagot, egy új kutatás szerint.

Az elektromos járművek véget vethetnek a kőolajkorszaknak

Az elektromos járművek véget vethetnek a kőolajkorszaknak

A kőolaj iránti kereslet továbbra is nő, azonban ez a trend egészen gyorsan megfordulhatna egy új elemzés szerint.

A magyar kutatók élen járnak a kutyák viselkedésének kutatásában

A magyar kutatók élen járnak a kutyák viselkedésének kutatásában

A kutatók egyre többet foglalkoznak a kutyák viselkedésével, és a világ vezető, e témával foglalkozó, kutatócsoportja Magyarországon dolgozik.

Kína is elérte a Mariana-árok mélyét

Kína is elérte a Mariana-árok mélyét

A világóceán legmélyebb pontja, a Challenger Deep újabb, ezúttal kínai látogatókat kapott.

Először hoztak létre gyémántot hő nélkül

Először hoztak létre gyémántot hő nélkül

A természetben a gyémánt hosszú idő alatt, elképesztő nyomáson és hőmérsékleten, esetleg hirtelen, becsapódások hatására alakul ki, napjainkban azonban már az emberek is képesek létrehozni az anyagot.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket