Το μυστικό της αρχιετεκτονικής της Αγιάς Σοφιάς. Πώς γίνεται να σείεται, αλλά να μην καταρρέει; Γιατί η έρευνα του Πανεπιστημίου του Πρίνστον υποστηρίζει ότι ακόμα και αν γίνει ένας σεισμός της τάξεως των 7,5 ρίχτερ η Αγία Σοφία ίσως να είναι το μοναδικό κτίριο το οποίο θα μείνει όρθιο στην Κωνσταντινούπολη;
Τί συμβαίνει στην πραγματικότητα; Η Αγιά Σοφιά είναι ένα τεχνικό αριστούργημα του Ανθεμίου και του Ισιδώρου, οι οποίοι θωράκισαν τον ναό έναντι των σεισμικών δονήσεων ή οι δύο αρχιτέκτονες στάθηκαν απλώς τυχεροί;
Για δοθεί μια εμπεριστατωμένη απάντηση επιστρατεύτηκε η σύγχρονη τεχνολογία, καθώς η Κωνσταντινούπολη είναι μια πόλη η οποία διαρκώς κινείται. Βρίσκεται πλησίον του ρήγματος της Βόρειας Ανατολίας και το 1999 ο σεισμός των 7,4 ρίχτερ με επίκεντρο το Ισμίτ (100 χιλιόμετρα δυτικά της Πόλης) σκότωσε 18.000 ανθρώπους, ενώ περισσότερα από 15.000 κτίρια ισοπεδώθηκαν. Και αν ένας τέτοιος σεισμός χτυπήσει την Κωνσταντινούπολη;
Η Αγία Σοφία στάθηκε όρθια, αν και με επί μέρους βλάβες ασφαλώς, μετά το πέρασμα τουλάχιστον 12 μεγάλων σεισμών. Θα είναι το ίδιο «τυχερή» και στο μέλλον, αν η Κωνσταντινούπολη χτυπηθεί από τον επόμενο μεγάλο σεισμό;
Η Αγία Σοφία έχει ανεγερθεί σε μια γεωγραφική θέση φημισμένη για τη γεωφυσική, πολιτική και θρησκευτική της αστάθεια. Κατά τα τελευταία 40 χρόνια μάλιστα η Κωνσταντινούπολη έχει αποκτήσει πληθυσμό 10 εκατομμυρίων ανθρώπων (από 2 εκατομμύρια), οι περισσότεροι εκ των οποίων ζουν σε μάλλον πρόχειρα κατασκευασμένες πολυκατοικίες, χωρίς ιδιαίτερη αντισεισμική πρόβλεψη. Αντίθετα, η Αγία Σοφία παραμένει ένα από τα σημαντικότερα κτίρια της πόλης, ύψους 55 μέτρων, κατασκευασμένο μόνον από τούβλα και κονίαμα. Είναι λογικό επομένως να αναζητούν οι ιστορικοί, εδώ και δεκαετίες, τους λόγους για τους οποίους αυτό το κτίριο άντεξε στις σεισμικές καταπονήσεις και αν τελικά οι αρχιτέκτονές του είχαν προβλέψει το μεγάλο θέμα των σεισμών.
Ηδη νέα στοιχεία έχουν προκύψει από την έρευνα την οποία διεξήγαγε το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον με μοντέλα προσομοίωσης σε υπολογιστές και με χημικές αναλύσεις. Επικεφαλής της ομάδας ήταν ένας τούρκος καθηγητής Σεισμομηχανικής, ο κ. Αχμέτ Τσακμάν, με συνεργάτη τον μηχανικό κ. Ρόμπερτ Μαρκ.
Τα αποτελέσματά τους ήταν εντυπωσιακά. Και λένε σαφώς ότι, αν η Κωνσταντινούπολη χτυπηθεί από σεισμό 7,5 βαθμών της κλίμακας Ρίχτερ, η Αγία Σοφία μπορεί να σεισθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό, όμως θα μείνει όρθια ανάμεσα σε ερείπια. Γιατί όπως φάνηκε στον υπολογιστή η στατική επάρκεια του ναού προέρχεται από τον κτιριακό του πυρήνα και την αρχική κατασκευή του.
Στέμμα αψίδων
Σήμερα η Αγία Σοφία έχει καταλήξει ένα συνονθύλευμα από τρούλους, αντερείσματα, μιναρέδες και τείχους αντιστήριξης, που έχουν προστεθεί σε διάφορες εποχές εν ονόματι της θρησκείας ή για λόγους αποκατάστασης. Και παρ’ ότι όλα τα οικοδομήματα με τρούλους που χτίζονταν την εποχή εκείνη ήταν κατασκευές με θόλους επάνω σε κυλίνδρους, αντιθέτως η Αγία Σοφία είναι χτισμένη επάνω σε ένα στέμμα από αψίδες.
Οι περισσότεροι μελετητές συμφωνούν πλέον ότι οι βυζαντινοί αρχιτέκτονες πρέπει να επικεντρώθηκαν με πολύ μεγάλη προσοχή στα απλά γεωμετρικά μεγέθη και στο κλασικό πρότυπο του υπάρχοντος Πανθέου στη Ρώμη, για το οποίο ο Ρόμπερτ Μαρκ είχε κάνει ένα μοντέλο στον υπολογιστή, προτού ασχοληθεί με την Αγία Σοφία.
Ως εκείνη τη στιγμή λοιπόν οι περισσότεροι ερευνητές πίστευαν ότι τα 40 παράθυρα στην Αγία Σοφία είχαν τοποθετηθεί μόνο για την οπτική εικόνα. Η δική του έρευνα όμως έδειξε ότι προστέθηκαν εκεί για λόγους στατικούς. Γιατί έτσι αποφεύγονται οι ρωγμές. Κατά τον Μαρκ, ο Ανθέμιος και ο Ισίδωρος γνώριζαν ότι η περιοχή γύρω από τον τρούλο ούτως ή άλλως θα «ήθελε», θα είχε την τάση, να ρηγματωθεί κατά μήκος του άξονα των παραθύρων. Γι’ αυτό και χρησιμοποίησαν τα παράθυρα ως τεχνητές ρωγμές.
Βυζαντινό τσιμέντο
Αλλά και τα τούβλα και το κονίαμα θεωρείται ότι έχουν συντελέσει πολύ στη θωράκιση του ναού. Τα τούβλα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν κατά πολύ ελαφρύτερα και πιο πορώδη από εκείνα που ήταν σε χρήση εκείνη την εποχή σε άλλες κατασκευές. Ο τούρκος καθηγητής μάλιστα θεωρεί ότι είχαν ψηθεί σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από τους 750 βαθμούς Κελσίου) ώστε να επιτευχθεί η σωστή αντίδραση μεταξύ των υλικών. Παράλληλα, το κονίαμα βρέθηκε να μοιάζει πολύ με το σημερινό γνωστό τσιμέντο (Πόρτλαντ), γεγονός που εξασφαλίζει υψηλή απορροφητικότητα σε περίπτωση σεισμικών δονήσεων.
Η σχέση μάλιστα κονιάματος και τούβλου συνετέλεσε στην επιπλέον ενίσχυσή του. Γιατί οι κτίστες, προκειμένου να δουλέψουν γρηγορότερα, έβαζαν μεγαλύτερη ποσότητα κονιάματος στους αρμούς ανάμεσα στα τούβλα. «Το αποτέλεσμα είναι να συμπεριφέρονται οι αρμοί σαν ενισχυμένο τσιμέντο»,όπως λέει ο κ. Τσακμάν.
Πριν από την Αγία Σοφία οι αρχιτέκτονες έχτιζαν απλώς πολύ ισχυρά κτίρια προκειμένου να επιζήσουν από τους σεισμούς. Ο καθηγητής Αχμέτ Τσακμάν διατύπωσε την τολμηρή ιδέα ότι μπορεί ο Ανθέμιος να είχε κατασκευάσει μια μηχανή προσομοίωσης σεισμών, με αποτέλεσμα να αντιληφθεί ότι οι πιέσεις σε ένα δυναμικό σύστημα είναι ανάλογες με τη μάζα. Αρα το σχέδιό τους να χρησιμοποιήσουν ελαφρύτερα τούβλα και εύκαμπτο κονίαμα αντί για πέτρα ήταν απολύτως λογικό.
Η τελική απάντηση όμως για τη συμπεριφορά της Αγίας Σοφίας απέναντι σε έναν μεγάλο σεισμό ήρθε μετά την τοποθέτηση στο κτίριο, από τούρκους και αμερικανούς ερευνητές, πολλών μικρών αισθητήρων δόνησης από τα στοιχεία των οποίων κατασκευάστηκε το τρισδιάστατο μοντέλο στον υπολογιστή.
Σε σεισμό λοιπόν 7,5 ρίχτερ η Αγία Σοφία θα κινηθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό προς τα εμπρός και πίσω, οι κορυφές των αψίδων θα πάρουν τα μεγαλύτερα φορτία, αλλά ο τρούλος θα παραμείνει στη θέση του και η εκκλησία όρθια. Και αν ο σεισμός είναι μεγαλύτερος; Τότε η Κωνσταντινούπολη θα έχει σοβαρότερα προβλήματα να επιλύσει…