लाकडाच्या खांबांची अद्भूत रचना, ज्यामुळे व्हेनिस शहर 1600 वर्षे पाण्यावर उभं आहे

व्हेनिस म्हटलं की, डोळ्यांपुढं येतं ते पाण्यावर वसलेलं सुंदर शहर. जे सर्वांना त्याच्याकडे आकर्षित करून घेतं. व्हेनिस हे कालव्यांचं शहर म्हणूनही प्रसिद्ध आहे. पण इतकं मोठं शहर खरंच पाण्यावर कसं काय वसलं असेल? चला जाणून घेऊया.

1604 वर्ष जुनं हे शहर लाखो लाकडी खांबांवर उभं आहे. या खांबांचे अनुकूचीदार टोक जमिनीत मजबुतीने रोवले गेले आहेत. मात्र, इतकी वर्ष पाण्यात राहून हे खांब खराब का झाले नसतील? असा प्रश्न तुमच्या मनात नक्कीच आला असेल. त्याबाबतही जाणून घेऊयात.

तर हे लाकडी खांब लार्च, ओक, एल्डर, पाइन, स्प्रूस आणि एल्म यांसारख्या झाडांच्या लाकडांपासून बनवलेले आहेत. 3.5 मीटर (सुमारे 11.5 फूट) ते 1 मीटरपेक्षा कमी लांबीचे हे खांब शतकानुशतके दगडी महाल आणि उंच घंटा घरांना आधार देत आहेत.

वास्तुकला आणि तंत्रज्ञानाचं हे एक उत्तम उदाहरण म्हणता येईल. ज्यात निसर्ग आणि भौतिकशास्त्राचा अतिशय सुंदररित्या वापर करण्यात आला आहे.

व्हेनिसमध्ये असे लाखो लाकडी खांब जमिनीत दाटीवाटीने गाडले आहेत. व्हेनिसखाली जणू एक जंगलच आहे अशा खांबांचं.

आज आधुनिक इमारतींमध्ये मजबूत पाया घालण्यासाठी स्टील आणि काँक्रीटचा वापर केला जातो, तर दुसरीकडे या 'उलट्या जंगलाच्या' आधारे शतकानुशतकं व्हेनिस शहर मजबुतीने उभं आहे.

स्वित्झर्लंडच्या इटीएस (ETH) विद्यापीठातील जिओमेकॅनिक्स आणि जिओसिस्टम इंजिनियरिंगचे प्राध्यापक अलेक्झांडर प्यूझ्रिन सांगतात, "आजच्या काळात काँक्रीट किंवा स्टीलच्या पायांना साधारणपणे 50 वर्षांची हमी दिली जाते. काही वेळा ते जास्त काळही टिकतात, पण घरं किंवा औद्योगिक बांधकामांच्या मानक वयोमर्यादेनुसार त्यांचा कालावधी 50 वर्षांचा असते."

तर, व्हेनिसच्या लाकडी पायांची ही तंत्रज्ञान प्रणाली आपल्या रचनेमुळे, टिकाऊपणामुळे आणि मोठ्या प्रमाणातील बांधकामामुळे अद्भुत मानली जाते.

हे शहर नेमक्या किती खांबांवर उभं आहे, हे अचूक सांगता येणार नाही. पंरतु, एकट्या रियाल्टो पुलाखालीच 14 हजार लाकडी खांब रोवलेले आहेत. तर, सन 832 मध्ये बांधलेल्या सेंट मार्क बॅसिलिकाखाली 10 हजार ओक झाडांचा वापर करण्यात आला होता.

लाकडी खांबांचा पाया कसा रचण्यात आला?

इमारतीचा पाया तयार करताना लाकडाचे मोठे खांब शक्य तितक्या खोलवर पाणथळ जागेतल्या चिखलामध्ये रोवले गेले.

कोणतंही बांधकाम करताना ते बाहेरील भागापासून सुरू होऊन हळूहळू मध्यभागी सरकत जाई. साधारणपणे चौरस मीटर क्षेत्रफळात 9 खांब गोलाकार पद्धतीने (स्पायरल) हे खांब रोवण्यात आले.

यानंतर खांबांच्या टोकांना कापून एकसमान पृष्ठभाग तयार करण्यात आला, जो समुद्रसपाटीच्या खाली होता.

नंतर त्यावर आडव्या लाकडी फळ्या किंवा बीम ठेवल्या गेल्या, ज्यांना 'झत्तेरोनी' किंवा 'मादीएरी' म्हटलं जातं, आणि त्यावर इमारतीच्या बांधकामासाठीचे दगड ठेवले गेले.

बांधकाम आणि जहाजबांधणीसाठी पुरेसे लाकूड उपलब्ध व्हावे यासाठी व्हेनिस प्रजासत्ताकाने लवकरच आपल्या जंगलांचं संरक्षण करण्यास सुरुवात केली.

इटलीच्या नॅशनल कौन्सिल फॉर रिसर्चच्या बायोइकोनॉमी इन्स्टिट्यूटमधील संशोधन संचालक निकोला मक्कियोनी सांगतात, "व्हेनिसने सिल्व्हिकल्चरची (वृक्ष लागवडीची) संकल्पना विकसित केली होती."

लाकडी खांबांवर पायाभरणी करणारे व्हेनिस हे काही एकमेव शहर नाही, परंतु काही प्रमुख वैशिष्ट्ये आहेत जी या शहराला खास बनवतात.

अ‍ॅमस्टरडॅम हे देखील असेच एक शहर आहे जे अंशतः लाकडी खांबांवर बांधले गेले आहे. मात्र, त्याच्या बांधकामासाठी वापरलेले खांब थेट खडकापर्यंत पोहोचतात आणि एखाद्या उंच स्तंभाप्रमाणे किंवा लांब टेबलाच्या पायांसारखे काम करतात.

"जेव्हा खडक पृष्ठभागाच्या जवळ असतो, तेव्हा ही पद्धत उत्तम काम करते", असं अमेरिकेतील इलिनॉय विद्यापीठातील आर्किटेक्चरचे प्राध्यापक थॉमस लेस्ली सांगतात.

मिशिगन लेकच्या किनाऱ्यावर, जिथे ते राहतात, तिथे खडक जमिनीपासून सुमारे 100 फूट (30 मीटर) खोल असल्याचं त्यांनी सांगितलं.

लेस्ली म्हणाले, "इतक्या लांब झाडांचे खांब मिळवणं कठीण असल्याने 1880 च्या दशकात शिकागोमध्ये लोकांनी झाडांची दोन खोडं एकावर एक ठेवून पाया बनवण्याचा प्रयत्न केला, पण ही पद्धत यशस्वी झाली नाही. अखेर त्यांना लक्षात आलं की खरी ताकद ही माती आणि खांब यांच्यातील घर्षणात (friction) आहे.

त्यामुळे जितके जास्त खांब एकाच ठिकाणी रोवले जातील तितकंच जास्त घर्षण निर्माण होईल आणि इमारतीचा पाया मजबूत होईल.

या तंत्रज्ञानाला वैज्ञानिक भाषेत हायड्रोस्टॅटिक प्रेशर म्हणतात.

थॉमस लेस्ली यांच्या मते, जेव्हा अनेक खांब एकमेकांच्या जवळजवळ रोवले जातात, तेव्हा माती त्यांना घट्ट पकडून ठेवते.

व्हेनिसच्या लाकडी खांबांची रचना देखील याच सिद्धांतावर आधारित आहे. हे खांब खडकापर्यंत पोहोचत नाहीत, परंतु मातीतील घर्षणामुळे इमारतींना आधार देतात. ही पद्धत खूप जुनी आहे.

पहिल्या शतकातील रोमन अभियंता आणि वास्तुविशारद विट्रुवियस यांनीही या तंत्राचा उल्लेख केला आहे. रोमन लोक पूल बांधण्यासाठी पाण्यात बुडवलेल्या लाकडी खांबांचा वापर करत असत.

चीनमध्येही वॉटर गेट्स याच पद्धतीने बांधले जात.

अॅझटेक लोकांनी मेक्सिको सिटीमध्ये हीच पद्धत अवलंबली होती, नंतर स्पॅनिश विजेत्यांनी त्यांची प्राचीन नगरी उद्ध्वस्त करून त्या ठिकाणी कॅथोलिक कॅथेड्रल उभारले.

प्यूझ्रिन सांगतात, "अॅझटेक लोकांना त्यांच्या भागातील वातावरणानुसार बांधकाम कसं करावं हे स्पॅनिश लोकांपेक्षा कितीतरी पटीने चांगलं ठाऊक होतं. मात्र, विजयानंतर स्पॅनिशांनी जे कॅथेड्रल बांधलं, ते आता हळूहळू धसत चाललं आहे."

प्यूझ्रिन ईटीएचमध्ये एक अभ्यासक्रम शिकवतात, ज्यात प्रसिद्ध भू- तंत्रज्ञानातील (जिओ-टेक्निकल) अपयशांच्या उदाहरणांचा अभ्यास केला जातो.

त्यांच्या मते, "मेक्सिको सिटीतील हे कॅथेड्रल आणि संपूर्ण शहर म्हणजे पायाभूत रचनेशी संबंधित प्रत्येक चुकांचं जिवंत उदाहरण आहे."

पाण्यातील लाकडी खांब कुजत का नाही?

सुमारे 1500 वर्षांहून अधिक काळ पाण्याखाली असूनही व्हेनिसचा पाया मजबूत आहे. या शहराचा आधार असलेली लाकडी खांबं इतकी वर्ष पाण्याखाली असूनही सडत का नसावी?

याचा पत्ता लावण्यासाठी पादोवा आणि व्हेनिस विद्यापीठांच्या संयुक्त संशोधन टीमने सुमारे सुमारे दहा वर्षांपूर्वी या शहराचा पाया असलेल्या लाकडी खांबांच्या स्थितीचा अभ्यास केला.

त्यांनी 1440 मध्ये बांधलेल्या फ्रारी चर्चच्या घंटाघराची तपासणी केली. हे घंटाघट एल्डर लाकडाच्या खांबांवर उभं आहे.

फ्रारी चर्चचं हे घंटाघर दरवर्षी सुमारे 1 मिलीमीटरने खाली धसत (बुडत) चाललंय, आतापर्यंत सुमारे 60 सेंटीमीटरपर्यंत आत गेलंय.

मक्कियोनी सांगतात, "घंटाघरांचं वजन चर्च किंवा इतर इमारतींपेक्षा कमी जागेत केंद्रित असते, त्यामुळे ते लवकर बुडतात, अगदी उंच टाचांच्या शूजप्रमाणे."

टीमला आढळून आलं की या लाकडांचं काही प्रमाणात नुकसान झालं असलं तरी पाणी, माती आणि लाकूड या तिघांच्या परस्पर संयोगामुळे या लाकडी खांबांचा पाया अजूनही मजबूत स्थितीत आहे.

तसेच, लाकूड ऑक्सिजनमुक्त (अ‍ॅनारोबिक) अवस्थेत असल्याने कुजत नाही, हा समजही त्यांनी खोडून काढला.

खरं तर, बॅक्टेरिया ऑक्सिजन नसतानाही लाकडावर हल्ला करतात, पण त्यांचा परिणाम बुरशी किंवा कीटकांपेक्षा खूपच हळूवार असतो.

शिवाय पाणी लाकडातील पेशींना (cells) भरून ठेवतं, ज्यामुळे लाकडाचा आकार आणि ताकद कायम राहते.

भविष्यासाठीची शिकवण

19व्या आणि 20व्या शतकात पायाभरणीसाठी लाकडी खांबांऐवजी सिमेंटचा वापर सुरु झाला. पण अलिकडच्या काळात, लाकडापासून बांधकाम करण्याचा ट्रेंड पुन्हा वाढला आहे . आता गगनचुंबी इमारती देखील लाकडापासून बांधल्या जात आहेत.

प्रोफेसर थॉमस लेस्ली म्हणतात, "आज लाकडाला पुन्हा आधुनिक आणि विशेष बांधकाम साहित्य म्हणून पाहिलं जातं, आणि त्यामागे योग्य कारणंही आहेत."

लाकूड कार्बन शोषून घेतं, नैसर्गिकरित्या नष्ट होतं आणि त्याच्या लवचिक रचनेमुळे ते भूकंप प्रतिरोधकदेखील मानलं जातं.

प्रोफेसर प्यूझ्रिन म्हणतात, लाकडांख्या खांबांवर वससेलं व्हेनिस हे काही एकमेव शहर नाही. मात्र, हे एकमेव शहर आहे ज्याच्या बांधकामात घर्षण-आधारित तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणात वापर करण्यात आला आणि ते आजही पूर्णपणे सुरक्षित, मजबूत आणि अविश्वसनियरित्या सुंदर आहे.

ते पुढे म्हणतात, "या शहरातल्या इमारती अशा लोकांनी बांधल्या होत्या ज्यांना सॉइल मेकॅनिक्स, जिओ-टेक्निकल इंजिनियरिंगची माहिती नव्हती. मात्र, तरीही त्यांनी असं काही निर्माण केलं ज्याचं आपण आज स्वप्न पाहतो. परंतु, ते आपल्या नजरेसमोर साक्षात उभं आहे आणि जे हजारो वर्षानंतरही टिकून आहे.

(या लेखात वापरलेली छायाचित्रे केवळ कलात्मक उद्देशाने तयार करण्यात आली आहेत. व्हेनिस शहराच्या पायाशी असलेले लाकडी खांब अतिशय दाटीने लावलेली आहेत.)

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन.)