Когда в мире просыпается очередной вулкан и в новостях показывают оранжевые лавовые потоки, медленно стекающие по склонам, многие задаются вопросом: а почему человечество до сих пор не изобрело никакой защиты от извержения?
Да, мы не способны повлиять на струи дыма и тучи пепла, поднимающиеся в небо. Но лава — ее-то в чем проблема остановить, ведь она течет по земле и при этом довольно медленно. Да, лава горячая, но неужели человечество не придумало никаких современных материалов, из которых можно сделать стенки вокруг городов у подножия вулканов? Почему в Исландии и Японии на Филиппинах и Гавайях при начале движения лавы эвакуируют целые города, стоящие на ее пути? Мы что бессильны против расплавленной стихии?
Разбомбить
Короткий ответ: да, бессильны. А чтобы ответить более развернуто, стоит рассмотреть все способы, которые перепробовали люди в попытках остановить поток лавы. Первыми были гавайцы в 1935 году. Гавайский архипелаг — вообще, довольно опасное место, на его земле действует 129 вулканов. Один из самых больших называется Мауна-Лоа, и на его северо-восточном склоне находится город Хило, который часто страдает от извержений. В 1935 году возникла вполне реальная опасность уничтожения города от потока лавы, которая двигалась прямо на него.
Тогда директор Гавайской вулканической обсерватории Томас Джаггар предложил разбомбить лавовые трубки. Трубки — это невидимые глазу каналы, по которым часто движется лава. Они образуются из-за того, что верхние слои лавового потока остывают и затвердевают, становясь надежной изоляцией для внутренних слоев. В итоге, когда извержение заканчивается, под коркой застывшей лавы остаются пустоты-каналы, которые служат своеобразной «направляющей» в случаях нового извержения.
Лава Мауна-Лоа в прошлом сформировала такие трубки, которые вели поток как раз в направление города. Поэтому геолог Джаггар здраво, как ему казалось, рассудил, что если разбомбить такие трубки, то лава начнет двигаться хаотично, растекаться по склону, быстро затвердевать и в итоге просто не дойдет до Хило.
Но, как писал Лев Толстой, «гладко было на бумаге…» В реальности же 40 сброшенных с самолета бомб не оказали особого эффекта на движение лавы. Во-первых, попасть с высоты бомбой в место, где под застывшей коркой находится лавовая трубка, было совсем непросто. А во-вторых, лава, даже лишившись своего защищенного и уютного канала, все равно продолжала медленно ползти по склону горы в направлении Хило.
В тот год вулканический поток до города не дошел. Джаггар приписал заслугу своей идее, но на самом деле на момент бомбежки извержение Мауна-Лоа заканчивалось, и лава остановилась по естественным причинам.
Охладить
Кажется, что охладить медленно движущийся поток — прекрасная идея, особенно если рядом располагаются неограниченные запасы воды, как, например, в Исландии.
Именно там в 1973 году провели самый известный эксперимент по охлаждению лавы. На небольшом острове Хеймаэй вулканический поток, угрожавший городу Вестманнаэйяр, поливали из водометов морской водой. Помпы поставили на суда, стоявшие в гавани, протянули шланги и принялись охлаждать вулканическую массу, которая вплотную подобралась к городским окраинам.
Расчет был очевидным: горячий расплав превратится в камень и не сможет двигаться. Но на деле все обернулось так, как 40 лет назад на Гавайях — усилия ни к чему не привели, а огненный поток застыл из-за того, что закончилось извержение. Вода не смогла полностью остановить лаву, она лишь замедлила ее, ибо температура расплава достигает 1000–1100°С — струи испарялись, даже не долетев до раскаленной поверхности.
Остановить
Возвести на пути лавы искусственное препятствие кажется еще одним очевидным выходом. Но из чего его строить? Бетон отбрасываем сразу, так как он теряет прочность при 300–400 градусах, а при 600°С начинает разрушаться. Огнеупорный бетон может выдержать температуру, но он не перенесет давление. Сталь и сплавы теряют прочность при температуре уже 500–600°С и сварные швы при этом разрушаются первыми. Есть еще композитные материалы, но тут встает другой фактор — инерция.
Возьмите пустую тележку в супермаркете. Ее легко толкнуть, но так же легко и остановить — достаточно небольшого усилия, например ноги. А теперь представьте полную тележку: толкнуть ее, чтобы она покатилась, уже трудно. И еще труднее остановить, когда телега мчится в сторону прилавка с алкоголем. Здесь никакая нога не поможет — авария и ущерб гарантированы.
Так и с лавой. Пусть скорость ее движения небольшая, и от потока можно не то что убежать, а спокойно уйти пешком. Но инерция этой массы (а лава плотнее воды примерно в 4 раза) такова, что никакие стенки, баррикады, или чего хуже, мешки с песком, тут не помогут.
Давление и температура — эта парочка способна творить чудовищные разрушения. Любой материал, которым мы пытались бы сдержать лаву, будет плавиться, трескаться или разрушаться под её массой. Лава словно игнорирует все, что мы ставим на её пути: она давит, обжигает, разъедает и продвигается дальше. И даже если поток кажется медленным и «безобидным», его сила — сочетание массы, давления и температуры — делает попытки остановить его почти бессмысленными.
Перенаправить
А вот этот способ может сработать. В 1983 году очередное извержение вулкана Этна грозило уничтожить три города. Инженерные службы в попытке отвести поток возвели три стены из земли и камней.
На самом деле прочнее и лучше материала, чем земля, для борьбы с лавой нет — если, конечно, говорить не об остановке потока, а о его перенаправлении. Земля не способна остановить лаву навсегда: глина, песок, гумус, органические остатки — всё, из чего состоит почва, просто выгорает под действием температуры расплава. Однако если земляной вал будет достаточно широк (не менее 15 метров) и обладать пологим склоном, то давление лавы распределится и такая преграда сможет увести поток в сторону от населённых пунктов.
На Этне в 1983 году именно так и поступили. Три стены из земли и камня сработали как надо. Через первую высотой около 10 метров лава перевалила, но вторая, 18-метровая, заставила поток изменить направление. Пока вал держался, лава пробила себе новый путь, который не угрожал населенным пунктам. Через день стена всё же поддалась, но поток встретил третью преграду и снова изменил траекторию, обходя населенные пункты.
Города спасли, но представьте объем работы, которую пришлось провести: построить три земляных стены больших размеров в сжатые сроки — это настоящая гонка с природой на время.
Однако такой способ взяли на вооружение в Японии, только не для решения проблемы в пожарных темпах, а для планирования будущих потоков. На примере вулкана Сакурадзима это особенно хорошо видно. Десятилетиями вокруг него наращивали целую сеть валов и каналов. В результате лава, попав в такой коридор, не упирается в преграду, а словно «принимается» рельефом, постепенно охлаждаясь, теряя энергию и замедляясь.
Выход есть: уходить
Но перенаправление лавы — это не панацея. Во-первых, после каждого извержения инфраструктуру приходится ремонтировать и отстраивать заново. Во-вторых, предсказать направление движения расплава, его количество и химический состав невозможно. Бывали и такие случаи, что лавовый поток давил и сметал преграды, словно скорлупки, а рвы и каналы просто не замечал, наполняя их собой.
Поэтому, несмотря на всю продвинутость инженерной мысли, единственным действенным способом спастись от надвигающегося раскаленного потока является эвакуация населения. Что бы не изобретали люди, а лава будет идти своим путем, и никакая техническая мысль ее не остановит. Человеческая хитрость лишь помогает выиграть время, но спасение всегда в движении: уходить, пока можно. Все остальное — лишь попытка отсрочить неизбежное.
Откуда вообще берется эта лава? Понятно, что из внутренностей вулкана, а там она как появилась? И если уж продолжать линейку наивных вопросов, то почему вулкан — это обязательно гора? 👇
