Лава як будматеріал: вчені пропонують використати вулканічні потоки

Будівельна галузь залишається одним з найбільших джерел викидів парникових газів у світі, відповідаючи щонайменше за третину глобальних викидів. Група вулканологів з обсерваторії Ламонт-Доерті при Колумбійському університеті запропонувала незвичайне рішення цієї проблеми — використання лави як будівельного матеріалу.

Проект під назвою «Lavaforming» розроблений архітектурною студією s.ap architects у співпраці з дослідницькою групою під керівництвом професора Ейнат Лев. Концепція передбачає використання лавових потоків, подібних до тих, що регулярно спостерігаються на півострові Рейк'янес в Ісландії, для створення сталих будівельних матеріалів цілих міст.

Попередні розрахунки показують вражаючий потенціал цієї ідеї. Якби лише десять відсотків лави, що вилилася під час виверження вулкана Фаградальсф'ялл в Ісландії у 2021 році, було сформовано у структурні елементи, цього вистачило б для будівництва понад десяти тисяч триповерхових будівель. Ці цифри демонструють величезний невикористаний потенціал лави як будівельного матеріалу.

У рамках співпраці команда VICTOR з обсерваторії Ламонт працювала разом з технологом проекту Lavaforming Джеком Армітеджем. VICTOR являє собою хмарну кіберінфраструктуру для вулканології, створену для моделювання вулканічних процесів. Дослідники використовували комплекс інструментів для симуляції того, як лава може протікати через архітектурні форми гіпотетичного заводу з формування лави та взаємодіяти з ними.

Моделювання виявилося складним завданням, особливо через круті межі та вузькі жолоби, передбачені в проекті. Однак команді вдалося подолати ці перешкоди та створити науково обгрунтовані анімації, які демонструють ціле місто, побудоване з сформованої лави.

Платформа VICTOR надає спільноті вулканологів можливості для проведення симуляцій та інших обчислень, пов'язаних з магматичними та вулканічними процесами. Система працює в середовищі, що підтримує програмне забезпечення з відкритим кодом та сприяє співпраці між дослідниками. Окрім моделювання лавових потоків, платформа дозволяє користувачам симулювати широкий спектр вулканічних явищ, включаючи розповсюдження газів та попелу, хімічну еволюцію магми всередині вулкана.

Користувачі також отримують доступ до онлайн-баз даних топографії, супутникових знімків та іншої геопросторової інформації. Це робить платформу потужним інструментом для комплексного вивчення вулканічних процесів та їх потенційного використання в практичних цілях.

Проект Lavaforming наразі експонується в Ісландському павільйоні на Венеційській бієнале архітектури. Ця виставка демонструє, як наукові дослідження можуть поєднуватися з архітектурними інноваціями для створення рішень глобальних екологічних проблем.

Хоча концепція може здаватися футуристичною, вона базується на реальних можливостях. Лава як природний матеріал має унікальні властивості, які можуть зробити її привабливою альтернативою традиційним будівельним матеріалам. Використання лави потенційно може значно зменшити вуглецевий слід будівельної індустрії, оскільки не потребує енергоємних процесів виробництва, характерних для цементу та сталі.

Дослідження також відкриває нові перспективи для регіонів з активною вулканічною діяльністю, де лава може стати місцевим ресурсом для будівництва. Це особливо актуально для островних держав та регіонів, де транспортування традиційних будівельних матеріалів є дорогим та екологічно шкідливим процесом.