Науковці довели ефективність земляних бар'єрів для захисту від вулканічної лави

Науковці здійснили революційний прорив у захисті від вулканічних загроз, вперше довівши ефективність простих земляних бар'єрів для стримування та відведення потоків лави. Експеримент, проведений під час виверження вулкана Фаградальсфьядль в Ісландії 2021 року, докорінно змінив підходи до захисту населених пунктів від вулканічної небезпеки.

Коли в березні 2021 року вулкан Фаградальсфьядль прокинувся після 800 років сну, це створило унікальну можливість для наукового дослідження. Під керівництвом професорки Фйоли Гудрун Сігтріггсдоттір команда інженерів та науковців розпочала масштабний експеримент із випробування земляних захисних споруд.

За допомогою бульдозерів та екскаваторів дослідники збудували три дамби та два відвідні бар'єри, використовуючи місцеві матеріали — ґрунт та вулканічний гравій. Результати перевершили очікування: найбільша дамба затримала просування лави на період до 16 днів, а відвідні бар'єри успішно спрямували потоки в безпечному напрямку від вразливих територій.

Дослідження виявило важливі особливості взаємодії різних типів лави із захисними спорудами. Зокрема, лава типу «аа» (грудкувата, блокова) значно потовщується за бар'єрами, при цьому свіжа лава тече під охолодженою зовнішньою кіркою, створюючи значний тиск. Натомість лава типу «пахоехое» (гладка, текуча) накопичується шарами і може зрештою перелитися через бар'єри або обійти їх, хоча при повільному русі завдає менше шкоди.

Практичне застосування цих відкриттів не забарилося. Вже у 2023 році, коли вулканічна активність загрожувала рибальському містечку Гріндавік та розташованій поблизу геотермальній електростанції, ісландська влада оперативно застосувала розроблені методи. Будівельні бригади, працюючи цілодобово, звели масивні земляні бар'єри заввишки до 10 метрів та завширшки 40 метрів в основі.

Ефективність цих захисних споруд була переконливо доведена під час подальших вивержень у грудні 2023 року та січні 2024 року. Попри те, що одна з тріщин перетнула частину захисного бар'єру, місто зазнало мінімальних пошкоджень порівняно з потенційним повним руйнуванням.

Будівництво захисних споруд поблизу активних вулканів створює надзвичайні виклики для будівельників. Команди змушені працювати в небезпечних умовах, стикаючись із токсичними газами, екстремальною спекою та постійною загрозою раптових вивержень. Проте досвід, набутий під час експерименту 2021 року, допоміг підготувати команди до роботи в таких складних умовах.

Особлива цінність цього підходу полягає в його доступності. На відміну від високотехнологічних рішень, земляні бар'єри можна швидко звести за допомогою місцевих матеріалів та стандартного будівельного обладнання, що є критично важливим за умов обмеженого часу та ресурсів.

Півострів Рейк'янес в Ісландії увійшов у новий період вулканічної активності у 2021 році після століть спокою. Науковці прогнозують, що ця активність може тривати до 300 років, створюючи загрозу для 30 тисяч мешканців півострова, що становить приблизно 8% населення Ісландії.

Вулканічні системи півострова, які мовчали майже 800 років перед пробудженням, створили нову реальність, що вимагає інноваційних захисних заходів. З грудня 2023 року в регіоні відбулося кілька вивержень, деякі з яких тривали місяцями, створюючи постійну загрозу для громад та інфраструктури.

Досвід використання земляних бар'єрів в Ісландії створює важливий прецедент для громад по всьому світу, які стикаються з подібними загрозами. Від Гаваїв до Італії, методи, відпрацьовані в Ісландії, можуть допомогти захистити життя людей, їхні домівки та критично важливу інфраструктуру від наймогутніших сил природи.

Хоча дослідники застерігають, що жоден захист не може бути абсолютним, бар'єри найкраще працюють як частина комплексної стратегії управління ризиками, яка включає раннє виявлення загроз, плани евакуації та постійні наукові дослідження. У світі, де природні загрози стають все більш непередбачуваними, ці прості, але ефективні бар'єри нагадують нам, що іноді найпотужніші рішення можуть бути найбільш елементарними.