Mieszkańcy Grindavíku na Islandii w nocy z 18 grudnia 2023 roku doświadczyli sceny, o której nie mogli nawet marzyć. Po tygodniach intensywnych trzęsień ziemi otworzyła się ogromna szczelina wulkaniczna wyrzucająca fontanny lawy na wysokość stu metrów.
Temperatura i gęstość roztopionej skały
Kontrolowanie przepływu tak potężnej siły natury jest niezwykle trudne, ponieważ lawa osiąga temperaturę około 1200 stopni Celsjusza. Jest to ciepło przekraczające cztery razy maksymalną wartość standardowego piekarnika kuchennego i promieniuje z kilku kilometrów kwadratowych powierzchni.
Przy tak ekstremalnych warunkach termicznych roztopiona skała zapala lub topi większość obiektów na swojej drodze. Jej przepływ jest dodatkowo utrudniany przez dużą masę oraz gęstość, która sprawia, że lawa zachowuje się jak ciężkie ciało stałe płynące pod własnym ciężarem.
Czynniki ułatwiające opanowanie lawy
Należy jednak pamiętać o dwóch kluczowych czynnikach, które dają ludziom szansę na reakcję. Po pierwsze lawa stopniowo stygnie i stwardnieje po osiągnięciu temperatury około 600 stopni Celsjusza.
- Proces ten zazwyczaj zachodzi samoczynnie w ciągu kilku godzin, chyba że trwający wybuch podtrzymuje przepływ roztopu.
Po drugie lawa porusza się z prędkością poniżej jednego kilometra na godzinę. Ta relatywnie wolna dynamika daje mieszkańcom wystarczająco dużo czasu na ewakuację oraz wdrożenie różnych rozwiązań inżynieryjnych.
Historia eksperymentów z bombami
Jedną ze starszych, choć dziś kwestionowanych strategii była walka z lawą za pomocą bomb. Thomas Jagger, pierwszy dyrektor Obserwatorium Wulkanicznego na Hawajach, popierał tę metodę podczas wybuchu wulkana Mauna Loa w 1935 roku.
Koniec wojny oraz zagrożenie dla miasta Hilo skłoniły amerykańskie Korpus Lotnicze Armii do zrzuconia dwudziestu bomb na płynącą lawę. Sześć dni po operacji przepływ faktycznie ustał, co w tamtym czasie uznano za sukces.
Dzisiejsza większość wulkanologów jednak uważa, że czasowanie było jedynie przypadkowe i bomby nie miały trwałego wpływu na strukturę lawy. Eksperci wierzą, że wybuchy tylko tymczasowo przesunęły ciecz, tworząc krater, który płynąca lawa szybko uzupełniła.
Chłodzenie wody jako skuteczna metoda
Może bardziej oczywistym i sprawdzonym rozwiązaniem jest chłodzenie lawy wodą. Ze względu na niską przewodność cieplną roztopionej skały wymaga to ogromnej ilości medium, ale nie powstrzymało to rządu islandzkiego w 1973 roku.
Gdy wulkan Eldfell wybuchł i lawa zaczęła spływać w stronę portu w Heimaey, rozpoczęto wysiłki o wysokim stopniu koordynacji. Pompaowano sześć milionów metrów sześciennych wody morskiej na przepływ lawy.
To wystarczająco dużo, aby wypełnić 2400 basenów pływackich o rozmiarach olimpijskich. W szczytowym momencie wysiłków dotyczących zarządzania tym wybuchem trwającym sześć miesięcy pracowało zmianowo dobowo siedemdziesiąt pięć osób.
Bariery ziemne jako alternatywa
Regiony oddalone od wybrzeża wymagają innych obron, takich jak duże bariery ziemne. Zazwyczaj wykonane z materiałów takich jak piasek, glina czy wulkaniczny żwir te struktury mogą skutecznie odwracać przepływy lawy od obszarów zaludnionych.
Na przykład gdy we Włoszech wybuchł w 1983 roku wulkan Etna pracownicy użyli 750 tysięcy metrów sześciennych materiału. Równoważne to było dwadzieścia pięciu tysiącom ładunkom ciężarówek potrzebnych do wzniesienia czterech dużych barier.
Ludzie Grindavíku podjęli podobne podejście po wybuchu w 2023 roku, budując bariery o wysokości dwudziestu pięciu metrów. Skutecznie odwróciły one lawę z wielu wybuchów i chroniły infrastrukturę miasta.
Ponieważ odwrócona lawa podnosi poziom gruntu podczas spływu te bariery musiały być stale wzmacnianie w miarę rozwoju zagrożenia. Taka determinacja pozwala na bezpieczne życie nawet przy aktywności geologicznej.