Этот архитектор хочет построить города из лавы

Арнхильдур Палмадоттир было около трех лет, когда она увидела красное небо из окна своей гостиной. Примерно в 25 милях от того места, где она жила, на северо-восточном побережье Исландии, извергался вулкан. Хотя он не представлял непосредственной угрозы, его зловещее присутствие просочилось в ее подсознание, наполняя ее сны полосками света в ночном небе.

Пятьдесят лет спустя эти «мрачные, странные сны», как теперь их описывает Пальмадоттир, привели к карьере архитектора с необычной миссией: обуздать расплавленную лаву и построить из нее города.

Сегодня Палмадоттир живет в Рейкьявике, где руководит собственной архитектурной студией S.AP Arkitektar и исландским филиалом датской архитектурной компании Lendager, которая специализируется на повторном использовании строительных материалов.

Архитектор считает, что лава, которая вытекает из одного извержения, может дать достаточно строительного материала, чтобы заложить фундамент целого города. Она изучала эту возможность более пяти лет в рамках проекта, который она называет Lavaforming. Вместе со своим сыном и коллегой Арнаром Скарфединссоном она определила три потенциальных метода: бурение прямо в магматических карманах и извлечение лавы; направление расплавленной лавы в заранее вырытые траншеи, которые могли бы сформировать фундамент города; или 3D-печать кирпичей из расплавленной лавы с помощью техники, похожей на то, как объекты можно печатать из расплавленного стекла .

Палмадоттир и Скарфединссон впервые представили концепцию во время выступления на фестивале DesignMarch в Рейкьявике в 2022 году. В этом году они снимают спекулятивный фильм, действие которого происходит в 2150 году в воображаемом городе под названием Элдборг. Их фильм под названием Lavaforming рассказывает о жизни жителей Элдборга и о том, как они научились использовать расплавленную лаву в качестве строительного материала. Он будет представлен на Венецианской биеннале, ведущем архитектурном фестивале, в мае.

Здания и строительные материалы, такие как бетон и сталь, в настоящее время вносят ошеломляющий вклад в 37% годовых выбросов углекислого газа в мире. Многие архитекторы выступают за использование природных или уже существующих материалов, но смешивание земли и воды в форме — это одно, а возня с лавой температурой 2000 °F — это совсем другое.

Тем не менее, Палмадоттир копирует исследования, которые уже проводятся в Исландии, где есть 30 действующих вулканов. С 2021 года извержения усилились на полуострове Рейкьянес, который находится недалеко от столицы и таких популярных туристических мест, как Голубая лагуна. Только в 2024 году в этом районе произошло шесть вулканических извержений. Такая частота дала вулканологам возможность изучить, как ведет себя лава после извержения вулкана. «Мы пытаемся следовать за этим зверем», — говорит Гро Биркефельдт М. Педерсен, вулканолог из Исландского метеорологического управления (ИМО), которая несколько раз консультировалась с Палмадоттир. «Происходит так много всего, и мы просто пытаемся наверстать упущенное и быть готовыми».

Концепция Палмадоттира предполагает, что через много лет вулканологи смогут достаточно точно прогнозировать поток лавы, чтобы города могли планировать ее использование в строительстве. Они будут знать, когда и где рыть траншеи, чтобы при извержении вулкана лава текла в них и застывала либо в стенах, либо в фундаментах.

Сегодня прогнозирование потоков лавы — сложная наука, которая требует технологии дистанционного зондирования и огромного количества вычислительной мощности для запуска моделирования на суперкомпьютерах. IMO обычно запускает два моделирования для каждого нового извержения — одно на основе данных предыдущих извержений, а другое на основе дополнительных данных, полученных вскоре после извержения (из различных источников, таких как специально оборудованные самолеты). С каждым событием команда накапливает больше данных, что делает моделирование потока лавы более точным. Педерсен говорит, что еще предстоит провести много исследований, но она ожидает «большого прогресса» в течение следующих 10 лет или около того.

Для проектирования предполагаемого города Элдборг для своего фильма Палмадоттир и Скарфединссон использовали программное обеспечение для 3D-моделирования, похожее на то, что Педерсен использует для своих симуляций. Город в основном построен на сети траншей, которые были заполнены лавой в ходе нескольких извержений, а здания построены из лавовых кирпичей. «Мы позволим природе спроектировать здания, которые появятся», — говорит Палмадоттир.

Эстетика города, который они себе представляют, будет менее модернистской и более фантастической — немного «как Саграда Фамилия [Гауди]», — говорит Палмадоттир. Но эстетический результат на самом деле не главное; цель архитекторов — оживить архитекторов сегодня и вызвать неотложную дискуссию о влиянии изменения климата на наши города. Она подчеркивает ценность того, что можно описать только как мышление «лунного полета». «Я думаю, что архитекторам важно не быть только в настоящем», — сказала она мне. «Потому что если мы будем только в настоящем, работая внутри системы, мы ничего не изменим».

Палмадоттир родилась в 1972 году в Хусавике, городе, известном как столица наблюдения за китами в Исландии. Но ее больше интересовали космос и технологии, и она много времени проводила в полетах со своим отцом, инженером-строителем, у которого был небольшой самолет. Она считает, что его работа стала причиной ее любопытства к науке и «как все устроено» — наклонности, которая оказалась полезной позже, когда она начала исследовать вулканы. Как и тот факт, что исландцы «учатся жить с вулканами с рождения». В 21 год она переехала в Норвегию, где провела семь лет, работая в сфере 3D-визуализации, прежде чем вернуться в Рейкьявик и поступить на архитектурную программу в Исландском университете искусств. Но все не складывалось, пока она не переехала в Барселону, чтобы получить степень магистра в Институте передовой архитектуры Каталонии. «Я помню, как была там и наконец почувствовала, что я оказалась в нужном месте», — говорит она.

Раньше архитектура казалась товаром, а архитекторы — «рабами инвестиционных компаний», говорит она. Теперь это казалось путем с потенциалом.

Лава оказалась прочным и долговечным строительным материалом, по крайней мере в твердом состоянии. Чтобы исследовать ее потенциал, Палмадоттир и Скарпхединссон представляют себе город, построенный на сети траншей, которые заполнились лавой в ходе нескольких извержений, а здания построены из лавовых кирпичей.

В 2009 году она вернулась в Рейкьявик и работала архитектором, пока в 2018 году не основала S.AP (для «студии Arnhildur Pálmadóttir») Arkitektar; ее сын начал работать с ней в 2019 году и официально присоединился к ней в качестве архитектора в этом году, после окончания Южнокалифорнийского института архитектуры.

В 2021 году пара стала свидетелем своего первого извержения вблизи вулкана Фаградалсфьялл на полуострове Рейкьянес. Именно там Палмадоттир узнал о колоссальном количестве материала, текущего по венам планеты, и о возможности направить его в каналы.

Лава уже доказала, что является прочным, долговечным строительным материалом — по крайней мере, в твердом состоянии. Когда она остывает, она затвердевает в вулканическую породу, такую ​​как базальт или риолит. Тип породы зависит от состава лавы, но базальтовая лава — вроде той, что встречается в Исландии и на Гавайях — образует одну из самых твердых пород на Земле, а это значит, что сооружения, построенные из этого типа лавы, будут прочными и устойчивыми.

В течение многих лет архитекторы в Мексике, Исландии и на Гавайях (где лава широко доступна) строили сооружения из вулканической породы. Но добыча этой породы — энергоемкий процесс, требующий тяжелых машин для ее извлечения, резки и транспортировки, часто на большие расстояния, что оставляет большой углеродный след. Однако использование лавы в ее расплавленном состоянии может открыть новые методы устойчивого строительства. Джеффри Карсон, почетный профессор Сиракузского университета, специализирующийся на вулканической активности и являющийся соучредителем проекта «Лава в Сиракузском университете», согласен с тем, что лавы достаточно много, чтобы заслуживать интереса как строительного материала. Чтобы понять, как она себя ведет, Карсон провел последние 15 лет, выполняя более тысячи контролируемых заливок лавы из гигантских печей. Если мы выясним, как наращивать ее прочность по мере остывания, говорит он, «у этого материала большой потенциал».

В своем исследовании Карсон обнаружил, что вставка металлических стержней в поток лавы помогает уменьшить неравномерное охлаждение, которое может привести к термическому растрескиванию, и, следовательно, делает материал прочнее (немного похоже на арматуру в бетоне). Как и стекло и другие расплавленные материалы, лава ведет себя по-разному в зависимости от того, насколько быстро она остывает. Когда стекло или лава остывают медленно, начинают формироваться кристаллы, укрепляющие материал. Воспроизведение этого процесса — возможно, в печи — может замедлить скорость охлаждения и позволить лаве стать прочнее. Такого рода контролируемое охлаждение «легко осуществить на небольших предметах, таких как кирпичи», — говорит Карсон, поэтому «не невозможно сделать стену».

Палмадоттир ясно видит стоящие перед ней задачи. Она знает, что методы, которые она и Скарфединссон изучают, могут не привести ни к чему ощутимому в их жизни, но они все еще верят, что волновой эффект, который проекты могут создать в архитектурном сообществе, стоит того, чтобы им заняться.

И Карсон, и Педерсен предупреждают, что для изучения потенциала этого материала необходимо провести больше экспериментов. По мнению Скарпхединссона, этот потенциал выходит за рамки строительной отрасли. Более 12 лет назад исландцы проголосовали за то, чтобы природные ресурсы острова, такие как вулканы и рыболовные водоемы, были объявлены национальной собственностью. Это означает, что любой город, построенный из лавы, вытекающей из этих вулканов, будет контролироваться не состоятельными людьми или компаниями, а самой страной. (Референдум был признан незаконным почти сразу после того, как его одобрили избиратели, и с тех пор застопорился .)

Для Скарпхединссона проект Lavaforming не столько касается материала, сколько «политических последствий, которые выходят на поверхность с этим материалом». «Это то изменение, которое я хочу видеть в мире», — говорит он. «Это может заставить нас пойти на радикальные изменения и стать катализатором чего-то» — возможно, социального мегаполиса, где граждане имеют больше права голоса в том, как используются ресурсы, а прибыль распределяется более равномерно.

Циники могут отвергнуть идею использования лавы как чистую глупость. Но чем больше я говорил с Палмадоттир, тем больше убеждался. Это был бы не первый случай в современной истории, когда, казалось бы, опасная идея (например, бурение обжигающих карманов подземных горячих источников) оказалась революционной. Когда-то полностью зависевшая от нефти, сегодня Исландия получает 85% своей электроэнергии и тепла из возобновляемых источников. «[Мои друзья], вероятно, думают, что я совсем сумасшедшая, но они думают, что, возможно, мы могли бы быть умными гениями», — сказала она мне со смехом. Может быть, она немного и того, и другого.