Эльдфедль — вулканический конус высотой чуть более 200 метров (660 футов) на исландском острове Хеймаэй . Он образовался в результате извержения вулкана , которое началось без предупреждения на восточной стороне Хеймаэй , на островах Вестман , 23 января 1973 года. Название означает «Холм огня» на исландском языке .
Извержение вызвало серьезный кризис на острове и привело к его временной эвакуации . Вулканический пепел выпал на большую часть острова, уничтожив около 400 домов, а поток лавы угрожал закрыть гавань, основной источник дохода острова через рыболовный флот. Была проведена операция по охлаждению надвигающегося потока лавы путем закачки в него морской воды , что позволило предотвратить потерю гавани.
После извержения островитяне использовали тепло от остывающих лавовых потоков для нагрева воды и выработки электроэнергии . Они также использовали часть обширной тефры , выпавшего из воздуха вулканического материала, для расширения взлетно-посадочной полосы в небольшом аэропорту острова и в качестве свалки , на которой было построено 200 новых домов. [2]
Исландия является регионом частой вулканической активности из-за своего расположения по обе стороны Срединно-Атлантического хребта , где Североамериканская и Евразийская плиты расходятся, а также над горячей точкой Исландии , что значительно усиливает вулканическую активность. По оценкам, треть всей базальтовой лавы, извергнутой в мире за всю зафиксированную историю, была произведена исландскими извержениями. [ необходима цитата ]
Архипелаг Вестманнаэйяр (Вестманские острова) расположен у южного побережья Исландии и состоит из нескольких небольших островов, все из которых образовались в результате извержений в эпоху голоцена . Хеймаэй , самый большой остров в группе и единственный обитаемый, также содержит некоторые материалы из эпохи плейстоцена . Наиболее заметной особенностью Хеймаэй до 1973 года был Хельгафетль , вулканический конус высотой 200 метров (650 футов), образовавшийся в результате извержения около 5000 лет назад. [ требуется цитата ]
Архипелаг Вестманнаэйяр был заселен около 874 года нашей эры, первоначально беглыми рабами с островов, принадлежавшими норвежским поселенцам на материке. [ требуется цитата ] Эти поселенцы дали островам свое название, поскольку Британия и Ирландия находятся к западу от материковой Скандинавии . Несмотря на то, что на протяжении большей части своей истории Хеймаэй страдал от плохого водоснабжения и пиратства , он стал важнейшим центром исландской рыболовной промышленности, имея одну из немногих хороших гаваней на южной стороне страны и находясь в очень богатых рыболовных угодьях. [ требуется цитата ]
Около 20:00 21 января 1973 года в районе острова Хеймаэй началась серия небольших толчков. Они были слишком слабыми, чтобы их почувствовали жители острова, но сейсмическая станция в 60 километрах (37 миль) от него, недалеко от материка, зарегистрировала более 100 крупных толчков между 01:00 и 03:00 22 января, которые, по-видимому, исходили с юга острова Хеймаэй. Толчки продолжались с меньшей интенсивностью до 11:00 того дня, после чего прекратились до 23:00 того же вечера. С 23:00 до 01:34 23 января было зафиксировано семь толчков, которые становились все более мелкими и интенсивными, в то время как эпицентр сместился ближе к городу Вестманнаэйяр. [3] Самый большой толчок составил 2,7 балла по шкале Рихтера .
Небольшие толчки очень распространены на границах плит, и ничто здесь не указывало на то, что они предвещали крупное извержение. [ необходима цитата ] Таким образом, начало извержения было почти полностью неожиданным. Около 01:55 23 января на восточной стороне острова, всего в километре от центра города Хеймаэй, примерно в 200 метрах (650 футов) к востоку от Киркьюбэра ( церковная ферма ), где когда-то располагалась церковь острова, образовалась трещина. [ необходима цитата ]
Трещина быстро расширилась с 300 метров до 2 километров (1,2 мили), пересекая остров от одного берега до другого. Подводная активность также наблюдалась недалеко от берега на северном и южном концах трещины. Эффектное фонтанирование лавы высотой от 50 до 150 метров наблюдалось вдоль всей трещины, [3] которая достигла максимальной длины около 3 километров (1,9 мили) в течение первых нескольких часов извержения, но вскоре активность сосредоточилась на одном жерле, примерно в 0,8 километра (0,50 мили) к северу от старого вулканического конуса Хельгафелл и сразу за восточной окраиной города. [ необходима цитата ]
В первые дни извержения скорость выброса лавы и тефры из трещины оценивалась в 100 кубических метров в секунду (3500 кубических футов в секунду), и в течение двух дней фонтаны лавы образовали шлаковый конус высотой более 100 метров (330 футов). Первоначальное название нового вулкана было Киркьюфетль ( Церковная гора ) из-за его близости к Киркьюберу. Это название не было принято официальным исландским комитетом по наименованию мест, который вместо этого выбрал Эльдфетль ( Огненная гора ), несмотря на местное сопротивление. Стромболианские извержения фонтанов продолжались до 19 февраля, откладывая толстый слой тефры над северной половиной острова и увеличивая конус, пока он не достиг высоты 200 метров (660 футов). [4] Извержение, вызвавшее падение воздуха, «иногда поднималось до 9000 метров (30000 футов) или почти до тропопаузы ». [3] Потоки лавы из конуса двигались на север и восток, образуя «непрерывно расширяющуюся дельту лавы » вдоль восточного побережья острова и в гавань, [4] где небольшие взрывы образовали крошечный остров, который вскоре был захвачен наступающей дельтой. [3]
Первые лавы, извергнутые Эльдфеллом, имели мугиеритовый химический состав, но в течение нескольких недель вулкан извергал менее фракционированную лаву, которая имела гавайский состав. [5]
К началу мая поток лавы достигал высоты от 9,1 до 21,0 м (от 10 до 23 ярдов). В среднем он составлял более 37 м (40 ярдов), а в некоторых местах достигал толщины 100 м (110 ярдов). Поток уносил большие блоки от главного конуса, который откололся, а также вулканические бомбы. «Вязкость фрагментов лавы, выброшенных взрывами, была относительно высокой для базальта. Было произведено очень мало брызг, и бомбы шлака иногда взрывались в полете (предположительно из-за быстрого образования пузырьков ) и быстрого удара при приземлении». [4] Высокая вязкость привела к «массивному, глыбовому потоку лавы ʻaʻā , который медленно, но неуклонно двигался на север, северо-восток и восток». [6]
Вулканические газы были собраны в нескольких местах. Газы, собранные в море вдоль подводной части активной эруптивной трещины, в основном состояли из углекислого газа, а газы из остывающих подводных потоков лавы на 70 процентов состояли из водорода. (Ричард и Джеймс, 1983) Ядовитый газ был обнаружен в низких областях в восточной части Вестманнаэйяра. Между жерлом и городом была построена стена для отвода газа, а для выхода пара была вырыта длинная траншея. Однако ни одна из этих мер не оказалась полностью эффективной. (Ричард и Джеймс, 1983)
В первые часы извержения Исландская государственная организация гражданской обороны эвакуировала все население Хеймаэй, предварительно разработав планы эвакуации для такой чрезвычайной ситуации. Эвакуация была необходима, поскольку потоки лавы уже медленно двигались в восточную часть города, и всему небольшому острову угрожала вероятность сильного выпадения пепла . [6]
Из-за сильных штормов в дни перед извержением почти весь рыболовецкий флот находился в гавани, что было удачей и очень помогло в организации быстрой эвакуации. Население было предупреждено о ситуации сиренами пожарных машин и собралось у гавани с небольшим количеством вещей, которые они смогли унести. Первые лодки отправились в Торлаукшёфн около 02:30, всего через полчаса после начала извержения. [ необходима цитата ]
Большая часть населения покинула остров на лодке. К счастью, потоки лавы и падение тефры сначала не затронули взлетно-посадочную полосу острова ( аэропорт Вестманнаэйяр ), и несколько человек, которые не смогли улететь на лодке, были эвакуированы по воздуху — в основном пожилые люди и пациенты из больницы. Для ускорения процесса были отправлены самолеты из Рейкьявика и Кефлавика . [3] В течение шести часов с начала извержения почти все из 5300 человек острова благополучно добрались до материка. Несколько человек остались, чтобы выполнять основные функции и спасать вещи из находящихся под угрозой домов. Крупный рогатый скот, лошади и овцы на острове были забиты. На материке друзья, родственники и незнакомцы предложили убежище и жилье. К концу дня все 5300 человек были разбросаны по городам и поселкам на материке. [ необходима цитата ]
Дома, расположенные близко к разлому, вскоре были разрушены потоками лавы и падением тефры. [6] Через несколько дней после начала извержения преобладающее направление ветра сместилось на запад, что привело к обширным падениям тефры на остальную часть острова, нанеся значительный ущерб имуществу. Многие дома были разрушены весом выпавшего пепла, но бригады добровольцев, работавшие над очисткой крыш от пепла и заколачивавшие окна, спасли еще больше. К концу января тефра покрыла большую часть острова, местами достигая 5 метров (16 футов) в глубину. Помимо выпавшего пепла, некоторые дома также сгорели из-за пожаров, вызванных лавовыми бомбами , или были затоплены надвигающимися потоками лавы. [ требуется ссылка ]
К началу февраля обильное падение тефры прекратилось, но потоки лавы начали наносить серьезный ущерб. Подводная деятельность к северу от трещины разорвала электрический кабель и водопровод, который поставлял электроэнергию и воду с материковой части Исландии, и лава начала течь к гавани , ситуация, которая вызвала серьезные опасения - если бы гавань была заблокирована, рыболовная промышленность острова была бы опустошена. [7] К началу мая около 300 зданий были поглощены потоками лавы или уничтожены пожаром, а 60-70 домов были погребены под тефрой. (Ричард и Джеймс, 1983) Поскольку Хеймаэй производил около 3% ВНП Исландии, влияние на экономику всей страны было бы значительным. [8] Усилия по предотвращению потери гавани описаны ниже.
Потоки лавы также двинулись в море к востоку от острова, создав новую землю, которая в конечном итоге добавит более двух квадратных километров ( 3 ⁄ 4 квадратных миль) к острову, и в восточные части города, уничтожив несколько сотен домов. Потоки были густыми и глыбовыми потоками лавы `a`ā (исландское: apalhraun), и покрывали землю на среднюю глубину около 40 метров (130 футов), достигая местами толщины 100 метров (330 футов). Позже во время извержения волна лавы уничтожила один рыбоперерабатывающий завод и повредила два других, а также разрушила электростанцию города. [ необходима цитата ]
Несмотря на близость извержения к городу и значительный ущерб имуществу, извержение привело лишь к одной смерти — мужчина, проникший в аптеку, чтобы купить лекарства, задохнулся от токсичных паров. [ требуется ссылка ] Углекислый газ с небольшим количеством ядовитых газов сконцентрировался во многих зданиях, частично погребенных тефрой, и еще несколько человек пострадали, войдя в эти здания. [ требуется ссылка ]
Усилия по смягчению опасностей, представляемых накоплением ядовитого газа, включали строительство большой стены из тефры для отвода газов от города и рытье траншеи для отвода CO 2 (углекислого газа) . Эти защитные меры были эффективны лишь отчасти, поскольку они основывались на предположении, что газы вырабатывались в жерле и оттуда поступали в город. Считается, что по крайней мере часть CO 2 возникла глубоко внутри вулканического канала и просачивалась через старые вулканические породы, поднимаясь прямо в город. [ необходима цитата ]
Вероятность того, что потоки лавы отрежут гавань, была самой значительной угрозой для города. Один из разработанных планов действий на случай закрытия гавани состоял в том, чтобы прорубить низкую песчаную косу на северной стороне острова, чтобы обеспечить новый канал в гавань, но надеялись, что если поток лавы можно будет замедлить, то в этом не будет необходимости. Потоки лавы опрыскивались водой в попытках замедлить их на Гавайях и на горе Этна , но это были довольно мелкие операции с ограниченным успехом. Однако профессор Торбьёрн Сигургейрссон провел эксперимент, который доказал, что дальнейшее продвижение лавы можно затормозить, преждевременно затвердев передний фронт потока лавы. [9]
Первая попытка замедлить поток лавы путем распыления морской воды на переднем крае началась 6 февраля, и хотя объем закачиваемой воды был довольно небольшим — 100 литров в секунду (26 галлонов США (жидкости) в секунду), поток был заметно затронут. Лава менялась по мере того, как на нее лилась вода. До охлаждения поток лавы был глыбовым, покрытым вулканическими бомбами и имел красноватый окисленный цвет. После охлаждения поверхность стала более неровной и по ней было гораздо труднее ходить, а поверхность потока превратилась из черной в серую. (Ричард и Джеймс, 1983) Водяное охлаждение лавы было медленным, но эффективным, и почти вся вода превратилась в пар . После того, как жизнеспособность охлаждения лавы была доказана, усилия по остановке потоков были увеличены. [ необходима цитата ]
Мощность откачки была увеличена в начале марта, когда большой кусок стены кратера откололся от вершины Эльдфелл и начал переноситься по верху потока лавы к гавани. Кусок, названный Flakkarinn ( Странник ), серьезно угрожал бы жизнеспособности гавани, если бы он достиг ее, и 1 марта было привлечено землечерпательное судно Sandey , чтобы предотвратить его продвижение. Профессор Торбьорн Сигургейрссон дал советы бригадам, занимающимся откачкой, о том, куда направить свои усилия, чтобы наиболее эффективно замедлить потоки. В конце концов, Wanderer распался на две части, которые остановились примерно в 100 метрах (330 футах) от устья гавани. [ требуется цитата ]
Последующие операции по охлаждению лавы были самыми амбициозными из когда-либо предпринятых. Сэнди смог распылить до 400 литров в секунду (105 галлонов США в секунду) на продвигающийся поток, а сеть труб была проложена поверх лавы, чтобы распределить морскую воду по максимально возможной площади. Деревянные опоры для труб загорелись там, где лава была самой горячей, и даже алюминиевые опоры расплавились, но сами трубы не расплавились из-за протекающей через них холодной морской воды. До 12 000 квадратных метров (3 акра ) потока лавы можно было охладить за один раз, при этом внутри потока создавались внутренние барьеры, которые густели и нагромождались сами на себя. [ необходима цитата ]
Работа по прокладке труб над активным потоком лавы была крайне опасной, с плохой видимостью из-за обширного выброса пара. Неровные колеи были сделаны на потоке бульдозерами тефры, но эти колеи быстро становились очень неровными и смещались на несколько метров в день. [ необходима цитата ] Трубоукладчики использовали бульдозеры и рации , чтобы продвигаться через пар, чтобы проложить больше труб. [ необходима цитата ] Рабочие окрестили себя «Отрядом самоубийц» и сумели проложить трубы на расстояние до 130 метров (430 футов) внутрь от фронта потока, прямо над продвижением. Хотя несколько человек получили незначительные ожоги, серьезных травм получено не было. [ необходима цитата ]
К концу марта пятая часть города была покрыта потоками лавы, и потребовалось увеличить мощность откачки. Тридцать два насоса, каждый с производительностью до 1000 литров в секунду (265 галлонов США в секунду), были доставлены из Соединенных Штатов . После того, как эти насосы начали охлаждать поток, продвигающийся к городу, его движение резко замедлилось и вскоре остановилось. Выход из строя насосных валов стал проблемой через несколько недель, вероятно, потому, что они были предназначены для перекачивания нефти, а не воды, и новые и улучшенные валы пришлось изготавливать в Рейкьявике и привозить. [ необходима цитата ]
Одной из примечательных особенностей операции по охлаждению лавы было отложение большого количества соли там, где морская вода распылялась на лаву. Большие пространства потока покрылись коркой обширных белых отложений, и было подсчитано, что в общей сложности отложилось до 220 000 тонн (240 000 коротких тонн ) соли. [ необходима цитата ]
Сигургейрссон назвал эти защитные меры «несомненно, самыми масштабными, которые когда-либо применялись при извержении вулкана» и сказал, что «если бы не охлаждение, можно было бы ожидать, что язык лавы [в гавань]… протянется дальше по направлению своего движения… на целый месяц дольше, чем это было на самом деле. Он не смог заблокировать вход в гавань всего на 100 метров». [10]
Операция по охлаждению завершилась 10 июля 1973 года, и было откачано около 7,3 миллионов кубометров морской воды. Это извержение было особым случаем, когда метод, используемый для контроля лавы, подходил к местным условиям. Во-первых, первоначальное извержение произошло всего в 1000 м (1100 ярдах) от центра города и гавани. Затем поток лавы был медленным, что давало время для планирования и осуществления контроля. В-третьих, морская вода была доступна в близлежащей гавани, и, наконец, было легко перемещать трубы и насосное оборудование, поскольку транспортная система по морю и дорогам была хорошей. (Ричард и Джеймс, 1983) Вся операция стоила в то время в общей сложности 1 447 742 доллара США . [11]
Извержение попало в заголовки газет по всему миру, когда началось, и постоянно освещалось исландскими новостными группами по всему миру. В Европе извержение было одним из самых громких новостных сюжетов, пока оно продолжалось, соревнуясь за место на первой странице с прорывами, которые тогда были достигнуты на мирных переговорах по войне во Вьетнаме в Париже . Усилия островитян остановить потоки лавы получили особое внимание, с освещением в таких изданиях, как National Geographic . [12] Внимание, сосредоточенное на острове в результате извержения, привело к последующему всплеску туризма после того, как извержение закончилось. [13]
Объем лавы, выбрасываемой во время извержения, неуклонно падал после первых нескольких дней. От первоначальной скорости в 100 кубических метров в секунду (3500 кубических футов/с) скорость выброса упала примерно до 60 м 3 /с (2100 кубических футов/с) к 8 февраля и всего до 10 м 3 /с (350 кубических футов/с) к середине марта. После этого спад был медленнее, но к середине апреля скорость потока упала примерно до 5 м 3 /с (180 кубических футов/с). [ необходима цитата ]
Кратковременная подводная активность была обнаружена рыболовным судном 26 мая примерно в четырех километрах (двух морских милях) к северо-востоку от Хеймаэя и в 1 км ( 1 ⁄ 2 морских миль) от побережья материка. Извержение окончательно прекратилось в начале июля, когда текущая лава перестала быть видна, хотя подземные потоки могли продолжаться еще несколько дней. Незадолго до окончания извержения наклономер в 1150 м (3770 футов) от кратера, который измерял деформацию грунта на протяжении всего извержения, обнаружил проседание по направлению к кратеру, что означало, что неглубокая магматическая камера , которая питала извержение, опустошается. [ необходима цитата ]
В целом, объем лавы и тефры, выброшенных во время пятимесячного извержения, оценивается примерно в 0,25 км 3 (330 000 000 куб. ярдов). Около 2,5 км 2 (1 кв. миля) новой земли было добавлено к острову, увеличив его площадь до извержения примерно на 20%. В конце концов, вход в гавань был значительно сужен, но не закрыт, и новый поток лавы действовал как волнорез, улучшая укрытие, предоставляемое гаванью. Флаккаринн проплыл несколько сотен метров к гавани вдоль вершины потока лавы, но остановился далеко от кромки воды. [ необходима цитата ]
К концу 1975 года население островов Вестман вернулось примерно к 85% от уровня, существовавшего до извержения. [14] 42% среди тех, чьи дома были разрушены, не вернулись до конца 1975 года, в то время как среди тех, чьи дома не были разрушены, этот показатель составил всего 27%. [14] К 1974 году рыболовецкие компании на островах Вестман вернулись к нормальному уровню производства. [14] Вопреки здравому смыслу, новое лавовое поле фактически улучшило гавань на островах Вестман. [14] Также вопреки здравому смыслу, принудительное перемещение оказало большое положительное причинно-следственное воздействие как на заработки, так и на образование тех, кто был моложе 25 лет на момент извержения. [14]
Внутренности лавовых потоков могут сохранять температуру в несколько сотен градусов в течение многих лет из-за очень низкой теплопроводности горных пород. После окончания извержения ученые начали оценивать возможность извлечения геотермального тепла из постепенно остывающих потоков. Вскоре были разработаны экспериментальные системы отопления, и к 1974 году был подключен первый дом. Схема была расширена на несколько других домов и больницу, а в 1979 году началось строительство четырех более крупных установок для извлечения тепла из потоков. Каждая установка извлекала энергию из квадрата площадью 100 метров (330 футов) с каждой стороны, просачивая воду вниз в горячие части и собирая полученный пар. Установки могли вырабатывать до 40 мегаватт (МВт) электроэнергии, которые затем также снабжали горячей водой почти каждый дом на острове. [6]
Тефра, образовавшаяся в результате извержения, использовалась для расширения взлетно-посадочных полос в небольшом аэропорту острова, а также в качестве свалки, на которой было построено 200 новых домов. К середине 1974 года на остров вернулось около половины населения, проживавшего до извержения, а к марту 1975 года — около 80%. [ требуется цитата ] Восстановление и реконструкция Хеймаэя были оплачены всеми исландцами через заложенный налог с продаж , а также за счет международной помощи на общую сумму 2,1 млн долларов США , в основном из Дании , но со значительными взносами от Соединенных Штатов и нескольких международных организаций. С улучшением гавани новым лавовым волнорезом рыболовная промышленность вернула себе былую мощь, и остров сегодня остается важнейшим рыболовным центром в стране, поскольку более трети общего улова рыбы в Исландии приходится на эту гавань. [ требуется цитата ]
К концу извержения Эльдфедль находился на высоте около 220 метров (720 футов) над уровнем моря. С тех пор его высота упала на 18–20 метров (60–65 футов) из-за оползания и уплотнения рыхлой гравийной тефры , а также ветровой эрозии . [ требуется ссылка ] Островитяне посадили траву вокруг нижних склонов в остальном голого холма, чтобы стабилизировать его от дальнейшей эрозии, и в конечном итоге ожидается, что большая часть вулкана будет покрыта травой, как и соседний Хельгафелл .
