تحويل الحمم البركانية إلى مدن مستدامة جديدة

مقدمة حول مشروع "لافا فورمينغ"

لطالما كانت الحمم البركانية التي تنفجر من البراكين الملتهبة قوة لا يمكن السيطرة عليها تاريخياً تدمر المباني والأحياء في أعقابها. ولكن ماذا لو أمكن بدلاً من ذلك إعادة توجيه هذه القوة وتسخيرها لإنشاء مدن كاملة؟ هذا ما يقترحه مشروع طموح من شركة s.ap arkitektar الأيسلندية، والذي تم تقديمه في بينالي البندقية للعمارة هذا العام (الذي يستمر حتى 23 نوفمبر).

في حين أن الحمم البركانية تبرد بشكل طبيعي على الأرض لتتحول إلى صخور بركانية مثل البازلت، فإن مشروع "Lavaforming" الذي يتصور الصخور المنصهرة كشكل جديد من مواد البناء يضع استراتيجيات لتبريدها بطرق محكومة بحيث يمكن أن تتشكل في جدران وأعمدة وعناصر معمارية أخرى قادرة على إنتاج مستوطنات جديدة. وقد أنتجت شركة s.ap arkitektar بالتعاون مع متعاونين معها فيلماً يتخيل عام 2150، حيث يمكن أن تصبح تكنولوجيا البناء هذه حقيقة واقعة، وتعيد تشكيل العالم في هذه العملية.

الحمم البركانية كمادة بناء مستدامة

وقد قامت شركة s.ap arkitektar التي أسستها أرنار سكارفيونسون، بإجراء أبحاث وإجراء اختبارات لاستكشاف كيف يمكن تحويل شيء يُنظر إليه في المقام الأول على أنه تهديد إلى مورد متجدد قادر على إنتاج مبانٍ مستدامة. ولكن ما مدى واقعية مستقبل مدن الحمم البركانية؟

تُعد أيسلندا واحدة من أكثر المناطق البركانية نشاطًا في العالم، وتقع على صدع بين صفيحتين تكتونيتين. وهي موطن لحوالي 30 نظاماً بركانياً، وتشهد البلاد في المتوسط ثوراناً بركانيًا كل خمس سنوات. وخلال إحدى هذه الثورانات ثوران بركان هولوهراون عام 2014 أدركت بالمادوتير أن هناك "كمية هائلة من المواد التي تخرج من الأرض"، كما أوضحت عبر مكالمة فيديو من العاصمة ريكيافيك. ففكرت: "واو، يمكننا بناء مدينة كاملة في أسبوع واحد بهذا الكم الهائل."

وأضافت سكارفيونسون أن مشروع "لافا فورمينغ" بدأ بجدية بعد بضع سنوات "كتجربة فكرية". وكان الهدف منه أيضًا أن يكون نقدًا لاعتماد صناعة البناء على الخرسانة وانبعاثات الكربون الناتجة عن إنتاجها. (تشير التقديرات إلى أنه بسبب تسخين الجير والطين في درجات حرارة عالية لإنتاج الأسمنت، وهو مكون رئيسي للخرسانة، فإن إنتاج هذه المادة يمثل حوالي 8% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، والتي تساهم في الاحتباس الحراري وتدهور المناخ).

{{MEDIA}}

خصائص الحمم البركانية مقارنة بالخرسانة

تقول "بالمادوتير": "نعتقد أن الحمم البركانية يمكن أن تنافس الخرسانة، ولكنها أكثر استدامة"، مضيفة أن الحمم البركانية "لديها جميع الخصائص المادية التي تتمتع بها الخرسانة، اعتمادًا على كيفية تبريدها". وأوضحت بالمادوتير أنه إذا بردت الحمم البركانية بسرعة، فإنها تتحول إلى مادة صلبة تشبه الزجاج حجر السج. أما إذا كانت تبرد ببطء، فمن المرجح أن تتبلور، والتي يمكن أن تعمل بشكل جيد لإنشاء أعمدة وعناصر هيكلية. أما إذا كانت الحمم البركانية تبرد بسرعة ويدخل الهواء فيها أيضًا، في هذه الأثناء، يتم إنشاء مادة تشبه الخفاف، وهي مادة شديدة العزل.

وقالت إن الكربون المنبعث من الحمم البركانية الساخنة المنبثقة سينطلق في الغلاف الجوي على أي حال، بغض النظر عن كيفية تبريده واستخدامه لذا من الأفضل الاستفادة القصوى منه وتجنب الانبعاثات الإضافية من إنتاج الخرسانة.

طرق تحويل الحمم البركانية إلى هياكل

طرحت شركة s.ap arkitektar ثلاث طرق تخمينية لتحويل الحمم البركانية إلى هياكل.

الطريقة الأولى: توجيه الحمم البركانية

في الطريقة الأولى، تُحفر شبكات مصممة بعناية من الخنادق عند سفح البراكين النشطة لتوجيه الحمم المنصهرة من الانفجارات البركانية إليها، حيث يمكن أن تبرد لتكوين جدران أو أساسات هيكلية لمدينة ما؛ ويمكن لهذه الخنادق أيضًا توجيه الحمم البركانية إلى مصنع يقوم بتشكيل الحمم البركانية في قوالب من الطوب يمكن نقلها واستخدامها في أماكن أخرى. والأمل هو أنه من خلال إعادة توجيه الحمم البركانية إلى الخنادق، ستتم حماية المجتمعات المحيطة أيضًا من القوة الضارة للحمم البركانية أثناء الثوران.

أما الطريقة الثانية فتستفيد من تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يمكن تخيل روبوتات الطباعة ثلاثية الأبعاد المستقبلية التي يمكنها اجتياز منظر طبيعي للحمم المنصهرة بعد ثوران البركان واستخدام الحمم البركانية "لطباعة" عناصر المباني. إلا أن تكنولوجيا هذه الروبوتات غير موجودة بعد.

الطريقة الثانية: تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد

{{MEDIA}}

الطريقة الثالثة: التنقيب في الصهارة تحت الأرض

أما التقنية الثالثة فتنطوي على التنقيب في الصهارة تحت الأرض، وتوجيه الحمم البركانية إلى غرف جديدة مبنية خصيصًا حيث يمكن أن تبرد إلى عناصر معمارية مسبقة الصنع وقابلة للتكرار. يعتقد الفريق أن الوصول إلى مثل هذه الصهارة الجوفية سيتخذ نهجًا مشابهًا لنهج إنتاج الطاقة الحرارية الأرضية التي تسخر الحرارة من باطن الأرض والتي تعد مصدرًا مهمًا للطاقة في أيسلندا. وعلى الرغم من ذلك، لا تعرف شركة s.ap arkitektar حتى الآن ما إذا كانت مثل هذه العملية ستكون آمنة من الناحية الجيولوجية.

ويعترف المهندسون المعماريون أن الجوانب العملية لـ "لافا فورمينغ" لم يتم العمل عليها بشكل كامل بعد وتعتمد على المزيد من البحث والتطوير التكنولوجي، ناهيك عن القبول الواسع النطاق. لكنهم يشعرون أن اقتراحهم أصبح أكثر واقعية مع تطور المشروع. فمنذ إطلاق المشروع في عام 2022، انخرطت شركة s.ap arkitektar بشكل متزايد مع العلماء الذين عملوا على نماذج التنبؤ بتدفق الحمم البركانية وتصورها في برامج ثلاثية الأبعاد، وإجراء محاكاة لتدفق الحمم البركانية في ثورات البراكين في أيسلندا، وإجراء "اختبارات الحمم البركانية" التي يتم فيها تسخين الصخور البركانية لتصبح حممًا منصهرة مرة أخرى، وتبريدها بطرق محكومة لصنع نماذج أولية لعناصر البناء.

التحديات والآفاق المستقبلية

وقالت بالمادوتير إن الاعتماد على الانفجارات البركانية يربط الاقتراح بالزمان والمكان، لكن شركة s.ap تعتقد أن فكرتها يمكن أن تكون ذات قيمة في أيسلندا النشطة بركانيًا، وكذلك في مواقع أخرى حيث توجد "حمم بركانية بطيئة التدفق"، مضيفة أن هاواي "تشبه حقًا" أيسلندا جيولوجيًا، وكذلك جزر الكناري في المحيط الأطلسي.

الصخور البركانية ليست مادة بناء جديدة فقد استُخدمت على مر الزمن، مثلها مثل الحجر، في العناصر الإنشائية مثل الجدران. ويمكن العثور عليها في جميع أنحاء العالم، وبمجرد استخراجها من المحاجر، يتم استخدامها كصخور قابلة للتكديس أو طوب أو ألواح أو يتم سحقها إلى حصى لاستخدامها كحصى في الخرسانة.

التاريخ الطويل لاستخدام الصخور البركانية

{{MEDIA}}

وقد استُخدم البازلت، وهو أكثر الصخور البركانية شيوعًا، في بناء مبانٍ منها قصر الأزرق ("القلعة الزرقاء") في القرن الثالث عشر في الأردن، وقصر أنجوني في القرن الخامس عشر في فرنسا، وبوابة الهند (1924) في مومباي، ومصنع دومينوس للنبيذ الذي صممه هرتسوغ ودي ميرون (1997) في وادي نابا بكاليفورنيا. وفي الآونة الأخيرة، استُخدم البازلت في متحف ناشان الجيولوجي (2021) في يانغتشو بالصين، ومنتجع وسبا راديسون (2023) في لونافالا بالهند، ومنزل خاص مثير للإعجاب يسمى كاسا باسالتيكا (2023) في كويريتارو بالمكسيك. يقدّر المهندسون المعماريون هذه المادة لقوتها ومتانتها وخصائصها العازلة وملمسها القوي وألوانها الداكنة في كثير من الأحيان.

ومع ذلك، فإن الطريقة التي تريد بها s.ap استخدام الصخور البركانية مختلفة تمامًا وتعتمد على العمل بها في حالتها المنصهرة. وتريد هذه الممارسة تسخير الحمم البركانية "كمادة أحادية"، وتبريدها بطرق متنوعة ومتحكم بها وهو أمر "لم يتم القيام به من قبل"، كما يقول سكارفينسون لتحقيق صفات مادية مختلفة في شكل واحد، من الكتل الصلبة إلى الحجر العازل الشبيه بالخفاف، والألواح الشبيهة بالزجاج للنوافذ.

أمثلة على استخدام البازلت في البناء

{{MEDIA}} {{MEDIA}}

ينبع الكثير من إلهام s.ap من الطبيعة، والتي، كما قالت بالمادوتير: "لقد كانت تخلق أشكالاً وهياكل من الحمم البركانية منذ بداية الزمن". وهي تشير إلى الكهوف التي شكلتها فقاعات الحمم البركانية بعد ثوران البركان في القرن الثامن عشر في جزيرة لانزاروتي (جزء من جزر الكناري)، والتي استخدمها المهندس المعماري سيزار مانريكه في القرن العشرين كغرف تحت الأرض لمنزله الخاص في عام 1968.

الإلهام من الطبيعة ورؤية المستقبل

ويعتمد ما إذا كان سينتهي بنا المطاف بالعيش في مدن مصنوعة من الحمم البركانية على عوامل عملية معقدة، من التكنولوجيا والسلامة إلى التمويل والرغبة السياسية. ولكن في الوقت الحالي، تتمثل رؤية s.ap ببساطة في جعل الناس يفكرون بطريقة مختلفة قليلاً. وتساءلت بالمادوتير: "كيف يمكننا تغيير الأنظمة للاستجابة لحالة الطوارئ (المناخية) العالمية؟" "كيف تحتاج الهندسة المعمارية والبيئة المبنية إلى معالجة هذا الأمر بشكل مختلف؟ نأمل أن تنظر أماكن أخرى إلى هذا المشروع كمصدر إلهام."