Приветствую, уважаемые читатели.

Ранее я публиковал на Хабре статью «Пещерные астронавты. Предыстория освоения внеземных лавовых трубок». Будет удивительно, если и освоение Марса начнётся с пещерного века, уже пережитого нашими предками на Земле. Впоследствии эта тема натолкнула меня на поиски и находки, подсказывающие, что современные города неплохо приспособлены к подземному расширению, и дело не ограничивается разветвлёнными хорошо проветриваемыми метрополитенами. Примерно с начала XXI века разрабатываются дизайнерские, полуфантастические и вполне утилитарные проекты подземных городов, а первые образцы «человеческих муравейников» известны со времён расцвета Византийской империи. Ниже расскажу о некоторых общих чертах современной подземной урбанистики, основным двигателем развития которой сейчас стали глобальные изменения климата.

В своё время уважаемый Сергей Паганка из команды «Котов» разместил на Хабре великолепный историко‑урбанистический материал «Человейники в древности», натолкнувший меня на размышления о том, так ли давно человеческий род падок на урбанизацию. Античные города были маленькими, компактными и неудобными в бытовом отношении, но хорошо подходили для защиты и концентрации ресурсов. Кроме того, по‑видимому, миграционный прирост населения в городах всегда был не менее значительным, чем естественный, а во многих современных городах люди начали жить по службе или вообще поневоле. Таковы были, например, многие раннесредневековые города, выросшие из римских военных лагерей.

К «оборонительной» составляющей города нужно присовокупить доступ к воде, а также умение строить из всего, что под рукой. Здесь я процитирую абзац из статьи Сергея Паганки, так как он очень важен для моего дальнейшего повествования:

Но как же материалы? Сейчас то строят из шлакоблоков, а раньше вон как красиво делали из дерева и кирпича… Но на самом деле, что сейчас, что раньше — лепят одинаково из всякого. Вообще к вопросу о различных архитектурах и вечному: «почему у славян не было каменных храмов как в Греции?», потому что все народы во всех локациях строят себе города, изваяния и храмы из самого доступного и дешёвого материала. В шумерах это кирпич‑сырец, в Риме кирпич, в Новгороде бревно. В Греции камня много, вот они и строят всё из камня. На севере леса много — могут позволить себе строить из леса. Просто достать — легко построить. Такие выверты сознания как Стоунхендж, к которому камни везли из‑за тридевять земель — исключение из правил, потому и запало всем в душу. Сейчас строят чуть ли не из пенопласта, и я уверен — дай древнему человеку пенопласт — и он бы из него дома клепать начал. Научи экономить землю и строить клетушки вверх — начал бы строить высотки

Действительно, огромный опыт обустройства подземных и скальных каменных жилищ располагает к тому, чтобы люди в разные исторические эпохи и в разных регионах возвращались к пещерному образу жизни. Практика, которую я ниже буду называть «подземным урбанизмом», не только легко проистекает из вертикального градостроительства (порождая вслед за высотной и глубинную ярусность), но и становится всё актуальнее в условиях глобального потепления.

Древняя история подземных человейников

Предположим, какие факторы располагают не только к переселению под землю, но и к разрастанию подземного города (собственно, к урбанизации).

1. Обилие естественных пещер, состоящих из мягких, но не рыхлых пород

2. Возможность обустройства скалистых нагорий под крепости и наблюдательные пункты

3. Сильные перепады температур на поверхности, либо долгие периоды жары

4. Доступ к водоносным горизонтам и подземным водам, например, для обустройства мельниц.

При этом подземные жилища, тем более — города — являются хрупкими системами, длительное существование в которых осложняется, например, по следующим причинам:

1. Риск обвала или затопления

2. Холод и темнота (фактическая невозможность земледелия и нарушение циркадных ритмов)

3. Духота, а при налаженной вентиляции — опасность пожара или угара

4. Быстрое превращение города в лабиринт

5. Сложность транспортировки тяжёлых и негабаритных грузов

По ссылкам, приведённым выше, упоминаются пещерные замки, весьма распространённые в Альпах, а в Швейцарии даже ставшие частью национальной культуры. Но, вспоминая древнейший известный пример подземной урбанизации (разрастание инфраструктуры по мере устойчивого роста населения), упомяну о пещерных поселениях Каппадокии — региона, расположенного на территории Турции. Ландшафт Каппадокии чрезвычайно причудлив и имеет вулканическое происхождение. Ещё в античную эпоху местные жители выстраивали в туфовых скалах целые деревни:

Самое крупное подобное поселение, известное в Каппадокии, называется Деринкую (тур. «Глубокий колодец») и ныне необитаемо; туда водят экскурсии. Этот 18-этажный город оставался обжит не менее 1000 лет — с VIII века до н.э. до VIII века н.э. и, возможно, даже X века н.э. Поселение оставалось заброшенным более 1000 лет, вход в него случайно открыл в 1963 году местный житель, пробивший кувалдой стену у себя в подвале. Вот как он сегодня выглядит снаружи:

Вот примерные очертания города, когда он кипел жизнью:

Деринкую был рассчитан на одновременное проживание до 20 000 человек. В нём были колодцы, зернохранилища, молельни, а также отличная вентиляция. Деринкую был соединён туннелями с соседними поселениями. Впрочем, до сих пор непонятно, был ли город столь густонаселённым, либо обслуживался «вахтовым методом», будучи обширным укрытием на случай вражеских набегов. Подробнее об этом городе можете почитать здесь, а в рамках этой статьи он лишь иллюстрирует, что длительное проживание под землёй — давняя тактика, позволявшая защититься от катаклизмов и от неблагоприятных климатических колебаний.

Почему города растут под землю

Ранее на Хабре я писал о том, что мы неплохо научились возводить искусственные острова. Пусть этот тренд до сих пор не стал таким массовым, как, например, развитие скоростного городского и пригородного транспорта, искусственные острова нужны для расширения прибрежных мегаполисов. Искусственные острова удобны в качестве портовых промзон едва ли не менее, чем для возведения элитных кварталов. Аналогично, развитие подземных ярусов в некоторых современных городах — это увеличение полезной площади и постепенное сращивание города с метрополитеном.

Этим они отличаются от Деринкую, поскольку продолжают мегаполисы, а не заменяют их. Более того, Деринкую претендует на звание самого крупного поселения в Каппадокии своего времени, на роль «мегаполиса», способного временно вместить население множества окрестных деревень. Но в наше время обособленных подземных городов не существует; мегаполисы сами врастают в грунт, местами образуя целые подземные районы. Приведу несколько примеров такого рода.

Хельсинки. Подземная территория, прилегающая к городскому ЦОД. Жилой комплекс расположен в 400 метрах под землёй, теплоотдачи датацентра хватает для отопления 500 домовладений. В районе есть бассейн, часовня и детская площадка, свод над которой оборудован искусственным освещением и имитирует восход и закат.

Мехико. От поверхности до 300-метровой глубины проектируется жилой комплекс, именуемый «Earthscraper». Этот «подземный небоскрёб», у которого предусматривается прозрачный стеклянный потолок, естественная вентиляция, а также оптоволоконное освещение. На широких верхних этажах пирамиды будут развёрнуты вертикальные гидропонные сады, которые обеспечат приток кислорода, а также будут использоваться для выращивания агропродукции. Верхние десять этажей отводятся под музеи и выставки, а на следующих десяти расположатся розничные магазины и жилые помещения.

Монреаль. RÉSO — это целый подземный район в центре Монреаля, непрерывно используемый с 1962 года. Поскольку зимние температуры в Монреале могут опускаться ниже —20 ℃, комплекс возводился для комфортного времяпрепровождения в такие морозы. Он занимает площадь около 12 квадратных километров, насчитывается более 120 входов в подземный город. Здесь действуют торговые центры, офисы, театры, университетские помещения, библиотека, хоккейная арена. Также в RÉSO есть офисные и жилые помещения. Вдобавок комплекс соединён с метро, электричкой и множеством наземных зданий, поэтому, строго говоря, находится под землёй примерно наполовину. В течение суток RÉSO посещают до 500 000 человек, общая площадь подземных помещений составляет более 3,6 квадратных километра.

Кубер Педи. Особняком на фоне мегаполисов стоит Кубер Педи — небольшой город в провинции Южная Австралия. В 1915 году там были открыты опалы, а в 1916 развернулась их добыча. В настоящее время запасы опалов в этих местах оцениваются в 30% от общемировых, но сам город расположен в отдалённой пустынной местности. В 500 километрах к югу находится ближайший город Порт‑Огаста, а до Аделаиды, столицы провинции, путь по дороге составляет около 850 километров. Постоянное население города составляет чуть более 1600 человек. Климат здесь чрезвычайно сухой и жаркий, а местность настолько безжизненная, что в 1980-е годы именно здесь велись натурные съёмки для фильма «Безумный Макс». Среднемесячная температура на поверхности обычно держится около +37 ℃. Поэтому на поверхности расположены лишь подъездные пути и служебная шахтёрская инфраструктура, а жилые помещения, туристические номера и минералогический музей находятся под землёй. Город известен полем для гольфа, где из‑за жары можно играть лишь ночью, поэтому для игры используются светящиеся мячи.

Как жить в таких условиях

На основе этих примеров попробуем обобщить, какие условия нужны для долговременного проживания в подземных городах.

Подземное жилище больше напоминает не город, а метрополитен или муравейник, либо систему искусственных пещер. Для обустройства такого пространства нужны автономные источники энергии, в идеале также расположенные на глубине — например, геотермальные. Ценность подземного жизненного пространства возрастает в тех регионах и в те периоды, когда на поверхности слишком жарко, либо когда наверху наблюдаются сильные перепады дневных и ночных температур. Подземные жилища должны выстраиваться вертикально, а не горизонтально, то есть, из любой точки города должно быть легко добраться до шахт и лифтов, в особенности — эвакуационных. На этажах подземного города должна быть отдельная транспортная система, вероятно, построенная по принципу железной дороги, а также отдельные сельскохозяйственные и промышленные помещения. Человек может постоянно жить при искусственном освещении, но для растений желателен солнечный свет, поэтому зелёные зоны должны располагаться выше жилых, а также оборудоваться зеркалами, чтобы перенаправлять под землю солнечный свет.

Самыми опасными ситуациями в таком городе представляются подземный пожар/взрыв, затопление и такие обвалы, при которых значительная часть города окажется изолированной. Вероятно, поэтому эксплуатация городов должна в области безопасности напоминать эксплуатацию шахт. Требуется предусмотреть как можно больше эвакуационных выходов на поверхность, а резервные горючие материалы держать на поверхности, не допуская их воспламенения в жилых отсеках. Вывоз отходов в таких условиях затруднителен, поэтому нужно озаботиться их вторичной переработкой.

Заключение

На мой взгляд, из перечисленных подземных архитектур наиболее самодостаточно выглядят «метро‑туристическая» как в Монреале и «промышленная» как в Кубер Педи. Монреальский тип предполагает постоянную циркуляцию человеческих потоков между надземными и подземными уровнями, а австралийский в большей степени является вахтовым и серьёзно усложняет условия жизни. В каком‑то отношении обслуживание приисков Кубер Педи можно сравнить с работой на платформе, расположенной на нефтяном шельфе. Не менее своеобразно устройство Деринкую, но по земным меркам ландшафт Каппадокии является слишком экзотическим, чтобы подобные подземные города были привлекательными для жизни и могли развиваться.

Предполагая, какие из подобных архитектур были бы наиболее удобны на Марсе, я бы отдал первые места Кубер Педи и Деринкую. Кажется, что геотермальная энергия наиболее органично подходит для питания таких городов с нуля, но районы с высокой вулканической активностью одновременно являются и сейсмически опасными, поэтому риски обрушения перевешивают энергетическую выгоду.

Допущу, что на Земле подземные районы в старых мегаполисах будут достраиваться всё активнее, если будет развиваться глобальное потепление, а источники подземных вод в наиболее жарких регионах станут важной альтернативой для наземных. Кроме того, интересно, насколько оправдает себя строительство подземных районов (как в Хельсинки) или городков (как в Кубер Педи) для обслуживания ЦОД, так как в таком случае наряду с охлаждением и шумоподавлением потребовались бы постоянная техническая поддержка и отслеживание работоспособности оборудования.