Текст книги "Город в деталях. Как по-настоящему устроен современный мегаполис"

В течение пятидесяти с лишним лет река Чикаго окрашивается в зеленый цвет в честь Дня святого Патрика. Непосвященным людям это зрелище напоминает скорее утечку ядовитых веществ, чем атрибут праздника, но такова популярная местная традиция. Рассказывают, что все началось в 1961 году, когда руководитель профсоюза сантехников Чикаго Стивен Бейли заметил рабочего в белом комбинезоне с зелеными пятнами. Рабочий использовал краситель, чтобы отслеживать утечки сточных вод. Это натолкнуло Бейли – ирландца, который был американцем только в первом поколении, – на грандиозную идею. Он предложил своему другу, мэру Ричарду Дейли во время празднования Дня святого Патрика окрашивать реку в центре города в зеленый цвет; так появилась ежегодная традиция. Если внимательно присмотреться к воде мультяшного оттенка, то можно заметить нечто неожиданное: в то время как большинство естественных рек течет в крупные водоемы, зеленая вода двигается от озера Мичиган.

Эта аномалия – результат целого ряда действий, начатых более века назад для решения проблемы, с которой сталкиваются все крупные и расширяющиеся города: фекалии. Чикаго – относительно равнинный город, что затрудняет работу системы удаления отходов на основе гравитации. Со временем застои в канализации становились все серьезнее, поскольку население города увеличивалось. Когда эпидемия холеры в 1854 году унесла жизни примерно 5 % чикагцев, власти уже не могли больше игнорировать эту проблему. Ее решали типичным для XIX века способом, объединив несколько масштабных, смелых, беспрецедентных инженерных решений.

Инженер Эллис Чесбро работал над водопроводной системой Бостона, а затем переехал на Средний Запад, где его в середине 1850-х годов назначили в чикагский Совет по канализации. Он озвучил амбициозный план: чтобы облегчить истечение отходов, нужно приподнять город. В течение нескольких следующих лет некоторые здания города подняли на 10 футов (около 3 метров) и выше с помощью механических домкратов. Это была грандиозная затея, и над подъемом работали целые бригады, последовательно – здание за зданием – поднимая всю местную архитектуру. Зрелище было впечатляющим: люди с улиц и даже с балконов наблюдали, как огромные многоэтажные сооружения приподнимают, а каменщики укладывают внизу новые фундаменты. Но тут встал еще один вопрос: питьевая вода. Подъем зданий помог бы сбрасывать сточные воды в озеро, но как раз из этого озера город брал воду.

Чтобы разобраться с проблемой номер два, Чесбро предложил еще один беспрецедентный инженерный проект: построить тоннель под Мичиганом и брать воду на расстоянии 2 миль (чуть больше 3 километров) от берега, где вода значительно чище. Чтобы ускорить процесс строительства, проходчики работали сразу с двух сторон: сначала углубились на 60 футов (около 18 метров), а затем повели тоннель горизонтально и встретились посередине. Работа шла непрерывно: днем копали, а ночью укрепляли стены камнем.

Но даже пока шел этот проект, город продолжал расширяться, создавая все больше отходов. И это были не только человеческие фекалии: в Чикаго появлялись новые скотобойни, и они сбрасывали свои отходы в так называемую реку Чикаго, которая на самом деле представляет собой не единый водный путь, а обширную сеть естественных и искусственных каналов. Один особенно отвратительный участок южного рукава реки с очаровательным названием Баббли-Крик[36]36
  Bubbly Creek (англ.) – пузыристая речка. (Прим. пер.)


[Закрыть] получил свое название за пузыри метана, образующиеся в результате гниения частей животных, попавших в воду. Иногда этот участок даже загорался. Часть городских отходов вышла за двухмильную водозаборную линию в озере Мичиган, и в результате они стали попадать в новую систему водозабора. Пошли разговоры, что надо отодвинуть точку забора воды еще дальше, но длина водозаборных тоннелей все равно не смогла бы расти вместе с ростом города.

Требовалось еще более масштабное и смелое решение, и тогда возникла новая амбициозная идея: повернуть вспять всю реку Чикаго. Теперь не отходы из реки будут попадать в озеро, а чистая вода из озера будет идти в город. Это раз и навсегда разрешило бы проблему загрязнения: теперь все отходы шли бы на юг в реку Иллинойс, далее в Миссисипи и к Мексиканскому заливу – к ужасу всех городов, лежащих на этом пути. Для осуществления проекта потребовались тысячи рабочих, тонны динамита, новое землеройное оборудование и круглогодичная работа по созданию глубоких каналов. В январе 1900 года открыли последнюю плотину, и поток, наконец, поменял направление, унося отходы, что привело к появлению в New York Times такого заголовка: «Теперь вода в реке Чикаго похожа на жидкость».

Пока реализовывался этот проект, города, расположенные ниже по течению, боролись за то, чтобы этот ужасный поток фекалий не оказался у них на задних дворах. Иск против такого разворота реки Чикаго, поданный Сент-Луисом, в конце концов добрался до Верховного суда. Взвешивая аргументы, судья Оливер Уэнделл Холмс задавался вопросом, «не суждено ли великим рекам служить канализацией для городов по их берегам». По сути, ответ суда оказался положительным: Сент-Луис не смог остановить грандиозный план Чикаго. Сброс отходов в реки и искусственные каналы в какой-то степени уже был нормой, а судебные решения это только подтвердили. Городам оставалось лишь создавать собственные очистные сооружения, чтобы компенсировать загрязнение, которое приносили города, расположенные выше по течению.

Перенаправление течения реки Чикаго – эпический проект, который длился десятилетиями: он настолько масштабный и впечатляющий, что Американское общество инженеров-строителей позднее назвало его Памятником Тысячелетия. Сейчас, спустя век с лишним, возникает вопрос о возможности обратного поворота реки. Из-за рекордно низкого уровня воды в озере Мичиган на некоторых участках уже используется сезонное обратное движение. Без своевременного вмешательства изменение может стать необратимым и поставить под угрозу один из самых крупных источников пресной воды в Соединенных Штатах. Из этой истории можно вынести урок о человеческой гордыне перед лицом природы. Но, может быть, проблема просто требует еще одного революционного инженерного проекта, который будет даже грандиознее предыдущего.

На улицах Сан-Франциско можно найти почти двести больших кирпичных кругов, вмурованных в поверхность; некоторые их них почти перекрывают ширину мостовой. В середине каждого находится круглый металлический диск, который на первый взгляд напоминает крышку люка, закрывающего доступ к канализации. Но вода под этими дисками – не сточная. Кирпичи отмечают края огромных подземных цистерн, являющихся частью вспомогательной системы водоснабжения города, в которую входят резервуары для воды, насосные станции и противопожарные катера. Эти ресурсы образуют резервную систему на случай проблем с основными источниками воды: в прошлом такое уже случалось.

Во время и после землетрясения 1906 года по Сан-Франциско пронеслась волна пожаров. Тысячи людей погибли, а значительная часть города была уничтожена землетрясением и последовавшими за ним пожарами, которые длились несколько дней[37]37
  Значительная часть пожаров была вызвана не землетрясением, а поджогами владельцев: землетрясение (в отличие от пожара) страховым случаем не было. (Прим. пер.)


[Закрыть]. Во время бедствия в городе разрушилась водопроводная сеть, а пожарные не могли пробраться через завалы на дорогах.

После этой трагедии сеть городских резервуаров расширили, чтобы упростить доступ к воде на случай, если подобное повторится в будущем. Пожарные могут использовать воду из этих подземных цистерн для борьбы с огнем, не беспокоясь о подключении к основной сети. Каждый из этих резервуаров, забранных в прочный бетон и сталь (в частности, для защиты от сейсмических толчков), содержит десятки и сотни тысяч галлонов воды[38]38
  Галлон составляет примерно 3,8 литра. (Прим. пер.)


[Закрыть]. Найти их легко: кольца из кирпичей показывают местонахождение, а металлические крышки посередине имеют надпись CISTERN (резервуар) и противоскользящую решетку.

К этим резервуарам присоединяются пожарные гидранты, выкрашенные в синий, красный и черный цвет. Идея здесь аналогичная: если системы основного водопровода выйдут из строя, можно будет брать воду из цистерн, расположенных на Джоунс-стрит, Эшбери-стрит и Твин Пикс. Если и это не сработает, у пожарных есть еще один источник, так сказать, резерв резерва: солоноватую воду можно брать прямо из залива Сан-Франциско. Две насосные станции в заливе могут обеспечивать до десяти тысяч галлонов в минуту; есть также пара пожарных катеров, которые тоже могут подавать соленую воду. Невозможно предусмотреть все катастрофы, но эта система не кажется избыточной. Она стала результатом опыта (и изобилия воды в заливе) и помогает городу смотреть в будущее с уверенностью. Эта система – живое свидетельство мужества мегаполиса, который когда-то сгорел, но больше этого не допустит.

Когда в 2012 году ураган «Сэнди» обрушился на США, многие здания, улицы и тоннели в Нью-Йорке были затоплены. Это стало суровым напоминанием о том, каким хрупким может быть крупнейший мегаполис Америки – в частности, при столкновении с подъемом уровня моря и другими последствиями перемен в климате. Некоторые политики и инженеры для борьбы с этими угрозами призывают обращаться к современным решениям вроде шлюзов, водоспусков и колоссальных волнорезов. Другие же начали изучать историю города и предложили идеи, основанные на прецедентах из прошлого, черпая вдохновение в эпохе, когда Манхэттен окружали огромные устричные отмели.

До того как стать Большим яблоком, Нью-Йорк был Большой устрицей. Город основали в устье реки Гудзон – плодородном эстуарии, изобиловавшем морской жизнью. По оценкам ученых и историков, когда-то вокруг Манхэттена водились триллионы устриц: эти двустворчатые моллюски отфильтровывали из воды бактерии и служили пищей для людей. Расположенные под водой рифы тоже приносили пользу, хотя и не столь очевидную: защищали берега от штормов и эрозии. В отличие от многих других моллюсков, устрицы образуют под водой сложные рифовые системы, достигающие нескольких метров в высоту. Когда-то такие рифы занимали десятки тысяч гектаров вдоль эстуария Гудзона. Грубая поверхность этих конструкций помогала разбивать крупные волны, прежде чем они обрушатся на берег, и служила природным амортизатором для города.

Сейчас устрицы – не первая ассоциация, возникающая при мысли о городском ландшафте Нью-Йорка, но еще в XVIII веке они были повсюду. В растущем городе ими питались все – и богатые, и бедные. На улицах валялись огромные груды раковин. Измельченные раковины использовали в качестве строительного материала, сжигали для получения извести и измельчали для добавления в строительный раствор. Говорят, что Перл-стрит (Жемчужная улица) на Манхэттене получила свое название именно из-за того, что была вымощена остатками раковин.

Чтобы удовлетворить спрос на устриц, их стали разводить: на мелководье собирали сотни миллионов моллюсков в год. Но по мере роста города увеличивались и его отходы, и как бы эффективны ни были устрицы в их фильтрации, они не успевали обрабатывать результаты жизнедеятельности растущего населения. В начале XX века органы здравоохранения отследили причины нескольких вспышек смертельных заболеваний: цепочка привела к устричным отмелям, и их закрыли. По мере ухудшения качества воды оставшаяся популяция моллюсков продолжала сокращаться. К тому времени, когда для решения проблемы загрязнения появился Закон о чистоте воды 1972 года, устрицы уже почти исчезли, а вместе с ними ушло биологическое разнообразие и природная защита, которую они обеспечивали.

В последние годы было предпринято несколько попыток возродить популяцию этих моллюсков, но из-за дноуглубительных работ водоемы стали не очень пригодными для восстановления их экосистемы. Устрицам нужно за что-то цепляться, чтобы держаться над поверхностью грязного дна. Именно на этом основывалась идея, предложенная ландшафтным архитектором Кейт Орфф в 2010 году. Сначала проект «устритектуры» был умозрительным: требовалось поднять колоссальные сети из грубых морских канатов над морским дном, засеять их личинками и тем самым попробовать создать полуискусственный устричный риф, который мог бы принести пользу городу. После представления проекта фирма Орфф SCAPE получила государственное финансирование, чтобы реализовать эту инициативу по созданию живых волнорезов, но первоначальная концепция была немного изменена: «устритектуру» будут составлять не канаты, а камни. Получившийся устричный риф должен уменьшить береговую эрозию, создать пляжи и защищать от штормов. Кроме того, SCAPE объединила усилия с проектом Billion Oyster («Миллиард устриц»), который собирает раковины в ресторанах города и превращает их в субстрат, на котором могут расти новые устрицы.

Даже если этот проект сработает, он не сможет полностью остановить вал воды во время сильного нагона. В качестве средств защиты Нью-Йорк и другие прибрежные города рассматривают системы волноломов, но такие дамбы являются жестким барьером, который помешает и доступу людей; кроме того, их создание предполагает, что существует какой-то определенный максимальный уровень подъема воды. Вместо того чтобы пытаться отделить сушу от воды, планы по возрождению устричных рифов дают возможность создать своего рода промежуточное звено между искусственной и природной средой. Такие рифы можно использовать для создания более продуманного буфера из более чистых и спокойных вод вдоль береговой линии, а также ради создания основы для среды обитания устриц. Этот гибридный дизайн не является ни полностью природным, ни полностью искусственным; это нечто новое: отчасти экосистема, отчасти инфраструктура. Возможно, это будет шагом к улучшению отношений между городами и водами, которые их окружают.

Технологии

Нас соединяют провода. Двадцатый век видел города, покрытые хаотичными слоями проводов, подсоединяющих людей к электроэнергии, свету, информации и так далее. В городах XXI века многие из этих проводов исчезли (по крайней мере их видимая часть), но сеть связей останется с нами навсегда.

Столб электропередачи с силовыми и интернет-кабелями

«Эти гиганты постояннее, чем вечнозеленые деревья», – заключал Джон Апдайк в своем стихотворении «Телефонные столбы» – оде колоссальной американской сети деревянных столбов, держащих провода связи. «Они с нами давно. Они переживут вязы». Действительно, эти надежные конструкции все еще можно видеть повсюду. Они являются частью телекоммуникационных систем с тех пор, как Сэмюэл Морзе провел испытания своего новомодного телеграфного аппарата.

Прежде чем изобрести этот невиданный способ связи, Морзе большую часть жизни был художником, хорошо известным во властных структурах своими портретами бывших президентов и других знаменитых личностей. Выполняя очередную работу в 1825 году, он получил из дома письмо о болезни жены. Письмо было доставлено в Вашингтон конной почтой, но все равно пришло слишком поздно. К тому времени, когда весть дошла до Морзе, его жена уже скончалась. Бытует мнение, что именно эта трагедия побудила художника отложить в сторону кисть и заняться проблемами дистанционной связи[39]39
  Лукреция Уокер умерла в 1825 году, а Морзе заинтересовался электромагнетизмом только в 1832-м. (Прим. пер.)


[Закрыть].

Через десять с небольшим лет Морзе представил общественности свой первый телеграфный аппарат, но, поскольку отправлять сигналы было некому, изобретение оказалось не слишком полезным. Поэтому Морзе использовал свои политические связи для лоббирования проекта, добиваясь финансирования создания телеграфной сети. В 1843 году Конгресс выделил Морзе 30 тысяч долларов, чтобы он продемонстрировал возможности своей системы по соединению разных городов. Работники стали прокладывать подземные провода между зданием Капитолия в Вашингтоне и железнодорожным вокзалом в Балтиморе, но со связью возникли проблемы. В условиях нехватки денег и дефицита времени было решено выкопать провода и натянуть их над землей – по деревьям и столбам. Эта стратегия сработала: изобилие древесины в стране позволило использовать этот подход по всей Америке.

К 1850-м годам были протянуты уже тысячи километров проводов, в основном на Восточном побережье. Спустя несколько лет первые телеграфные кабели прошли по дну Атлантического океана. Затем, в 1861 году, трансконтинентальный телеграф через Великие равнины соединил Западное и Восточное побережья. Эти сети привели к революционным изменениям. Известие об избрании Линкольна в 1860 году достигло Западного побережья через восемь дней, а новость о его убийстве спустя пять лет дошла практически мгновенно.

Телеграф стал средством отправки сообщений на большие расстояния, но использовался и локально. В округе Колумбия и примерно пятиста городах страны телеграфные будки срочной связи позволяли жителям обращаться в полицейские участки и пожарную охрану. До появления раций полисмены использовали такие будки, чтобы отмечаться на маршрутах патрулирования.

Морзе получил заслуженное вознаграждение и признание не сразу, но в конце концов стал богатым и знаменитым: его имя было увековечено в названии кода, который используют телеграфные операторы. В 1871 году сотрудники Western Union объявили об учреждении дня Сэмюэла Морзе и организовали праздник, приуроченный к открытию новой статуи Морзе в Центральном парке. Морзе, которому к тому моменту было 80 лет, не участвовал в большинстве мероприятий, но посетил один из приемов, на котором продиктовал сообщение телеграфисту, разославшему миротворческое послание с благодарностью всем телеграфным операторам на планете. Морзе умер менее чем через год и едва ли мог себе представить, сколько столбов связи появится в мире после него.

К началу XX века сеть, которая начиналась с нескольких проводов, натянутых на простые опоры из столбов с поперечинами, превратилась в огромные запутанные системы с телефонными линиями и линиями электропередачи, которые опирались на уходившие все выше в небо штабеля горизонтальных планок. На периферии, в сельской местности, люди даже мастерили сети, используя в качестве передающих проводов колючую проволоку. Между тем города расчерчивались все новыми линиями. Специально построенные вышки могли поддерживать тысячи проводов.

Сегодня такие сети более упорядочены и организованы: связки проводов более аккуратны, их часто поддерживают металлические, а не деревянные конструкции; а иногда они проложены под землей. Но то, что мы продолжаем называть телеграфными столбами, до сих пор остается важной частью инфраструктуры. Может показаться, что мы живем в эпоху беспроводной связи, но столбы по-прежнему помогают передавать наши голосовые и текстовые сообщения, поставлять электроэнергию в города и соединять людей разными, постоянно совершенствующимися способами.

В конце XIX века электростанции меняли пейзаж вокруг Лос-Анджелеса. Спрос на электроэнергию был вызван потребностями развитой местной индустрии цитрусовых – ей требовалось охлаждать продукцию; но из-за этого Лос-Анджелес также стал одним из первых городов с уличным электрическим освещением. Город был пионером в те времена, когда электростанции были в новинку, а техническая сторона их использования, в том числе стандарты частоты, только разрабатывались.

В основном при передаче электроэнергии используется переменный ток, и частота тока определяется количеством импульсов в секунду. Поначалу никаких национальных стандартов частоты для электроэнергии не существовало: активно использовались частоты и 50, и 60 герц. Обычные домохозяйства и предприятия могут нормально функционировать при любой частоте из определенного диапазона. При пониженной частоте (скажем, 30 герц) лампочка будет заметно мерцать, но между 50 и 60 герцами особой разницы нет. Один инженер, работавший на крупной новой станции в Южной Калифорнии, выбрал частоту 50 герц, в то время как остальная страна использовала в основном 60. Похоже, Калифорния вечно шагает в своем собственном ритме – то есть с собственной частотой.

Со временем стали возникать проблемы с совместимостью: в частности, для разных регионов приходилось создавать разную бытовую технику. Особенно заметной (и неприятной) была проблема с часами. В электрических часах для определения времени использовался цикл импульсов, а потому было важно, что в секунде 60 импульсов, поскольку именно так они определяли длительность самой секунды. Это означало, что часы, произведенные в Нью-Йорке, но питающиеся от калифорнийской сети с частотой 50 герц, каждый час будут отклоняться на 10 минут. Калифорния получала все больше электроэнергии от таких мест, как плотина Гувера, выдававшая 60 герц, поэтому штату требовались преобразователи, и ситуация стала осложняться и требовать все больше вложений.

В итоге в 1936 году Лос-Анджелес перешел на частоту 60 герц. Затем в 1946 году компания Southern California Edison решила перевести на 60 герц всех остальных жителей региона (около миллиона пользователей). Эта масштабная задача затронула все виды специализированного и бытового оборудования, потребляющего электроэнергию. Для реконструкции машин и оборудования, принадлежавших крупным торговым и промышленным клиентам, а также жителям района, направлялись специальные бригады. Владельцы часов могли отнести их на специальную «базу», где техники переделывали их на использование 60 Гц.

К 1948 году вся Южная Калифорния перешла на новую частоту. В ходе этого процесса пришлось переделать примерно 475 тысяч часов, 380 тысяч осветительных приборов и 60 тысяч холодильников. Несмотря на всю масштабность этого предприятия, решение оказалось весьма дальновидным: поскольку Лос-Анджелес в последующие десятилетия продолжал быстро расширяться, то в дальнейшем справиться с этой задачей было бы еще труднее.

Частота на планете не стандартизована до сих пор: большая часть Европы использует 50 герц[40]40
  Не только Европа, но и большая часть планеты использует частоту 50 герц. Частота 60 герц используется в Северной и Центральной Америке, части Южной Америки и в отдельных странах других континентов – например, в Саудовской Аравии или Южной Корее. (Прим. пер.)


[Закрыть]. Изредка внутри одной страны используются сразу две системы, и это может вызывать проблемы. Например, в Японии несовместимые сети затрудняют передачу электроэнергии между городами[41]41
  В восточных районах Японии используется преимущественно 50 герц, а в западных – 60 герц. (Прим. пер.)


[Закрыть]. В аварийных ситуациях на системы, преобразующие частоту тока, падает большая нагрузка. Результатом аварии на АЭС «Фукусима-1» стали массовые отключения электроэнергии. Несмотря на эти недостатки, в ближайшее время вряд ли удастся привести все системы к единому знаменателю: сейчас это предприятие было бы слишком масштабным. Так или иначе, властным структурам, как и инфраструктурам электропитания, свойственна некоторая инертность.