Eksplozja w Halifaksie

Do kanadyjskiego portu Halifaks 5 grudnia 1917 r. około 16.00 wpływa frachtowiec SS Mont Blanc, przewożący nieoznakowane materiały wybuchowe. W wąskim portowym kanale dochodzi do błędu w komunikacji między nim a nieco większym, wypływającym z portu liniowcem SS IMO. Jakie ma to konsekwencje?

Europa w grudniu 1917 r. była ogarnięta I wojną światową. Ze Stanów Zjednoczonych płynęły konwoje z zaopatrzeniem dla aliantów, prowadzących wojnę materiałową z Niemcami i Austro-Węgrami. Kanadyjski Halifaks był wówczas jednym z głównych portów, z których wypływały statki z zaopatrzeniem dla Europy. To spowodowało wzrost liczby mieszkańców miasta do ponad 50 tys. (w okresie przedwojennym liczyło ono ok. 40 tys.) [1]. Wartość towarów przesyłanych przez port wzrosła dziewięciokrotnie. W obawie przed dywersantami, w szczególności przed niemieckimi U-bootami, po zapadnięciu zmroku ruch statków w porcie całkowicie zamierał, a dwie podwodne sieci rozpostarte od stalowych pływaków aż do dna chroniły dostępu do niego.

Statki

SS Mont Blanc był francuskim statkiem towarowym o pojemności 3121 t, napędzanym silnikiem parowym. Miał 98 m długości, 13,7 m szerokości i 4,7 m głębokości. Kapitan Aime Le Medec dowodził załogą 41 francuskich marynarzy. Ładownie statku przed załadunkiem w Nowym Jorku zostały zmodyfikowane, by chronić przed tarciem, które mogło spowodować pożar lub co gorsza eksplozję. Pokryte były drewnem, połączonym miedzianymi gwoździami [2]. Sztauerzy, którzy ładowali towar na frachtowiec, zakładali bawełniane skarpetki, ponieważ chodzili po metalowym pokładzie. Ze względów bezpieczeństwa załodze zabroniono palenia papierosów, noszenia zapałek i wnoszenia na pokład alkoholu.

Statki płynące do Europy z Nowego Jorku osiągały prędkość 12-13 węzłów. Mont Blanc mógł sobie pozwolić tylko na 7-8 węzłów [3]. Stąd decyzja o skierowaniu go po załadunku w Nowym Jorku do portu w Halifaksie, z którego wypływały do Bordeaux konwoje osiągające mniejszą prędkość. Z obawy przed niemieckimi agentami i akcjami dywersyjnymi zabroniono wciągnięcia na maszt Mont Blanc czerwonej flagi, ostrzegającej o niebezpiecznym ładunku. A stanowiło go pięć rodzajów materiałów łatwopalnych i wybuchowych: 2366 t mokrego i suchego kwasu pikrynowego, 250 t trinitrotoluenu (TNT), 62 t bawełny strzelniczej i 246 t benzolu w beczkach [4]. Łączna waga przewożonych materiałów niebezpiecznych wynosiła 2925 t (!) [5].

Liniowiec SS Imo pierwotnie służył jako przewoźnik zwierząt hodowlanych. W 1912 r. w porcie Christiana w Norwegii został zarejestrowany jako statek dostawczy. Do portu w Halifaksie płynął w 1917 r. jako czarter Belgijskiej Komisji Pomocy, był neutralny. Na jego boku widniał napis „Belgian Relief” (ang. belgijska pomoc), mający chronić go przed niemieckimi okrętami podwodnymi. Pojemność statku, napędzanego silnikiem parowym, wynosiła 5043 t. Miał 131 m długości, 13,7 m szerokości i 9,2 m głębokości. Płynął pod dowództwem kapitana Haakona z 39-osobową załogą. Osiągał prędkość 12 węzłów, ale miał jednocześnie trudności w manewrowaniu i małą zwrotność [6].

Zderzenie

5 grudnia około godziny 16.00 do bram portu dopłynął SS Mont Blanc. Ze względu na jego ładunek w kapitanacie portu zdecydowano, że jednostka pozostanie na redzie do następnego ranka. Tymczasem norweski statek Imo cumował w pobliżu zachodniego brzegu basenu Bedford. Przybył do portu w Halifaksie 3 grudnia z Rotterdamu i był w drodze do Nowego Jorku. Ze względu na opóźnienie załadunku zakomunikowano norweskiemu kapitanowi, że będzie mógł opuścić port dopiero następnego ranka.

6 grudnia, w jasny, bezwietrzny i zimny czwartkowy poranek, z temperaturą wahającą się pomiędzy -6°C a 2°C, około 7.30 na statku Mont Blanc odczytano komunikat zezwalający na wpłynięcie do basenu Bedford, skąd wówczas odcumowywał się Imo. Redę z portowymi basenami łączył kanał o długości około 2 km i szerokości około 0,5 km. Francuski kapitan skierował SS Mont Blanc około 8.30 w górę kanału z prędkością czterech węzłów. SS Mont Blanc zgodnie z obowiązującymi zasadami ruchu skierował się na prawo. Kiedy kapitan zobaczył nadpływający z przeciwka Imo, płynący tą samą stroną i kierujący się prosto na jego statek, zasygnalizował dwukrotnie zmniejszenie prędkości i skierował się jeszcze bardziej na prawo. Norweski statek poruszał się z prędkością 7 węzłów, gdy dopuszczalną prędkością było maksymalnie 5 węzłów (Imo chciał jak najszybciej wyjść na pełne morze, aby nadrobić stracony czas spędzony w porcie). Sekwencję manewrów (zmniejszenie prędkości, skręt w prawo) powinien wykonać kapitan norweskiego statku, ale ku swojemu przerażeniu kapitan Mont Blanc usłyszał sygnał syreny Imo zapowiadający skręt w lewo. Statki płynęły prosto na siebie. Mont Blanc wykonał ponownie zwrot w prawo i zatrzymał maszyny, co również zasygnalizowano. Imo jednak odpowiedział tym samym manewrem, co poprzednio. Mont Blanc wykonał zwrot, prawa burta była wystawiona wprost na dziób pędzącego Imo. Dopiero w tym momencie kapitan norweskiego frachtowca zorientował się, że popełnił błąd i wydał rozkaz: cała wstecz! Niestety, było już za późno.

Kadłub SS Imo z prędkością ok. 1 węzła wbił się w pływającą 3000-tonową bombę akurat od strony, w której przechowywano kwas pikrynowy. Połączenie iskier i kwasu mogło oznaczać tylko jedno - pożar. Ogień rozwijał się błyskawicznie. Płonął również benzen rozlewający się z rozbitych beczek. Obydwa statki stanęły w płomieniach. Na ugaszenie ognia nie było najmniejszych szans. Jedyny hydrant znajdował się na dziobie objętym pożarem. Na brzegu zbierało się coraz więcej gapiów, obserwujących niecodzienny widok - spektakularny wręcz pożar statku: oprócz płomieni i smolistego dymu w górę strzelały ogniste kule. Kapitan Mont Blanc podjął decyzję o ratowaniu załogi. Opuszczono szalupy. Załoga dotarła na brzeg. Francuzi ostrzegali przed niebezpieczeństwem eksplozji, jednak przeszkodami były bariera językowa (nie znali angielskiego) oraz panujący chaos. Kiedy do biura dyspozytora kolejowego Colemana wpadł marynarz informujący o zagrażającym niebezpieczeństwie, ten miał już wraz ze swoim szefem opuścić biuro. Zawrócił jednak i nadał telegram dla pociągu nr 10 nadjeżdżającego z Saint John w Nowym Brunszwiku, który na pokładzie wiózł około 300 osób. O 8.55 miał przybyć na stację kolejową znajdującą się nieopodal płonącego SS Mont Blanc. Coleman zdawał sobie sprawę, że eksplozja niebawem nastąpi, telegram podpisał „Goodbay boys!”. Tym telegramem uratował 300 istnień ludzkich.

Tymczasem płonący Mont Blanc, dryfując, dopłynął do portowej przystani dzielnicy Richmond i zatrzymał się przy drewnianym pomoście, który natychmiast zajął się ogniem. Na miejsce przybył pierwszy zastęp straży pożarnej nowiutkim, pierwszym w Kanadzie wozem strażackim z mechanicznym napędem, zwanym Patricia. Do gaszenia pożaru przystąpili strażacy i marynarze z kotwiczących w pobliżu jednostek. Płonąca bawełna strzelnicza o wysokim oddziaływaniu cieplnym utrudniała dojście do płonącego statku. Płomienie sięgały około 100 stóp (31 m), a dym 300 stóp (91 m) [7]. A że na francuskim statku brakowało ostrzegawczej czerwonej flagi, nikt nie był świadomy niebezpieczeństwa - strażacy po prostu gasili intensywny pożar.

Wybuch

O 9.05, a więc 20 min od powstania pożaru, nastąpiła sztuczna eksplozja o niewyobrażalnej wręcz sile - 2,9 kt (była to moc równa 1/5 mocy bomby jądrowej zrzuconej na Hiroszimę). W promieniu 800 m nie ostało się zupełnie nic. Ruchliwe miasto portowe zostało zrujnowane, a powierzchnia zniszczeń objęła ponad kilometr kwadratowy nabrzeża. SS Mont Blanc został doszczętnie zniszczony, a półtonowy kawałek jego kotwicy do tej pory leży tam, gdzie wylądował - w odległości około 3 km od wybuchu. Statki w pobliżu zostały wyrzucone w powietrze. Dźwigi portowe i zabudowania portowe zniknęły z powierzchni ziemi. Podobnie dzielnica Richmond i część sąsiednich dzielnic. Na stacji kolejowej podmuch zniszczył kilkadziesiąt parowozów, ponad 300 wagonów i zabił ponad 60 osób. Cała nadziemna infrastruktura elektryczna została zniszczona.

Wybuch zabił ponad 2000 osób, ranił ok. 9000 [8]. Zawaleniu uległo 1600 domów, a uszkodzeniu ok. 12 tys. budynków. Bez dachu nad głową pozostało 25 tys. ludzi [9]. Siła eksplozji była tak wielka, że w odległym o 100 km mieście Truro popękały mury budynków, a z okien wyleciały szyby. Wybuch spowodował powstanie ognisk pożaru, który objął powierzchnię ponad 600 h. Powstała też fala tsunami o wysokości 4 m, która zalała portowe wybrzeże, potęgując spustoszenia. Ta sama fala wyszła w morze, uderzając w stojące na redzie portu bądź zmierzające do niego statki i okręty z taką siłą, że ich pasażerowie i załogi sądzili, że zostali storpedowani.

Obraz portu po wybuchu

Działania ratownicze były spontaniczne i nieskoordynowane. Ratownicy walczyli z ogniem, uwalniali uwięzionych poszkodowanych i udzielali pierwszej pomocy. Miasto nie było przygotowane na taką tragedię. Szpitale były zatłoczone, panował chaos. Poszkodowanych lokowano w każdym wolnym pomieszczeniu, na łóżkach i podłodze. A gdy wieść o katastrofie rozeszła się, z sąsiednich miast popłynęła pomoc. Do miasta Truro wyruszył pociąg rannych i bezdomnych ofiar. Z Massachusetts przyjechał pociąg z lekarzami i pielęgniarkami oraz materiałami medycznymi. Do Halifaksu co i rusz przybywały pociągi wypełnione materiałami budowlanymi i meblami. Rząd kanadyjski przekazał 18 mln dolarów na pokrycie szkód, rząd brytyjski prawie 5 mln. W ciągu 30 dni powstały kwatery dla 1000 osób. Oprócz tego zbudowano 40 dwupiętrowych budynków (z 320 mieszkaniami). W połowie marca ukończono budynki, które mogły pomieścić ponad 2000 osób. Co prawda miały one bardzo prostą konstrukcję (drewno, pokryte papą na zewnątrz, a wewnątrz wykończone płytą pilśniową), ale zapewnione były w nich podstawowe warunki bytowe, tj. woda, prąd, kanalizacja, a przede wszystkim ochrona przed niskimi temperaturami. Szkody oszacowano na około 35 mln dolarów.

Po katastrofie przepisy dotyczące funkcjonowania portu zostały zaostrzone. Kanadyjska Izba Morska wydała bezwzględny zakaz zawijania do portów statkom przewożącym na pokładzie materiały wybuchowe. Wybuch w Halifaksie stał się standardem porównań mocy eksplozji przez dziesięciolecia ­ do czasu zrzucenia bomby na Hiroszimę w 1945 r.

Ciekawostki

Materiały wybuchowe są klasyfikowane pod kątem zdolności do detonacji i deflagracji. Deflagracja to reakcja egzotermiczna o prędkości niższej niż prędkość dźwięku. Detonacja jest procesem spalania przebiegającym z ponaddźwiękową prędkością, któremu towarzyszy fala uderzeniowa. Materiały o wysokiej wybuchowości, takie jak kwas pikrynowy i TNT, mają zdolność zarówno do detonacji, jak i deflagracji, ale materiały o niskiej wybuchowości, takie jak proch strzelniczy, mogą jedynie deflagrować. Spośród pięciu substancji znajdujących się w ładowniach Mont Blanc tylko dwa (kwas pikrynowy i TNT) zostały sklasyfikowane jako materiały wybuchowe. Bawełna strzelnicza i mokry kwas pikrynowy, które zawierały 20-30% wody, zostały sklasyfikowane jako łatwopalne, co oznacza, że spalą się bez wybuchu, jeśli zostaną podgrzane. Ale jest tu pewien haczyk: jeśli woda w mokrym kwasie pikrynowym lub bawełnie strzelniczej odparuje, substancja zostanie przeklasyfikowana na materiał wybuchowy. Każda substancja w ładunku Mont Blanc została zaprojektowana tak, by eksplodować [10].

• Kwas pikrynowy to kruszący materiał wybuchowy o wyglądzie żółtych albo  jasnożółtych płatków lub kryształów. Substancja ma bardzo gorzki smak i stąd jej nazwa (grec. pikros - gorzki). Temperatura topnienia kwasu wynosi 122,5°C. W wyższej temperaturze sublimuje i osadza się na metalowych częściach, tworząc przy tym wrażliwe pikryniany. Prędkość detonacji jest duża, ponieważ dla gęstości 1,56 g/cm3 wynosi już 7504 m/s (nieznacznie więcej niż trotyl). Z uwagi na tworzenie niestabilnych pikrynianów w kontakcie z metalami pociski elaborowane kwasem pikrynowym były lakierowane lub cynowane od wewnątrz. Stosowano również osłony tekturowe lub drewniane. Szczególnie niebezpieczne są związki kwasu z ołowiem, żelazem i miedzią. Kwas pikrynowy z rozpuszczoną w eterze bawełną kolodionową był stosowany jako materiał do napełniania pocisków we Francji pod koniec XIX w. W dalszej perspektywie wykazano możliwość samodzielnej detonacji, a także większą siłę wybuchową czystego kwasu pikrynowego. Na tej podstawie opracowano metodę elaboracji pocisków stopionym kwasem pikrynowym, co nazywano melinitem. Kwas pikrynowy był stosowany również w Japonii, a jego nazwa brzmiała szimoza (ang. shimose). Określenie pochodziło od nazwiska chemika Masachika Shimose, który opracował oparte na  kwasie pikrynowym materiały wybuchowe. Szimozę stosowano w czasie wojny japońsko-rosyjskiej oraz podczas II wojny światowej. Japoński kwas pikrynowy z czasów II wojny światowej detonował z prędkością 7800 m/s [11], [12].
• Trinitrotoluen (trotyl, organicznym związkiem chemicznym, nitrozwiązkiem, powszechnie stosowanym jako kruszący materiał wybuchowy. Topi się w temp. 80,2°C, a spala się, wydzielając czarny, kopcący, toksyczny dym. Powyżej 295°C ulega rozkładowi. W tonach trotylu wyraża się energię silnych wybuchów, najczęściej jądrowych, (tzw. równoważnik trotylowy wybuchu jądrowego). Bomba zrzucona na Hiroszimę miała siłę 15 kiloton TNT [13]. Trotyl jest trwały, mało wrażliwy na uderzenia, tarcie, a temperatura wymagana do zainicjowania wybuchu musi być wysoka. Można określić trotyl jako substancję stosunkowo bezpieczną w użytkowaniu i przechowywaniu, jednakże do jego odpalenia konieczne są silne detonatory. Prędkość detonacji przy temperaturze 2800°C wynosi 6900 m/s [14].
• Nitroceluloza (bawełna strzelnicza) jest silnym materiałem wybuchowym miotającym, zdolnym do DDT*. Spala się błyskawicznie w powietrzu bardzo jasnym, żółtym płomieniem, nie zostawiając zapachu. Bawełna strzelnicza emituje znaczne ilości ciepła. Nitroceluloza o zawartości 10-12% azotu nazywana jest bawełną kolodionową, a o zawartości 12-14% azotu - bawełną strzelniczą. W roli ścisłości nitroceluloza nie jest związkiem nitrowym, a azotanem. Przy maksymalnej gęstości 1,3 g/cm³ prędkość detonacji wynosi 7300 m/s. Nitroceluloza zapala się pod wpływem iskry, ciepła, płomienia i ma silne właściwości wybuchowe. Jest łatwopalna, temperatura zapłonu to 190°C, a temperatura detonacji to 230°C. Podczas wybuchu osiąga temperaturę 3100°C. Jest głównym składnikiem prochu bezdymnego [15].

* DDT ­ (z ang. deflagration to detonation transition) proces przejścia z deflagracji w detonację [16].

• Benzol jest mieszaniną zawierającą głównie benzen, toluen i ksylen, a także w mniejszych ilościach tiofen, pirydynę i fenol. W przemyśle stosowany jest zazwyczaj benzen techniczny o temperaturze wrzenia od 80 do 100oC i nazwie handlowej benzol. Zawiera on od 70 do 80% benzenu, a pozostała część to toluen, ksylen oraz inne zanieczyszczenia. Jest cieczą o ostrym zapachu, a temperatura wrzenia wynosi od 80°C do 180°C. Benzol jest łatwopalny i toksyczny. Temperatura zapłonu wynosi -11°C, a samozapłonu 562°C. Granica stężeń wybuchowych to 1,2- 8% obj. w powietrzu [17].

st. sekc. Renata Golly jest pracownikiem KG PSP