Научно-популярный журнал, издается с 1926 года

О вулканах: это страшное слово «супер»

О вулканах: это страшное слово «супер»

Среди вулканов они – невидимые гиганты. Они так велики, что неразличимы даже для глаза. Они обманчиво безлики – в отличие от Этны или Фудзиямы с их конусами, вознесенными ввысь. Но их извержения неизменно были одними из самых бедственных событий в истории Земли. «Супервулканы» – само их название пробуждает в памяти голливудские катастрофы. Всякий раз после их извержения наступали трудные времена. Что же становится причиной подобных катастроф? Как определить, что супервулкан скоро проснется? Ученые лишь начинают разгадывать тайны огнедышащих исполинов.

Река и водохранилище

Пока ясно одно: за последний миллиард лет супервулканы не раз опустошали целые области нашей планеты. Возможно, некоторые массовые вымирания всего живого были связаны именно с этими событиями. По мнению ряда ученых, расположенный в Индонезии супервулкан Тоба едва не погубил человечество около 74 тысяч лет назад (см. «З–С», 4/12).

Современная цивилизация пока не сталкивалась с подобным бедствием. К счастью, эти страшные извержения редки. Их разделяют десятки, а то и сотни тысяч лет. Но неумолимая статистика напоминает, что некоторым супервулканам пора проснуться. А, значит, рано или поздно такое свершится. Сами вулканологи в последние годы всё настойчивее изучают крепчайший сон исполинских вулканов, чтобы понять, каким будет их пробуждение? На какой век, какое тысячелетье заведены их «будильники»?

Вот один из таких вечно спящих вулканов. Чего только ни привидится поверх его кальдеры, расползшейся на много километров (кальдерой называют огромную впадину, возникшую там, где провалилась вершина вулкана. – Прим. ред.)! Это подлинно не вулкан, а выставка достижений природы: всё тут, и дремучие хвойные леса, и ручьи с размелькавшейся форелью, и озера, и долины, будто созданные для прогулок. И всё вместе – пятнистый маскировочный пейзаж, наброшенный на супервулкан Йеллоустон, крупнейшую «пороховую бочку» Северной Америки. Но всего не утаишь: разбегаются горячие ручьи, взлетают, как дым после взрыва, гейзеры, бурлит какая-то грязь, жижа. Всё это приметы огня, который в этом уголке природы сотни тысяч лет укрощен, но геологи знают, что здесь повторялись и повторятся взрывы. Когда?

Обычный вулкан – река, только в ее русле течет не вода, а огненная магма, только русло не прочерчено по поверхности земли линией кривой, как каракули ребенка, а пробито сквозь землю, прямое, как колодец, из самой ее глубины. В таком случае супервулкан – это «водохранилище». Котлован, полный огненной магмы. Запружен он сверху: присыпан землей, прикрыт тем, что на ней выросло, построено. Но огонь под этой преградой горит, не гаснет, ждет минуты выбраться.

Извержение обычного вулкана: магма, побежавшая по руслу – трубообразному каналу (жерлу) – вверх. На вершине горы вспыхивает факел. Гора горит.

Извержение супервулкана – не пожар, а взрыв. «Пороховая бочка» взлетает на воздух. Огромная воронка – кальдера – остается на месте взрыва. Через сотни тысяч лет в ней можно построить город. В поперечнике она достигает порой ста километров.

Взрывами динамита можно смести гору. Взрывом супервулкана можно было бы смахнуть целый горный массив, если бы он вырос на пути пламени. Ведь в момент взрыва в воздух выбрасывается до нескольких тысяч кубических километров пепла и камней. Столб пыли поднимается ввысь на три десятка километров. Эта катастрофа на какое-то время меняет климат на всей планете.

Супервулканы взрываются в среднем раз в сто тысяч лет. На памяти «сапиенсов», то есть рода человеческого, просыпались лишь супервулкан Тоба, Таупо в Новой Зеландии около 25 тысяч лет назад и сравнительно небольшой супервулкан Флегрейские поля в Италии 39 тысяч лет назад. Наряду с Йеллоустоном, это – самые известные супервулканы планеты.

После извержения свод опустевшей магматической камеры обычно проседает и обрушивается, ведь его ничто уже не подпирает изнутри. Так образуется огромная котловина (чаще всего здесь со временем разливается озеро). Для геолога это – верный признак того, что здесь притаился (и собирается с силами) супервулкан. Например, давно затоплена кальдера вулкана Тоба. Теперь здесь расположено озеро Тоба; оно достигает 87 километров в длину и 27 – в ширину.

Любуясь идиллическими красотами подобного озера, трудно представить себе, что его дно – лишь вершина спрятанной под землей «огнедышащей горы». В других случаях нет и такой подсказки (озеро = вулкан). Поэтому для человека несведущего заметить кальдеру супервулкана немыслимо; она так велика, что ее не охватит глаз. Нужны приборы, надо подняться в воздух на самолете, чтобы увидеть контур этого непомерного провала.

В том же Йеллоустоне кальдера протянулась на 75 километров в длину и 37 – в ширину. Если мы сравниваем Йеллоустон с пороховой бочкой, то эта такая бочка, у которой площадь дна превышает 2000 квадратных километров. И туда всё прибывает магма, всё кладется порох.

Всего же таких «пороховых бочек» припрятано на всех широтах и меридианах почти два десятка. Сказать точнее нельзя. Не все географы считают, что лишь те извержения, которым был присвоен индекс, равный 8 по шкале вулканических извержений (Volcanic Explosivity Index. VEI), – это извержения супервулканов. Этот индекс присваивается извержениям, когда подсчитают объем материалов, выброшенных вулканом, и оценят высоту столпа, взметнувшегося в небо над кратером (или кальдерой).

Прежде считалось: чтобы вулкан удостоился префикса «супер», он должен выбросить за одно извержение не менее 1000 кубических километров вулканических материалов. В последнее время многие ученые смягчают требования, и тогда «пороховых бочек» становится значительно больше. В «клуб супервулканов» они допускают все вулканы, способные выбросить разом более 200 кубических километров материалов. Но их участившиеся взрывы, хоть и страшны, уже не так грандиозны.

Котел котлу не чета

Возникают супервулканы – эти громадные озера, хранилища магмы – как и обычные вулканы. Откуда-то из мантии Земли поднимается магма и скапливается в земной коре. Своим жаром она расплавляет породы, лежащие над ней и вокруг нее. Так образуется камера (очаг), наполненная магмой. Та продолжает притекать из недр Земли, и давление в камере всё заметнее нарастает. Усиливают его сжатые газообразные вещества, содержащиеся в магме.

Можно прибегнуть и к такому сравнению: магматическая камера напоминает перегретый паровой котел, прикрытый легкой крышкой, которую, как только давление в котле усилится, отбросит, и тогда последует грандиозный взрыв. Но сравнение это не совсем точно, ведь расчеты показывают, что этого давления не хватит, чтобы объяснить, откуда берется та громадная энергия, которая высвободится, как только супервулкан взорвется.

Ведь «котел» в нашем случае – не чета тем котлам, что не раз взрывались в прошлом на заводах и фабриках. Этот «котел» – почти бездонная бочка, которую нелегко переполнить магмой. Камера достигает сотни километров в ширину и нескольких – в глубину. Для того, чтобы она взорвалась, чтобы супервулкан проснулся, в ней должно создаться давление, которое в 100–400 раз превышает атмосферное. Однако до недавних пор было непонятно, что вызывает такое резкое повышение давления.

Боги подземного мира тоже играют в футбол?

Любопытная гипотеза была выдвинута швейцарскими учеными в прошлом году со страниц журнала Nature Geoscience. Возможно, давление в магматическом очаге стремительно нарастает, когда создается большой перепад плотности между жидкой, расплавленной магмой и «сосудом», в котором она разлита – твердыми породами, окружающими ее. Плотность самой магмы невысока, но ее окружают пласты очень плотных пород.

Геолог Вим Мальфо приводит простой пример, в наглядности которого может убедиться каждый. Наполните ванну водой. Возьмите хорошо накачанный футбольный мяч и опустите его под воду. Вы почувствуете, как он будет вырываться из ваших рук, всплывать, ведь его – «его воздушество» – окружает более плотное вещество: вода. Она будет постоянно выталкивать его наверх.

Так же обстоит дело и с расплавленной магмой, скопившейся в магматической камере. Окружающие ее породы словно хотят сомкнуться и выдавливают магму наверх. Выдавливают с такой силой, что та пробивает километровую толщу земли, громоздящуюся над ней.

В лаборатории Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе ученые воссоздали модель подобной камеры и убедились, что, если та очень велика, то перепада плотности и впрямь достаточно, чтобы в какой-то момент магму стало выталкивать наверх и она, пробив преграду, лежащую на ее пути – твердую кору, – излилась наружу. Возможно, эти наблюдения помогут точнее оценить опасность, исходящую от супервулкана.

Очевидное – проблематичное

Извержения супервулканов необычайно редки. И это затрудняет работу ученых. Само извержение еще можно описать, но те, едва уловимые приметы грядущей катастрофы уже не угадать теперь. Поэтому геологам трудно понять, что может предварять страшное событие.

Например, вулкан, спящий под Йеллоустонским национальным парком, постоянно проявляет какую-то активность. Почва здесь подрагивает от мелких землетрясений. Дно магматической камеры слегка приподнимается, а потом опускается. Всё время о себе напоминают гейзеры. Но что это значит? Бывало ли так перед извержением супервулкана? Ученые не знают.

Так же беспокойно дремлет и супервулкан, расположенный в Италии, в районе Флегрейских полей. По геологическим меркам он извергался не так давно, около 40 тысяч лет назад. Что нам теперь его беспокойство? Отголосок той давней беды, что опустошила Апеннинский полуостров? Или предвестие новой?

Геологи говорят, что супервулканы еще более непредсказуемы, чем обычные вулканы. Последние мы привыкли воочию наблюдать. Можем догадаться, когда они проявят свой норов. Первые же для нас – словно чистая страница земли, под которой они, собственно, и притаились. Какая сила вдруг сомнет этот лист, прожжет его?

Пробудится же эта сила очень поздно, иногда – за несколько лет, месяцев до взрыва. К такому выводу в 2012 году пришли французские исследователи из университета имени Блеза Паскаля в Клермон-Ферране, изучив вулканические материалы на острове Санторин, где около 3600 лет назад произошло мощнейшее извержение вулкана (строго говоря, это не было извержение супервулкана). Как оказалось, значительная часть магмы, излившейся тогда, заполнила магматическую камеру лишь за последние сто лет перед извержением. Тогда приток магмы увеличился в 50 раз. По всей видимости, заметно возросла и сейсмическая активность. То и другое – быстрый приток магмы и непрестанная череда слабых землетрясений – были предупредительными сигналами, после которых и произошла катастрофа.

Сотни тысяч лет сна – и годы лихорадочных конвульсий, а затем тело вулкана разорвет, как бомбу?

И всё же, как можно понять, скоро ли начнется извержение супервулкана? Точного ответа по-прежнему нет.

Reset password

Recover your password
A password will be e-mailed to you.
Back to
Закрыть панель