На вулканах - Гарун Тазиев

И вдруг бокка вновь заговорила!

Глава двенадцатая,

в которой объясняется, почему так важно изучать эруптивные газы и чем они отличаются от обычных фумарол, где рассказывается о самых крупных и самых тонкостенных в мире газовых пузырях, где повествуется об удивительных приключениях летчика Гийоме в Андах, описанных его другом, писателем Сент-Экзюпери.

Действительно, источником лавовых потоков Пунта-Лючии, мирно изливавшихся с 1974 г. по северному склону Этны с высоты 2600 м, оказалась точка, отстоявшая от этого места более чем на километр и расположенная на добрых 500 м выше: то была вновь активно заработавшая северо-восточная бокка.

Это можно было видеть, во-первых, по трещине, соединявшей бокку с точкой выхода лавы, а во-вторых, по отсутствию прорыва газов в указанной точке, что представляло собой резкий контраст с началом активной "эксплозивной" деятельности северо-восточной бокки, молчавшей уже три года, с самого извержения 1971 г. Ранее бокка действовала почти непрерывно в течение десятков лет. Мы уже привыкли к фейерверкам, плясавшим над северо-восточной боккой, и ее затянувшееся бездействие нас удручало. Вулкан без извержений - все равно что король, не желающий веселиться!

Я надеялся, что выход газов позволит нам взять пробы настоящего эруптивного газа. Они наиболее важны для вулканолога. Можно даже сказать, что эти пробы - единственные, представляющие интерес, в отличие от обычных проб, которые берутся из фумарол. Дело в том, что химический состав фумарольных газов всегда изменен, замаскирован, а иногда и вообще лишен всякого смысла в результате охлаждения (хотя и незначительного), действия воздуха, образующего окислы некоторых компонентов газа, и, наконец, воды, присутствующей как под землей, так и в атмосфере, которая приводит к образованию гидратов.

Мы считаем, что выяснение точного химического состава магматических газов, то есть газов, растворенных в магме под давлением на большой глубине, помогает лучше понять эволюцию эруптивного феномена. Нам представляется, что данный феномен почти полностью определяется именно газами.

В самом деле, если бы не газы, магма не смогла бы подняться на поверхность, так как ее плотность выше плотности породы земной коры, под которой она залегала. И выходит она наружу с глубин в десятки километров вовсе не потому, что какие-то силы "выжимают" ее, словно пасту из тюбика, как считают некоторые: вулканические зоны приурочены вовсе не к районам тектонического сжатия, где образуются складки и вырастают горные цепи, а, напротив, к районам растяжения. В таком случае поднятие более плотной магмы к поверхности сквозь менее плотные слои земной коры должны объясняться включением в работу некоего фактора, обращающего отношение плотности магмы и плотности вмещающих пород. Мы считаем, что таким фактором является возникновение множества газовых пузырей в жидкой магме, перенасыщенной газом. Причинами перенасыщения могут стать уменьшение давления, испытываемого магмой, возрастание ее температуры, увеличение содержания водяного пара и т. д. Как бы то ни было, пузыри "разрыхляют" кипящее каменное тесто, подобно тому как действуют на хлебное тесто пузырьки углекислого газа из дрожжей.

Став относительно легче, магма идет вверх - если находит себе лазейку. Чем выше она поднимается, тем меньше гидростатическое давление. Пузырьки становятся крупнее, и их число растет. Это в свою очередь приводит опять-таки к уменьшению общей плотности и ускоряет подъем. К моменту выхода на поверхность пузыри достигают нескольких метров и даже нескольких десятков метров в диаметре, хотя наряду с этим в магме содержатся также мириады микроскопических пузырьков Газ давит изнутри на стенки пузыря и разрывает их в клочья, которые вылетают из жерла вверх: это и есть вулканические бомбы, лапилли и пепел.

Таким образом, роль газов в вулканическом извержении исключительно велика. Мы называем это явление фундаментальным - по той причине, что без него не было бы ни расширения океанского дна, ни миграции континентов, не возникли бы океаны и атмосфера. Фундаментальна его роль и в еще более важном событии: возникновении жизни. А это значит, что всякий, интересующийся вулканизмом, должен вплотную заняться исследованием газов.

В течение почти уже двух веков химики пытаются выяснить состав этих газов, ими занимались еще Спалландзани, Дэви, Фуке, Джеггер и продолжают заниматься наши современники. К сожалению, в данной области мы не можем похвастать столь значительными достижениями, какие были получены почти во всех других научных дисциплинах. Это обусловлено не столько отсутствием до самого последнего времени необходимого оборудования, сколько трудностью получения проб надлежащего качества - как из-за сложности работы на вулкане, так и ввиду нестойкого, летучего характера самого отбираемого материала. Кроме того, чтобы обнаружить имеющие значение вариации состава, отбор проб необходимо вести по возможности непрерывно или по крайней мере повторять взятие проб как можно чаще. Наша исходная гипотеза состоит в том, что такие изменения предшествуют, сопровождают или происходят вслед за изменениями эруптивной деятельности. Это и дает нам право надеяться, что изучение подобных изменений позволит прогнозировать поведение вулкана.

Спалландзани был, бесспорно, человеком отважным и обладал ловкостью горца, но ему было трудно подобраться к самим эруптивным газам. В наше время техника скалолазания и отбора проб шагнула вперед, однако в данном случае прогресса почти нет. В эпоху вертолетов, ЭВМ и полетов в космос кратер действующего вулкана остается почти столь же недоступным, как и в былые времена.

С самого начала периода активности северо-восточной бокки я надеялся что нам удастся, как уже не раз бывало в 60-е годы, добраться до ее края и задержаться там достаточно долго для продуктивной работы. Располагая к тому времени гораздо более совершенной техникой исследования газов, я мечтал применить ее на практике для изучения настоящих эруптивных газов, а не эманаций, которыми мы так долго были вынуждены довольствоваться на вулканах, в том числе и на Этне; несмотря на их почти тысячеградусную температуру, эманации все-таки не вполне соответствуют исходному составу: газы перемешиваются с воздухом или водой под землей, то есть еще до эмиссии, или же непосредственно внутри кратера.

Увы на этот раз губа северо-восточной бокки подвергалась таким опасным бомбежкам, что приблизиться к ней нечего было и думать. Пришлось брать пробы на выходах газов 500 м ниже, у скалы Пунта-Лючия, где они вырывались наружу вместе с лавой.

За все три года что шло извержение, мы ни разу так и не смогли приблизиться к северо-восточному кратеру. Ничего удивительного. Те случаи когда удается подойти к кратеру, побыть около него и тем более осмелиться залезть внутрь следует рассматривать как исключительные.

Был, помнится один случай, году в 1966-м или 1967-м, когда в течение не скольких дней бомбы хотя и летевшие очень густо поднимались не отвесно вверх, а отклонялись к юго-юго-востоку, что объяснялось вероятнее всего особой конфигурацией жерла в тот момент. Таким образом, на северо-западный край кратера почти ничего не попадало в то время как по противоположному краю лупило так, что бомбы на земле не успевали еще погаснуть, как их накрывала новая очередь раскаленных снарядов. Нам удалось безболезненно подойти к самому краю губы в ее северо-западном секторе, а однажды вечером мы расхрабрились и даже спустились внутрь на несколько метров, чтобы взять пробу газа, вырывавшегося из расщелины в стене: нами двигало неуемное желание дорваться до состава эманаций, не затронутых химическими реакциями, определяемыми новыми физическими условиями и контактом с кислородом воздуха.

Такое везение бывает нечасто, но подобные случаи нам встречались неоднократно в 50-х и 60-х годах, поэтому я успел к ним привыкнуть и перестал рассматривать их как исключения. После завершения непрерывной активности северо-восточной бокки, приуроченной к субтерминальному извержению 1971 г., мне ни разу не удавалось в периоды ее последующих пробуждений не то что подойти к кратеру, но даже подняться выше чем на одну треть высоты конуса.

Несмотря на желание взять пробу "чистых" эруптивных газов, мы не гнушались исследовать газовые выходы с температурой 900 или 1000oС, даже расположенные на значительном удалении от эруптивного очага, как это было на Пунта-Лючии. Во-первых, эти газы весьма плохо изучены и уже поэтому достойны исследования. Кроме того, имевшиеся средства взятия проб и исследования подобных летучих веществ необходимо было испытать на практике и усовершенствовать, особенно актуально это было в описываемое мною время, потому что с тех пор мы сделали в этом вопросе большой шаг вперед. Итак, выходы газов с лавами у Пунта-Лючии нас весьма интересовали, невзирая на тот факт, что главный процесс дегазации магмы происходил довольно далеко - в кратере.