100 великих тайн Земли - Александр Волков

Когда просыпаются вулканы?

Извержения вулканов – одно из самых завораживающих явлений природы. Но за этой красотой таится смертельная опасность. Это картинное зрелище, которым хорошо любоваться на фотографиях, несет разрушение, гибель всему живому, оказавшемуся на пути огненного потока. В далеком прошлом люди старались умилостивить богов, разверзающих горы, жертвенными дарами. В наши дни предупредить беду и вовремя эвакуировать людей из опасной зоны пытаются с помощью новейших технологий. Но вулканы неохотно расстаются со своими секретами; они так же непредсказуемы, как и столетия назад.

Ученые давно пытаются понять, как поведет себя тот или иной вулкан, распираемый лавой, но всякий раз он ведет себя неожиданно. Научимся ли мы замечать изменения, которые происходят с вулканом перед извержением, и по ним предсказывать катастрофу? Как оценить вулканическую активность, как ее измерить? Как спрогнозировать извержение?

Люди спят часами, вулканы – тысячелетиями. За долгие века люди, поселившиеся в окрестности вулкана, привыкают к соседству с безобидной горой. Тем ужаснее бывает их прозрение, тем страшнее – пробуждение горы. Время жизни, отведенное человеку, – каких-то 70—80 лет – столь малый срок, что мы не в силах оценить все коварство вулканов, всю опасность, исходящую от них.

Так, на Филиппинах вулкан Пинатубо спал 600 лет. Опустошительные извержения мексиканского вулкана Попокатепетль наблюдались около 5000 лет назад, а также около 1800 и 1200 лет назад.

За последние 300 лет во время извержений вулканов погибло более 260 тысяч человек. Самыми страшными в прошлом столетии оказались 1980-е годы. За 10 лет, с 1980 по 1989 год, от этих бедствий погибло больше людей, чем когда-либо еще в ХХ веке. Одно из них даже на некоторое время изменило климат на планете. После извержения мексиканского вулкана Эль-Чичон в 1982 году средняя температура Земли понизилась на 0,3 °С. Тогда на большую высоту было выброшено огромное облако сернистых газов. Постепенно оно окутало весь земной шар, отчасти поглощая солнечный свет, отчасти отражая его обратно, в космическое пространство.

За последние триста лет во время извержений вулканов погибло более 260тысяч человек

В принципе, любое крупное извержение вулкана влияет на климат нашей планеты. Самый наглядный пример тому – извержение вулкана Пинатубо в июне 1991 года, когда в верхние слои атмосферы попали миллионы тонн серы. Это привело к появлению там множества твердых частичек – аэрозолей, которые отражали какое-то количество солнечного света. Лишь по прошествии нескольких лет частицы сульфатов постепенно осели на поверхность планеты. Как результат извержения средняя температура на Земле на время понизилась на 0,5°.

«Огнедышащие горы» приносят людям немало бедствий, но их окрестности становятся все многолюднее. Так, вблизи мексиканского вулкана Попокатепетль, в радиусе 35 километров от него, живет около миллиона человек, а всего в 60 километрах от него располагается Мехико – столица страны. Там проживает более 20 миллионов человек. Трудно представить себе, какие последствия будет иметь извержение вулкана Попокатепетль для жителей Мехико, к каким жертвам оно приведет.

Геологи считают, что в скором времени здесь произойдет грандиозное извержение вулкана. Точнее говоря, «в ближайшие 150 лет». Не правда ли, несколько расплывчатая дата? Беда может нагрянуть завтра, может – в следующем веке. Точные прогнозы сейчас очень нужны, но пока наши технологии таковы, что ошибка весьма вероятна. Ну а что значит в данном случае ошибка?

Подобную неудачную репетицию извержения уже пережили в августе 1976 года жители острова Гваделупа. Поверив последнему слову науки, власти провели решительную мобилизацию. С острова было спасено 72 тысячи человек, но вулканические бомбы вовсе не просыпались на города и деревни вослед ушедшим. Триумф науки обернулся конфузом. Пожалуй, самое время критически посмотреть на современные методы прогноза подобных катастроф, чтобы понять, насколько им следует доверять.

Наблюдение.Если люди десятилетиями живут в окрестностях вулкана, они – от своих отцов и дедов – постепенно приучаются верно истолковывать любые изменения, происходящие с их норовистым соседом. Если над кратером курится дымок, если время от времени оттуда выплескивается лава, люди поймут, что скоро следует ждать большой беды. Столетиями бывало так, что самые осторожные вовремя покидали обреченную местность, променяв смерть на тяготы скитаний. Еще и в наши дни пристальное наблюдение за вулканом остается, пожалуй, самым распространенным способом предсказать катастрофу. Обычно специалисты вживую осматривают кратеры активных вулканов, чтобы убедиться, скоро ли произойдет извержение.

Измерение деформаций грунта.Известно, что, когда магма поднимается к кратеру, на склонах вулкана появляются многочисленные трещины или глубокие складки. Порой они протягиваются на сотни метров. Затем в течение нескольких часов или суток земля вспучивается или, наоборот, проседает. Вулкан разбухает или вваливается. Разработаны точнейшие способы, позволяющие определить угол наклона вулкана. Если он меняется, быть беде. Высокоточные GPS-приемники позволяют проследить за мельчайшими – до нескольких миллиметров – смещениями почвы в зоне кратера. Поэтому мы можем вовремя заметить, что в магматическом очаге начались какие-то активные процессы и лава может излиться наружу.

Анализ сейсмической активности.Перед извержением вулкана обычно регистрируют нарастание сейсмической активности. Это обусловлено тем, что магма и вулканические газы вынуждены пробиваться наверх через узкие трещины в грунте. При этом поток магмы оказывает огромное давление на окружающие пласты пород. Те растрескиваются и начинают вибрировать. Зачастую сейсмографы, размещенные по склонам и на вершинах горы, отмечают десятки, а то и сотни мини-землетрясений. Анализируя, как меняется характер и интенсивность сейсмической активности, ученые прогнозируют, скоро ли произойдет извержение.

Анализ состава вулканических газов.Из недр вулкана вырываются клубы так называемых «фумарольных газов». Если их химический состав меняется, все может кончиться извержением. Когда вулкан спит, над ним поднимаются в основном серные пары. Если давление в недрах горы нарастает и приближается извержение, вулкан выбрасывает клубы углекислого газа и водяные пары. По изменениям концентрации диоксида серы и углекислого газа можно судить о процессах, происходящих в магматическом очаге.

Измерение температуры.Перед извержением нарастает температура вулканических газов. Подобные измерения можно проводить со спутников, используя инфракрасные камеры.

Экологический мониторинг.Иногда о грозящей беде успевают «шепнуть» растения, покрывающие склон вулкана. Ведь незадолго до извержения что-то необычное происходит в почве. Меняются ее температура, влажность и химический состав. Травы, кусты и деревья первыми принимают удар. Окраска их листьев и хвои становится иной. Читайте книгу, написанную Природой в ветвях и цветах, и вы узнаете, что произойдет в скором будущем.

Итак, методов прогнозирования много. Какой из них лучше выбрать? Этот выбор жизненно важен для множества жителей Земли. Ведь в окрестностях действующих вулканов постоянно проживает около полумиллиарда человек – почти 10 % всего населения нашей планеты.

Где притаились супервулканы?

Когда говорят о вулканах, в воображении возникают конические горы с кратером посредине, из которого раз в несколько десятилетий или столетий извергается лава. Но есть и другие вулканы. Во время их извержения может быть выброшено в тысячи раз больше пепла и лавы, чем обычно. Долгое время на них не обращали внимания, потому что в исторически обозримую эпоху извержения такого типа вроде бы не наблюдались. Мы знаем, как разрушительны эти катастрофы, лишь благодаря геологическим исследованиям, которые наводят на мрачные размышления.

Супервулканы – это самые большие известные нам вулканы. По шкале вулканических извержений (Volcanic Explosivity Index, VEI ) индекс их извержений равняется 8. Последнее извержение супервулкана произошло около 26 тысяч лет назад в районе озера Таупо (Новая Зеландия), когда оледенение в Северном полушарии достигло своего максимума. Это извержение, очевидно, случайным образом (а если нет?) совпало с вымиранием неандертальцев. Современная человеческая цивилизация никогда не сталкивалась с таким бедствием. Но если бы оно произошло, мир пережил бы глобальный экономический кризис. Его захлестнули бы потоки беженцев, спасавшихся от голода и лишений.

По оценкам экспертов, дремлющий вулкан на территории Йеллоустонского парка взрывается раз в 600тысяч лет