Таинственные явления природы и Вселенной - Сергей Минаков

Последнее извержение супервулкана на Земле произошло в Тоба, на севере Суматры, 74 тыс. лет назад. Масштабы его точно неизвестны, но оно было чудовищным. Судя по гренландским ледникам, за извержением в Тоба последовало по крайней мере 6 лет «вулканической зимы» — когда тучи пепла наглухо закрывают Солнце и лишают Землю света и тепла, и одному Богу известно, сколько после этого было неурожайных лет. Полагают, что оно поставило человечество на грань исчезновения, сократив население планеты до нескольких тысяч человек.

Здесь, кстати, открывается важный и занимательный факт, касающийся человеческого рода. Выходит, что современные жители Земли имеют весьма незначительную «родовую базу»; это объясняет недостаток нашего генетического разнообразия. Во всяком случае, существуют основания полагать, что следующие 20 тыс. лет численность жителей Земли ни разу не превышала нескольких тысяч человек. Что же получается, человеческому роду потребовалось 20 тыс. лет, чтобы оправиться от единственного вулканического извержения?

Все эти гипотезы (впрочем, научно обоснованные гипотезы) оставались чисто теоретическими. Но до 1973 года, когда произошло одно событие. Озеро, расположенное посередине Йеллоустонского парка, стало выходить из берегов с южной стороны, затопив прилегающий луг, а противоположный край озера таинственным образом обмелел. Скоро выяснилось, что большой участок парка вздулся и приподнялся. На этом участке располагался один край озера, и вода, как из опорожняемой кастрюли, стала переливаться через другой край. Затем местность опустилась. Потом, через несколько лет, вновь приподнялась… Геологи вдруг осознали, что причиной этого явления могло послужить только одно: беспокойный магматический очаг. Йеллоустон оказался местом не заснувшего, а действующего вулкана! Ученые взялись за дело с удвоенной энергией и смогли высчитать, что цикл йеллоустонских извержений в среднем составляет один гигантский выброс каждые 600 тыс. лет. Последний был 630 тыс. лет назад…

Кстати о горах. Вблизи Йеллоустонского парка протянулась горная цепь. А в ней есть странный пробел или просвет, будто бы прорезанный ножом и тянущийся более, чем на 100 км. О природе этого просвета поначалу не имелось даже догадок — больше нигде в мире такое прерывание горных цепей не встречается. Однако работа продолжалась, и со временем ученые пришли к удивительному и показательному выводу: горы в этом месте просто сдуло взрывом!

При последнем извержении Йеллоустона рядом никого не было, так что никто не знает, какими могут быть предвестники следующего взрыва. Возможно, будет масса землетрясений или где-то поднимется земля, возможно, изменится характер гейзеров и выбросов пара. Стоп. Неужели науке до сих пор неизвестны такие важные для всего человечества вещи?! Да, в общем-то, известны, конечно. Только беда в том, что почти все, что могло бы служить предупреждением, в значительной мере в Йеллоустоне уже имеется. Как правило, извержениям предшествуют землетрясения — но здесь уже происходит множество землетрясений: 1260 за прошлый год. Большинство из них слишком слабые, чтобы их ощутить, но тем не менее это землетрясения. Изменения в характере поведения гейзеров тоже могли бы служить ключом — но активных гейзеров и горячих источников там больше, чем во всем остальном мире! Их около десяти тысяч, и никто не знает, где может прорваться новый. Пока остается только ждать. Но когда Йеллоустон проснется, а он непременно проснется, мы точно не сможем пребывать в неведении по поводу этого факта.

Землетрясения

В конце 30-х годов XX века двое геологов из компании «Калтекс» в Калифорнии разрабатывали способ сравнивать одно землетрясение с другим. Это были Чарлз Рихтер и Бено Гутенберг. Сегодня мы нередко слышим в выпусках новостей фамилию одного из них. Сейсмическая шкала Рихтера — о ней слышали все. Надо сказать, что Бено Гутенберг участвовал в исследованиях на равных, и никакой особой заслуги Рихтера здесь нет. Но по причинам, не имеющим никакого отношения к справедливости, шкала почти сразу стала известна по имени только одного из партнеров. Рихтер тоже здесь был ни при чем: он был скромным человеком и никогда не называл шкалу своим именем, а всегда говорил о ней как о шкале магнитуд.

Не связанные с естественными науками люди в большинстве своем имеют неверное представление об этой шкале — на самом деле она не похожа на линейку. Это, скорее, экспериментально-теоретическая модель колебаний Земли, основанная на измерениях, сделанных на поверхности. Значения на ней возрастают, как говорят ученые, экспоненциально, так что землетрясение магнитудой 7,3 балла в 32 раза мощнее, чем землетрясение магнитудой 6,3, и в 1000 раз мощнее, чем имеющее 5,3 балла.

У землетрясений, по крайней мере, теоретически не бывает верхней границы. И нижней, впрочем, тоже. Шкала просто служит мерой силы, но ничего не говорит о разрушениях. Землетрясение магнитудой 7 баллов глубоко в земной мантии, скажем, на глубине 650 км, возможно, не причинит никаких разрушений на поверхности, тогда как значительно более слабое, но на глубине 6–7 км может вызвать огромные разрушения. Многое также зависит от характера залегания пород, продолжительности землетрясения, частоты и серьезности толчков, следующих за главным толчком, и от физического состояния пораженной землетрясением территории. Из всего этого вытекает, что самыми страшными не обязательно бывают самые сильные землетрясения, хотя сила, несомненно, значит очень много.

Звание крупнейшего после создания шкалы оспаривают землетрясение, случившееся в марте 1964 года в заливе Принца Уильяма на Аляске, которое оценивали магнитудой 9,2 балла, и то, что произошло в 1960 году в Тихом океане у побережья Чили, которому первоначально приписали магнитуду 8,6 балла, но позднее некоторые авторитетные органы (включая Геологическую службу США) пересмотрели ее в сторону повышения до небывалой величины в 9,5 балла.

Нужно иметь в виду, что измерение землетрясений не всегда отличается точностью, особенно когда приходится оценивать данные, полученные из отдаленных мест. Во всяком случае, оба землетрясения были чудовищными. Землетрясение 1960 года не только произвело обширные разрушения вдоль всего южноамериканского побережья, но и вызвало гигантскую волну цунами, которая прокатилась почти 10 тыс. миль по Тихому океану и смыла городок Хило на Гавайских островах: там было уничтожено более 500 зданий и погибло более 60 человек. Еще больше жертв унесли волны в Японии и на Филиппинах.

Однако самым разрушительным за весь период письменной истории было землетрясение, полностью разрушившее столицу Португалии 1 ноября 1755 года — в день всех святых. Около десяти часов утра Лиссабон потряс косой удар силой 9 баллов; жуткая тряска продолжалась семь минут. Сила толчков была такова, что вода отхлынула из порта и вернулась волной высотой более 15 м, еще больше усугубив разрушения. Когда наконец колебания прекратились, оставшиеся в живых получили всего три минуты покоя, после чего последовал второй удар, лишь чуть слабее предыдущего. В итоге погибло не 60, а 60 тыс. человек (!), и были разрушены практически все здания на много миль вокруг. Для сравнения: землетрясение 1906 года в Сан-Франциско, которое оценивается по шкале Рихтера в 7,8 балла, продолжалось менее тридцати секунд.

Землетрясения — явления довольно обычные. Ежедневно где-нибудь в мире происходит пара землетрясений силой в 2 балла и больше — достаточных, чтобы находящиеся поблизости люди это почувствовали. Хотя землетрясения имеют тенденцию группироваться в определенных местах — особенно в поясе, окружающем Тихий океан, — они случаются почти всюду. Самым распространенным типом землетрясений является возникающее в месте встречи двух тектонических плит. По мере того как плиты напирают друг на друга, давление нарастает. Вообще говоря, чем дольше интервал между землетрясениями, тем сильнее сдерживаемое давление и тем больше вероятность, что встряска будет действительно сильной.

Особая причина для беспокойства есть у Токио. «Город, ожидающий гибели», — так выразился по поводу японской столицы один сейсмолог. Токио стоит на стыке трех тектонических плит, к тому же в стране, уже известной своей сейсмической нестабильностью. В 1995 году город Кобэ, находящийся почти в 500 км к востоку от столицы, поразило землетрясение силой 7,2 балла. Тогда погибло 6394 человека, а ущерб оценивался в 99 млрд долларов. Но это почти ничто по сравнению с тем, чего можно ожидать в Токио. И ведь этот город уже пострадал от одного из самых разрушительных землетрясений нашего времени. 1 сентября 1923 года перед полуднем город подвергся землетрясению, более чем в десять раз превосходившему землетрясение в Кобэ. Погибло 200 тыс. человек. С тех пор в Токио наблюдается смешанное со страхом спокойствие; а давление плит под поверхностью уже 80 лет нарастает. В конечном счете оно обязательно вырвется наружу. В 1923 году население Токио составляло около 3 млн человек. Сегодня это 30 млн. Никто не строит прогнозы, сколько людей может погибнуть, но оценка возможных экономических потерь достигает 7—10 трлн долларов.