Супервулканы
Мы все знаем, как должен выглядеть вулкан - конусообразная гора, изрыгающая из себя пепел и лаву, или же мирно курящаяся. В последние годы ученые вулканологи обнаружили на Земле несколько вулканов другого типа, которые выглядят совершенно по-другому и извергаются в сотни и тысячи раз мощнее, чем самые мощные известные нам вулканы. Это - супервулканы.
Две тысячи лет назад извержение Везувия погребло под многометровым слоем пепла и камней город Помпеи, и накрыло раскаленной тучей пирокластического потока Геркуланум. В историю оно вошло как одна из самых страшных природных катастроф, как символ разрушающей мощи матушки-природы. Захватывающая дух и ужасающая разум гибель этих древнеримских городов была отображена в литературе и кинематографе, а знаменитую картину Карла Брюллова все наверняка помнят ещё со школьной скамьи.
Однако ряд сенсационных открытий, сделанных в последние годы, показали, что грозный Везувий не более чем фурункул на теле старушки-Земли, по сравнению с куда более грандиозным вулканическим образованием, спящим в недрах земной коры неподалеку.
Извержение Везувия. художник Пьер Жак Волар 1777
К западу от древнего и прекрасного итальянского города Неаполя находится местность под названием Флегрейские Поля (Campi Flegrei). Если взлететь над ней на самолете, то можно увидеть, что вся она покрыта древними, наполовину сглаженными эрозией вулканическими кратерами. Дороги, ипподромы и дома построены прямо у их подножий и даже внутри - поскольку бывшие огнедышащие жерла со временем превратились в гигантские чаши с относительно ровным дном.
Ещё сорок тысяч лет назад Флегрейские Поля были настоящим адом - вулканическая активность этого района была гораздо выше, чем у Везувия. Но приплывшие сюда в VI веке до н.э. греческие колонисты застали лишь отдельные струйки дыма, пробивающиеся из-под камней. Собственно, они и дали местности имя: «горящие поля» (от греческого phlegreios).
Флегрейские поля
Сегодня жизнь на спящих вулканах проходит беззаботно. Единственное, что напоминает местным жителям о геологическим прошлом их земли - это сольфатары. Струйки пара и горячих сернистых газов вырываются из трещин небольшого кратера Solfatara, давшего им название. Однако это спокойствие может быть обманчивым. Когда-то так же беспечно гуляли по улицам Помпей древние римляне.
Исследование земных недр с помощью сейсмической томографии (Seismic tomography) показало, что район Неаполя покоится над огромным магматическим бассейном площадью 400 кв. км. По мнению вулканологов, это настоящая мина замедленного действия, которая может когда-то взорваться. Однако опасаться следует не только очередного извержения Везувия.
Флегрейские Поля являются отнюдь не безобидным памятников геологического прошлого планеты. Более подробное их изучение показало, что эта покрытая несколькими десятками кратеров местность представляет собою остатки кальдеры древнего гигантского вулкана, часть которой затоплена водами бухты Поццуоли. Конечно, в мире есть примеры других, не менее впечатляющих огромных кальдер. Например, остров Тира, «рогалик» которого - все, что осталось после взрыва в XV веке до н.э. вулкана Санторин. Но исследования вулканического района Неаполя продолжаются, и кто знает, какие открытия они принесут.
Флегрейские поля
Что если Флегрейские Поля и Везувий - это не два отдельных вулкана (древний и современный), а две «выхлопные трубы» более древнего и куда более грандиозного вулкана, кальдерой которого является Неаполитанский залив? Конечно, такое предположение пока можно называть только научной фантастикой, но кто знает!
Однако вернемся в не менее интересную научную реальность - к Флегрейским Полям. Итак, их исследование показало, что они представляют собою огромный древний вулкан, ныне спящий - однако имеющий несколько иную конструкцию, чем, к примеру, его сосед Везувий. Этот тип вулканов получил рабочее название супервулканы (supervolcano) - прежде всего за свои размеры.
Типичный вулкан, каким мы себе его представляем, это конусообразный холм с кратером, из которого извергаются лава, пепел и газы. Образуется он так: в недрах находится вулканический очаг с магмой, содержимое которого находит себе путь (канал) через трещины, разломы и прочие «дефекты» земной коры. По мере поднятия магма выделяет газы, превращаясь в вулканическую лаву, и изливается через верхнюю часть канала, называемого обычно жерлом. Откалываясь вокруг жерла, продукты извержения и наращивают конус вулкана.
Супервулканы же имеют свою особенность, из-за которой до недавнего времени никто даже не подозревал о их существования. Дело в том, что они совсем не похожи на привычные нам конусообразные «шапки» с жерлом внутри. Да и вряд ли бы они смогли что-то похожее нарастить - и не только потому, что такая гора достигала бы нескольких десятков километров в основании и 15-20 в высоту, она просто стала бы проваливаться под землю, из-за того что кора не в состоянии выдержать такую тяжесть. Собственно, примерно так и происходило.
Их очаги располагаются гораздо ближе к поверхности земли и представляют собой огромные магматические резервуары - соответственно велика и площадь их горизонтального сечения. По одной из версий, извержение супервулкана начиналось с того, что магма расплавляет и разламывает слой земной коры над собою, выпячивая на земной поверхности огромный горб (высотой в несколько сот метров и диаметров в 15-20 и более километров).
Потом давление увеличивается, магма ищет себе выход. По периметру супервулкана возникают многочисленные жерла и трещины - а затем вся его центральная часть обрушивается вниз, в огненную преисподнюю. Рухнувшие породы, точно поршень, резко высвобождают из недр огромные объемы магмы и газов - и они выбрасываются в небо гигантскими фонтами лавы и циклопическими облаками пепла.
Подобное явление никогда ещё не видели не только вулканологи, но и вообще homines sapientes - все земные супервулканы изверглись задолго до их появления. Однако остается вопрос: всегда ли они были редким геологическим явлением, или же когда-то в эпоху бурной геологической молодости нашей планеты их извержения относительно часто сотрясали её тело? Связано ли их возникновение с периодами т.н. «повышенной вулканической активности» планеты? Ответы на эти вопросы ещё только предстоит найти.
Когда извержение супервулкана заканчивалось, от него оставалась огромная кальдера, внутри которой образовывалась огромная долина - своеобразную «крышка» над магматическим очагом. Частью такой «крышки», её краешком, как раз и могут быть Флегрейские Поля. Таким образом, если классический вулкан можно сравнить с «прыщиком», то супервулкан скорее похож на серьезную гематому или нарыв.
Кальдера
Дальнейшая его судьба может быть разной. Он может мирно спать, превратившись в резервуар для озера, может стать горячей долиной термальных источников, а может иногда пошаливать небольшими извержениями, покрываясь вулканическими конусами. Но может и извергнуться ещё раз - сотрясая земную кору. Все зависит от процессов, происходящих в его недрах.
На сегодняшний день под определение «супервулкан» попадают несколько объектов. Во-первых, это все те же Флегрейские Поля. Во-вторых, это вулкан Тоба на острове Суматра, который в последний раз извергался около 74 000 лет назад. Сейчас его гигантская кальдера площадью 1775 кв. км заполнена водою и представляет собою весьма живописное озеро.
Озеро Тоба. Находится в кальдере гигантского древнего вулкана и является самым большим и глубоким озером Юго-Восточной Азии. Длина озера - 100 км, ширина - 40 км, площадь - 1145 км кв. Глубина озера - более 500 м. В центре озера расположен остров Самосир (530 км кв., т.е. примерно такой же, как Сингапур). На острове Самосире есть ещё одно озеро - Сидохони (небольшого размера). Поверхность озера Тоба находится на высоте 906 м над уровнем моря. Когда-то уровень воды в озере был на 150 м выше, и он продолжает понемногу снижаться. Все это огромное 100-км озеро представляет собой одну-единственную кальдеру, т.е. провал в земной коре вулканического происхождения.
Озеро Тоба. Суматра.
Извержение вулкана Тоба было последним извержением супервулкана на Земле. Случилось оно 75 тыс. лет назад. Последствия взрыва иначе как катастрофическими назвать нельзя. Некоторые ученые утверждают, что это извержение в эволюционном плане отбросило Землю на 2 млн лет назад. Тогда из земных недр было выброшено больше тысячи кубических километров магмы. Этого количества достаточно, чтобы покрыть территорию всей России восьмисантиметровым слоем лавы. После взрыва из-под земли со сверхзвуковой скоростью вырвался столб раскаленного газа и пепла, который почти мгновенно достиг края стратосферы-отметки в 50 км. За трое суток на поверхность излилось более 2800 кубокилометров магмы: кое-где толща застывшей лавы-в десятки метров. Когда купол вулкана обрушился внутрь, в воздух поднялись гигантские раскаленные облака пепла. Они двигались со скоростью почти 400 км в час, расплавляя на своем пути камни и выжигая все живое. После извержения на территории радиусом 300 км несколько недель падал бесцветный пепел. Выброшенный в атмосферу пепел закрыл Солнце на шесть месяцев. На планете началась «вулканическая зима». Средняя температура опустилась на 21 градус, погибли девять из каждых десяти населявших Землю существ. Его пережило от 3000 до 20 000 человек, тогда как до этого извержения численность человеческой популяции составляла миллионы. На месте взрыва образовалась кальдера площадью 1775 кв. км.
Согласно одной из гипотез, именно извержение Тобы помогло кроманьонцам, коими мы, по сути, и являемся, в борьбе с их прямыми конкурентами неандертальцами. Еще 80 тыс. лет назад доминирование физически более сильных и покрытых шерстью неандертальцев было неоспоримым. Их численность превышала численность кроманьонцев в несколько раз. Но после взрыва Тобы, вызвавшего маленький ледниковый период, когда уже ни мышцы, ни шерсть от бескормицы и страшных морозов не спасали, при этом надо было разводить огонь и строить ловушки на мамонтов, позиции неандертальцев сильно пошатнулись. А вскоре неандертальцы и вовсе исчезли с лица земли.
Вулкан Тоба расположен в одном из наиболее сейсмоопасных на Земле мест. По мнению ученых, именно в центральной части Суматры может находиться эпицентр третьего - сильнейшего землетрясения, последующего за произошедшими 26 декабря 2004 года (сила толчков по шкале Рихтера - 9 баллов) и 28 марта 2005 года (8,7 балла по шкале Рихтера).
По словам профессора Рэя Каса (Ray Cas), сотрудника геологического факультета университета Monash, Австралия, сильнейшее землетрясение может спровоцировать извержение "супервулкана" Тоба. "Супервулканы представляют огромную опасность для всего живого на планете. Единственное, что может с ними сравниться по разрушительной силе - столкновение Земли с крупным астероидом", - заявил Кас.
Австралийский ученый подчеркнул, что извержение вулкана Тоба "может произойти в ближайшее время, через 50 или через 1000 лет, но рано или поздно оно все равно случится и приведет к катастрофическим последствиям".
Сравнение выброса породы при извержении вулкана Тоба с выбросами при последних, известных человечеству, извержениях вулканов
Кратер вулкана Тоба, расположенного на севере центральной части Суматры, считается самым большим на Земле - его площадь 1775 квадратных километров. В настоящее время в его кратере находится озеро Тоба, глубина которого достигает 529 метров. В центре озера возник остров Самосир - слой вулканического пепла на нем достигал шестисот метров. И даже в Индии пепел из вулкана Тоба ложился кое-где слоем в шесть метров.
Древний и весьма крупный супервулкан совсем недавно был открыт на Камчатке. Во время изучения района Банных источников, сотрудники Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН обнаружили там останки древней кальдеры. При более тщательном исследовании были установлены её размеры (25 на 15 км) и примерный возраст - около полутора миллиона лет. Таким образом, она в несколько раз старше большинства Камчатских вулканов. К версии же, что кальдера является древним супервулканом, ученых привело изучение куполообразного поднятия в её центре - вызванного наличием под ним мощного магматического очага. Дальневосточная кальдера представляет собой овал протяженностью 35 км - от верховья реки Паратунка до Банных термальных источников, которые, возможно, и прогреваются теплом супервулкана. Последнее его извержение произошло примерно 1,5 млн лет назад. С тех пор, говорят ученые, он остыл, и предполагать новые извержения было бы неправильно. Хотя полностью такая возможность не исключается.
Камчатка. Долина гейзеров
Однако Тоба вовсе не самый крупный из супервулканов. Так, середнячок. Самый большой из известных нам находится в США, штат Айдахо, в национальном парке Йеллоустоун (в переводе с англ. - «желтый камень», следы вулканической активности), известном своими гейзерами и горячими источниками. Кальдеру этого супервулкана впервые описал в 1972 году американский ученый-геолог доктор Морган. Эта изрыгавшая некогда огонь и лаву яма имеет в длину 100 км , в ширину 30 км , а ее общая площадь составляет 3825 кв. км. Как было установлено, резервуар с магмой находится совсем рядом с поверхностью кальдеры, на глубине всего 8 км . При этом запасы его таковы, что супервулкан может извергнуть более 2,5 тыс. куб. км вулканического вещества. Для сравнения: во время самого обильного из известных нам извержений (1815 год) вулкан Тамбора (остров Сумбара, Индонезия) выбросил примерно 150 куб. км такого вещества, а знаменитый Кракатау (недалеко от острова Ява), уничтоживший в 1883 году 36 тыс. человек и грохотавший при этом так, что его было слышно во всех концах планеты, - всего 20 куб. км.
The Yellowstone Supervolcano
На сегодня Йеллоустонский национальный парк (Yellowstone National Park), располагающийся в районе Скалистых гор в северо-западной части штата Вайоминг (США) - это самый известный супервулкан. Наиболее подробно исследованный, он к тому же стал главным героем документального фильма «Supervolcano» (производство ВВС) и одноименного художественного триллера - представляющих его возможное извержение как начало грандиозного катаклизма.
«Supervolcano»
Исследовав вулканические породы, оставшиеся от прошлых извержений, ученые Геологического общества Америки пришли к выводу, что активность Йеллоустоунского супервулкана циклична: он уже извергался 2 миллиона лет назад, 1,3 миллионов лет назад и, наконец, 630 тысяч лет назад. Нетрудно подсчитать, что при такой периодичности время нашей жизни совпало со временем очередного извержения. Признаки приближающегося катаклизма налицо. Недалеко от старой кальдеры, в районе «Трех сестер» (это три потухших вулкана), был обнаружен резкий подъем почвы: за четыре года ее «вспучило» на 178 см. При этом за предшествующее десятилетие она поднялась всего на 10 см., что тоже довольно много. Недавно вулканологи обнаружили, что магматические потоки под Йеллоустоуном поднялись настолько, что находятся на глубине всего 480 метров! Необычная активность земной коры в этом районе наводит ученых на мысль, что мощнейшее извержение вулкана в этом районе - вопрос ближайшего времени. Причем его сила может быть сопоставима с катаклизмом, произошедшим на планете еще на заре зарождения человечества и приведшим к началу Ледникового периода. Станет ли йеллоустонское извержение началом конца нашей цивилизации?
В 1999 году английский геолог профессор Макгир подготовил для правительства Великобритании специальный доклад, в котором заявил, что, по его расчетам, Йеллоустоун должен взорваться в 2074 году. Конечно, с ним согласны не все вулканологи. Некоторые полагают, что это может случиться значительно раньше.
Уже просчитаны сценарии, по которым будут развиваться события. В случае с Йеллоустоуном все будет примерно так.
За несколько дней до взрыва земная кора «взбухнет», то есть поднимется на несколько метров. При этом почва нагреется до 60-70°С. В атмосфере резко вырастет концентрация сероводорода и гелия. Все это послужит сигналом к началу массовой эвакуации населения. Взрыв будет сопровождаться мощнейшим землетрясением, которое будет ощущаться во всех точках планеты. Скальные куски подбросит на высоту до 100 км . Падая, они накроют собой гигантскую территорию - несколько тысяч квадратных километров. После взрыва кальдера начнет извергать лавовые потоки. Скорость потоков составит несколько сот километров в час. В первые же минуты после начала катастрофы будет уничтожено все живое радиусе более 700 км и почти все - в радиусе 1200 км . Причем погибать люди будут в основном не из-за того, что засыплет пеплом или зальет лавой, а из-за удушья и отравления сероводородом. Извержение будет продолжаться несколько суток. За это время улицы Сан-Франциско, Лос-Анджелеса и других городов Соединенных Штатов Америки будут завалены полутораметровыми «сугробами» из вулканического шлака (эта субстанция есть не что иное, как перемолотая в пыль хорошо всем знакомая пемза). Все Западное побережье США превратится в одну огромную мертвую зону.
Здесь в непосредственной опасности находятся жители практически всего американского северо-запада и части Канады. В пределах 600-мильного радиуса, на территории в 10.000 квадратных километров будут бушевать пирокластические потоки - самый смертоносный продукт извержения. Они возникнут, когда давление, выбросившее столб газа и камней высоко в атмосферу на секунду ослабнет, и часть столба обрушится на окрестности огромной, сжигающей все на своем пути, лавиной. В пирокластических потоках таких масштабов выжить будет невозможно. При температуре свыше 400 градусов тела просто сварятся, плоть отделится от костей. Пирокластические потоки убьют около 100.000 человек в первые минуты после начала извержения. Но это - совсем незначительные потери, по сравнению с теми, что мы понесем, когда облако пепла из Йелоустона начнет распространяться вширь. В течение суток в зоне бедствия окажется вся территория Соединённых Штатов до Миссисипи.
Пирокластический поток
Вулканический пепел кажется довольно безобидной субстанцией. Это не такая очевидная угроза, как пирокластический поток или лава, однако, она представляет не меньшую угрозу. Через некоторое время пепел покроет не только всю территорию США. Слоем до 8 сантиметров будет покрыт весь мир. Наибольшей опасности могут подвергнуться территории, находящиеся за тысячи километров от вулкана, где слой пепла будет максимальным. Когда слой вулканических осадков достигнет толщины в 15 сантиметров, нагрузка на крыши станет слишком большой и здания начнут рушиться. Если людей не предупредить заранее, от одного до 3 человек в каждом доме погибнут или будут серьезно травмированы. Это будет основной причиной смерти в обойдённых пирокластической волной районах вокруг Йелоустона, где слой пепла будет никак не меньше 60 сантиметров. По расчетам нейрокомпьютера HAZUS-4 от пепла могу погибнуть около полумиллиона человек.
Спустя некоторое время землетрясение спровоцирует извержение нескольких десятков, а возможно, и сотен обычных вулканов во всех концах света, которые последуют через три-четыре часа после начала Йеллоустоунской катастрофы. Определить, какие именно вулканы при этом рванут, не представляется возможным, поэтому может статься, что человеческие потери от этих «второстепенных» извержений превысят потери от извержения «основного», к которому мы будем готовы. Извержения океанских вулканов породят множество цунами, которые сотрут с лица земли все тихоокеанские и атлантические прибрежные города.
Уже через день на всем континенте начнут лить кислотные дожди, которые уничтожат большую часть растительности. Озоновая дыра над материком вырастет до таких размеров, что всё избежавшее гибели от вулкана, пепла и кислоты падет жертвой солнечной радиации.
На то, чтобы пересечь Атлантику и Тихий океан, тучам пепла и золы потребуется две-три недели, а спустя месяц они закроют Солнце по всей Земле. Пеплопады пройдут повсеместно, причем интенсивность их будет такова, что днем невозможно будет разглядеть предмет, находящийся на расстоянии 20- 30 см от глаз. Температура атмосферы упадет в среднем на 21°С. Северные страны, такие, как Финляндия или Швеция, просто перестанут существовать. Масштабные землетрясения и резкое похолодание выведут из строя большую часть трубопроводов, железных дорог и линий электропередачи. Жизнь остановится.
Но пепел и пирокластические потоки - не главная опасность. При извержении будет выбрасываться сера, которая образует крошечные капли серной кислоты или аэрозоли, когда оказывается высоко в стратосфере. Стратосфера - это слой выше самых высоких облаков, которые мы можем видеть. Здесь нет облаков водяного пара, чтобы растворить ее. Кислота может оставаться там много лет. Эти аэрозоли образуют завесу, которая будет отражать солнечный свет, и от этого температура на земле снизится. Каким будет снижение температуры, зависит от количества выбросов. Через три недели аэрозоли образуют над миром покров из серы. Такой плотный, что он станет причиной невиданного до сих пор глобального похолодания. После извержения в Йелоустоне, температура на земле резко упадет в среднем на 15-20 градусов. То есть большая часть планеты будет покрыта снегом почти круглый год. И так минимум, 3-4 года. При этом погибнут посевы, а земледелие окажется в состоянии коллапса. Еще более фатальные события произойдут в тропиках, где температура упадет почти на 15 градусов, следствием чего будет полное опустошение. Прекратятся муссоны в юго-восточной Азии, где дожди дают надежду на выживание трём пятым населения земли. Массовый голод станет страшной реальностью…
Больше всего пострадают самые густонаселенные и зависимые от сельского хозяйства Индия и Китай. Здесь от голода уже в ближайшие месяцы погибнет до 1,5 млрд человек. Всего в результате катаклизма будет уничтожено более 2 млрд человек (или каждый третий житель Земли). Меньше всего будут подвержены разрушениям сейсмически устойчивые и находящиеся в глубине континента Сибирь и восточноевропейская часть России. Продолжительность «вулканической зимы» составит четыре года. Но, учитывая активную борьбу с ней уцелевшей части человечества, этот срок можно сократить вдвое.
У ученых, которые так или иначе занимаются прогнозированием стихийных бедствий, существует так называемый кодекс молчания. Он не зафиксирован ни в каких бумагах, тем не менее его придерживаются хоть и не все, но большинство метеорологов, сейсмологов и вулканологов. В соответствии с этим кодексом ученый должен сообщать о грядущих катаклизмах прежде всего местной власти, органам, отвечающим за защиту населения, правительству страны, а если надвигается что-то грандиозное - своим коллегам. И ни при каких обстоятельствах самостоятельно не выносить апокалиптические прогнозы на суд общественности.
При всей кажущейся жестокости кодекс весьма мудр. Ибо паника, которую может вызвать неосторожное заявление, способна принести больше несчастий, чем само бедствие. Ведь важно не просто оповестить население, но грамотно провести его эвакуацию. А перед этим убедиться в правильности прогноза.
Как следят за супервулканами . Сейчас точно установлено местонахождение четырех супервулканов. Кроме вулканов Тоба и Йеллоустоун недавно было открыто еще два монстра, уже в Европе. Один находится недалеко от Неаполя, в местечке с красивым названием Флегрейские Поля, второй - на острове Кос в Эгейском море. Кроме того, ученые предполагают, что подобные образования существуют под Новой Зеландией, Камчаткой, в Андах, на Филиппинах, в Центральной Америке, Индонезии и Японии.
За всеми известными супервулканами ведется самое пристальное наблюдение. Только на территории Йеллоустоунского парка оборудовано около сотни пунктов сбора информации. Информацию передают властям, а те ее тщательно скры вают. Так, в прошлом году работающие в парке вулканологи подготовили для конгресса США специальный доклад, который был немедленно засекречен. Живущие недалеко от парка американцы рассказывают, что власти постоянно занижают силу частых в этом районе и связанных с вулканами землетрясений, а некоторые вообще скрывают. В прошлом году, если верить жителям города Келли, по крайней мере два землетрясения не были отмечены на сайте геологической службы, несмотря на то что толчки были весьма ощутимыми.
Пытаясь успокоить общественное мнение, ученые говорят, что Йеллоустоунский супервулкан, конечно, самый мощный из известных, но он умирающий, на это два американских геолога, Илья Биндеман и Джон Велли, опубликовали в журнале Eath and Planetary Science Letters статью, где наглядно доказали, что умирать-то он умирает, но еще на одно «предсмертное» извержение его вполне хватит. И это извержение будет примерно в 1500 раз мощнее извержения Везувия, уничтожившего Помпеи.Не менее тщательные наблюдения ведутся и на Суматре.
Это не предсказания Нострадамуса….это физика Земли, а у Земли своя жизнь, свои законы.
Продолжение следует...
Все посты про вулканы:
Вулканическая зима в Израиле и самое сильное извержение 20 века
Вулканические зимы на Земле за последние 500 лет
Супервулканы
Две тысячи лет назад извержение Везувия погребло под многометровым слоем пепла и камней город Помпеи, и накрыло раскаленной тучей пирокластического потока Геркуланум. В историю оно вошло как одна из самых страшных природных катастроф, как символ разрушающей мощи матушки-природы. Захватывающая дух и ужасающая разум гибель этих древнеримских городов была отображена в литературе и кинематографе, а знаменитую картину Карла Брюллова все наверняка помнят ещё со школьной скамьи.
Однако ряд сенсационных открытий, сделанных в последние годы, показали, что грозный Везувий не более чем фурункул на теле старушки-Земли, по сравнению с куда более грандиозным вулканическим образованием, спящим в недрах земной коры неподалеку.
Извержение Везувия. художник Пьер Жак Волар 1777
К западу от древнего и прекрасного итальянского города Неаполя находится местность под названием Флегрейские Поля (Campi Flegrei). Если взлететь над ней на самолете, то можно увидеть, что вся она покрыта древними, наполовину сглаженными эрозией вулканическими кратерами. Дороги, ипподромы и дома построены прямо у их подножий и даже внутри - поскольку бывшие огнедышащие жерла со временем превратились в гигантские чаши с относительно ровным дном.
Ещё сорок тысяч лет назад Флегрейские Поля были настоящим адом - вулканическая активность этого района была гораздо выше, чем у Везувия. Но приплывшие сюда в VI веке до н.э. греческие колонисты застали лишь отдельные струйки дыма, пробивающиеся из-под камней. Собственно, они и дали местности имя: «горящие поля» (от греческого phlegreios).
Флегрейские поля
Сегодня жизнь на спящих вулканах проходит беззаботно. Единственное, что напоминает местным жителям о геологическим прошлом их земли - это сольфатары. Струйки пара и горячих сернистых газов вырываются из трещин небольшого кратера Solfatara, давшего им название. Однако это спокойствие может быть обманчивым. Когда-то так же беспечно гуляли по улицам Помпей древние римляне.
Исследование земных недр с помощью сейсмической томографии (Seismic tomography) показало, что район Неаполя покоится над огромным магматическим бассейном площадью 400 кв. км. По мнению вулканологов, это настоящая мина замедленного действия, которая может когда-то взорваться. Однако опасаться следует не только очередного извержения Везувия.
Флегрейские Поля являются отнюдь не безобидным памятников геологического прошлого планеты. Более подробное их изучение показало, что эта покрытая несколькими десятками кратеров местность представляет собою остатки кальдеры древнего гигантского вулкана, часть которой затоплена водами бухты Поццуоли. Конечно, в мире есть примеры других, не менее впечатляющих огромных кальдер. Например, остров Тира, «рогалик» которого - все, что осталось после взрыва в XV веке до н.э. вулкана Санторин. Но исследования вулканического района Неаполя продолжаются, и кто знает, какие открытия они принесут.
Флегрейские поля
Что если Флегрейские Поля и Везувий - это не два отдельных вулкана (древний и современный), а две «выхлопные трубы» более древнего и куда более грандиозного вулкана, кальдерой которого является Неаполитанский залив? Конечно, такое предположение пока можно называть только научной фантастикой, но кто знает!
Однако вернемся в не менее интересную научную реальность - к Флегрейским Полям. Итак, их исследование показало, что они представляют собою огромный древний вулкан, ныне спящий - однако имеющий несколько иную конструкцию, чем, к примеру, его сосед Везувий. Этот тип вулканов получил рабочее название супервулканы (supervolcano) - прежде всего за свои размеры.
Типичный вулкан, каким мы себе его представляем, это конусообразный холм с кратером, из которого извергаются лава, пепел и газы. Образуется он так: в недрах находится вулканический очаг с магмой, содержимое которого находит себе путь (канал) через трещины, разломы и прочие «дефекты» земной коры. По мере поднятия магма выделяет газы, превращаясь в вулканическую лаву, и изливается через верхнюю часть канала, называемого обычно жерлом. Откалываясь вокруг жерла, продукты извержения и наращивают конус вулкана.
Супервулканы же имеют свою особенность, из-за которой до недавнего времени никто даже не подозревал о их существования. Дело в том, что они совсем не похожи на привычные нам конусообразные «шапки» с жерлом внутри. Да и вряд ли бы они смогли что-то похожее нарастить - и не только потому, что такая гора достигала бы нескольких десятков километров в основании и 15-20 в высоту, она просто стала бы проваливаться под землю, из-за того что кора не в состоянии выдержать такую тяжесть. Собственно, примерно так и происходило.
Их очаги располагаются гораздо ближе к поверхности земли и представляют собой огромные магматические резервуары - соответственно велика и площадь их горизонтального сечения. По одной из версий, извержение супервулкана начиналось с того, что магма расплавляет и разламывает слой земной коры над собою, выпячивая на земной поверхности огромный горб (высотой в несколько сот метров и диаметров в 15-20 и более километров).
Потом давление увеличивается, магма ищет себе выход. По периметру супервулкана возникают многочисленные жерла и трещины - а затем вся его центральная часть обрушивается вниз, в огненную преисподнюю. Рухнувшие породы, точно поршень, резко высвобождают из недр огромные объемы магмы и газов - и они выбрасываются в небо гигантскими фонтами лавы и циклопическими облаками пепла.
Подобное явление никогда ещё не видели не только вулканологи, но и вообще homines sapientes - все земные супервулканы изверглись задолго до их появления. Однако остается вопрос: всегда ли они были редким геологическим явлением, или же когда-то в эпоху бурной геологической молодости нашей планеты их извержения относительно часто сотрясали её тело? Связано ли их возникновение с периодами т.н. «повышенной вулканической активности» планеты? Ответы на эти вопросы ещё только предстоит найти.
Когда извержение супервулкана заканчивалось, от него оставалась огромная кальдера, внутри которой образовывалась огромная долина - своеобразную «крышка» над магматическим очагом. Частью такой «крышки», её краешком, как раз и могут быть Флегрейские Поля. Таким образом, если классический вулкан можно сравнить с «прыщиком», то супервулкан скорее похож на серьезную гематому или нарыв.
Кальдера
Дальнейшая его судьба может быть разной. Он может мирно спать, превратившись в резервуар для озера, может стать горячей долиной термальных источников, а может иногда пошаливать небольшими извержениями, покрываясь вулканическими конусами. Но может и извергнуться ещё раз - сотрясая земную кору. Все зависит от процессов, происходящих в его недрах.
На сегодняшний день под определение «супервулкан» попадают несколько объектов. Во-первых, это все те же Флегрейские Поля. Во-вторых, это вулкан Тоба на острове Суматра, который в последний раз извергался около 74 000 лет назад. Сейчас его гигантская кальдера площадью 1775 кв. км заполнена водою и представляет собою весьма живописное озеро.
Озеро Тоба. Находится в кальдере гигантского древнего вулкана и является самым большим и глубоким озером Юго-Восточной Азии. Длина озера - 100 км, ширина - 40 км, площадь - 1145 км кв. Глубина озера - более 500 м. В центре озера расположен остров Самосир (530 км кв., т.е. примерно такой же, как Сингапур). На острове Самосире есть ещё одно озеро - Сидохони (небольшого размера). Поверхность озера Тоба находится на высоте 906 м над уровнем моря. Когда-то уровень воды в озере был на 150 м выше, и он продолжает понемногу снижаться. Все это огромное 100-км озеро представляет собой одну-единственную кальдеру, т.е. провал в земной коре вулканического происхождения.
Озеро Тоба. Суматра.
Извержение вулкана Тоба было последним извержением супервулкана на Земле. Случилось оно 75 тыс. лет назад. Последствия взрыва иначе как катастрофическими назвать нельзя. Некоторые ученые утверждают, что это извержение в эволюционном плане отбросило Землю на 2 млн лет назад. Тогда из земных недр было выброшено больше тысячи кубических километров магмы. Этого количества достаточно, чтобы покрыть территорию всей России восьмисантиметровым слоем лавы. После взрыва из-под земли со сверхзвуковой скоростью вырвался столб раскаленного газа и пепла, который почти мгновенно достиг края стратосферы-отметки в 50 км. За трое суток на поверхность излилось более 2800 кубокилометров магмы: кое-где толща застывшей лавы-в десятки метров. Когда купол вулкана обрушился внутрь, в воздух поднялись гигантские раскаленные облака пепла. Они двигались со скоростью почти 400 км в час, расплавляя на своем пути камни и выжигая все живое. После извержения на территории радиусом 300 км несколько недель падал бесцветный пепел. Выброшенный в атмосферу пепел закрыл Солнце на шесть месяцев. На планете началась «вулканическая зима». Средняя температура опустилась на 21 градус, погибли девять из каждых десяти населявших Землю существ. Его пережило от 3000 до 20 000 человек, тогда как до этого извержения численность человеческой популяции составляла миллионы. На месте взрыва образовалась кальдера площадью 1775 кв. км.
Согласно одной из гипотез, именно извержение Тобы помогло кроманьонцам, коими мы, по сути, и являемся, в борьбе с их прямыми конкурентами неандертальцами. Еще 80 тыс. лет назад доминирование физически более сильных и покрытых шерстью неандертальцев было неоспоримым. Их численность превышала численность кроманьонцев в несколько раз. Но после взрыва Тобы, вызвавшего маленький ледниковый период, когда уже ни мышцы, ни шерсть от бескормицы и страшных морозов не спасали, при этом надо было разводить огонь и строить ловушки на мамонтов, позиции неандертальцев сильно пошатнулись. А вскоре неандертальцы и вовсе исчезли с лица земли.
Вулкан Тоба расположен в одном из наиболее сейсмоопасных на Земле мест. По мнению ученых, именно в центральной части Суматры может находиться эпицентр третьего - сильнейшего землетрясения, последующего за произошедшими 26 декабря 2004 года (сила толчков по шкале Рихтера - 9 баллов) и 28 марта 2005 года (8,7 балла по шкале Рихтера).
По словам профессора Рэя Каса (Ray Cas), сотрудника геологического факультета университета Monash, Австралия, сильнейшее землетрясение может спровоцировать извержение "супервулкана" Тоба. "Супервулканы представляют огромную опасность для всего живого на планете. Единственное, что может с ними сравниться по разрушительной силе - столкновение Земли с крупным астероидом", - заявил Кас.
Австралийский ученый подчеркнул, что извержение вулкана Тоба "может произойти в ближайшее время, через 50 или через 1000 лет, но рано или поздно оно все равно случится и приведет к катастрофическим последствиям".
Сравнение выброса породы при извержении вулкана Тоба с выбросами при последних, известных человечеству, извержениях вулканов
Кратер вулкана Тоба, расположенного на севере центральной части Суматры, считается самым большим на Земле - его площадь 1775 квадратных километров. В настоящее время в его кратере находится озеро Тоба, глубина которого достигает 529 метров. В центре озера возник остров Самосир - слой вулканического пепла на нем достигал шестисот метров. И даже в Индии пепел из вулкана Тоба ложился кое-где слоем в шесть метров.
Древний и весьма крупный супервулкан совсем недавно был открыт на Камчатке. Во время изучения района Банных источников, сотрудники Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН обнаружили там останки древней кальдеры. При более тщательном исследовании были установлены её размеры (25 на 15 км) и примерный возраст - около полутора миллиона лет. Таким образом, она в несколько раз старше большинства Камчатских вулканов. К версии же, что кальдера является древним супервулканом, ученых привело изучение куполообразного поднятия в её центре - вызванного наличием под ним мощного магматического очага. Дальневосточная кальдера представляет собой овал протяженностью 35 км - от верховья реки Паратунка до Банных термальных источников, которые, возможно, и прогреваются теплом супервулкана. Последнее его извержение произошло примерно 1,5 млн лет назад. С тех пор, говорят ученые, он остыл, и предполагать новые извержения было бы неправильно. Хотя полностью такая возможность не исключается.
Камчатка. Долина гейзеров
Однако Тоба вовсе не самый крупный из супервулканов. Так, середнячок. Самый большой из известных нам находится в США, штат Айдахо, в национальном парке Йеллоустоун (в переводе с англ. - «желтый камень», следы вулканической активности), известном своими гейзерами и горячими источниками. Кальдеру этого супервулкана впервые описал в 1972 году американский ученый-геолог доктор Морган. Эта изрыгавшая некогда огонь и лаву яма имеет в длину 100 км , в ширину 30 км , а ее общая площадь составляет 3825 кв. км. Как было установлено, резервуар с магмой находится совсем рядом с поверхностью кальдеры, на глубине всего 8 км . При этом запасы его таковы, что супервулкан может извергнуть более 2,5 тыс. куб. км вулканического вещества. Для сравнения: во время самого обильного из известных нам извержений (1815 год) вулкан Тамбора (остров Сумбара, Индонезия) выбросил примерно 150 куб. км такого вещества, а знаменитый Кракатау (недалеко от острова Ява), уничтоживший в 1883 году 36 тыс. человек и грохотавший при этом так, что его было слышно во всех концах планеты, - всего 20 куб. км.
The Yellowstone Supervolcano
На сегодня Йеллоустонский национальный парк (Yellowstone National Park), располагающийся в районе Скалистых гор в северо-западной части штата Вайоминг (США) - это самый известный супервулкан. Наиболее подробно исследованный, он к тому же стал главным героем документального фильма «Supervolcano» (производство ВВС) и одноименного художественного триллера - представляющих его возможное извержение как начало грандиозного катаклизма.
«Supervolcano»
Исследовав вулканические породы, оставшиеся от прошлых извержений, ученые Геологического общества Америки пришли к выводу, что активность Йеллоустоунского супервулкана циклична: он уже извергался 2 миллиона лет назад, 1,3 миллионов лет назад и, наконец, 630 тысяч лет назад. Нетрудно подсчитать, что при такой периодичности время нашей жизни совпало со временем очередного извержения. Признаки приближающегося катаклизма налицо. Недалеко от старой кальдеры, в районе «Трех сестер» (это три потухших вулкана), был обнаружен резкий подъем почвы: за четыре года ее «вспучило» на 178 см. При этом за предшествующее десятилетие она поднялась всего на 10 см., что тоже довольно много. Недавно вулканологи обнаружили, что магматические потоки под Йеллоустоуном поднялись настолько, что находятся на глубине всего 480 метров! Необычная активность земной коры в этом районе наводит ученых на мысль, что мощнейшее извержение вулкана в этом районе - вопрос ближайшего времени. Причем его сила может быть сопоставима с катаклизмом, произошедшим на планете еще на заре зарождения человечества и приведшим к началу Ледникового периода. Станет ли йеллоустонское извержение началом конца нашей цивилизации?
В 1999 году английский геолог профессор Макгир подготовил для правительства Великобритании специальный доклад, в котором заявил, что, по его расчетам, Йеллоустоун должен взорваться в 2074 году. Конечно, с ним согласны не все вулканологи. Некоторые полагают, что это может случиться значительно раньше.
Уже просчитаны сценарии, по которым будут развиваться события. В случае с Йеллоустоуном все будет примерно так.
За несколько дней до взрыва земная кора «взбухнет», то есть поднимется на несколько метров. При этом почва нагреется до 60-70°С. В атмосфере резко вырастет концентрация сероводорода и гелия. Все это послужит сигналом к началу массовой эвакуации населения. Взрыв будет сопровождаться мощнейшим землетрясением, которое будет ощущаться во всех точках планеты. Скальные куски подбросит на высоту до 100 км . Падая, они накроют собой гигантскую территорию - несколько тысяч квадратных километров. После взрыва кальдера начнет извергать лавовые потоки. Скорость потоков составит несколько сот километров в час. В первые же минуты после начала катастрофы будет уничтожено все живое радиусе более 700 км и почти все - в радиусе 1200 км . Причем погибать люди будут в основном не из-за того, что засыплет пеплом или зальет лавой, а из-за удушья и отравления сероводородом. Извержение будет продолжаться несколько суток. За это время улицы Сан-Франциско, Лос-Анджелеса и других городов Соединенных Штатов Америки будут завалены полутораметровыми «сугробами» из вулканического шлака (эта субстанция есть не что иное, как перемолотая в пыль хорошо всем знакомая пемза). Все Западное побережье США превратится в одну огромную мертвую зону.
Здесь в непосредственной опасности находятся жители практически всего американского северо-запада и части Канады. В пределах 600-мильного радиуса, на территории в 10.000 квадратных километров будут бушевать пирокластические потоки - самый смертоносный продукт извержения. Они возникнут, когда давление, выбросившее столб газа и камней высоко в атмосферу на секунду ослабнет, и часть столба обрушится на окрестности огромной, сжигающей все на своем пути, лавиной. В пирокластических потоках таких масштабов выжить будет невозможно. При температуре свыше 400 градусов тела просто сварятся, плоть отделится от костей. Пирокластические потоки убьют около 100.000 человек в первые минуты после начала извержения. Но это - совсем незначительные потери, по сравнению с теми, что мы понесем, когда облако пепла из Йелоустона начнет распространяться вширь. В течение суток в зоне бедствия окажется вся территория Соединённых Штатов до Миссисипи.
Пирокластический поток
Вулканический пепел кажется довольно безобидной субстанцией. Это не такая очевидная угроза, как пирокластический поток или лава, однако, она представляет не меньшую угрозу. Через некоторое время пепел покроет не только всю территорию США. Слоем до 8 сантиметров будет покрыт весь мир. Наибольшей опасности могут подвергнуться территории, находящиеся за тысячи километров от вулкана, где слой пепла будет максимальным. Когда слой вулканических осадков достигнет толщины в 15 сантиметров, нагрузка на крыши станет слишком большой и здания начнут рушиться. Если людей не предупредить заранее, от одного до 3 человек в каждом доме погибнут или будут серьезно травмированы. Это будет основной причиной смерти в обойдённых пирокластической волной районах вокруг Йелоустона, где слой пепла будет никак не меньше 60 сантиметров. По расчетам нейрокомпьютера HAZUS-4 от пепла могу погибнуть около полумиллиона человек.
Спустя некоторое время землетрясение спровоцирует извержение нескольких десятков, а возможно, и сотен обычных вулканов во всех концах света, которые последуют через три-четыре часа после начала Йеллоустоунской катастрофы. Определить, какие именно вулканы при этом рванут, не представляется возможным, поэтому может статься, что человеческие потери от этих «второстепенных» извержений превысят потери от извержения «основного», к которому мы будем готовы. Извержения океанских вулканов породят множество цунами, которые сотрут с лица земли все тихоокеанские и атлантические прибрежные города.
Уже через день на всем континенте начнут лить кислотные дожди, которые уничтожат большую часть растительности. Озоновая дыра над материком вырастет до таких размеров, что всё избежавшее гибели от вулкана, пепла и кислоты падет жертвой солнечной радиации.
На то, чтобы пересечь Атлантику и Тихий океан, тучам пепла и золы потребуется две-три недели, а спустя месяц они закроют Солнце по всей Земле. Пеплопады пройдут повсеместно, причем интенсивность их будет такова, что днем невозможно будет разглядеть предмет, находящийся на расстоянии 20- 30 см от глаз. Температура атмосферы упадет в среднем на 21°С. Северные страны, такие, как Финляндия или Швеция, просто перестанут существовать. Масштабные землетрясения и резкое похолодание выведут из строя большую часть трубопроводов, железных дорог и линий электропередачи. Жизнь остановится.
Но пепел и пирокластические потоки - не главная опасность. При извержении будет выбрасываться сера, которая образует крошечные капли серной кислоты или аэрозоли, когда оказывается высоко в стратосфере. Стратосфера - это слой выше самых высоких облаков, которые мы можем видеть. Здесь нет облаков водяного пара, чтобы растворить ее. Кислота может оставаться там много лет. Эти аэрозоли образуют завесу, которая будет отражать солнечный свет, и от этого температура на земле снизится. Каким будет снижение температуры, зависит от количества выбросов. Через три недели аэрозоли образуют над миром покров из серы. Такой плотный, что он станет причиной невиданного до сих пор глобального похолодания. После извержения в Йелоустоне, температура на земле резко упадет в среднем на 15-20 градусов. То есть большая часть планеты будет покрыта снегом почти круглый год. И так минимум, 3-4 года. При этом погибнут посевы, а земледелие окажется в состоянии коллапса. Еще более фатальные события произойдут в тропиках, где температура упадет почти на 15 градусов, следствием чего будет полное опустошение. Прекратятся муссоны в юго-восточной Азии, где дожди дают надежду на выживание трём пятым населения земли. Массовый голод станет страшной реальностью…
Больше всего пострадают самые густонаселенные и зависимые от сельского хозяйства Индия и Китай. Здесь от голода уже в ближайшие месяцы погибнет до 1,5 млрд человек. Всего в результате катаклизма будет уничтожено более 2 млрд человек (или каждый третий житель Земли). Меньше всего будут подвержены разрушениям сейсмически устойчивые и находящиеся в глубине континента Сибирь и восточноевропейская часть России. Продолжительность «вулканической зимы» составит четыре года. Но, учитывая активную борьбу с ней уцелевшей части человечества, этот срок можно сократить вдвое.
У ученых, которые так или иначе занимаются прогнозированием стихийных бедствий, существует так называемый кодекс молчания. Он не зафиксирован ни в каких бумагах, тем не менее его придерживаются хоть и не все, но большинство метеорологов, сейсмологов и вулканологов. В соответствии с этим кодексом ученый должен сообщать о грядущих катаклизмах прежде всего местной власти, органам, отвечающим за защиту населения, правительству страны, а если надвигается что-то грандиозное - своим коллегам. И ни при каких обстоятельствах самостоятельно не выносить апокалиптические прогнозы на суд общественности.
При всей кажущейся жестокости кодекс весьма мудр. Ибо паника, которую может вызвать неосторожное заявление, способна принести больше несчастий, чем само бедствие. Ведь важно не просто оповестить население, но грамотно провести его эвакуацию. А перед этим убедиться в правильности прогноза.
Как следят за супервулканами . Сейчас точно установлено местонахождение четырех супервулканов. Кроме вулканов Тоба и Йеллоустоун недавно было открыто еще два монстра, уже в Европе. Один находится недалеко от Неаполя, в местечке с красивым названием Флегрейские Поля, второй - на острове Кос в Эгейском море. Кроме того, ученые предполагают, что подобные образования существуют под Новой Зеландией, Камчаткой, в Андах, на Филиппинах, в Центральной Америке, Индонезии и Японии.
За всеми известными супервулканами ведется самое пристальное наблюдение. Только на территории Йеллоустоунского парка оборудовано около сотни пунктов сбора информации. Информацию передают властям, а те ее тщательно скры вают. Так, в прошлом году работающие в парке вулканологи подготовили для конгресса США специальный доклад, который был немедленно засекречен. Живущие недалеко от парка американцы рассказывают, что власти постоянно занижают силу частых в этом районе и связанных с вулканами землетрясений, а некоторые вообще скрывают. В прошлом году, если верить жителям города Келли, по крайней мере два землетрясения не были отмечены на сайте геологической службы, несмотря на то что толчки были весьма ощутимыми.
Пытаясь успокоить общественное мнение, ученые говорят, что Йеллоустоунский супервулкан, конечно, самый мощный из известных, но он умирающий, на это два американских геолога, Илья Биндеман и Джон Велли, опубликовали в журнале Eath and Planetary Science Letters статью, где наглядно доказали, что умирать-то он умирает, но еще на одно «предсмертное» извержение его вполне хватит. И это извержение будет примерно в 1500 раз мощнее извержения Везувия, уничтожившего Помпеи.Не менее тщательные наблюдения ведутся и на Суматре.
Это не предсказания Нострадамуса….это физика Земли, а у Земли своя жизнь, свои законы.
Продолжение следует...
Все посты про вулканы:
Вулканическая зима в Израиле и самое сильное извержение 20 века
Вулканические зимы на Земле за последние 500 лет
Супервулканы