Природа. Потухшие вулканы

Еще 2000 лет назад древние греки начали исследовать «огненные горы». Однако и сегодня вулканизм остается весьма загадочным явлением, хотя механизм извержений достаточно изучен.

Каждый вулкан представляет собой нечто вроде исполинской бутыли с газированной водой, только вместо воды в нем находится горячее вещество из глубинных слоев планеты — магма. Она смешана с расплавом пород, которые слагают земную кору под холмом вулкана (холмом называется само тело «огненной горы»).

Когда давление, растущее в подземном канале, где движется магма, достигнет критического значения, начинается извержение. Через отверстие на вершине холма вырывается струя газов, выносящая в атмосферу на высоту нескольких километров пепловые частицы, пыль и сажу, Заодно из жерла изливается магма в виде вулканической лавы, выбрасываются крупные и мелкие каменные обломки.

Геологи различают три типа извержений: эскплозивный, экструзивный и эффузивный. Эксплозивное извержение наиболее мощное, протекает взрывообразно и сопровождается выделением большого количества энергии.

Любое извержение предваряется и сопровождается подземными толчками, регистрируя и анализируя которые, ученые могут предсказывать его начало. Именно так было предсказано извержение Шивелуча на Камчатке в 1964 году.

И все-таки сведений, которыми располагают сегодня ученые, недостаточно для познания природы вулканизма, глобального предсказания и предотвращения катастроф. Самой большой загадкой вулканов на сегодняшний день можно назвать тайну их «гибели».

Подобно живым организмам, вулканы могут активно действовать, впадать в спячку и погибать. Поэтому вулканологи подразделяют «огненные горы» на активные, спящие и потухшие. Пока ученые не знают достоверно, когда и как потухают вулканы. Неясны и причины затухания их активности.

Исследователи «огненных гор» нередко могут предсказать извержение вулкана, однако установить факт затухания вулканической активности зачастую оказывается невозможным. Нет признаков, которые позволили бы отличить потухший вулкан от спящего, то есть временно прекратившего извергаться.

Кое-что о затухании «огненных гор» геологам известно на основе данных о вулканах земного шара, которые наиболее удобны для изучения. О том, как протекают глубинные процессы, связанные с извержением вулканов, можно судить на основании геологических и географических характеристик Гавайских островов, расположенных в Тихом океане. Эти острова стали формироваться более 70 миллионов лет назад за много километров севернее того места, где ныне лежит архипелаг.

Экструзивное извержение характеризуется медленным выдавливанием магмы на поверхность по каналу вулкана. Причина странного поведения магмы заключается в ее большой вязкости и высокой температуре.

В месте возникновения островов под тонкой океанической корой находился расплавленный магматический очаг, который прожигал кору насквозь, вызывая подводные извержения. Вулканические конусы на дне Тихого океана росли, пока, наконец, не стали возвышаться над поверхностью океана в виде первичных островов архипелага.

Однако магматический очаг под океанским дном постоянно перемещался по причине течений пластичного вещества мантии. В результате вулканы, из-под которых «ушла» магма, прекращали извергаться, а образованные ими острова по прошествии миллионов лет были разрушены.

От них сейчас остались только руины, простирающиеся на глубине 5000 м в виде подводного хребта. Зато в том месте, куда сместился очаг, начинали расти новые острова. Своей массой они выдавливали из очага новые порции расплавленного вещества, отчего росли еще стремительнее. По мере продвижения очага в юго-восточном направлении неоднократно повторялись циклы рождения, роста и разрушения вулканических островов.

«Курящийся пик», как переводится с языка гавайских аборигенов красивое название вулкана Килауэа, извергает каждый год около 50 млн т жидкой лавы.

Так примерно 15 млн лет назад Гавайский архипелаг сформировался в его нынешнем облике. Северные острова архипелага — самые древние, на них уже нет вулканов. Многие из этих клочков суши размыты волнами настолько, что постепенно превращаются в торчащие из-под воды рифы и утесы. Зато на юге находятся два крупных острова, на них еще сохраняется вулканическая активность. По названию большего из них (остров Гавайи) получил имя весь архипелаг.

На острове Гавайи сосредоточены самые активные вулканы: Мауна-Кэа, Мауна-Лоа и Килауэа. Превосходя по высоте 4000 м (если не считать подводной их части, имеющей высоту около 5000 м), они постоянно изливают жидкие и текучие лавы.

На примере эволюции Гавайских островов можно сделать вывод, что вулканические извержения прекращаются с исчезновением в недрах планеты магматического очага, вызывающего активность «огненных гор». К сожалению, отсутствуют явные признаки, по которым можно было бы установить наличие такого очага. Непонятно также, почему временами он перестает проявлять себя (вулкан «засыпает»).

Эффузия, характерная для гавайских вулканов, представляет собой медленное истечение очень жидкой лавы из жерла вулкана.

Известный бельгийский вулканолог Г. Тазиев категорично утверждает, что многие из вулканов, считающихся ныне потухшими, в действительности просто спят. Такие обманчивые горы наиболее опасны, поскольку в них тысячелетиями копятся газы, создавая в канале магмы колоссальное давление. Извержение проснувшегося вулкана в этом случае будет чудовищным — соответственно накопленному запасу энергии.

Еще труднее определить потухшие «огненные горы» в областях, где сохраняется вулканическая активность, например, на Камчатке. Здесь периодически происходят извержения то одного, то другого вулкана, причем в последнее время (в период с 2001 по 2003 годы) активность камчатских недр значительно возросла,

Землетрясения — плохие индикаторы вулканической активности. Хотя начинающееся или уже начавшееся извержение и сопровождают подземные толчки, настоящие землетрясения не всегда происходят в зоне магматических очагов — как раз наоборот: чем выше сейсмическая активность, тем меньше шансов, что в недрах находится магматический очаг,

Примером служат недра Антарктиды, Она окружена множеством вулканических островков (Росса, Завадовского и другими), но при этом на ней не происходит землетрясений. Сильные сейсмические толчки в вулканических районах отмечаются только непосредственно в момент пробуждения вулкана.

Миллионы лет назад вулканы Центрального массива на территории нынешней Франции (в Оверни) исторгали из недр Земли базальтовые лавы. Сегодня их холмы превратились в руины, но некоторые ученые уверены, что недра под ними не успокоились.

По всей видимости, должны существовать различия в процессах затухания активности у вулканов разных типов: эксплозивных, экструзивных и эффузивных.

Эксплозивное извержение (эксплозией называют вулканический взрыв) характерно для вулканов, внутри которых возникло высокое давление, вследствие чего магма наполнилась быстро расширяющимися газовыми пузырьками. Такие вулканы наиболее беспокойны, и довольно часто их затухание оказывается ложным.

Гавайский очаг функционирует вот уже 70 млн лет. Более 3 млн лет происходят извержения Везувия. Перерывы между ними по геологическим меркам незначительны (несколько столетий, а иногда и меньше). Зато вулкан Хельгафель на острове Хеймаэй, что рядом с Исландией, «спал» целых 7000 лет, пока не проснулся в 1973 году.

Научное название экструзивного типа извержений произведено от латинского слова effusio, означающего «выталкивание» (подразумевается выталкивание лавы). При экструзии часты закупорки жерла, что создает высокое давление в вулканическом канале и вулкан долго не может успокоиться и потухнуть. При эффузии (от латинского effusio — разлитие) выделение газа из магмы происходит крайне неактивно. Эффузивные вулканы в большинстве своем очень спокойны, и поэтому признаки их затухания обычно хорошо заметны.