Статья открывает новый цикл публикаций автора, посвященный описанию широкого спектра стихийных бедствий, включающий извержения вулканов, землетрясения, цунами, ураганы, наводнения, природные пожары, обвалы, оползни, лавины, вызванных глубинной дегазацией Земли.

Пьер-Жак Волер. Неаполитанский залив ночью с извергающимся Везувием. 1798-1802
Пьер-Жак Волер. Неаполитанский залив ночью с извергающимся Везувием. 1798-1802

Необходимость цикла статей о стихийных бедствиях диктуется тем, что именно нынешнему поколению людей выпало жить в эпоху усиления глобальных катастроф. Средства массовой информации ежедневно приносят сообщения о небывалой силе землетрясениях, ураганах, наводнениях и пр. Однако при объяснении причин этих катаклизмов и даже при их описании журналисты допускают неточности и ошибки, заметить которые широкая аудитория не может в силу того простого факта, что среднее школьное образование проходит мимо геологии. Для того чтобы хоть отчасти восполнить этот пробел в образовании, а также сообщить новые научные взгляды на природу катастроф и задуман этот цикл. Таким образом, он рассчитан на широкую читательскую аудиторию. Другой особенностью наших работ по катастрофам является то, что они опираются на авторскую дегазационную концепцию глобальных катастроф (см. Сывороткин В. Л. Глубинная дегазация и глобальные катастрофы. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2002. 250 с), в рамках которой они связаны общей универсальной причиной, единым планетарным процессом — глубинной дегазацией.

Пётр Николаевич Кропоткин (1910–1996), геолог и геофизик, племянник революционера-анархиста, географа и геоморфолога князя П. А. Кропоткина. Обосновал роль глубинных разломов в процессе дегазации Земли
Пётр Николаевич Кропоткин (1910–1996), геолог и геофизик, племянник революционера-анархиста, географа и геоморфолога князя П. А. Кропоткина. Обосновал роль глубинных разломов в процессе дегазации Земли

Открывают цикл вулканические извержения, так как вулканизм, по определению академика П. Н. Кропоткина, сам является процессом «горячей» дегазации Земли. Чтобы подтвердить правильность определения Петра Николаевича приведем описание парогазового извержения, произошедшего 8 сентября 1908 года на перевале, разделяющем вулканы Эребус и Бэрд в Антарктиде. Наблюдатель — Дж. Мюррей — описал его так (Цит. по: Г. Тазиев На вулканах Суфриер, Эребус, Этна. М., 1987. С.55):

«Колоссальная струя пара ударила оттуда на высоту, по меньшей мере дважды превосходившую высоту Эребуса. Несмотря на сильную пургу, дувшую в это время, напор струи был столь могуч, что она держалась совершенно вертикально».
Вулкан Эребус
Вулкан Эребус
usap.gov

Опасность вулканических извержений

С 1600 года извержения вулканов на нашей планете унесли жизни 220–250 тыс. человек, из них 80 тыс. человек — в ХХ столетии. Эта цифра включает также погибших от голода после неурожая и погибших от цунами, вызванных вулканическими извержениями. Вулканическая активность по регионам распределяется следующим образом: Индонезия — 17%, Япония — 10%, Алеутские о-ва и Аляска — 10%, Тихоокеанское побережье Южной Америки — 7%, Курильские о-ва и Камчатка — 7% (см. Кирьянов В. Ю. Современный вулканизм. СПб.: Litera Scripta, 2009. 332 с.; Викулин А. В., Вольфсон И. Ф., Викулина М. А., Долгая А. А. Цивилизация глазами катастроф: природных и социальных: Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2016. 236 с.).

Мы видим, что число человеческих жертв вулканических извержений за последние 400 лет сопоставимо с числом жертв лишь одного цунами в Индонезии в декабре 2004 года. Кстати, наиболее опустошительные извержения вулканов также происходили в этой стране. Здесь находится 129 действующих вулканов. Наибольшее число человеческих жизней унесло извержение вулкана Тамбора в 1815–1816 годах на небольшом острове Сумбава Зондского архипелага. Это было самое мощное извержение из числа известных в историческую эпоху. Оно длилось с 5 апреля 1815 г. до 15 июля 1816 года. Наиболее сильные эксплозии (взрывы) произошли 10 и 11 апреля 1815 года. Взрывом была образована кальдера (круговой провал, в который проседают остатки взорванного вулканического конуса) диаметром 6 км и глубиной 500-600 м. Высота горы уменьшилась почти на 1500 м, при этом было перемещено до 150 км3 горных пород! Эксплозии сопровождались сильными землетрясениями, приливными волнами и ураганами. Расположенные поблизости от вулкана государства Темборо, Пекат, Сангар и большая часть Домпо и Бима были засыпаны метровым слоем пепла, под тяжестью которого даже в 111 км от вулкана были разрушены жилища наместника и другие постройки. Извержение потрясло весь Индонезийский архипелаг. Погибло непосредственно от извержения и от его последствий от 66 000 до 92 000 человек. Во всей этой области уцелело лишь 29 человек (см. Раст Х. Вулканы и вулканизм. М.: Мир, 1982. 344 с.). Таким образом, на это самое мощное извержение пришлось от 26 до 40% людских потерь за весь 400-летний период задокументированных наблюдений.

Каспар Давид Фридрих «Двое мужчин у моря» (1817). Типичный вид неба в Европе и Серной Америке протяжении нескольких лет после извержения вулкана Тамбора в 1815 году, ставшего причиной голодного и холодного «года без лета» (1916)
Каспар Давид Фридрих «Двое мужчин у моря» (1817). Типичный вид неба в Европе и Серной Америке протяжении нескольких лет после извержения вулкана Тамбора в 1815 году, ставшего причиной голодного и холодного «года без лета» (1916)

На восемь столетий раньше, в 1006 году, в результате катастрофического эксплозивного (взрывного) извержения вулкана Мерапи («Гора огня») на о. Ява погибло индийско-яванское государство Матарам. На его территории находилось несколько городов с многочисленными храмами. Обширная область была покрыта пеплом и обломками пород. Число жертв осталось неизвестным. Мерапи принадлежит к числу наиболее активных и грозных вулканов Индонезии и планеты. Его крупные извержения наблюдаются в среднем каждые 7 лет, мелкие — примерно два раза в год, а дымит вулкан почти каждый день. В 1931 году — 1300 погибших; в 1956 году — опасность угрожала 15 селениям, 30 000 жителей были эвакуированы. При извержении в 1974 году было уничтожено два посёлка, а в 1975 году — крупный посёлок и пять мостов, погибло 29 человек. Извергается этот вулкан и в настоящее время, сообщения о его активности неоднократно поступали весной 2006 года. В 2010 году при извержении Мерапи было эвакуировано 350 000 человек, однако некоторые вернулись — в результате погибло 353 человека, попавших в пирокластический поток. Извержения вулкана наблюдались также в 2014-15 годах, а также в феврале и июне 2020 года. Последнее на момент написания статьи, — произошло 6 февраля 2022 года.

Вулкан Мерапи
Вулкан Мерапи

Закончим рассказ об индонезийских вулканах описанием извержения островного вулкана Кракатау в Зондском проливе, произошедшего в 1883 году между островами Ява и Суматра. До извержения вулкан представлял кальдеру диаметром около 6 км, в центре её был расположен о. Кракатау — молодая вулканическая постройка, состоящая из трех связанных друг с другом вулканов — Раката, Данан и Пербуватан. В воскресенье 26 августа 1883 года во второй половине дня началась серия эксплозий, которые можно было наблюдать с кораблей, проходивших вдалеке. На следующий день в 10 ч 20 мин гигантский взрыв разнес на куски вулканические конусы Данан и Пербуватан. Грохот взрыва был слышен в Австралии, на расстоянии 3600 км, и даже на острове Родригес в Индийском океане, удаленном почти на 5000 км. Взрывом было поднято в воздух свыше 18 куб. км горных пород. Пепел выпал на площади около 827 000 кв. км. В Джакарте он затмил Солнце до такой степени, что наступила почти полная темнота. Тончайшая пыль достигла стратосферы, в которой она распространилась по всей Земле, вызвав во всех странах необычно яркие закаты Солнца и сумерки. Прошли годы, прежде чем тонкая пыль из верхних слоев атмосферы вновь осела на Землю. В результате частичного экранирования солнечного излучения на больших территориях Земли снизились среднегодовые температуры воздуха.

Чудовищный взрыв вызвал не только огромную воздушную ударную волну, но и гигантскую приливную волну — цунами, высотой до 40 м, причинившую опустошения всюду, где она достигла берега. Погибло 36 000 человек. Даже в проливе Ла-Манш между Англией и Францией приборы, измерявшие высоту прилива, зарегистрировали ее отдаленное воздействие (см. Раст Х. Вулканы и вулканизм. М.: Мир, 1982. 344 с.). Отметим при этом, что взрыв Кракатау был в 8 раз слабее вышеописанного взрыва Тамбора в 1815 году!

Факторы, определяющие характер вулканических извержений

Указав на опасность, которую представляют вулканические извержения на примере самого активного вулканического региона планеты, поясним сущность и природу вулканизма. Порождает его процесс планетарной дегазации — выделение из внешнего жидкого ядра Земли восстановленных газов, главным образом, водорода. Выделяясь на глубинах примерно 2900 км, этот газ проходит сквозь толщу твердой каменной оболочки планеты — мантии. В её верхних горизонтах, на глубинах в десятки и первые сотни километров, водород взаимодействует с кислородом, входящим в состав мантийных минералов и окисляется с выделением большого количества тепловой энергии и образованием воды, которая резко снижает температуру плавления мантийных пород. Они плавятся, и в верхней мантии появляются магматические очаги, из которых по выводящим каналами магма поднимается вверх и извергается на поверхность земли или на дно океана (см. Сывороткин В. Л. Коровые вулканы Курило-Камчатской дуги. М.: АОЗТ Геоинформмарк», 1996. 52 с.).

Магма — это кремнекислородный расплав, насыщенный флюидами, в котором весомую роль играют также алюминий, кальций, магний, железо, натрий, калий и фосфор. Перечисленные элементы слагают большинство горных пород, и поэтому они называются петрогенными (рождающими камни). Магмы (и образующиеся из них горные породы) в зависимости от содержания окиси кремния разделяют на ультраосновные (менее 45% SiO2), основные (45-52%), средние (52-65%) и кислые (более 65%). Показатель этот очень важен, так как он влияет на реологические свойства магмы, что и определяет характер извержения вулкана.

Другой важный фактор, влияющий на текучесть расплава, а значит и на характер извержения, — содержание газов. Чем больше в магме газов, тем ниже её вязкость, то есть выше текучесть.

Магмы основного (базальтового) состава с низким содержанием SiO2 и высоким содержанием газов высокотемпературные (более 1200°С). Они обладают низкой вязкостью и изливаются со склонов вулканов в виде лавовых потоков со скоростью, достигающей 100 км/час.

Магмы среднего (андезитового) состава вулканов островодужного типа (зон геодинамического сжатия) особой угрозы не представляют. Они формируют малоподвижные потоки глыбовой лавы. Например, на камчатском вулкане Карымский их скорость составляет всего 7 м/сут (см. Петрография, ч.1. М.: МГУ, 1976. 384 с.).

Кислые лавы с высоким содержанием SiO2, их температуры около 700°С. Они очень вязкие, способны застывать в жерле вулканов в виде своеобразных пробок — экструзий, которые могут закупоривать выводящий глубинные газы канал, что приводит к взрывам вулканических построек.

Кислые лавы, насыщенные газами, могут формировать «палящие тучи», когда огромные массы раскаленной и мелкодисперсной магматической массы со скоростью более 160 км/час слетают со склонов вулкана, уничтожая на своем пути все живое. Так погиб в 1902 году Сен-Пьер, самый крупный и самый красивый город Малых Антильских островов.

Содержание газов в магме, а значит и характер извержений, кардинальным образом зависят от геодинамического режима региона, в котором проявлен вулканизм.

На нашей планете отчетливо выделяются 3 типа геодинамических режимов вулканических областей:

1) режим растяжения, проявленный большей частью в океанских, а также континентальных рифтах;

2) режим сжатия, проявленный на континентальных окраинах Тихого океана и в Средиземноморской зоне тектонической активности;

3) режим «горячих точек» — глубинного магматизма, проявленный на океанических островах и в континентальных рифтах.

Вулканизм зон геодинамического растяжения

Большая часть вулканических извержений на нашей планете приурочена к рифтовым зонам океанов, а их продукты представлены основными породами — базальтами (45-52% SiO2) (см. Петрография, ч.1. М.: МГУ, 1976. 384 с.).

Рис. 1. Основные стволы Мировой рифтовой системы (черное)
Рис. 1. Основные стволы Мировой рифтовой системы (черное)

Рифтовые зоны — это расколы (щели) в земной коре и верхней мантии, протяженность которых только на океанском дне составляет более 40 000 км. (Рис. 1). Края этих структур испытывают растяжение и поэтому газы, поднимающиеся из ядра Земли и мантии, не окисляются в вулканических очагах. Они свободно выходят на дно океана. Восстановительный характер флюидов, сопровождающих этот тип вулканизма определяет минералогический состав океанических базальтов и распределение петрогенных окислов. Вулканизм, сопровождаемый восстановленными флюидами, носит название толеитового. Характер излияний спокойный, лавы текучи, попадая в холодную воду на дне океана, они быстро покрываются закалочной коркой и образуют специфические лавы с характерной шаровой или подушечной отдельностью.

Большая часть этих вулканов подводная. Единственным значительным участком суши, принадлежащим океаническому рифту, является остров Исландия, расположенный на Срединно-Атлантическом хребте. Здесь происходят трещинные излияния, когда на тектонических разломах появляются линейно расположенные небольшие вулканические центры, из которых изливается базальтовая лава. Самым знаменитым щитовым вулканом Исландии является Лаки в Национальном парке Скафтафедль. Лаки представлен цепью из более, чем 110-115 кратеров высотой до 818 м (относительная высота лавовых конусов над базальтовым покровом 80-90 м), протянувшейся на 25 км, с центром на вулкане Гримсвотн, и включающей каньон Элдгья и вулкан Катла (см. «Вулкан Лаки: катастрофическое извержение 1783–1784 годов»).

Известность вулкана Лаки определена трагическими событиями. В 1783-1784 годах произошло мощное его извержение, которое привело к крупнейшей за всю историю Исландии национальной катастрофе, так как от прямых и косвенных последствий извержения погибло свыше одной пятой всего населения острова и подавляющая часть поголовья скота (половина коров и до 80% лошадей и овец). Извержение началось после 8 дней сильных землетрясений. Сначала серия мощных взрывов выбросила в воздух огромные тучи пепла, который выпал даже на полях Норвегии и Шотландии. 11 июня из 22 центров на трещине Лаки одновременно началось истечение лавы, которая быстро заполнила долины рек на протяжении десятков (до 80) километров. Средняя толщина потока составила 30 м, объем излившейся лавы — 15 куб. км, погребенная территория — 565 кв. км. Раскаленная лава растопила многочисленные ледники и одновременно запрудила долины рек, огромные территории оказались под водой. Летом над страной завис «голубой туман» — облака ядовитых вулканических газов. Пастбища были засыпаны толстым слоем вулканического пепла (см. Петрография, ч.1. М.: МГУ, 1976. 384 с.; Раст Х. Вулканы и вулканизм. М.: Мир, 1982. 344 с.).

Следует заметить, что на о. Исландия много ледников и снежников, которые часто перекрывают вулканические постройки. При извержении лед и снег интенсивно тают, и добавка воды не только генерирует наводнения, но и существенным образом оказывает влияние на характер самого извержения, которые называются фреотическими. Ярким примером является недавнее извержение вулкана Эйяфьядлайёкюдль, которое началось 20 марта 2010 года, а максимальной силы достигло 15–16 апреля, когда высота выброса пепла достигла 13 км, что над данным местом соответствует уже стратосферным высотам. Так вот, в этом извержении значительную роль сыграли взрывы перегретого пара, который образовался под крышкой ледника. Контакт раскаленной магмы со льдом также способствует образованию пепловых частиц при закалке магмы и дальнейшей дезинтеграции при взрыве закалочных стеклянных корок.

Из-за высокой концентрации вулканического пепла в воздухе 15 апреля 2010 года (пепловое облако поднималось на высоту 6 км) с полудня прекратили свою работу все аэропорты Великобритании, с 21:00 по московскому времени были закрыты аэропорты Дании. Всего по Европе 15 апреля 2010 года было отменено от 5 до 6 тысяч рейсов. При этом воздушное пространство самой Исландии и её аэропорты оставались открытыми. Были отложены на неопределённый срок рейсы в Европу (в том числе и в Москву) из стран Америки и Азии (США, Китай, Япония). По подсчётам Международной ассоциации воздушного транспорта ежедневные потери авиакомпаний от отмены рейсов составляли не менее $200 млн.

Собственно, благодаря транспортному коллапсу, вызванному пепловым облаком над Европой, это извержение и получило широкую известность, хотя по нашему мнению, высказанному в интервью (см. Пичугина Т. Б. Вулкан в Исландии продолжает извергаться // Наука и технологии РФ. 19.04.2010), чрезвычайной опасности оно не представляло.

Вулканизм зон геодинамического сжатия

Классической ареной его действия является Тихоокеанская зона перехода континент-океан. Обилие вулканов в ней позволила назвать её Тихоокеанским огненным кольцом. В пределах России оно представлено Курило-Камчатской вулканической зоной, протянувшейся более чем на 2000 км с юга на север. В пределах Курильской островной дуги насчитывается 37 действующих наземных вулканов, а в акватории островов более 100 подводных вулканов. В Камчатской части — 20 действующих вулканов.

Полевому изучению вулканов Камчатки и Курил автор посвятил 14 сезонов с 1979 по 1992 годы. Нам удалось показать (Сывороткин В. Л. Коровые вулканы Курило-Камчатской дуги. М.: АОЗТ Геоинформмарк», 1996. 52с.; Сывороткин В. Л., Русинова С. В., Дриль С. И. Роль геодинамического режима в формировании четвертичных вулканитов Курильской островной дуги // Вестник Московского университета, 1990. Серия 4: Геология. № 5. С. 91-96), что в этом регионе тип развития вулкана, состав вулканических продуктов и характер извержений зависят от тектонического положения вулканической постройки. Было выделено два типа вулканов. Первая группа — М (мантийные) вулканы, приурочены к узлам пересечения островной дуги и субмередиональных глубинных разломов.

Относительно повышенная проницаемость земной коры в зонах разломов позволяет базальтовой магме относительно свободно и спокойно подниматься к поверхности. Вулканами М-типа на Курилах являются Алаид, Эбеко, Мильна, Тятя. Представлены они основными породами — базальтами и андезито-базальтами, редко андезитами. Извержения проходят в виде лавовых потоков или пирокластических (пепел, шлак) выбросов. Чрезвычайной угрозы для населения не представляют (Рис. 2).

Рис. 2. Петрохимические параметры К- и М-вулканов Курильской дуги. I — К-вулканы: 1 — Менделеева, 3 — Заварицкого, 5 — Чикурачки; II — М-вулканы: 2 — Тятя, 4 — Мильна, 6 — Эбеко; III — азимут окраинно-океанского разлома
Рис. 2. Петрохимические параметры К- и М-вулканов Курильской дуги. I — К-вулканы: 1 — Менделеева, 3 — Заварицкого, 5 — Чикурачки; II — М-вулканы: 2 — Тятя, 4 — Мильна, 6 — Эбеко; III — азимут окраинно-океанского разлома

Другая группа вулканов — К (коровые или кальдерные). Они также имеют исходный мантийный очаг, но так как расположены вне зоны поперечных разломов, то путь магмы к поверхности затруднен. Возникает цепочка разноглубинных очагов, включая и приповерхностные малоглубинные, так называемые периферические очаги, расположенные на глубинах в несколько километров. В этих очагах проходит длительная эволюция первичной базальтовой магмы с постепенным накоплением газов в опустошенном малоглубинном очаге. Вулканический очаг опустошается за счет давления поступающих с больших глубин газов, как жидкость в пульверизаторе. К вулканам К-типа относятся Ильинский, Камбальный на Камчатке, Чикурачки, Заварицкого, Менделеева (см. Сывороткин В. Л., Сазонова Л. В., Подгорнова С. Т. О строении вулкана Менделеева (Курильские острова) и генезисе его пород // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время, 2012. Том 1.), Головнина на Курилах (Рис. 2).

Сначала, когда периферический очаг К-вулкана переполнен базальтовой магмой, для её извержения на поверхность требуется относительно небольшое давление, но по мере опустошения очага для выброса последующих порций магмы требуется все большее давление газов. В конце концов остатки расплава в очаге под воздействием сильного флюидного давления ликвируют, то есть разделяются на две несмешивающиеся жидкости, последующее нагнетание глубинных газов приводит к взрыву очага и вулканического конуса над ним. Остатки постройки проваливаются в опустошенный очаг, так образуется кальдера. Предельным ликвационным продуктом таких финальных извержений является дацитовая пемза.

Если же очаг К-вулкана взрывается до ликвационного разделения остаточной андезиодацитовой магмы на пемзы и алливалитовые нодули (см. Сывороткин В. Л. Ликвационная природа алливалитовых нодулей в дацитовых пемзах вулкана Заварицкого на Курилах // Известия АН СССР Серия Геология, 1991. № 3. С. 142-146), то на поверхность выбрасывается среднекислая по составу, но сильно флюидизированная, то есть насыщенная газами, лава, которая может образовывать «палящие тучи», — самый опасный тип извержения. Из-за большой газонасыщенности они становятся очень подвижными и, вырываясь из жерла вулкана, скатываются по его склону с огромной скоростью, как огненная лавина. При этом эта лава на своем пути игнорирует формы рельефа, она может заполнять лощины, «взлетать» на возвышенности, так как перемещается на «подушке» из раскаленных газов.

Большинство самых опасных взрывных извержений в мире связано именно с К-типом вулканов. Примеры последних десятилетий:

Безымянный на Камчатке (1955-1956);

Сент- Хеленс на Аляске — погибло 57 чел. (1980);

Эль-Чичон в Мексике (1982) — 2000 чел;

Пинатубо на Филлипинах (1991) — массовая эвакуация, жертв нет.

К этому же типу относятся и знаменитые исторические извержения вулкана Санторин, погубившего средиземноморскую минойскую цивилизацию (см. Геворкян С. Г. Великое минойское извержение вулкана Санторин и его последствия // Пространство и Время, 2011. №2. С. 138–144) и вулкана Везувий, уничтожившего несколько древнеримских городов в 79 году. Во время этого извержения погиб от отравления вулканическими газами автор знаменитой 37-томной «Естественной истории» Плиний Старший. Погиб не случайно, а именно во время наблюдения за извержением. Его племянник Плиний Младший описал обстоятельства его гибели в своих письмах, опубликованных через много лет после этих событий.

Мощный взрыв Везувия породил облако камней, пепла и дыма, легкая часть которого поднялось на высоту порядка 31 км, а более тяжелая быстрым потоком устремилась по склонам к городам, лежащим у подножья. Согласно археологическим находкам, после взрыва погибло около 16 тысяч человек, причем города Стабии и Помпеи были практически полностью накрыты вулканическим пеплом, пирокластический поток был так сильно насыщен газами, что во время его схода на населенные пункты многие здания были плотно запечатаны, и жертвы сохранились неразложившимися, застыв в пепле. Геркуланум же был залит лахаром — грязевым потоком, который сформировался из вулканического пепла, смытого сильным дождем, сопутствовавшим извержению.

Рис. 3. Области минимального содержания озона в атмосфере Северного полушария Земли в октябре (усредненные данные мировой сети озонометрических станций по В. И. Бекорюкову и др.) 1 — области минимального содержания озона: I — Исландия, II — Гавайские острова, III — Красное море; 2 — общее содержание озона в единицах Добсона
Рис. 3. Области минимального содержания озона в атмосфере Северного полушария Земли в октябре (усредненные данные мировой сети озонометрических станций по В. И. Бекорюкову и др.) 1 — области минимального содержания озона: I — Исландия, II — Гавайские острова, III — Красное море; 2 — общее содержание озона в единицах Добсона

Самым ярким и жутким примером извержения типа «палящей тучи», также относящейся к типу К-вулканов, является извержение вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника (Малые Антильские острова). Оно стало причиной одной из самых тяжелых катастроф исторической эпохи. В результате мощного взрыва этого вулкана утром 8 мая 1902 года был уничтожен самый крупный и красивый город Малых Антильских островов Сен-Пьер вместе с его населением — почти 30 000 жителей.

Открытка с видом Сен-Пьера до катастрофы 8 мая 1902 года
Открытка с видом Сен-Пьера до катастрофы 8 мая 1902 года

Весной 1902 года поведение горы Мон-Пеле стало несколько необычным. 23 апреля на город выпал небольшой пепловый дождь, сопровождаемый запахом серы. Начались подземные толчки. В последующие дни пеплопад усилился и блокировал некоторые улицы Сен-Пьера, что привело к закрытию ряда предприятий. Сильный гул вулкана, продолжающееся выпадение пепла и распространение ядовитых газов, от которых задыхались птицы и животные, вызвали замешательство среди населения. Многие из жителей, охваченные страхом, стали покидать город, однако их место занимали беженцы, устремившиеся в Сен-Пьер из окрестностей. Однако в ночь на 8 мая сила извержений угрожающе возросла. Купол горы казался охваченным пламенем, и оглушительный грохот поверг многочисленных жителей в панический страх. Утром 8 мая наступило резкое, почти жуткое затишье. Затем начался настоящий ад. Со страшным грохотом треснула вершина горы, и наружу вырвалась огромная палящая туча — огненная стена, с невообразимой скоростью помчавшаяся вниз по склону. За несколько секунд она достигла города, и Сен-Пьер исчез в её пламени. Массы людей, спешивших к гавани, давлением палящей тучи были сброшены в море, которое стало закипать. Корабли, стоявшие в гавани, опрокидывались или сгорали (см. Раст Х. Вулканы и вулканизм. М.: Мир, 1982. 344 с.).

Во второй половине дня в гавань Сен-Пьера вошел французский крейсер «Суше». Его команда осмотрела разрушенный город, но обнаружила лишь скорчившиеся трупы, одежда которых была обуглена. Некоторые из них обгорели полностью, другие выглядели почти невредимыми. У всех руки были прижаты ко рту. Из жителей Сен-Пьера остались в живых лишь двое. Один — заключенный местной тюрьмы, сидевший в перекрытой каменным сводом тюремной камере, зарешеченное окно которой было обращено в обратную сторону от ударного фронта палящей тучи. Второй, сапожник по профессии, пережил катастрофу в своем доме, спрятавшись под столом, в то время как несколько других лиц, находившихся в том же помещении, погибли.

Общий вид Сен-Пьера сразу после разрушения города извержением вулкана Пеле 8 мая 1902 года
Общий вид Сен-Пьера сразу после разрушения города извержением вулкана Пеле 8 мая 1902 года

А днем раньше на расположенном неподалеку острове Сент-Винсент начал действовать вулкан Суфриер, также причинивший большой материальный ущерб и унесший за несколько минут более 1600 жизней. Таким образом, почти одновременно в одном и том же районе произошло два вулканических извержения катастрофических размеров.

Вулканизм зон глубинного магматизма, проявленный на океанических островах и в континентальных рифтах — вулканизм «горячих точек»

Этот тип вулканов состоит из двух резко различных по геологическому и географическому положению групп: а) вулканов океанских островов и б) вулканов внутриконтинентальных рифтов. Но объединяет их приуроченность к так называемым «горячим точкам» планеты — аномальным районам Земли, где наблюдается длительная (до миллиарда лет) история вулканизма.

Обе группы имеют сходные черты в характере извержений, и мы их рассмотрим вместе. Объединяет их большая по сравнению с ранее рассмотренными типами глубина очагов. Есть основания полагать, что газовые потоки, их формирующие поднимаются от границы внешнего ядра, то есть с глубин 2900 км. В глубоких очагах активно идут процессы кислотно-основного взаимодействия между вмещающими породами и магмой, первые обогащаются кремнеземом, вторые — калием, что находит выражение в повышении щелочности вулканических продуктов. Особенности химизма соответственно транслируются в специфику минерального состава вулканитов и реологические свойства магмы.

Вулканы океанских островов. Классическим примером являются вулканы Гавайского архипелага. Самый крупный из действующих здесь вулканов — Мауна-Лоа — один из пяти вулканов, образующих остров Гавайи. Имея объем около 80 000 м³, он является крупнейшим субаэральным вулканом мира. При ширине 120 км Мауна-Лоа занимает площадь 5271 км², что составляет более половины территории Гавайев. Высота его вершины — 4169 м над уровнем моря, однако значительная часть вулкана находится под водой. В общей сложности его высота от основания до пика достигает 9170 м, превышая Эверест на 322 м. В целом его возраст составляет от 0,7 до 1 млн лет, но из воды он поднялся только около 400 тысяч лет назад. По типу Мауна-Лоа относится к щитовым вулканам и отличается пологими склонами, плавно уходящими в океан. Три кратера горы находятся в провальной кальдере Моку, образованной 1–1,5 тысячи лет назад. Создана она была во время извержения в северной «рифтовой» (Термин «рифтовая» зона нами взят в кавычки, так как на данном вулкане он используется для обозначения тектонически ослабленных зон — разломов. К настоящим рифтовым зонам, о которых говорилось в нашей работе, эти структуры отношения не имеют) зоне вулкана, во время которого был обрушен опустошенный магматический очаг. Извержения вулкана характеризуются излиянием жидкой лавы без взрывов и пирокластических потоков. Старейшее из них произошло примерно 200 тысяч лет назад. С 1832 года Мауна-Лоа извергался около 40 раз, причем во время извержения 1950 года в его юго-западной «рифтовой» зоне произошел крупнейший раскол за всю историю вулкана.

Поток лавы Каапуна стекает в океан во время извержения Мауна-Лоа 2 июня 1950 года
Поток лавы Каапуна стекает в океан во время извержения Мауна-Лоа 2 июня 1950 года

Базальтовые магмы гавайских вулканов отличаются текучестью. Длина отдельных лавовых потоков достигает 50 км при ширине до 2,5 км, то есть практически, мы имеем дело с реками жидкой лавы, скорость которых может достигать 60 км/час! Здесь на вулкане Килауэа один из потоков прослеживается на расстояние 6,5 км при толщине всего несколько сантиметров (см. Петрография, ч.1. М.: МГУ, 1976. 384 с.).

Вулканы континентальных рифтов. В качестве представителя этой группы приведем описание африканского вулкана Ньирагонго, расположенного в горах Вирунга (Конго). Ньирагонго имеет форму широкого и правильного усеченного конуса и своим основанием сливается с другим вулканом Ньямлагира. Из всех наблюдаемых извержений Африки на эти два вулкана приходится около 40% вулканической активности континента. На вершине Ньирагонго находится колодцеобразный главный кратер диаметром 2000 м и глубиной 250 м. На северных и южных склонах вулкана заметны два боковых и более древних вторичных кратера — Барату (3100 м) и Шахеру (2800 м). На склонах вулкана сотни небольших конусов из пепла, образованных в результате боковых извержений. В кратере четко выделены две остывшие лавовые террасы на высоте 2975 и 3175 м. На дне главного кратера плещется огненными всполохами самое обширное в современной истории лавовое озеро: его объем — 76 млн м3. Глубина озера неустойчива — около 600 м. Температура лавы достигает 980–1200°С, а всплески её поднимаются на высоту от 7 до 30 м. С 1882 года было зарегистрировано около 40 извержений, в том числе были периоды, когда активность Ньирагонго не прерывалась в течение многих лет, что проявлялось в виде кипящей в кратере озера лавы. Самые заметные извержения последнего времени произошли в 1977 и 2002 годах. В 1977 году стены кратера обрушились, лава устремилась вниз по склону со скоростью около 100 км/ч, и озеро опустело менее чем за 60 мин. Лава накрыла несколько деревень, унеся жизни 70 чел. При извержении 2002 года в районе южного склона вулкана образовалась 13-километровая трещина. Поток лавы шириной от 200 до 1000 м хлынул на миллионный город Гома. 400 тыс. чел. были срочно эвакуированы. Лава залила полосы международного аэропорта, добралась до озера Киву и остановилась. 147 человек задохнулись от ядовитых испарений и погибли под руинами домов. 14 тыс. зданий в Гома были разрушены, 350 тыс. человек лишились крова. Это извержение стало самым разрушительным в новейшей истории.

У вулканов «горячих точек» есть специфические черты, характерные для них и крайне редкие для вулканов других типов. Выше были названы — большая глубина очагов, повышенное содержание щелочных элементов, особенно калия, феноменальная текучесть лавы. Они отличаются интенсивной современной вулканической деятельностью, которая сопровождается потоками восстановительных озоноразрушающих газов, выбросы которых приводят к разрушению озонового слоя над ними (см. Сывороткин В. Л. Дегазация Земли и разрушение озонового слоя // Природа. 1993. №9. С.35-45) (Рис. 3).

Важная особенность газовых потоков в этих вулканах — очень высокие отношения изотопов гелия 3He/4He, равные n·10-5, что указывает на глубинную природу газовых потоков и (или) молодость дегазирующей системы. Самая яркая особенность вулканов «горячих точек» — лавовые озера. Этот чрезвычайно редкий природный феномен лучше всего проявлен в только что описанном вулкане Ньирагонго, а кроме того, обнаружен на Гавайях (Килауза), в Антарктиде (Эребус), возле Красного моря (Эрта-Але), на Азорских островах (Капельиниш). Сам факт существования таких озер, особенно в Антарктиде при очень низких температурах, указывает на интенсивную водородную продувку магматических каналов.

Здесь необходимо вернуться к о. Исландии. Мы говорили о нем в связи с трещинными извержениями, свойственными океанским рифтовым структурам. Однако Исландия является и океанским островом, возникшим над «горячей точкой» планеты, поэтому часть её вулканов несёт все вышеперечисленные черты этого типа вулканов.

Йелоустонский «супервулкан». Выделен нами в силу своей нездоровой известности, приобретенной усилиями СМИ. На наших глазах выдуман и «раскручен» миф о чрезвычайной, неминуемой угрозе колоссальной силы взрыва Йелоустонского «супервулкана».

В нашей классификации Йелоустонская кольцевая структура попадает в последний раздел — вулканизм «горячих точек». Принадлежит она крайне интересной в геотектоническом отношении зоне продолжения Восточно-Тихоокеанского рифта внутрь Северо-Американского континента, что показано на Рис. 1. Этим обстоятельством определяются особенности этой зоны: высокий тепловой поток, неглубокое для континентальной коры залегание границы Мохо, сейсмическая, вулканическая и парогидротермальная активности, повышенные поток восстановительных озоноразрушающих газов, высокие гелиевые отношения, то есть все признаки современных рифтовых систем и «горячих точек». Отсюда также ясна перспектива геологического развития этого региона, а именно, нарастание эндогенной активности, которая постепенно (в геологическом масштабе времени) смещается из Южного полушария в Северное. Смещение это связано с релаксационным продвижением жидких масс земного ядра в северном направлении (см. Сывороткин В. Л. Озоновый слой, дегазация Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы. Москва: АО Геоинформмарк, 1994. — 68 с.). Пути продвижения этой активности к северу — меридиональные рифтовые зоны. В геологической перспективе здесь можно ожидать появление континентального рифта с вулканизмом похожим на вышеописанный вулканизм Африки.

Однако называть Йелоустонскую структуру супервулканом, вулканом или даже кальдерой, с точки зрения автора, нельзя. Это кольцевая вулканогенная структура размером 55×72 км. Подобные кольцевые структуры давно известны и довольно хорошо изучены (см. Делемень И. Ф. Кольцевые структуры как индикаторы глубинного строения современных гидротермальных систем Камчатки. Специальность: 04.00.01 — общая и региональная геология. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук. г. Владивосток 1998). Близким, хорошо известным автору, аналогом её, является Паужетская вулкано-тектоническая кольцевая структура на Камчатке (см. Структура гидротермальной системы / С. Н. Рычагов, Н. С. Жатнуев, А. Д. Коробов, В. Л. Сывороткин и др. — Наука Москва, 1993. — 308 с.).

Вулканизм, связанный с такими структурами, разнообразный, пестрый по составу — от риолитовых пемз, до базальтовых лавовых плато. Продуцируется он действительно мантийными процессами, однако самые обильные кислые магмы на поверхности изливаются из большого количества небольших центров. Излияния эти не представляют существенной угрозы даже регионального масштаба, а говорить о планетарном масштабе ожидаемой катастрофы, по нашему мнению, не приходиться.

Термин «супервулкан» использован впервые телевизионщиками BBC в 2000 году в научно-популярном документальном телесериале. Научного смысла в нём нет. Придумал его дилетант. К сожалению, термин подхвачен вулканологами, которые выделили еще десятка два «супервулканов». Тут чувствуется какой-то арифметический бухгалтерский подход — вычисляется объем кольцевой вулканогенной палеоструктуры и приравнивается к объему выброса якобы разового взрывного извержения, что является грубой ошибкой.