Текст книги "Шестое вымирание. XXI век катастроф"

Как работает супервулкан: вопросы теории

Однако, говоря о возможности активизации Йеллоустоунского супервулкана, отставим в сторону военный и террористический аспекты и сосредоточимся на естественном ходе событий. В начале 2014 года по мировым СМИ (о социальных сетях и блогерах даже и говорить не будем) пронёсся самый настоящий шквал публикаций, связанный с тем, что в Йеллоустоуне ситуация подходит к критической, а до взрыва одноимённого супервулкана осталось совсем немного времени. К этим публикациям мы ещё вернёмся, но вот вопрос: что же нам сегодня известно о вулканах в принципе и, в частности, о вулкане Йеллоустоуна? Известно, в общем-то, не так уж и много.

Да, фактом является то, что к наиболее опасным катастрофам природного характера, постоянно угрожающим человечеству, с полным основанием можно отнести угрозу вулканической активности. Причём в последние годы всё более тревожные прогнозы раздаются относительно возможности взрыва супервулкана, который находится на северо-западе США, в штате Вайоминг, на границе штатов Монтана и Айдахо, на территории знаменитого Йеллоустоунского национального парка.

Супервулканы в этом смысле – отдельная история. Сам термин «супервулкан», собственно говоря, не совсем научен, и появился он очень недавно: впервые его применили в одной из научно-популярных телепередач английского телеканала BBC в 2000 году. Одним из самых известных среди них является Йеллоустоунский супервулкан.

Как зарождается и взрывается супервулкан? Приведём цитату из книги Вадима Панина «2012. Версии и факты», которая в 2010 году вышла в Санкт-Петербурге, в издательстве «Питер»: «Движения литосферных плит приводят к тому, что в зонах, расположенных довольно далеко от их границ, к верхнему слою земной коры поднимаются огромные объёмы магмы. Это давящее на кору образование называется нижним магматическим очагом.

Вскоре магма расплавляет находящийся над ней слой земной коры и по уже имеющимся каналам поднимается выше. Постепенно образуется растущий карман с магмой – верхний магматический очаг. Оставшийся над ним слой земной коры довольно тонок, под натиском магмы по его периметру появляются трещины и новые каналы, ведущие к поверхности, которые немного стравливают давление, не давая “нарыву” лопнуть сразу. Из этого следует, что огромные по человеческим меркам вулканы для супервулкана – не более чем точки для снижения давления, а выплеснутые ими объёмы лавы – крупицы от общей массы верхнего магматического очага.

В карман продолжает поступать магма из нижнего очага, постепенно заполняя его до критических объёмов. Тонкий по меркам земной коры слой над верхним магматическим очагом – как правило, около 10 километров – продолжает деформироваться. Наконец, трещины по его краям расходятся, выпуская гигантские объёмы магмы.

Одновременно с этим на верхний магматический очаг опускается потерявшая опору по краям “заплата” земной коры, в тысячи раз увеличивая давление магмы на трещины по периметру – это и есть главный взрыв. Обрушившаяся “кровля” выдавливает из верхнего кармана большую часть магмы – и вся она выплёскивается на поверхность, одновременно снося края самой кровли. […]

Вскоре подобный вулкан извергает магму и фрагменты земной коры всей своей освободившейся от осколков заплаты поверхностью – дырой площадью несколько тысяч квадратных километров.

После освобождения большей части магмы из резервуара на этой поверхности образуется тонкая корка, которая называется кальдерой супервулкана. Постепенно она становится толще, “зарастает” – этот процесс затягивается на многие тысячелетия. Но из-за того, что магма из нижнего магматического резервуара продолжает поступать в верхний и там накапливаться, постепенно поднимая поверхность кальдеры, заживление этой огромной раны на теле Земли так никогда и не завершится».

Таким образом, супервулкан – это своего рода бомба замедленного действия. Магма в подобного типа вулканах, не выходя наружу, накапливается очень долго. Но когда давление внутри земной коры на этом участке достигает своего максимума, происходит колоссальной силы взрыв.

Учёные предполагают, что Йеллоустоунский вулкан активизируется примерно один раз в 640–650 тысяч лет, и, как считается, он взрывался уже три раза: 2 миллиона, 1,3 миллиона и 0,65 миллиона лет назад. Иначе говоря, периодичность активизации Йеллоустоунского супервулкана – один раз в 640–700 тысяч лет. А это означает, что время его очередного взрыва теоретически уже пришло. Хотя до недавних пор было принято считать этот вулкан умирающим, а его многочисленные гейзеры и выходы на поверхность земли прочих продуктов вулканического происхождения – остаточными явлениями.

Прогнозы насчёт времени наступления «часа Икс» в Йеллоустоуне разнятся: одни обозначают его временным отрезком между 2012 и 2016 годом, другие говорят о том, что взрыв может произойти в ближайшие 65 лет, третьи считают, что это может случиться через несколько столетий или даже тысячелетий.

Йеллоустоунский национальный парк с 1960-х годов является местом массового туризма: ежегодно его посещают более 2 миллионов человек. Особую привлекательность парку придают, конечно же, гейзерные поля, каковые в мире, помимо Йеллоустоуна, имеются разве что в Чили, Исландии, Новой Зеландии и на Камчатке («Долина гейзеров»).

Но в 2002 году в Йеллоустоуне открылось несколько новых горячих источников. После чего, в следующем году, был ограничен доступ туристов к ряду уже действовавших гейзеров. С помощью глобальной навигационной спутниковой системы GPS и радарных измерений искусственных спутников Земли в 2004 году выяснилось, что почва в районе подземного вулкана поднялась на 7 сантиметров. В отдельных точках с тех пор грунт поднялся на 1,5 метра, притом что в период 1984–2004 годов даже в самых активных местах Йеллоустоуна почва не поднималась более чем на 10 сантиметров. В течение трёх месяцев 1985 года в парке было зарегистрировано около 3000 мелких землетрясений. Это дало основания для предположений о том, что кальдера Йеллоустоунского супервулкана опускается вниз. С другой стороны, фактом является и то, что в 2000 годах учёные констатировали снижение сейсмической активности этой территории.

В последующие годы режим посещения Йеллоустоунского национального парка постоянно ужесточался, ряд зон был полностью закрыт для туристов, а в 2007 году при Управлении Президента США был создан Научный совет, в который вошли представители научного мира, а также члены Агентства национальной безопасности. Ежемесячно Совет представляет Президенту США отчёт о ситуации в Йеллоустоуне.

Фактом является и то обстоятельство, что о существовании так называемых супервулканов стало известно очень недавно – в начале 1960-х годов, когда стало возможно наблюдать поверхность нашей планеты с искусственных спутников Земли. Именно в те годы сотрудники Геологической службы США и определили размер кальдеры Йеллоустоунского супервулкана: она составляет площадь примерно 30 на 100 километров, но окончательно её внешнее исследование, как считается, было завершено только в 1972 году.

Учёные-вулканологи признают, что супервулканов на Земле, в общем-то, немного. Для их образования необходимо совпадение как минимум двух редких факторов – мощных подземных источников тепла и относительно небольшой толщины земной коры.

Считается, что последнее по времени извержение супервулкана произошло на индонезийском острове Суматра примерно 73–75 тысяч лет назад. Тогда в результате взрыва вулкана Тоба (Toba) в воздушное пространство Земли было выброшено такое количество вулканического пепла, что на планете в течение, как минимум, полугода царила вулканическая зима: Солнца практически не было видно, а средняя температура снизилась примерно на 10–15 градусов по Цельсию.

В 2008 году в журнале «Огонёк» была опубликована статья Елены Кудрявцевой и Анны Федякиной «Жизнь на супервулкане», из которой широкая общественность узнала о том, что на Камчатском полуострове был обнаружен российский супервулкан – в районе Банных термальных источников на реке Паратунка.

Руководитель лаборатории геологии геотермальных полей Института вулканологии и сейсмологии Российской академии наук Владимир Леонов журналистам «Огонька» рассказал следующее: «Сегодня мы можем утверждать, что термальные источники питаются от остывающей магмы, которая расположена на глубине 6–9 километров. Это остаточные явления грозного когда-то процесса, который, скорее всего, в этом районе не повторится. Тем не менее, этот район взят под усиленное наблюдение. Мы регулярно берём пробы из источников, потому что именно изменение химического состава термальных вод будет свидетельствовать о глубинных изменениях в первую очередь».

По мнению профессора Билла МакГуайра (Bill McGuire; родился в 1954 году) из научно-исследовательского центра «Benfield Hazard» при лондонском «University College», одного из ведущих специалистов в мире по супервулканам, приведённому в том же номере журнала «Огонёк», ситуация с угрозой взрыва супервулкана выглядит сегодня следующим образом: «Йеллоустоун и Тоба на Суматре – те два места, за которыми нужно наблюдать в первую очередь. Возможность извержения супервулкана в 12 раз вероятнее, чем падение метеорита. Вероятность того, что это произойдёт в течение нашей жизни – 0,15 процента, но мы должны всё равно готовиться. Суперизвержение – это крупнейший взрыв в мире, который затмит все остальные события и повлияет на жизнь каждого на планете».

Аналогичной точки зрения придерживается и российский вулканолог Пётр Шебалин, который полагает, что в случае извержения Йеллоустоунского супервулкана вселенской катастрофы ожидать не следует. В уже упоминавшейся мной статье «Пепел Йеллоустоуна», опубликованной в журнале «Вокруг света» в мае 2015 года, Пётр Шебалин, в частности, замечал: «Йеллоустоунский вулкан не принадлежит к так называемым стратовулканам, которые выбрасывают пепел и газы в верхние слои атмосферы, как это было при извержениях Кракатау в Индонезии или филиппинского вулкана Пинатубо в 1991 году. А значит, пепел останется в нижних слоях атмосферы и будет в течение двух-трёх месяцев оседать на поверхность Земли. Правда, крупных проблем с сельским хозяйством избежать не удастся, и не только в США, но отчасти и в других странах.

Впрочем, есть на Земле вулканы и пострашнее – это Этна и Везувий в Италии, Мерапи и Папандаян на Яве (Индонезия), Ключевская сопка и вулкан Корякский (Камчатка), Колима и Попокатепетль в Мексике. Если в США хорошо налажена служба эвакуации, да и людей рядом живёт не так много, то упомянутые вулканы расположены в основном в густонаселённых регионах, и даже в Италии на быструю и эффективную эвакуацию не стоит рассчитывать, не говоря уж о Мексике.

Что касается индонезийских вулканов, то в их окрестностях в силу особенностей застройки и менталитета жителей эвакуация практически невозможна. В 1006 году Мерапи извергся и практически уничтожил целое яванское царство Матарам. Сейчас на Яве проживает 140 миллионов человек, и очередное извержение Мерапи будет сравнимо по итогам со Второй мировой войной – в первые же часы он убьёт десятки миллионов человек, и не меньше погибнет в последующие месяцы».

Эйяфьядлайёкюдль, Тамбора и другие – немного об истории вулканологии

Ещё один известный факт, который вряд ли кто будет оспаривать: от извержений даже обычных вулканов человеческая цивилизация находится в весьма сильной зависимости. Вспомним хотя бы недавнее извержение исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль (Eyjafjallajökull), расположенного на юге Исландии, примерно в 125 километрах восточнее столицы государства – Рейкьявика. Предыдущее пробуждение этого вулкана с труднопроизносимым названием отмечалось без малого 200 лет назад: с 19 декабря 1821 года по 1 января 1823 года. В последующие годы Эйяфьядлайёкюдль относили к категории спящих вулканов. До тех пор, пока 20 марта 2010 года он вновь не проснулся.

Наиболее активная фаза извержения Эйяфьядлайёкюдля, напомню, пришлась на апрель и частично на май 2010 года. В результате выброса вулканического пепла в значительной части северного полушария Земли на несколько недель приостанавливалось воздушное сообщение: с 16 по 20 апреля 2010 года практически вся северная часть европейского континента осталась без авиационного сообщения. Миллионам пассажиров приходилось либо отменять свои поездки, либо добираться до своего пункта назначения с помощью иных, морских или наземных, транспортных средств. Авиационные компании в результате вынужденного простоя и отмены рейсов, на которые уже были приобретены билеты, понесли многомиллиардные убытки. А в европейских странах, как и водится, начали распространяться панические настроения, основанные на апокалипсических прогнозах относительно грядущих итогов этого извержения. Эти настроения усиливались, помимо прочего, ещё и реальной информацией.

Дело в том, что у вулкана Эйяфьядлайёкюдль, в отличие от многих его «собратьев», имеется не один, а три кратера. И если смотреть на изображение кратеров этого вулкана, сделанное с воздуха, впечатление оно производит и в самом деле гнетущее.

Тогда, в 2010 году, панические настроения по поводу извержения Эйяфьядлайёкюдля подогревались напоминаниями о тяжелейших последствиях, которые наступили в начале XIX века в результате извержения вулкана Тамбора (Tambora, Tomboro), расположенного на острове Сумбава в Индонезии. А вот воспоминания об извержении этого вулкана имеются более достоверные.

Извержение вулкана Тамбора продолжалось около десяти дней – с 5 до 15 апреля 1815 года. Выброшенные в результате извержения колоссальные массы вулканического пепла (по разным источникам, их объём доходил до 150 кубических километров) в течение трёх суток полностью скрывали от солнечного света территорию в радиусе 500 километров от вулкана. Непосредственно в результате извержения погибло порядка 10 000 человек, а впоследствии – в результате голода и болезней – умерло, по данным из различных источников, от 50 000 до 90 000 человек.

Последствия этого извержения сказались на климате Европы и Северной Америки, на территории которых наступивший 1816 год отличался крайней суровостью. В историю он и вошёл под именем «Год без лета» и по наши дни считается самым холодным годом с начала документированных метеорологических наблюдений. По сути, извержение вулкана Тамбора вызвало в северном полушарии эффект вулканической зимы, которая, правда, и не сопровождалась чересчур катастрофическими последствиями. Хотя это – как посмотреть.

В результате крайне холодного лета 1816 год выдался крайне неурожайным. Климатическая аномалия, по сути, продолжалась до 1819 года. В 1817 году цены на зерно поднялись в 10 раз, голод стал реальностью для европейцев, десятки тысяч которых, не успев, к тому же, оправиться от наполеоновских войн, вынуждены были в эти годы эмигрировать в Северную Америку.

Попутно замечу, что эти временные климатические изменения оказали хоть и косвенное, но весьма своеобразное влияние на развитие мировой литературы. Дело в том, что всё лето 1816 года супруги Шелли – классик английского романтизма Перси Биши Шелли (Percy Bysshe Shelley; 04.08.1792 – 08.07.1822) и его жена Мэри (Mary Shelley-Wollstonecraft Godwin; 30.08.1897 – 01.02.1851) – вместе с ещё одним классиком английской литературы – Джорджем Ноэлом Гордоном Байроном (Georg Gordon Byron 6^th Baron; 22.01.1788 – 19.04.1824) – провели на берегу Женевского озера. Погода была ненастная: как вспоминала впоследствии сама Мэри Шелли, «беспрестанный дождь целыми днями не выпускал нас из дома».

Компания живо обсуждала ещё актуальные для того времени опыты английского врача Эразма Дарвина (Erasmus Darwin; 12.12.1731 – 18.04.1802), деда Чарльза Дарвина. Эразм Дарвин пользовался в своё время репутацией предсказателя будущего, работавшего по методике Нострадамуса, и занимался вопросами гальванизации с целью, как полагали многие его современники, оживления умерших людей. Вдоволь пообсуждав эту тему и начитавшись рассказов немецких авторов о привидениях, компания нашла свой метод убить скуку: лорд Байрон предложил каждому написать какую-нибудь страшную историю.

Сам Байрон сделал набросок сюжета с главным героем по имени Август Дарвелл, но очень быстро отказался от продолжения своей задумки. Но врач Байрона – Джон Уильям Полидори (John William Polidori; 17.09.1795 – 24.08.1821) сюжет Байрона не только запомнил, но и тремя годами позднее создал на его основе небольшую повесть «Вампир» («Vampyr»), которая, таким образом, стала первым произведением на эту тему, опубликованным на английском языке, – задолго до романа «Дракула» ирландца Брэма Стокера, впервые увидевшего свет в 1897 году.

Отличилась и Мэри Шелли, которая летом 1816 года написала новеллу, изданную двумя годами позднее уже в расширенном виде, как роман. Этот роман впоследствии стал основой для целого направления в мировой литературе, и особенно – в кинематографе. Речь, конечно же, идёт о романе «Франкенштейн, или Современный Прометей», который, как считается, стал одним из первых произведений в жанре научной фантастики.

А теперь – ещё один интересный факт: первым, кто столетие спустя, в 1920 году, указал на взаимосвязь извержения вулкана Тамбора и похолодания в северном полушарии в 1816 году, был американский физик и климатолог Уильям Хамфрейс (William Jackson Humphreys; 03.02.1862 – 10.11.1949): наиболее известной его работой является книга «Физика воздуха» («Physics of the Air»), впервые опубликованная в 1940 году и с тех пор выдержавшая множество переизданий.

Сегодня вулканология является общепризнанной отраслью научного познания, синергетически включающей в себя методологию таких научных направлений, как география, геология, геоморфология, геофизика, геохимия и ряда других наук. Если вы побеседуете с вулканологом-профессионалом, он, безусловно, назовёт вам не один десяток имён авторитетных, всемирно известных учёных, начиная с авторов античности, которые внесли свой несомненный вклад в историю наблюдения за вулканами и изучения их активности. Но вот вам ещё два факта.

Официально начало изучения вулканов в Европе началось относительно недавно – 173 года назад, когда в 1842 году на склоне горы Везувий в Италии была основана первая научная специализированная вулканологическая обсерватория. В 1911 году начало свою работу второе аналогичное научно-исследовательское учреждение – в районе вулкана Килауэа на Гавайских островах.

После окончания Первой и Второй мировых войн интерес к изучению вулканов в значительной степени угас по вполне объяснимым причинам – человечеству, занятому самоистреблением, было не до вулканов. И возобновился он уже в 1950-х годах во многом благодаря субъективному обстоятельству по имени «человеческий фактор»: в результате деятельности известнейшего французского геолога, вулканолога, писателя, кинооператора и популяризатора этого научного направления – Гаруна Тазиева (Haroun Tazieff; 11.05.1914 – 02.02.1998). Отсюда вполне естественный вопрос: стоит ли удивляться тому обстоятельству, что наблюдение человечества за теми же вулканами имеет весьма недолгую историю, а научные результаты этих наблюдений, как ни крути, имеют достаточно скромный объём? Понятно, что и прогнозы как извержений вулканов, так и их последствий также имеют весьма широкий разброс.

Вот вам ещё один пример такого рода. 7 февраля 2015 года на веб-сайте «Российской газеты» была опубликована небольшая статья «Йеллоустоунский вулкан готов проснуться», посвящённая предсказаниям сотрудника Йеллоустоунского национального парка США Генри (Хэнка) Хислера о скором извержении супервулкана, результатом чего может стать исчезновение половины территории США. О Хислере чуть дальше скажем поподробнее, но вот что интересно. В качестве комментария к этой информации автор «Российской газеты» привёл слова профессора МГУ, заведующего кафедрой динамики геосфер Николая Короновского.

ДОСЬЕ

Короновский Николай Владимирович.

Родился 4 июля 1933 года в г. Ленинграде. Окончил геологический факультет МГУ с отличием (1956). Кандидат геолого-минералогических наук (1964), доктор геолого-минералогических наук (1980). Профессор (1986), заведующий кафедрой динамической геологии геологического факультета МГУ (1986). Лауреат премии им. А.Д. Архангельского (РАН, 1996), заслуженный деятель науки РФ (1993).

Председатель Экспертного совета ВАК по наукам о Земле, член бюро Тектонического комитета России. Член редколлегий журналов «Геотектоника», «Вестник Московского университета. Серия Геология». Область научных интересов: региональная геология и геологическая съёмка, орогенный вулканизм и его соотношения с тектоникой и геодинамикой.

Выступал с лекциями в университетах Греции, Голландии, Норвегии, Мексики, Германии, Болгарии, Канады, Венгрии и ряда других стран, а также нефтяных компаниях Израиля и США. Автор программы по геологии для школ. Подготовил 13 кандидатов наук. Опубликовал более 250 научных работ.

Основные труды:

– «Орогенный вулканизм и тектоника Альпийского пояса Евразии» (соавт. Е.Е. Милановский, 1973);

– «Краткий курс региональной геологии СССР» (1978);

– «Основы геологии» (соавт. А.Ф.Якушева, 1991).

О перспективах скорого извержения Йеллоустоунского вулкана Николай Короновский в беседе с корреспондентом «Российской газеты» рассказал следующее: «Действительно, в районе этого вулкана появились некоторые свидетельства, что магма может подниматься вверх. И если вырвется, то Америке мало не покажется. Но дело в том, что подобную картину мы видим не первый раз. Там периодически активность то растёт, то затухает. Это напоминает поведение своеобразного подземного пузыря, который то надувается, то сдувается. Поэтому к нынешней активности надо относиться спокойно. Нет явных признаков, которые были бы, что называется, “верняками” и с высокой вероятностью указывали бы на близость извержения. Картина пока неясна. Иное дело с находящимся в США вулканом Святая Елена. Его извержение в 2008 году было предсказано с высокой точностью, но там как раз были очень явные признаки катаклизма. Словом, можно точно сказать, что Йеллоустоунский вулкан заговорит, но вот когда… Что касается ссылки, будто бы по статистике этому вулкану время просыпаться, здесь сроки такие: плюс-минус 10 тысяч лет».

Всё верно. Учёных тоже можно понять – они просто не имеют права выдавать за неопровержимые истины то, что является всего лишь предположением, гипотезой, не подтверждённой практическими наблюдениями. Но очевидно и другое. 10 тысяч лет для такого супервулкана, как Йеллоустоунский – это, можно сказать, ерунда, не очень большой срок. Сопоставимо с годом жизни человека возраста 65 лет.

А фактически всё это означает, что Йеллоустоунский вулкан и в самом деле может рвануть в любой момент. Ни никто не может точно сказать, когда же именно это произойдёт и к каким последствиями это извержение может привести.