Вулкан может хранить молчание сотни и даже тысячи лет, чтобы однажды внезапно пробудиться. Одни его извержения похожи на неторопливые реки раскаленной лавы, другие же за считанные минуты стирают с лица земли города, рождают цунами и выбрасывают в атмосферу такие объемы вещества, что их последствия ощущаются далеко за пределами одной страны.
Сегодня за опасными гигантами следят с помощью сейсмографов, спутников, GPS-станций и анализа вулканических газов. В ряде случаев ученым действительно удается заранее предупредить о бедствии и выиграть время для эвакуации. Однако назвать точный день и час извержения по-прежнему удается далеко не всегда.
Давайте разберемся, что именно происходит в недрах вулкана перед его пробуждением, почему одни из них взрываются, а другие мирно изливают лаву, можно ли остановить огненный поток, какое извержение стало самым мощным в истории человечества и где сегодня можно относительно безопасно понаблюдать за действующим вулканом.
Что такое вулкан и почему происходят извержения?
Если говорить максимально просто, вулкан — это место, где вещество из земных недр получает выход на поверхность. То, что скрыто под землей, называется магмой; когда же она вырывается наружу — становится лавой.
При этом под вулканом вовсе не обязательно находится гигантское озеро жидкой магмы. Мантия Земли по большей части твердая, однако из-за колоссальных температур и давления ее породы способны очень медленно перемещаться. В определенных условиях часть из них плавится, образуя магму, которая устремляется вверх. Этому способствуют две причины: во-первых, магма легче окружающих твердых пород, а во-вторых, в ней растворены газы. По мере подъема давление падает, и газы начинают выделяться — примерно как пузырьки в бутылке газировки после того, как ее открыли. Если магма находит путь через трещины в земной коре, она достигает поверхности — и начинается извержение.
Почему одни вулканы изливают лаву спокойно, а другие взрываются?
Ключевое различие кроется в свойствах самой магмы — прежде всего в ее вязкости и количестве растворенных газов.
Жидкая магма позволяет газам относительно легко выходить наружу, поэтому извержение проходит сравнительно мирно: лава вытекает из жерла или трещин и растекается по поверхности. Такие извержения типичны, например, для гавайских вулканов. С густой магмой все сложнее: газам трудно пробиться сквозь нее, они накапливаются, давление растет, и в какой-то момент происходит мощный взрыв.
Вязкость магмы во многом зависит от ее химического состава и температуры. Особую роль играет диоксид кремния: чем его больше, тем, как правило, магма вязче. Именно поэтому два соседних вулкана могут вести себя совершенно по-разному: один месяцами изливает лаву, а другой за несколько часов выбрасывает в небо огромные столбы пепла и раскаленных обломков.
Как ученые понимают, что вулкан просыпается?
Магма редко движется к поверхности абсолютно незаметно. Когда она поднимается, она давит на окружающие породы и раскалывает их, из-за чего рядом с вулканом учащаются небольшие землетрясения, а иногда меняется и их характер.
Сам вулкан при этом буквально раздувается: изменения могут составлять всего несколько сантиметров, поэтому на глаз их не заметить. Ученые используют GPS, спутниковые данные и специальные приборы, фиксирующие малейшие деформации поверхности.
Еще один важный сигнал — газы. По мере подъема магмы меняются количество и состав газов, выходящих из вулкана; специалисты внимательно следят, например, за выбросами углекислого и сернистого газов.
Ни один из этих признаков по отдельности не означает: «завтра будет извержение». Но если одновременно меняются сейсмическая активность, форма вулкана и газовый состав — это с большой долей вероятности говорит о движении магмы.
Значит, извержение можно предсказать?
Иногда — да. Но прогноз извержения совсем не похож на прогноз погоды. Ученые могут зафиксировать, что вулкан перешел в необычное состояние, и оценить вероятность пробуждения. В одних случаях тревожные симптомы появляются за недели или месяцы, в других — счет идет на дни и даже часы.
Главная сложность в том, что похожие признаки далеко не всегда заканчиваются извержением. Магма может начать подниматься, а затем остановиться под землей, и вулкан успокоится, хотя приборы до этого показывали явные изменения. Поэтому фраза «вулкан просыпается» вовсе не означает, что ученые уже знают дату извержения. Современная вулканология гораздо увереннее отвечает на вопрос «становится ли извержение вероятнее?», чем на вопрос «в какой именно день оно случится?».
Может ли вулкан проснуться после тысяч лет тишины?
Безусловно. Долгое отсутствие извержений еще не гарантирует, что вулкан окончательно потух. Ученые различают активные, спящие и потухшие вулканы, однако провести между ними идеально четкую границу крайне сложно. Некоторые вулканические системы способны сохранять активность на протяжении невероятно долгих сроков.
Именно поэтому специалисты изучают не только письменную историю, но и слои лавы и пепла, датируют древние извержения и пытаются восстановить поведение вулкана за тысячи и десятки тысяч лет. Гора, которая кажется нам совершенно обычной, на самом деле может оказаться вулканом — просто человеческой жизни недостаточно, чтобы увидеть полный цикл его активности.
Чего на самом деле нужно бояться при извержении?
Лава — самая узнаваемая опасность, но далеко не самая страшная. Большинство лавовых потоков движется достаточно медленно, чтобы человек успел уйти с их пути. Они способны уничтожать дома, дороги и целые районы, но часто дают людям время на эвакуацию.
Гораздо опаснее пирокластические потоки — раскаленные смеси газа, пепла и обломков пород, несущиеся вниз по склонам с чудовищной скоростью. Температура внутри такого потока может достигать нескольких сотен градусов, а скорость — превышать 100 километров в час; убежать от него практически невозможно.
Серьезную угрозу представляет и вулканический пепел. Вопреки названию, он совсем не похож на мягкий пепел от костра — это мельчайшие частицы горных пород и вулканического стекла. Они затрудняют дыхание, повреждают технику, загрязняют воду, нарушают работу авиации, а толстый слой пепла способен обрушивать крыши. Кроме того, существуют и другие угрозы: токсичные газы, оползни, грязевые потоки (лахары) и, в некоторых случаях, цунами.
Может ли один вулкан повлиять на климат всей Земли?
Да, если извержение достаточно мощное. Но ключевую роль здесь играет не столько пепел, сколько диоксид серы. При крупном извержении он может попасть высоко в атмосферу, где из него образуются мельчайшие аэрозольные частицы, отражающие часть солнечного света. В результате поверхность Земли на некоторое время получает меньше солнечной энергии, и средняя температура может снизиться.
Яркий пример — извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году: после него средняя глобальная температура временно упала примерно на полградуса. Еще более впечатляющим было извержение Тамборы в Индонезии в 1815 году: следующий, 1816-й, вошел в историю как «год без лета» — в разных регионах Северного полушария царили необычные холода, случились неурожаи и продовольственные проблемы.
Может ли вулкан вызвать цунами?
Да, хотя это происходит значительно реже, чем цунами после подводных землетрясений. Причины могут быть разными: в море может обрушиться часть вулкана, под водой может произойти мощный взрыв, а крупный пирокластический поток способен войти в воду и вытеснить огромную массу воды.
Один из самых известных случаев произошел во время извержения Кракатау в 1883 году — оно сопровождалось разрушительными цунами, которые стали основной причиной гибели десятков тысяч человек. А в 2022 году мощное извержение подводного вулкана Хунга-Тонга — Хунга-Хаапай также вызвало цунами, зарегистрированное далеко за пределами Тонга.
Под водой тоже есть вулканы?
Их очень много — просто большинство людей никогда их не увидит. Огромные вулканические системы тянутся вдоль срединно-океанических хребтов, где магма поднимается из глубин, застывает и создает новую океаническую кору. Иногда подводный вулкан постепенно вырастает настолько, что достигает поверхности — тогда на свет появляется новый остров.
Именно вулканическая активность создала, например, Гавайские острова, а в 1963 году у берегов Исландии после подводного извержения возник остров Суртсей. Так что вулканы не только уничтожают участки суши, но и буквально создают новую землю.
Есть ли вулканы на других планетах?
Да, и некоторые из них гораздо больше земных. Самый известный пример — Олимп на Марсе, крупнейший известный вулкан Солнечной системы. Его высота превышает 20 километров над окружающей равниной, а основание занимает огромную площадь.
Вулканизм встречается не только на планетах. Спутник Юпитера Ио — один из самых вулканически активных миров Солнечной системы, где постоянно происходят мощные извержения. При этом вулкан не обязательно извергает привычную нам раскаленную лаву. На некоторых холодных мирах существуют признаки криовулканизма, когда наружу могут выходить вода, аммиак и другие летучие вещества.
Какое извержение было самым страшным в истории?
Ответ зависит от того, что мы считаем «самым страшным». Если говорить о числе погибших, одним из самых смертоносных считается извержение Тамборы в 1815 году: непосредственно взрыв, а затем голод и болезни унесли десятки тысяч жизней. Кракатау в 1883 году известен прежде всего чудовищными взрывами и последовавшими цунами. Извержение Везувия в 79 году уничтожило Помпеи, Геркуланум и другие поселения и стало, вероятно, самым знаменитым вулканическим бедствием античности. А крупнейшие извержения в геологической истории были настолько мощными, что намного превосходят все, что человечество наблюдало в письменную эпоху.
Читайте также: «Последний день Помпеи: как Везувий уничтожил древний город»
Можно ли остановить извержение?
Само извержение — практически нет. Энергия процессов, происходящих внутри Земли, слишком велика. Однако в некоторых случаях люди пытались повлиять на лавовый поток. Самый известный пример произошел в 1973 году на исландском острове Хеймаэй. Лавовые потоки угрожали гавани, от которой зависела жизнь острова, и на лаву начали подавать огромное количество морской воды — она охлаждала поверхность потока и замедляла его продвижение. В других местах строили барьеры, рыли каналы и пытались изменить направление движения лавы. Иногда это помогало защитить конкретные объекты.
Но универсального способа нет, и уж тем более невозможно просто «заткнуть» вулкан или безопасно выпустить из него давление, пробурив отверстие: вулканическая система гораздо сложнее резервуара с крышкой.
Почему же люди вообще живут рядом с вулканами?
Потому что вулканы не только разрушают — они еще и даруют. Вулканические почвы часто невероятно плодородны, поэтому районы вокруг вулканов прекрасно подходят для сельского хозяйства, и некоторые из них заселены людьми уже тысячи лет. Кроме того, вулканические регионы дают доступ к геотермальной энергии; тепло Земли используют для отопления и производства электричества — особенно активно, например, в Исландии.
К тому же опасный вулкан может не извергаться на протяжении многих поколений. Если ваш город существует у его подножия сотни лет, переехать только потому, что когда-нибудь в будущем возможно новое извержение, совсем не просто. Поэтому задача ученых и властей обычно не в том, чтобы полностью убрать людей из вулканических регионов, а в том, чтобы понимать риски, вести мониторинг и вовремя проводить эвакуацию.
Есть ли от вулканов польза для самой Земли?
Вулканы — это часть естественной, непрерывной работы нашей планеты. Они переносят вещества из глубин на поверхность, участвуют в формировании новой земной коры, создают острова и горы и на протяжении миллиардов лет влияли на состав атмосферы. Особенно хорошо это видно под водой. Большая часть вулканической активности скрыта от наших глаз на дне океанов, где в местах расхождения тектонических плит постоянно рождается новая океаническая кора.
Вулканизм — это не «поломка» Земли, а одно из проявлений того, что внутри наша планета остается горячей и геологически живой.
Правда ли, что без вулканов на Земле не было бы жизни?
Так говорить слишком категорично, ведь ученые до сих пор точно не знают, где и каким образом впервые зародилась жизнь. Однако вулканическая активность действительно могла создать условия, сыгравшие важнейшую роль на ранней Земле. Вулканы выделяли водяной пар, углекислый газ, соединения серы и другие вещества, формировавшие атмосферу и океаны.
Особый интерес у исследователей вызывают гидротермальные источники на океанском дне. Там морская вода проникает в разогретые породы, вступает с ними в химические реакции и возвращается в океан, насыщенная разнообразными веществами. Такие системы дают одновременно тепло, минералы и химическую энергию. По одной из гипотез, именно такая среда могла сыграть решающую роль в появлении первых сложных органических молекул и, в конечном счете, жизни. Впрочем, это лишь одна из гипотез происхождения жизни, а не установленный факт.
Где можно безопасно увидеть действующий вулкан?
Один из самых известных вариантов — Исландия. Здесь можно увидеть огромные лавовые поля, кратеры, геотермальные районы и следы совсем недавних извержений. Правда, доступ к районам активных извержений власти могут закрывать буквально изо дня в день.
На Гавайях находится Килауэа — один из самых активных вулканов планеты. За ним постоянно наблюдают ученые, а в периоды, когда обстановка позволяет, увидеть вулканические ландшафты можно в Национальном парке «Гавайские вулканы».
Сразу несколько знаменитых действующих вулканов находятся в Италии. На Сицилии возвышается Этна, которая извергается довольно регулярно. Неподалеку расположен остров Стромболи: его вулкан находится в состоянии почти постоянной активности, а небольшие взрывы происходят настолько характерно, что в честь него назвали целый тип извержений — стромболианский. Еще один вариант — Везувий возле Неаполя. Сейчас он спит, но считается действующим, а к его кратеру ведет туристический маршрут.
В Японии одним из самых доступных для наблюдения активных вулканов считается Сакурадзима. Он расположен напротив города Кагосима и регулярно выбрасывает пепел, поэтому за его состоянием ведется постоянное наблюдение. Увидеть вулкан можно с оборудованных смотровых площадок на безопасном расстоянии.
В Индонезии туристов привлекает Бромо — действующий вулкан внутри огромной кальдеры Тенгер. Сюда приезжают ради необычного вулканического пейзажа и видов на кратер. Еще один знаменитый индонезийский вулкан — Иджен с кислотным кратерным озером, однако поездки туда требуют особенно внимательно следить за ограничениями из-за вулканических газов и активности.
Увидеть действующие вулканы можно и в Центральной Америке. В Коста-Рике находится Поас с огромным кратером и кислотным озером, а вокруг Ареналя сформировался целый туристический регион с лавовыми полями, горячими источниками и маршрутами. В Никарагуа туристы посещают Масаю, где в отдельные периоды можно наблюдать вулканическую активность с оборудованных площадок.
Есть такие места и в Новой Зеландии — например, район Руапеху и вулканическая зона Таупо. На Канарских островах можно подняться на Тейде: последнее извержение непосредственно из его системы произошло больше ста лет назад, но вулкан по-прежнему считается действующим.
Читайте также: «6 самых красивых вулканов мира, на которые можно подняться»