Биография вулканов
О грязевых вулканах мы уже говорили. Но они не единственные в семье огнедышащих гор. У них есть старшие братья — вулканы, извергающие из земных недр раскаленные газы и расплавленные породы.
«Стоя на вершине рокочущего конуса, еще не успев перевести дыхание после трудного подъема, я всматриваюсь в глубину кратера.
Вот сюрприз: два дня назад красная лава кипела в уровень с краями кратера, сегодня же он мне показался пустым. Вся масса расплавленной магмы исчезла, втянутая вниз таинственным дыханием глубин. В пятнадцати метрах от меня краснела огромная, полная ярости пасть вулкана, называемая вулканологами питающим каналом. Долго я не мог отвести глаз от пылающего центра, от странного трепетания бездны. Приблизительно через минутные интервалы, которым предшествовал треск, из жерла вырывались залпы выбросов, взлетали к небу, рассыпались огненным веером и свистя падали на внешние склоны конуса.
Весь подобравшись, готовый каждую минуту отскочить в сторону, я следил за угрожающими траекториями огненного дождя. За каждым взрывом следовало недолгое затишье. Затем из жерла тяжелыми клубами поднимался бурый и синий дым, в то время как глухой рокот, подобно реву какого-то чудовищного зверя, сотрясал вулкан».
Так описывает редкое зрелище действующего вулкана известный бельгийский ученый Г. Тазиев.
Вулканов на земле много, около 800 действующих. Особенно много их на островах и в прибрежных районах Тихого океана. Вулканы здесь образуют тихоокеанское «огненное кольцо». Один из вулканических очагов — Большие и Малые Зондские острова, там около ста действующих вулканов.
В Исландии тоже около сотни больших и малых вулканов, двадцать восемь из них время от времени дают о себе знать.
Многие из уснувших вулканов таят в себе грозную опасность. Достаточно привести один пример. Около пятнадцати лет назад заговорил вулкан Агунг на острове Бали в Индонезии, спавший сто двадцать лет. Погибло более полутора тысяч и осталось без крова почти восемьдесят тысяч человек.
Что же происходит в земных недрах при извержении? Там царство высоких температур, но, несмотря на это, вещество внутри Земли — твердое тело. Причина в том, что оно находится под огромным давлением вышележащих слоев. Только там, где давление ослабевает, раскаленные твердые породы расплавляются, образуют массу — магму (по-гречески «магма» означает «тесто», «месиво»).
В магме много газов, и, когда она попадает в верхние слои земной коры, газы вырываются на поверхность — над кратером вулкана поднимается столб паров и газов, они выбрасывают высоко в атмосферу вулканическую пыль, камни.
Вслед за этим выливается на поверхность раскаленная масса — лава.
Извержение лавы (магмы, потерявшей значительную часть своих газов) напоминает выталкивание газами пробки из бутылки с шипучей жидкостью. Жидкость в закупоренной бутылке ничем не отличается от обыкновенной воды, налитой в стакан. Однако стоит ослабить пробку, как она приходит в движение, выделяя пузырьки газа. Газ с шумом выталкивает пробку и устремляется к выходу, увлекая с собой жидкость, которая пенится, разбрызгивается и уходит через края бутылки.
Очаги магмы находятся на глубинах в пятьдесят — сто километров. Образующиеся здесь газы просачиваются через толщу земных пластов и увлекают за собой магму. Кипящая магма и образует «пороховой погреб» вулкана.
Весной 1956 года ожила сопка Безымянная на Камчатке. 30 марта из кратера этого вулкана со страшной силой вырвалась струя раскаленного пепла, она сокрушала все на своем пути. На расстоянии двадцати — тридцати километров от вулкана были повалены деревья. Взрывная волна обошла земной шар, а вулканический пепел был выброшен на высоту в 45 километров!
На Камчатке и Курильских островах действуют несколько десятков вулканов. И там советские вулканологи изучают повадки огнедышащих гор.
Сопка Ключевская на Камчатке — самый большой вулкан в Азии. Эта огромная конусообразная гора возвышается над уровнем моря почти на пять километров.
Перед Великой Отечественной войной группа советских вулканологов совершила смелое путешествие в кратер Ключевской сопки. Поднявшись на вершину вулкана, они увидели огромную впадину кратера; в узком жерле на дне его ежеминутно происходили взрывы. Вечерний мрак царил в кратере. Грохот и гул потрясали весь кратер.
Смельчаки стали спускаться в кратер. Ледяные глыбы, громоздясь друг на друга, создали невысокий уступ. Затем шел пологий спуск, покрытый рыхлым пеплом. Ноги погружались в него по колено. Осторожно, нащупывая каждый шаг, продвигались к грохотавшему жерлу. От сернистого газа и хлористого водорода щекотало в носу и першило в горле. Подойти к самому жерлу было невозможно…
Ключевская сопка почти непрерывно выбрасывает из своих кратеров пепел и газы, время от времени по склонам течет раскаленная лава. Примерно каждые восемь — десять лет происходит одно сильное извержение.
В ноябре 1964 года громогласно заявил о себе другой камчатский вулкан — Шевелуч. Вот что рассказал корреспондент «Известий» Е. Сидорцев: «Извержение Шевелуча не было для вулканологов неожиданностью. Еще в апреле, когда вулкан только что проснулся от многолетней спячки, кандидат геолого-минералогических наук П. Токарев предсказывал: в ноябре Шевелуч взорвется.
Сейсмографы Ключевской вулканологической станции, установленные в восьмиметровой шахте на языке застывшего лавового потока, чутко прислушивались к дыханию Земли. Стоило какому-нибудь вулкану пошевелиться, как электрический зайчик тут же вырисовывал на фотобумаге острый пик. От вулканов спокойной жизни не жди! То Ключевская заставит бедного электрозайца бежать вприпрыжку, то Безымянный…
В ту ночь Шевелуч вел себя неспокойно. Казалось, трехкилометрового великана охватил озноб, и он трясся, как в лихорадке. В половине шестого вулкан заговорил. Громовые раскаты раскололи небо, накалив его докрасна. Потом малиновые краски поблекли, и над вулканом заиграли молнии. Это было грозное и захватывающее зрелище. Гигантское пепловое облако, заброшенное в поднебесье на двенадцать километров, казалось неисчерпаемым резервуаром электричества. Оно расплескивало его безудержно, как будто старалось облегчить свой свинцовый вес.
Вместе с группой ученых Института вулканологии мы прибыли в Ключи на следующий день после извержения. Отсюда экспедиция под руководством кандидата геолого-минералогических наук Игоря Ивановича Гущенко на вертолете должна была высадиться на Шевелуч в район извержения.
Распластав свое израненное взрывами тело поперек полуострова, вулкан тяжело и часто дышал, выбрасывая в разлитую над ним синеву густые кудри белого дыма. В стереотрубу с вулканостанции можно было хорошо наблюдать и захлебывающийся дымом кратер, и змеящиеся струйки пара на огромном сером блине грязевого потока. В нескольких километрах от кратера на потоке виднелись бомбы — камни, выброшенные из жерла вулкана.
В хлопотах у вулканологов прошел день. Упаковывали приборы, закупали продукты. На вулкане, где нет ни деревца, ни кустика, а мороз под сорок, людям придется работать три-четыре недели, и потому ключевские жестянщики в срочном порядке мастерили походные печки. Сбились с ног вулканологи в поисках собачьих упряжек: все охотники ушли в тайгу. Наконец и собаки готовы к полету на вулкан. Увы, вертолетам приходится ждать погоды, а ученым — заниматься анализом пепла, доставленного в Ключи из Усть-Камчатска. Там вулкан щедро удобрил землю, покрыв ее пятисантиметровым пепельным слоем.
Не в силах больше сопротивляться ветру, пепловая туча нехотя рассталась с Шевелучем и поползла к Усть-Камчатску. По пути она гасила недавно занявшийся день и оставляла на снегу черную ленту пыли шириной в четыре километра. Вскоре, пропылив более ста километров, она была в Усть-Камчатске. Районный центр погрузился во мрак. Люди шли на ощупь. А тут еще молнии! Если в Ключах они сверкали над вулканом, то здесь огненные змеи бесновались, казалось, перед самыми глазами.
Отбушевала гроза в Усть-Камчатске, и ветер поволок змеиное облако дальше — на Командоры. Через несколько часов на „самых дальних наших островах“ средь бела дня наступила ночь.
На следующий день мы все-таки облетели вулкан на вертолете. Это помогло дорисовать картину извержения. По предварительным и, разумеется, неточным подсчетам, Шевелуч выбросил в воздух 1–2 кубических километра пепла, лавы, грунта. Чтобы выполнить эту работу, потребовалось бы энергии двадцати средних атомных бомб, взорванных одновременно. Взрыв произошел в шестистах метрах от вершины. Кратер неглубок, но диаметр его не знает себе равных на Камчатке — около полутора километров.
Погода так и не позволила ученым исследовать вулкан с вертолета. И первый отряд ушел к вулкану пешком. Это семьдесят километров бездорожья, снег по пояс и десятки ручейков и речушек. Излившийся из кратера раскаленный грязевой поток растопил снег на сто километров окрест…
На расстоянии десяти километров от кратера перепад давления во время первого взрыва достигал пол-атмосферы. Если бы человек случайно оказался в этой зоне, он лишился бы барабанных перепонок».
Так сосуществуют вулканы и люди, их изучающие.
Мир вулканов очень разнообразный и во многом загадочный. В Центральной Америке, у берегов Сальвадора, есть вулкан Ицалко. Каждые восемь минут из его глубин слышится рокот и над кратером поднимается столб дыма высотой примерно в триста метров. Такое постоянство стихии наблюдается более двухсот лет. Для моряков этот вулкан служит маяком: в темные ночи извержения Ицалко видны за сотни километров.
На Гавайских островах, в Тихом океане, находятся два очень интересных вулкана — Мауна-Лоа и Килауэа. Кратер Килауэа представляет собой большую овальную впадину, на дне которой находится озеро расплавленной лавы. «Перед нами одно из замечательнейших на Земле явлений, — писал академик А. П. Павлов. — Мы видим свинцово-серую полужидкую массу. Во многих местах она как бы кипит и кажется красною, как расплавленный сургуч. Временами в разных местах озера кипение усиливается, брызги лавы начинают подбрасываться все выше и чаще, шум усиливается, наконец, взвивается настоящий лавовый фонтан. Серая поверхность озера — это тонкая корка застывшей лавы, а находящаяся под нею лава очень жидкая.
Завораживающая картина открывается ночью. На поверхность лавового озера как бы наброшена подвижная сеть из ярко светящихся зигзагообразных трещин, разделяющих отдельные участки застывшей лавы, — сеть молний, но не вспыхивающих моментально, а медленно изменяющих свою форму и расположение. Во многих местах из трещин выбрасываются яркие искры, так что вся поверхность как бы искрится. И на этом фоне время от времени выбрасываются ослепительно светлые лавовые фонтаны. Шум их напоминает шум морского прибоя».
Исключительное зрелище — извержение другого вулкана, Мауна-Лоа. Из его кратеров с оглушительным ревом бьют огромные огненные фонтаны лавы, они поднимаются на высоту многих сотен метров. Часто вокруг них возникают смерчи ужасающей силы. Подобно стремительному горному потоку, по склонам течет лава.
Жидкая, почти как вода, лава легко, без взрывов, выбрасывается газами из кратеров.
Иная картина бывает при извержениях лавы густой, напоминающей тесто. Газы из нее выходят с трудом, они разрывают остывшую магму на куски. Вулкан дрожит от гула разрывов, высоко в воздух летят вулканические бомбы — куски лавы.
Есть вулканы с лавой густой, как замазка. Она не течет и часто, как пробка, закупоривает жерло вулкана. Накапливающиеся под этой пробкой газы давят на нее со все большей силой и, наконец, со страшным взрывом вышибают ее или разрывают огнедышащую гору где-нибудь в другом месте.
Любопытны вулканы в Болгарии. Там в долине рек Еледжик, Овчарица и Соколица на ровном месте действует множество мелких вулканов. Обычно они имеют форму круга диаметром от двадцати пяти сантиметров до десяти метров и наполнены густой грязью, покрытой растительностью. Особенно много таких вулканов в селе Априлово. Там их можно увидеть даже во дворах!
Периоды бурной деятельности вулканов сменяются покоем. Нередко они затихают на десятилетия и даже на века.
Много на земле и потухших вулканов, как например, Арарат, Казбек, Эльбрус. О былых извержениях свидетельствуют мощные потоки застывшей лавы на их склонах. Есть такие горы на Урале и на Алтае, во Франции, в Германии, в Венгрии.
Ученые находят и совсем разрушенные древние вулканы, на месте которых порой возвышается лишь небольшой холм; о том, что здесь многие миллионы лет назад была огнедышащая гора, неопровержимо говорят остатки былых вулканических извержений. Часто в таких местах обнаруживают залежи руд разных металлов.
А в наше время возникают вулканы? Ответим примером: 20 февраля 1943 года индеец Пулидо из мексиканского поселка Парикутин работал в лесу. Неожиданно у него из-под ног взлетела небольшая глыба земли, из расщелины под ней появился дым, пахнущий горящей серой. Что за чудеса?!
Пулидо попытался было засыпать отверстие, но трещина быстро увеличивалась. Перепуганный индеец бросился в поселок, но по дороге вспомнил, что в лесу осталась его лошадь. Вернулся за ней и увидел густой столб черного дыма, поднимавшийся к небу.
Через день тут вздымался конус высотой в десять метров, через три дня он достиг шестидесяти метров.
Вулкан назвали Парикутином. Месяц спустя произошло большое извержение — в течение минут были выброшены тысячи тонн огромных камней. Раскаленная лава медленно стекала на поля.
За этим извержением последовали другие. Пепел находили за пятьсот километров, толщина его слоя местами достигала полутораста метров!
Вулкан залил лавой поселок Сан-Хуан. Осталась одна колокольня, окруженная лавой и пеплом. В марте 1952 года извержение прекратилось столь же неожиданно, как и началось. Осталось лишь несколько слегка курившихся дымков, но потом и они исчезли…
Изучая вулканические извержения, их особенности и закономерности, ученые во многих случаях могут предвидеть их. Перед извержением, когда в земных недрах начинается движение магмы, почва содрогается, изменяется ее наклон. Это нетрудно установить при помощи сейсмографов и наклономеров. Другие приборы позволяют услышать подземные звуки, предвещающие извержение.
…Вот станция, расположенная вблизи вулкана, записала первый толчок из недр. Теперь ученые два-три раза в сутки на сейсмограммах ищут новые толчки, определяют их энергию. Энергия толчков нарастает все быстрее. На основе этих записей вулканологи и определяют время, когда духи подземелья вырвутся наружу. Вулканологи могут предсказывать извержение за семь-восемь дней с ошибкой не более двух-трех дней. Так наши ученые своевременно предсказали извержение вулкана Шевелуч в ноябре 1964 года.
Проверяют и состав газов, выделяющихся из трещин в кратере: перед извержением он изменяется. Температура газов повышается. Есть и другие признаки, по которым узнают, что вулкан скоро начнет действовать.
Вооруженный знаниями, человек может использовать и те дары, которые приносят огнедышащие горы. Вулкан — это огромная природная домна. В ее недрах плавятся и выбрасываются на поверхность ценные металлы и минералы. Тут и железо, и свинец, и олово, и алюминий.
На Курилах есть вулкан Эбеко. С его склонов берет начало речка Юрьева. Московский геолог К. Зеленов решил проверить состав воды из этой речки. И что же?
В одном литре воды оказалось 435 миллиграммов алюминия и 220 миллиграммов железа. Откуда? Грунтовые воды, нагретые и насыщенные кислыми газами, разрушают вулканические породы, извлекают из них металлы. Река Юрьева каждые сутки выносит в море 35 тонн растворенного железа и 65 тонн алюминия!
А вот одна из неожиданностей, которые нам приносят вулканы. Ученые проследили зависимость между извержением и… размножением рыб: через двенадцать-тринадцать лет после большого извержения камчатского вулкана в окружающих водоемах во много раз возрастает количество рыб. Так было после извержения камчатского вулкана Безымянного в 1956 году. Позднее в озере Азабачьем наблюдалось такое обилие рыбы, какого не помнили даже старожилы.
Причина тут проста. Вулканический пепел богат минеральными солями, в нем содержатся химические элементы, необходимые для жизнедеятельности водных организмов. В водоемах, обогащенных вулканическим пеплом, бурно разрастаются диатомовые водоросли — пища мелких рачков. А рачков поедают подрастающие рыбы. Так «огненное кольцо» Земли, хотя и в небольшой степени, компенсирует то зло, которое приносят человечеству вулканические извержения.
И ЕСЛИ СПРАВЕДЛИВО, КАК ЭТО ЧАСТО УТВЕРЖДАЮТ, ЧТО НЕЛЬЗЯ ЖИТЬ БЕЗ ВЕРЫ, ТО ПОСЛЕДНЯЯ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ИНОЙ, КАК ВЕРОЙ ВО ВСЕМОГУЩЕСТВО ЗНАНИЯ.
И. И. Мечников