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».
