Вулкан

Примерно в то же время во многих местах Европы прошел дождь из пыли и словно снегом покрыл землю. Исследование показало, что эта пыль состоит из мельчайших кристалликов, таких же как в пепле Кракатау.

Продукты извержения Кракатау состояли преимущественно из пемзы и мелкого пепла. Предполагают, что объем их доходил до 18 км3. На 6 км в радиусе вулкана изверженные породы нагромоздили пласты толщиной 20–40 м. К северу от Кракатау, у острова Себеси, глубина моря до извержения составляла 36 м. После катастрофы здесь обнажились мели и все это пространство сделалось несудоходным для больших кораблей. В результате взрывов сохранилась только южная половина конуса Ракаты, а на месте остальной его части образовалась на дне моря депрессия, состоящая из двух впадин: одна, глубиной до 120 м, находилась между островами Ланг и Ферлейтен; другая, глубиной до 300 м, с ровным дном – южнее.

Не только произошло изменение рельефа морского дна, но и возникли новые острова, а прежние увеличились в размере. На месте развалин Кракатау продукты извержений образовали площадь 5 км2. Остров Ланг увеличился на 0,3 км2, Ферлейтен – более чем на 8 км2, один островок скрылся – вероятно, был размыт волнами. Здесь же появились острова: Стреера площадью 3 км2 и Кальмейера – 4 км2. Оба они выступали над поверхностью моря лишь на несколько метров, но вскоре опять исчезли под водой.

Издали казалось, что острова дымятся. На самом же деле это был пар, поднимавшийся от высокотемпературной груды изверженных масс. Масса пемзы покрыла поверхность моря наподобие настоящих плавучих островов, которые на 2 м возвышались над поверхностью моря. У Суматры, при входе в заливы Лампопг и Семанка, пласты плававшей пемзы обладали такой мощностью, что самые большие суда с трудом могли прорезать их. Пепел занял площадь в 750 тыс. км2. [5]

 

 

Распространение

В начальную стадию развития нашей планеты вулканы покрывали, вероятно, всю ее поверхность. Позже они стали возникать лишь вдоль крупных разломов в земной коре. Большинство вулканов не сохранилось: горообразовательные процессы и эрозия рек разрушили их. Те вулканические горы, которые встречаются сейчас на поверхности нашей планеты, возникли сравнительно недавно – в четвертичном периоде. [5]

Многие вулканы располагаются главным образом на нестабильных участках земной коры – на срединно-океанических хребтах и в рифтовых долинах, где литосферные плиты расходятся, а также на окраинах континентов, где плиты постепенно сближаются и сталкиваются. Именно в таких областях нередко происходят и сильные землетрясения, магма под давлением снизу прорывается наружу и время от времени извергаются вулканы.[1]

Вулканы группами или поодиночке разбросаны по странам и континентам. Их можно встретить в Азии и в Европе, в Африке и Южной Америке (рис.3). Ученые выделили четыре вулканических пояса: Тихоокеанский, Средиземноморско-Зондский, Атлантический и Восточно-Африканский.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К наиболее крупному Тихоокеанскому поясу относится около 70% огнедышащих гор планеты. Располагаясь цепями, они охватывают Тихий океан, образуя так называемое «Огненное кольцо Земли».[4] Здесь находится 526 вулканов. Из них 328 извергалось в историческое время. На нашей территории в Тихоокеанское огненное кольцо входят вулканы Курильских островов (40) и полуострова Камчатки (28). Наиболее активными по частоте и силе извержения являются вулканы Ключевской, Нарымский, Шивелуч, Безымянный, Ксудач.

Второй крупный вулканический пояс протягивается через Средиземноморье, Иранское плоскогорье к Зондскому архипелагу и насчитывает около 120 вулканов. В его пределах находятся такие вулканы, как Везувий (Италия), Этна (полуостров Сицилия), Санторин (Эгейское море). В этот пояс попадают и вулканы Кавказа и Закавказья. На Большом Кавказском хребте высятся два вулкана Эльбрус (5642 м) и двухвершинный Казбек (5033 м). В Закавказье, на границе с Турцией, разместился вулкан Арарат с конусом, покрытым снежной шапкой. Немного восточнее в хребте Эльбурс, обрамляющем с юга Каспийское море, расположен красивейший вулкан Демавенд. Много вулканов (63, из них 37 действующих) в Зондском архипелаге (Индонезия).

Третий крупный вулканический пояс протягивается вдоль Атлантического океана. Здесь насчитывается 69 вулканов, из них 39 извергалось в историческое время. Наибольшее число вулканов (40) на острове Исландия, расположенном по оси подводного срединно-океанического хребта, причем 27 из них уже заявляли о своей активности в историческое время. Вулканы Исландии извергаются довольно часто.

Четвертый вулканический пояс относительно невелик по размерам. Он занимает Восточную Африку (40 вулканов, из них 16 действующих). Самый известный вулкан этого пояса Килиманджаро (высота 5895 м).

За пределами этих четырех вулканических поясов вулканы на материках почти не встречаются. На обширных пространствах Центральной и Северной Европы, в большинстве районов Азии, в Австралии, в Северной и Южной Америке, исключая Тихоокеанское кольцо, их нет. Но вот в океанах картина совершенно иная. Проведенное в последние два десятилетия подробное изучение рельефа океанического дна показало, что на дне всех без исключения океанов имеется огромное число крупных вулканических построек. Особенно много их обнаружено на дне Тихого океана (рис. 3). Самой интересной особенностью большинства подводных вулканов является то, что вершины у них плоские. Ученые установили, что такие плоские вершины вулканов образовались тогда, когда эти вулканы выступали из воды. Волны размыли торчащий из воды конус, образовав почти ровную поверхность. Впоследствии дно океана погрузилось, и эти вулканы без вершин, называемые гийотами, оказались под водой.

 

Рис. 4. Вулканы на дне Тихого океана[5]

 

Грандиозность вулканических явлений и вызываемые ими разрушения с древних времен привлекали внимание людей. Почти у всех народов встречаются легенды о горах, извергающих огонь. [5]

 

Мифы и легенды

Как и метеоритная стихия, стихия вулканических извержений всегда поражала человеческие поколения своим размахом и мощью. Но, в отличие от недоступных небесных сил, силы, вызывающие извержения, были доступнее и ближе: они исходили из той же Земли, на которой люди рождались, жили и умирали. Поэтому еще на заре человеческого самосознания у людей возникла идея вступить в контакт с божеством, в котором они олицетворяли для себя сокрушительную силу подземного огня, и попробовать умилостивить его, чтобы отвести грядущую беду.

Некоторое представление об этом древнейшем акте, порожденном творческой мыслью наших предков, дает описанный в 1892 году религиозный обряд жителей Гавайских островов, поклонявшихся древней богине вулканов – Пеле. Когда священное обиталище этой богини, вулкан Килауэа, начинает содрогаться, предвещая приближение извержения, туземцы во главе со старейшим колдуном племени поднимаются на его вершину. Здесь в провальной кальдере Хилемаумау располагается озеро кипящей лавы – «дом вечного огня». Его пламенно-красная поверхность с глухим зловещим шумом поднимается и опускается, словно дышит, над ней взлетают искрящиеся фонтаны лавовых струй и разноцветные султаны паров и газов. В это пылающее чрево молящиеся бросают свои дары – жертвенные плоды и птиц, –прося богиню предотвратить катастрофу. [3]

Таким образом, «знакомство» человека с миром вулканов началось в период глубокой древности.

Не зная истинных причин грозных извержений вулканов, древние люди считали их проявлением божественных или дьявольских сил. Так, по представлениям древних греков и римлян, в недрах вулканов будто бы обитали духи тьмы. В своих подземных кузницах они ковали оружие. Поэтому там стоял такой адский грохот, полыхал огонь и сыпались искры.

У греков богом огня и кузнечного дела был Гефест, у римлян – Вулкан. Вход в преисподнюю, в подземные мастерские бога Вулкана, якобы находился на острове Вулькано – самом южном в системе Липарского архипелага. От этого острова и произошло название всех огнедышащих гор на нашей планете.

Древнегреческий поэт Пиндар, живший в V в. до н. э., писал о том, что извержение вулкана Этны – огненное дыхание разъяренного стоглавого чудовища Тифона, низвергнутого в преисподнюю Зевсом – самым могущественным богом.

Вместе с тем в те далекие от нас времена находились мыслители, историки, философы, пытавшиеся понять и осмыслить происходящее в природе, высказывали довольно правильные суждения об окружающем мире. Первые упоминания о вулканах встречаются в работах Гераклита, Аристотеля, Страбона.

Гераклит (ок. 544–540 гг. до н. э. – год смерти неизвестен) – древнегреческий философ, считал, что первоначалом всего сущего является огонь; все вещи – производные от него, получаются от сгущения огня.

Аристотель (384–322 гг. до н. э.) – древнегреческий философ и ученый, предложил первую научную гипотезу о происхождении вулканов: «...земля содержит в своих недрах источники жизненной силы и огня, скрытые от глаз человеческих; они имеют много выходов на свет – выводных пара и огня, поэтому Этна и Эоловы (Липарские) острова извергают воспламененные железистые глыбы».

Страбон (64–53 гг. до н. э. – 23 24 гг. н. э.) – древнегреческий географ и историк, путешествовавший по Греции, Малой Азии, Италии, Египту, автор «Исторических записок» и «Географии», описал извержение вулкана Каймени (Санторин), происшедшее в 196 г. до н. э.

С развитием человеческого общества многих уже перестали удовлетворять наивные представления о реальной действительности. Эти люди считали необходимым как можно глубже понять закономерности явлений в природе, чтобы потом научиться предвидеть и по возможности предотвращать или умерять их разрушительную силу. [4]

 

История исследования

Чтобы познать тайны, связанные с жизнью вулканов, нужно было вести за ними постоянные наблюдения в течение ряда лет, причем на многих объектах и в разных частях света. Так возникла целая наука – вулканология, уходящая своими корнями в далекое прошлое.

Любопытно отметить, что одним из первых ученых-естествоиспытателей, которого благодарные потомки заслуженно причислили к пионерам науки вулканологии, был греческий философ, врач, политический деятель Эмпедокл (ок. 490–430 гг. до н. э.) – человек пытливого ума, старавшийся докопаться до истины и особенно познать закономерности явлений природы. Все ее многообразие он сводил к четырем «корням» – земле, воде, воздуху и огню. Написал ряд философских трактатов, в том числе работу «О природе».

Эмпедокл жил на острове Сицилия и не раз был свидетелем извержений вулканов. Огонь был одним из «корней» его научных концепций, поэтому его весьма интересовали огнедышащие горы. Чтобы иметь возможность воочию наблюдать за извержением Этны, он поселился на кратере вулкана. У вершины Этны ученый прожил несколько лет. К сожалению, результаты его наблюдений не дошли до нашего времени, ибо он трагически погиб во время одного из извержений. В память о первом вулканологе один из конусов Этны назван «Башней философа».

У Эмпедокла нашлось немало последователей. С риском для жизни они поднимались к кратерам вулканов, наблюдали за развитием извержений, брали пробы лавы, пепла и газов, вели хронологические записи. Так постепенно накапливались знания о вулканах мира. Первая научная вулканологическая обсерватория была организована в 1842 г. на склоне вулкана Везувия. В странах, где наблюдается вулканическая деятельность – Италии, Японии, Индонезии, США, России, стали создавать сеть стационарных станций для наблюдения за вулканами и организовывать научные обсерватории. Наибольшее развитие наука вулканология получила в текущем столетии.

Изучением жизни вулканов у нас в стране занимается ряд организаций; ведущее место среди них принадлежит Институту вулканологии Академии наук в городе Петропавловске-Камчатском. Институт производит свои исследования в прекраснейшей природной лаборатории, где представлены самые разнообразные вулканы – большие и малые, действующие, уснувшие, потухшие, буйные и спокойные.

Трудна и почетна профессия вулканолога. Он должен быть смелым, решительным и находчивым, ибо ему первому приходится вести неусыпные наблюдения за необычной и грозной силой природы. Его интересует все: как происходит извержение магмы, каков ее состав, температура, наличие газов и многое другое. Если нужно, вулканолог спустится в кратер вулкана, а бывает и «проедет» на лавовом потоке, возьмет пробы ядовитых газов, сделает киносъемку явления или сфотографирует его.

К настоящему времени уже познаны некоторые тайны огнедышащих гор. Классифицированы вулканы по характеру извержений, разрабатываются методы прогнозов активизации, изучаются возможности использования тепла и энергии вулканов, способы добычи полезных ископаемых, содержащихся в извергнутых из недр земли пород.

На вооружении специалистов-вулканологов многочисленные и самые разнообразные приборы: сейсмографы, магнитомеры, макробарографы, устройства для выполнения химических анализов, электронная аппаратура и многое другое. Перед началам извержения вулкан дает «предупреждение». Об этом тотчас же доносят приборы, регистрирующие колебания почвы, изменения, происходящие в магнитных полях, повышение температуры выделяющихся газов. Приборы наклономеры фиксируют в это время «вспучивание» склонов вулкана.

Имея такое «предупреждение», вулканологи еще располагают временем, чтобы успеть сообщить о готовящемся извержении для принятия необходимых мер. Так было предсказано с высокой точностью извержение вулкана Толбачика в 1975 г. [4]

 

Прогноз извержений.

Несмотря на потенциальную опасность, исходившую от вулканов, людей всегда привлекала польза, которую от них можно было получить; этим и объясняется парадоксальное стремление многих человеческих поколений жить вблизи огнедышащих гор под постоянно висящим над их головами «дамокловым мечом». Но еще в глубокой древности было замечено, что сильные извержения, несущие катастрофические бедствия, не следуют непосредственно одно за другим, а разделяются длительными, продолжительностью иногда в несколько столетий, интервалами покоя, во время которых вулканические силы замирают и не причиняют беспокойства. Путем долголетнего и трагического опыта был, в конце концов, сформулирован эмпирический вывод: чем дольше продолжительность «сна» вулкана, тем сильнее последующий всплеск стихии.