Вулканы: опасность и зрелище
Со времени образования Земли, около 4,6 млрд лет назад, ее внешняя часть остыла и затвердела, но внутри она состоит из вязкого, расплавленного, медленно движущегося вещества, или магмы. Нередко магма вырывается на поверхность через жерла активных вулканов, разбросанных по планете.
Как и почему магма выходит на поверхность?
Большинство вулканов на Земле расположены вдоль зоны контакта материковых и океанических плит, которые плавают в подстилающем их слое вязкой расплавленной магмы и медленно двигаются в разных направлениях. При их столкновении более толстая материковая плита деформируется, растрескивается, а более тонкая океаническая плита прогибается и погружается под материковую плиту — этот процесс называется субдукцией. Высокая температура и давление в глубинных слоях вызывает плавление твердых горных пород с образованием новой магмы и выделением большого количества газов. Достигнув критического давления, магма вырывается на поверхность — так образуются новые активные вулканы.
Вулканы могут возникать и в средних частях тектонических плит. Это происходит в так называемых горячих точках, локальных зонах глубинной активности. Таких точек на Земле насчитывается от 40 до 50 и большая их часть располагается под океаническими плитами. Время от времени в магматическом слое создаются критические условия, вызывающие прорыв магмы через слои твердых пород и выход ее на поверхность с образованием вулкана. Так как плита, под которой находится горячая точка, движется, то повторный прорыв магмы происходит уже в другом месте плиты, и образуется следующий вулкан. За миллионы лет в этом районе может сформироваться целая вулканическая гряда. Самый известный пример описанного процесса — это Гавайские острова в центре тихоокеанской плиты.
Насколько опасны супервулканы?
Супервулканы — самая мощная геологическая сила на нашей планете. Обычные вулканы имеют коническую форму, а супервулканы внешне представляют собой огромные ложбины или понижения, называемые кальдерами. Мощность их извержения в десятки раз больше, чем у обычных вулканов. Пока они дремлют в течение сотен тысяч лет, магма заперта в огромных резервуарах в толще литосферы. Но однажды она изливается на поверхность земли со страшной силой. В новейшей геологической истории зафиксировано два извержения супервулканов. Одно из них случилось 26,5 тысяч лет назад в Новой Зеландии. Извержение вулкана Таупо было очень сильным, но без серьезных глобальных последствий. А вот извержение Тобе на Суматре, случившееся 74 тысячи лет назад вызвало планетарную катастрофу. Гигантское количество пепла попало в атмосферу и привело к глобальному похолоданию. Население Земли многократно сократилось, исчезли многие виды животных и растений.
В настоящее время ученые внимательно следят за несколькими супервулканами, которые еще не проявили себя. Самый известный из них — это супервулкан в Йеллоустонском национальном парке, в США. Практически весь парк площадью 3825 км2 представляет собой огромную кальдеру. Под парком находится гигантский резервуар размером 60 км в длину, 40 км в ширину и 10 км в глубину, заполненный расплавленной магмой общим объемом около 24 000 км3. Специалисты расходятся в прогнозах: одни предсказывают скорую катастрофу, другие полагают, что вулкан еще не набрал необходимую для извержение силу.
Как предсказать извержения вулканов?
Каждый вулкан не похож на другие, что делает прогноз его поведения трудной задачей. Прежде всего, ученые изучают историю действующих вулканов, оценивая периодичность извержений и условия, при которых они происходили. Кроме того, вулканы находятся под постоянным наблюдением. С помощью чувствительных датчиков, установленных на склонах вулканов, регистрируется интенсивность толчков и дрожания земной поверхности, определяется состав выделяемых вулканических газов. Подобная система наблюдений много лет действует в районе очень беспокойного вулкана Этна на Сицилии. Исследования показали, что вулкан, как правило, подает определенные сигналы, предвестники надвигающегося извержения, — начинает «куриться», выбрасывать небольшие порции пепла и пара. За это время можно провести эвакуацию населения из опасных районов. А вот предсказание вулканических извержений с большой заблаговременностью пока невозможно.
Почему вулканические почвы столь плодородны?
После вулканического извержения окружающий ландшафт выглядит безжизненным. Но проходит какое-то время, и жизнь возвращается. Слой вулканического пепла и застывшей лавы содержит много питательных веществ и микроэлементов, необходимых для роста и развития растений. Пористая структура вулканической почвы хорошо удерживает воду. На склонах вулкана Этна зреют апельсины, лимоны, грейпфруты, инжир. А на высоте 1000 м над уровнем моря выращивают пшеницу.
Какие города находятся вблизи вулканов?
Исторически люди часто селились в окрестностях вулканов. Поселения разрастались, все более приближаясь к источникам потенциальной опасности. В настоящее время на Земле много средних и несколько очень крупных городов расположены недалеко от вулканов. За ними ведется особенно пристальное наблюдение. В этих городах составлены детальные планы эвакуации, созданы специальные службы предупреждения. Среди крупных городов с высокой степенью риска значатся: Неаполь, расположенный недалеко от Везувия, Сиэтл с вулканом Рейньер по соседству, Токио и священный вулкан Фудзи, Мехико и вулкан Попокатепетль.