Помните, как герои Жюля Верна совершили путешествие к центру Земли через исландский вулкан Снайфельс? На самом деле, конечно, ни к какому центру жерла вулканов не ведут. К слову, Снайфельс, как и вообще все вулканы Исландии, приурочен к рифту Срединно-Атлантического хребта (что такое рифтовые разломы, можно узнать здесь) и подпитывается магмой астеносферы – самого верхнего слоя земной мантии, прямо под корой. Но существуют и другие вулканы, которых не очень много, связанные с глубочайшими слоями недр, примыкающими непосредственно к внешнему ядру. А начинается оно, напомним, на глубине 2900 километров! Впрочем, это тоже еще слишком далеко от центра Земли…
Но для начала давайте вспомним, как чаще всего функционируют вулканы. Существует не очень, к счастью, распространенное заблуждение, будто земная мантия пребывает в расплавленном состоянии и иногда выходит на поверхность через вулканы. Мантия очень горячая, да, но плавлению составляющих ее пород препятствует очень высокое давление. Однако из всякого правила есть исключение. На конвергентных границах литосферных плит, где океаническая кора погружается под материковую, в результате их взаимодействия, а также под воздействием флюидов (особых перегретых минеральных растворов, которые выделяются при нагреве океанической литосферы на большой глубине) образуются первичные магматические очаги. Двигаясь вверх, туда, где давление ниже, капли расплава сливаются, образуют новые очаги и в конце концов выходят на поверхность. Происходят эти процессы либо в самых верхних слоях мантии, либо в коре. Так устроены три четверти всех вулканов на планете Земля, и расположены они в пределах так называемого «огненного кольца» – по периферии Тихого океана.
Другие вулканы связаны с рифтовыми зонами срединно-океанических хребтов. Помимо упомянутых вулканов Исландии к ним относятся вулканы Азорских островов и острова Тристан-да-Кунья в Атлантическом океане, а также вулканические острова в Индийском океане – Реюньон, Кергелен и Коморские.
Наконец, есть разновидность внутриплитных вулканов, которые образованы восходящими конвективными потоками, идущими с очень большой глубины. Самые известные из них – это вулканы Гавайских островов. Если посмотреть на них со спутника, то легко заметить, что острова (а также скрытые под водой горы) расположены цепочкой, один за другим. И это не случайно: дело в том, что под Гавайями находится один из таких потоков – их называют горячими точками, или плюмами. Поскольку Тихоокеанская литосферная плита все время смещается, неподвижный плюм со временем прожигает в ней все новые и новые вулканы.
Другой известный пример плюма – Йеллоустонская кальдера, которую часто называют супервулканом. Пару лет назад в СМИ прокатилась волна сенсационных сообщений: Йеллоустон вот-вот снова начнет извергаться, и Земля погрузится в вулканическую зиму! Справедливости ради надо сказать, что супервулкан действительно находится на пороге нового извержения. Под кальдерой находится огромный магматический резервуар, подпитываемый как раз таки мантийным плюмом. Но большая часть тепла от этого пузыря утилизируется через систему гейзеров.
Как же появились плюмы? Их источники находятся на границе нижней мантии и поверхности внешнего (жидкого) ядра – в так называемом слое D”. Данные сейсмической томографии говорят, что этот слой может быть частично расплавлен, и, следовательно, температура там значительно повышена. Различные неровности, которые должны возникать в этом слое, могут приводить к появлению восходящих потоков мантии. По одной из версий, плюмы зарождались в древности под суперконтинентами вроде Пангеи, которые мешали выходу внутреннего тепла Земли и провоцировали его аккумуляцию в мантии. Плюмы приподнимали суперконтиненты, те раскалывались, а горячие точки оставались и продолжали функционировать еще многие и многие миллионы лет.