При извержении вулкана Сент-Хеленс (на юге шт. Вашингтон) 18 мая 1980 г. из земных недр было исторгнуто 6 км3 магмы и образовался кратер диаметром 2 км; это извержение заслуженно относят к событиям грандиозным. Какими же словами можно было бы описать извержение, которое произошло в 950 км к востоку от горы Сент-Хеленс примерно 600 тыс. лет назад? Тогда изверглось около тысячи кубических километров пемзы и вулканического пепла и появилась вытянутая кальдера длиной 70 км (испанским словом caldera — «котел» — называют большие вулканические кратеры).
Маскирующее действие растительности и оледенения сделало ныне следы этого извержения очень трудно различимыми; наиболее очевидное свидетельство былой вулканической активности этого района — гейзер Олд-Фейтфул («Старый служака») в Йеллоустонском национальном парке. Тем не менее весь Йеллоустон — результат вулканических процессов крупного масштаба: это возрождающаяся кальдера, т. е. кальдера, днище которой в течение тысячелетий после извержения медленно выпячивается в виде купола. Возрождающиеся кальдеры далеко превосходят по размерам все другие кальдеры, известные на Земле.
Таким образом, вулканические извержения, подобные тому, которое образовало кальдеру Йеллоустона, относятся к категории величайших природных катастроф, сравнимых по значению разве что с падением астероида. К счастью, такие явления редки. За несколько тысяч лет документированной истории не произошло ни одного такого события, на территории США, насколько известно, за последний миллион лет было только три подобных извержения. Кроме Йеллоустонской кальдеры имеются еще кальдеры Лонг-Валли в шт. Калифорния (возраст около 700 тыс. лет) и кальдера Вальес в шт. Нью-Мексико, образовавшаяся 1 млн. лет назад. (Кальдера Лонг-Валли привлекает особое внимание, так как в ее районе отмечен ряд небольших землетрясений.)
Следы извержений такого же возраста иногда обнаруживаются в других частях света, однако едва ли во всем мире за последний миллион лет их было больше десяти. В то же время в результате детального картирования гор Сан-Хуан в шт. Колорадо, проведенного Т. Стивеном и П. Липманом из Геологической службы США, обнаружено по меньшей мере 18 кальдер, возраст которых от 20 до 30 млн. лет. Много других кальдер при мерно того же возраста найдено в южной части Нью-Мексико, в Аризоне и Неваде. За последнее десятилетие вулканологи быстро продвигались в понимании происхождения гигантских возрождающихся кальдер и катастрофических извержений, послуживших причиной их образования.
Главный механизм формирования кальдер достаточно ясен. Быстрое удаление больших объемов магмы из магматической камеры, находящейся на глубине нескольких километров от земной поверхности, сразу же лишает кровлю этой камеры необходимой поддержки. В результате кровля обрушивается, оставляя на поверхности кальдеру. В классической работе по вулканической геологии Шотландии, опубликованной в 1909 г., Ч. Клаф, Г. Моф и Э. Бейли дали первое описание процесса, названного ими «проседанием кальдеры». Этот процесс может иметь различный масштаб, и диаметр возникающих кальдер колеблется от нескольких километров до 50 км и более.
Помимо больших размеров характерной особенностью возрождающейся кальдеры является медленное воздымание ее днища, которое связано, вероятно, с внедрением новой порции магмы в магматическую камеру, послужившую причиной образования начальной кальдеры. Величина вертикального поднятия иногда бывает больше километра. Следовательно, в отличие от обычного вулкана возрождающаяся кальдера представляет собой широкую депрессию с воздымающимся центральным массивом. Явление «возрождения» древних кальдер было обнаружено в 1939 г. Известным голландским геологом Р. ван Беммеленом при изучении кальдеры Тоба на севере Суматры.
По оценке Беммелена, дно этой кальдеры опустилось не меньше чем на 2 км, в результате чего образовалось глубокое озеро, но позднее земная поверхность поднялась на несколько сот метров, и в середине озера появился остров, который называется Самосир. В настоящее время Тоба — крупнейшая из известных возрождающихся кальдер: ее наибольший размер составляет около 100 км. Термин «возрождающаяся, или восстающая (resurgent), кальдера» введен (в 1962 г.) также сотрудниками этой организации Р. Смитом и Р. Бей ли. характером вулканических процессов. При любом вулканическом извержении магма, достигая поверхности, может извергаться тремя путями: в виде лавы, в виде выбрасываемого в воздух пеплового материала и в виде пирокластического потока. Лава — это просто магма, достигшая земной поверхности; она растекается, как жидкость, и, затвердев, становится эффузивной породой (мелкокристаллической или даже стекловатой).