Мир сметён, будто пыль
Уничтожен навек
Вот твой рай, на земле
Серый пепел и снег
© Unreal – Сверхмашина
Когда человек запустил в космос спутники, он не только рассеял все белые пятна на картах нашей планеты, но и нашёл себе новые поводы для беспокойства. Уютные долины с геотермальными источниками оказались гигантскими кратерами спящих вулканов – ожидающих своего часа, чтобы вновь изменить жизнь планеты навсегда.
Прямо посреди кальдер (жерло спящего вулкана) давно построены города или организованы заповедники. Площадь таких вулканов может достигать сотни квадратных километров, часто их скрывают огромные озёра. Опасную природу такой местности выдают периодические землетрясения, многочисленные гейзеры и геотермальные источники.
Сам термин до сих пор не является научным – «супервулканы» придумали журналисты BBC в 2000 году, чтобы как-то ярко и ёмко объяснить зрителям масштабы происходящих процессов. В научной классификации это обычные вулканы, чья шкала вулканической активности VEI достигает 7 или 8 баллов.
VEI рассчитывается от объема выброшенного пепла лавы, а также высоты столба дыма. Любые извержения выше VEI 7 (более 100 км³ пепла) могут вызвать вулканическую зиму на планете и привести к малому ледниковому периоду. События уровня VEI 8 называют «мегаизвержением», и его последствия сопоставимы с падением на Землю астероида, который оставил нас с голубями и попугаями вместо тираннозавров.
В Европе самый известный супервулкан давно стал домом для курортов Неаполя, хотя многие до сих пор живут в неведении. Флегрейские поля или Кампи Флегрей – это гигантская кальдера вулкана, рядом с которой раскинулся огромный итальянский город. Последний раз Кампи Флегрей извергался примерно 40 000 лет до н.э., но всё остальное время предоставлял будущим римлянам и итальянцам геотермальные источники и гейзеры – потенциальный убийца Европы теперь всего лишь туристическая достопримечательность.
Но есть у него сородичи и пострашнее. Американский парк Йеллоустоун можно принять за красивую долину, окружённую невысокими горами и усеянную гейзерами. На самом деле всё это огромный кратер, извержение которого не только уничтожит один из самых огромных заповедников на Земле, но и с лёгкостью отправит планету в ледниковый период. Пока что это маловероятно, так как последний раз он извергался более 632 000 лет назад и активностью не отличается – особенно в сравнении в сравнении со своим итальянским сородичем.
Озеро Тоба на индонезийском острове Суматра также оказалось мегакальдерой. Размеры Тобы достигают 87 км в длину и 27 км в ширину с общей площадью поверхности 1103 км², что делает его самым большим озером Индонезии и крупнейшим озером вулканического происхождения в мире. Извержение там произошло примерно 75 000 лет назад и в своё время значительно сократило популяцию человеков.
На этом озере, кстати, находится известный остров Самосир. Так что если вас туда приглашает один цыганский блогер, подумайте дважды.
Долгое время считалось, что в России нет своих супервулканов, но на конференции вулканологов в Петропавловске-Камчатском в 2007 году был впервые упомянут супервулкан Карымшина. Его обнаружили, так как сразу несколько гейзеров имели аномально высокую температуру, а, значит, должны питаться теплом от какого-то источника. В результате продолжительной работы была открыта гигантская и относительно молодая кальдера возрастом около 1,5 млн. лет. Жерло Карымшины представляет собой овал протяжённостью 35 километров.
При извержении наш камчатский слоняра сможет серьёзно изменить климат на планете, не сомневайтесь. Но этот вулкан считается «остывающим», и не стоит ожидать его активности в ближайшем будущем. Магма, согласно исследованиям, расположена на глубине около 9 километров. Впрочем, 100% уверенности это не даёт.
Исследователи под руководством Ивана Кулакова из Новосибирского государственного университета в России использовали волны от землетрясений для изучения недр супервулканов. Волны проходят через Землю, меняя свою скорость в зависимости от материала и породы, которую пересекают. Это позволяет понять структуру земной коры на глубинах более 50 километров, просто сопоставив изменения частот. Эти данные выявили четыре так называемых «ингредиента», которые и формируют любой супервулкан.
Первый ингредиент – это погружающаяся плита. Литосферные плиты наталкиваются друг на друга уже миллионы лет. Например, дно Индийского океана погружается под Индонезию со скоростью 5 миллиметров в месяц. На глубине более ста километров давление становится настолько большим, что часть плиты превращается в раскалённую магму, и расколотая порода формирует пустые карманы, в которых скапливается магма и газ.
Второй ингредиент этого опасного блюда находится на глубине от 30 до 50 километров: магма. Только когда расплавляется много горных пород, накапливается достаточно лавы для суперизвержения. Исследователи обнаружили под озером Тоба гигантский резервуар, на изображениях он выглядит как своего рода огромная тень. Магмы так много, что она образует куб гранью в 37 километров.
Третий ингредиент лежит на глубине около 30 километров: каменный покров. Новые данные о землетрясении показывают, что в 30 километрах ниже Тобы слой земной коры толщиной в десятки километров блокирует подъем магмы. В результате лава собирается внизу в один огромный резервуар, а не растекается. Если давление в этом резервуаре становится слишком высоким, то всё это прорывается через шапку породы одним мощным взрывом.
Четвертый ингредиент: газ. Только большие объемы газа гарантируют, что давление может подняться до такой степени, что содержащая магму масса прорвет горный покров. Чем дольше магма остается запечатанной под землей, тем больше газа накапливается в камере с ней. Как правило, давление только растёт, но иногда газ вырывается через породу в виде гейзеров или геотермальных источников.
Согласно уже американскому исследованию для журнала Nature от 2021 года, супервулканы остаются активными и опасными даже через тысячи лет после извержения. И могут взорваться в любой момент.
«Супервулканы часто извергаются несколько раз, причем крупные извержения длятся десятки тысяч лет. Однако пока неизвестно, что происходило во время спокойствия. Понимание этих длительных периодов покоя определит, что нам нужно искать в молодых активных супервулканах, чтобы предсказывать будущие извержения», – считает австралийский учёный Мартин Данишик, один из ведущих авторов этой работы.
Исследователи снова изучили тот самый Тоба. Используя геохронологические данные, статистические выводы и термическое моделирование, они обнаружили, что магма продолжала вытекать через 5000–13 000 лет после суперизвержения и выталкивала оболочку затвердевшей остаточной магмы вверх, словно панцирь.
Чтобы оценить будущую опасность, вулканологи обычно ищут жидкую магму ближе к поверхности, и её наличие считают признаком скорого извержения. Но супервулканы могут выталкивать километры горной породы вверх, а ход почвы ранее не считался чем-то опасным.
«Теперь мы должны принять во внимание, что извержения могут произойти, даже если под вулканом не обнаружено жидкой магмы. Необходимо пересмотреть концепцию того, что может предшествовать извержению», – сказал Данишик.
В последнее время движения грунта на Флегрейских полях в Европе значительно возросли, изменение высоты может доходить до 40 см – что как раз говорит о давлении под той самой «каменной шапкой». За полгода в Неаполе произошло два небольших землетрясения: обошлось без жертв, но жители города вынуждены были простоять всю ночь на улице. Согласно данным геологических станций, их магнитуда постепенно растёт – за десять лет она выросла с 3,9 до 4,6 баллов.
Извержение того же Кампи Флегрей в Неаполе легко может превратить Европу в отравленную вулканическую пустыню: в кратере обнаружены залежи серы, которые отравят все источники пресной воды вокруг. Всё, конечно, в итоге вернется в нормальное русло – лет через 200. Надо ли говорить, что государства ЕС просто перестанут существовать?
Взрыв супервулкана Тоба в своё время сократил популяцию человечества примерно в 20 раз. Пепел закрыл небо на несколько лет, а средняя температура на Земле упала на 3-5 градусов, что привело к значительному расширению зоны обледенения зимой. Сельского хозяйства тогда не существовало, потому племена людей полагались на собирательство и охоту. Естественно, зимой мало что растёт, а животные также погибают с голоду или мигрируют в более тёплые районы. Предположительно, извержение поставило точку в эволюции Homo Floresiensis – низкорослый родственник Homo Sapiens. Существование Шевцова, правда, легко опровергает эту теорию.
Конечно, супервулкан вряд ли уничтожит человечество – но может легко перекроить географические и политические карты, превратив любые претензии стран друг к другу в тыкву. Несколько супервулканов находится на территории США, и один весьма активный – в ЕС. Эти страны обладают средствами и возможностями, чтобы принять миллионы беженцев, но кто поможет им самим в час нужды? И захочет ли?
Планета и не думала убирать заряженный пистолет от головы человечества, она может нас убить в любой момент. Нам всем неплохо бы осознавать собственную уязвимость и незначительность нашего технологического прогресса перед яростью природы, прежде чем бросаться друг на друга с оружием.
Ссылки:
1. Американское исследование супервулканов для журнала Nature https://www.nature.com/articles/s43247-021-00260-1
2. Проект глобальной идентификации и анализа вулканических рисков https://www2.bgs.ac.uk/vogripa/
3. Русское исследование супервулкана Тоба для НГУ
https://www.nature.com/articles/ncomms12228
Автор: Арсений Харитонов.