Планета Земля. Познакомьтесь с миром, который мы называем домом

Взрывные извержения превращают породы – и твердые, и расплавленные – в пепел, крошечные осколки камня и стекла. Иногда образуются и более крупные обломки скальных пород и пемзы, которые в совокупности называются пирокластическими отложениями. Большие взрывы могут происходить по разным причинам. Одна из них заключается в том, что вода, проникающая в горячие породы, быстро испаряется, из-за чего давление увеличивается и «взрывает» окружающие породы. Такой же взрыв может произойти при проникновении внутрь пород разных газов, которые легко растворяются в расплавленных породах глубоко под землей, где давление высокое. При поднятии магмы на поверхность давление падает, и газы выходят наружу, образуя пузырьки – точно так же пузырьки появятся в бутылке газированного напитка, если открутить крышку.

Очень большие взрывы происходят там, где восходящая магма наиболее вязкая. Такая магма способна поглотить большой объем возникающего газа, в результате чего давление в ней сильно возрастает – расплавленная порода в конце концов взрывается, превращаясь в мельчайшую пыль. Больше всего этому способствуют породы, богатые силикатами. Минералы на основе кремнезема соединяются и формируют молекулярные цепочки и целые слои, которые при нагревании пород делают расплав более вязким. В целом именно вулканы в зоне субдукции производят вязкую лаву с высоким содержанием кремнезема и имеют тенденцию взрываться, выбрасывая большое количество пепла. В противоположность им, вулканы в срединно-океанических хребтах или горячих точках обычно производят относительно жидкую базальтовую лаву с низким содержанием кремнезема. К ним относятся вулканы в Исландии и на Гавайях. В такой горячей и жидкой магме пузырьки газа поднимаются на поверхность или замерзают внутри породы по мере ее затвердевания.

Можно ли предсказать извержения вулканов?

Мы постепенно учимся прогнозировать извержения вулканов и уже добились в этом деле определенных успехов. Удачная расшифровка некоторых предупреждающих знаков способствует своевременной эвакуации жителей из зоны риска. Например, за три месяца до драматического извержения вулкана Пинатубо на Филиппинах в июне 1991 года ученые зафиксировали колебания почвы на его склонах. Вскоре после этого вулкан начал дымиться и испускать облака пепла. Поскольку активность вулкана возросла, правительство приказало эвакуировать 60 000 человек. Аналогичная ситуация произошла в ноябре 2017 года в Индонезии на острове Бали, когда благодаря зафиксированным первым толчкам и появлению облаков пепла из вулкана Агунг вовремя эвакуировали 40 000 человек. Таким образом были спасены тысячи жизней.

К сожалению, не все вулканы дают четкие сигналы о своем пробуждении. Но теперь даже самые незначительные признаки могут использоваться для предсказания извержений. Набухание магмы под вулканами стало гораздо проще измерять с помощью чувствительных измерителей наклона и датчиков GPS. Едва заметные изменения в звучании океана помогли успешно спрогнозировать извержения вулкана Питон-де-ла-Фурнез на острове Реюньон в Индийском океане в июле 2006 года и в апреле 2007-го. Ученые, наблюдающие за низкочастотными сейсмическими волнами, которые генерируют колебания океанического дна, заметили, что если акустические волны замедляются при прохождении через вулканический очаг, то извержение неизбежно. На основании этого местные жители были эвакуированы за несколько дней до извержения.

Даже наблюдения за погодой могут помочь нам предсказывать извержения. Действующий вулкан Павлова на Аляске наиболее активен осенью и зимой. Объяснить такое поведение могут штормы, вызывающие в это время года повышение уровня воды вокруг вулкана, из-за которого магма выдавливается из жерла вулкана, как зубная паста из тюбика.

Когда дрожит земля

Люди столкнулись с землетрясениями еще на заре существования человеческой цивилизации, но причина их возникновения была найдена только в прошлом веке, когда ученые смогли наконец определить, что такое землетрясение.