Симфония № 6. Углерод и эволюция почти всего

Достоверно измерить количество CO₂, выбрасываемого вулканом, чрезвычайно сложно. Прежде всего потому, что атмосфера уже содержит около 400 молекул CO₂ на миллион, так что вклад вулканов заключается в лучшем случае в скромном локальном увеличении повсеместно высокого фона. Более того, вулканические газы весьма изменчивы. Они выбрасываются толчками снизу, кружат и носятся туда-сюда вместе с ветрами. В таких условиях прямые измерения общего CO₂, поступающего из действующего вулкана, почти невозможны.

Гораздо более надежную оценку общего выбрасываемого углекислого газа можно получить, измерив соотношение CO₂ и еще одного газа — сернистого (SO₂), который в значительном количестве (и очень зловонно) выделяется из многих вулканов{105}. В общем и целом в земной атмосфере немного SO₂, так что здесь нет соревнования с фоновым содержанием. Более того, SO₂ создает сильный сигнал поглощения, поэтому гораздо легче измерить общую эмиссию этого газа да к тому же измерения можно делать даже со спутников. Иными словами, если вы сможете определить соотношение молекул CO₂ и SO₂ рядом с вулканом плюс общее количество SO₂, вам будет несложно вычислить количество углекислого газа, выбрасываемого этим вулканом.

Установить на действующий вулкан приборы отслеживания газа может быть непросто и опасно. Ядовитые выбросы горячего газа, обжигающие потоки лавы, кипящие озера и летящие во все стороны вулканические бомбы — обычные для такого вулкана явления. Чтобы зафиксировать аппаратуру, вулканологам приходится надевать защитные шлемы и газовые маски. Они тащат тяжелое оборудование и взбираются на самые кромки кратеров, расположенных на вершинах опасных активных вулканических построек. Ученых с их оборудованием испытывают на прочность ветер, другие погодные условия и едкие вулканические газы. Экспериментальная станция DCO на Вильяррике в Чили была уничтожена во время извержения вулкана в марте 2015 г. Через год были также уничтожены приборы на краю кратера вулкана Поас в Коста-Рике, но они успели послать данные о стократном увеличении выбросов CO₂ за несколько дней до извержения.

Вулканы непредсказуемы: они могут спать спокойно долгое время — годы, десятилетия, а затем начать извергаться с внезапной яростью. Вулканологи стекаются в эти опасные зоны, особенно во времена повышенной активности. Неудивительно, что вулканология — одна из самых смертельно опасных областей науки. Небольшое сообщество вулканологов, состоящее всего из нескольких сотен исследователей, понесло более 20 утрат в период между 1980 и 2000 гг.

Спросите вулканолога, и он расскажет вам истории о погибших друзьях. Дэвид Джонстон из Геологической службы США погиб в возрасте 30 лет утром 18 мая 1980 г., когда его наблюдательный пост в 9 км от кратера вулкана Сент-Хеленс[31] накрыло огромное извержение{106}. Его последними словами, переданными по радиосвязи, были: «Ванкувер! Ванкувер! Вот оно!». В тот роковой день Джонстон сменил на дежурстве своего коллегу Генри Гликена, 11 лет спустя тоже погибшего — при извержении вулкана Ундзэн в Японии. Его убил взрыв раскаленных газа и пепла, также унесший жизни французских вулканологов Кати и Мориса Крафт{107}. Извержение вулкана Галерас в колумбийских Андах 14 января 1993 г. оказалось еще более смертоносным{108}. В полевой экспедиции, которая должна была стать основной темой конференции по вулканологии, шестеро ученых и их спутники погибли под валом раскаленных булыжников, лавы и пепла, образованным внезапным извержением. Руководителя экспедиции, сорокалетнего Стэнли Уильямса из Университета штата Аризона, также чуть не убило. Один из летящих булыжников сломал ему обе ноги и почти оторвал правую ступню. Второй камень — размером с бейсбольный мяч — разбил ему череп, да так, что фрагменты кости застряли глубоко в мозге.

Почему же вулканологи отваживаются ступать на эти смертоносные территории, хорошо зная, что каждый их шаг в тени действующего вулкана может стать последним? Они вам это объяснят не колеблясь. Вулканы представляют собой одно из самых поразительных природных зрелищ, позволяющих заглянуть в глубокие активные недра Земли. Вулканологам доводится лицезреть самые отдаленные и красивые места на Земле; эти декорации, от которых захватывает дух, для некоторых становятся поистине духовным опытом, способным изменить их жизнь. Но вот что самое здесь важное: умение понимать поведение этих беспокойных гор, прогнозировать их извержения необходимо для более полумиллиарда людей, которые живут в шаговой доступности от действующих вулканов. И в этих поисках ключом является углерод.

Кора против мантии