Супервулканы. Неожиданная правда о самых загадочных геологических образованиях Вселенной

В Йеллоустоуне есть два взаимосвязанных магматических резервуара. Более мелкий имеет длину 90 километров и простирается от 4,8 километра под поверхностью до глубины 17 километров. Эта протяженная масса риолита, очень жидкого типа магмы, более чем в четыре раза превышает длину Манхэттена.

Но это лишь младший из братьев. Прожилки расплавленной породы струятся вниз от основания этого верхнего резервуара магмы, подобно нитям мягкой карамели, и соединяются с еще более крупным чудовищем: протяженной массой базальта – более жидкого и горячего типа магмы, знакомого нам по Килауэа, – простирающейся на глубину от 19 километров под поверхностью до 50 километров. Она в четыре с половиной раза больше верхнего магматического резервуара: этого достаточно, чтобы поглотить весь Нью-Йорк.

Вместе эти резервуары – словно двухкамерный двигатель, который приводит в движение танец гейзеров наверху. Но здесь не прямая связь: это не магма заставляет циркулировать жидкости и газы под поверхностью. Тепло из верхнего магматического резервуара проходит через его скалистую крышу, откуда пробивается к верхним слоям почвы. Это остаточное тепло нагревает породы чуть в стороне от поверхности и доводит до кипения залежи воды.

Держу пари, что в вашем сознании внезапно возник смутный образ из школьных учебников или какой-нибудь познавательной телепередачи с компьютерной анимацией: огромная пещера, до потолка заполненная супом из расплавленной породы, сверху на ней – широкая открытая труба, ведущая к вулкану. Сам термин, используемый для обозначения этих явлений, – магматические камеры – усиливает представление о полом литологическом[6] соборе, который принимает запасы расплавленной породы, поступающей из глубины, а затем опорожняет их с высокой вершины.

Но вот в чем дело: магматических камер не существует. По крайней мере, ученые их никогда не видели.

Если оставить глыбу льда на солнце, она быстро растает и превратится в лужу воды. Камни не ведут себя так же, когда подвергаются воздействию источников экстремального тепла. Я знаю, потому что сам много раз бросал вулканические камни в печь, специально предназначенную для их расплавления. Они не превращаются в лужи. Небольшие куски вулканической породы расплавляются при более низких температурах, а более крупные держатся до тех пор, пока термометр не поднимается до невероятных значений. Это происходит потому, что вулканические породы представляют собой совокупность минералов, каждый из которых имеет свою точку плавления.

То же самое относится и к магматическим резервуарам Йеллоустоуна. Чем глубже вы погружаетесь в земную кору, тем жарче становится. Но в настоящее время эта температура недостаточно высока, чтобы оба резервуара оставались полностью расплавленными. Если, скажем, снизу влить свежую порцию раскаленной породы, то, конечно, часть резервуара нагреется и расплавится. Но в целом речь идет о твердой породе с сетью расплавленных магматических водоемов, бассейнов и обломков. Иногда жидкой породы больше, иногда меньше.

Йеллоустоун можно сравнить с причудливой губкой, отверстия которой заполнены адским желатином. Этот желатин горячее, чем окружающие его замороженные вулканические кристаллы, и потому обладает естественной плавучестью – то есть, согласно законам физики, должен подниматься вверх. При подъеме он прокладывает путь через слабые места – например, крупные отверстия в губке. На самом деле магматические камеры – это вовсе не пещеры в земной коре, а резервуары с раскаленным месивом, ручьи частично расплавленной породы, заключенные в лабиринты кристаллов. Настоящая губка Вельзевула.

Губки Йеллоустоуна – огромного размера, но сейчас они по большей части состоят из твердого вещества. Сейсмические данные показывают, что верхний резервуар расплавлен на 5–15 %, а нижний – всего на 2 %. Конечно, их размеры велики, но сейчас они находятся в спящем состоянии, ожидая возвращения необычайной взрывной активности, которой было так много в прошлом у Йеллоустоуна.

Пятьдесят шесть миллионов лет назад тектоническая плита Фараллон находилась под водой далеко на западе Северной Америки. Под ней расположился фонтан перегретого материала [9], вырвавшийся из нижних слоев мантии сотнями километров ниже. Поднимаясь, он встретился с плитой Фараллон и расплавил отдельные ее части. Поток магматических веществ, оказавшись в области более низкого давления, разуплотнился. Когда мантия освобождается от давления, она плавится, поэтому грандиозный подъем этого фонтана растопил огромное количество породы на нижней стороне плиты Фараллон. Образовалось много магмы. Лава извергалась на древнее морское дно, создавая каскады осадочных и вулканических пород толщиной более десятка километров. Это был первый залп фонтана.