Дълбоко под повърхността на земята два супервулкана с невъобразима свирепост лежат в съня в американските щати Калифорния и Уайоминг. Ако те избухнат, след няколко часа цялата западна част на САЩ ще бъде покрита с дебел слой вулканичен прах. Всеки от тези вулкани е избухнал поне четири пъти през последните два милиона години! Огнедишащи чудовища с подобна сила очакват времето си в дълбините на Индонезия и Нова Зеландия.
Отброяването е започнало
Изригването на свръхвулкан в разрушителна сила може да се сравни само с падането на средно голям астероид. Но това чудовище се събужда десет пъти по-често - около веднъж на няколкостотин хиляди години - и поражда най-драматичното природно бедствие, което може да сполети човечеството. Освен това, освен моментните последици от това трагично събитие, ще настъпят и отдалечени, например, непредсказуеми промени в глобалния климат. Следователно не е изненадващо голямото желание на изследователите да разберат причините за това явление, така че ако не да предотвратят този смъртоносен катаклизъм, което, разбира се, хората не могат да направят, то поне да го предвидят. Учените се занимават с този проблем от 50-те години на миналия век, но едва през последните десетилетия има осезаем пробив в разбирането на механизмите, действащи вътре в супервулканите.
Calderas
Думата "калдера" идва от испанската калдера, което означава "голям казан" и се отнася до овална или кръгова депресия в горната част на вулкан, обикновено образувана след изригване. Има калдери с размери 30-60 километра и дълбочина няколко километра. Те са склонни да възникват, когато подземните празнини под вулкани (вулканолозите ги наричат магма камери) препълват и магмата с високо налягане избухва в отвори, "включени" от втвърдени скални маси. И има експлозия! Гореспоменатите огромни калдери бяха генерирани от истински супервулкани, стотици и хиляди пъти по-големи от тези, известни на учените! Ясно е, че магмовите камери под тези калдери са били чудовищни по размер.
Национален парк Йелоустоун е дом на три сравнително млади калдери от супервулкани. Те са формирани в различно време - преди 640 хиляди години, преди 1,3 милиона и 2,1 милиона години.
Промоционално видео:
Камери Magma
През последните два милиона години четири супервулкана в районите на Национален парк Йелоустоун в Уайоминг, Лонг Вали в Калифорния, Тоба в Суматра и Таупо в Нова Зеландия изхвърлиха 750 кубически километра магма от недрата на нашата планета!
От средата на 70-те години на миналия век се провеждат изследвания за особеностите на формирането на магма камери. Супер изригванията възникват в резултат на появата на вертикални пукнатини под въздействието на магма налягане, достигащи земната повърхност. Магма се издига по тези пукнатини, умножавайки броя им в кръг. Оформен е един вид пръстен, вътре в който е оформен масивен цилиндър, лишен от опора. Срутва се в празната магма камера, подобно на покрива на къща, загубила стените си! Този срив изтласква останалата магма и газове в камерата и се втурва в пръстеновидните отвори.
Малките кристали ще решат големия проблем
Отдавна се наблюдава, че късове от вулканична скала са съставени от малки кристали. Но едва в края на 80-те години стана възможно да се започне по-задълбочено проучване на тях. През последното десетилетие геохимиците сериозно се интересуват от кристали на минерала циркон, които са част от вулканичните скали. Минералът привлича вниманието им със своята висока устойчивост на високи температури и налягане. Оказа се, че кристалите на циркона съдържат кислород-18, който няма 8 неутрона в атомното ядро, както в атмосферния кислород, а 10! Освен това в изследваните проби от кристали на циркон е имало малко кислороден изотоп - по-малко, отколкото в магмата! Това означаваше, че цирконът се е образувал от скали, измити от дъжд или рушащ се сняг!Въз основа на проучването на кристалите на циркона, геохимиците успяха да разработят метод за оценка на вероятността от предстоящи изригвания на свръхвулкан. Вярно са различни мнения относно тълкуването на направените оценки. Поне някои геохимици прогнозират предстоящото начало на нов цикъл на вулканизма.
Несъгласията възникнаха заради последиците от свръх изригванията. Експлозивният характер на отделянето на магма от магмените камери се определя от два фактора - вискозитета на това вещество, тоест скоростта на неговото изтичане и разликата в налягането в магмената камера и на земната повърхност. За да се тества това предположение, бяха проведени специални изследвания. По-специално се изучава естеството на отлива на магма на микроскопично ниво.
Последствия от супер изригвания
Бяха разгледани няколко модела на тези процеси. В една версия е симулирано мащабно изригване на свръхвулкани в Лонг Долината и Националния парк Йелоустоун при условие на прегряване на пепел и газове, които в този случай ще нахлуят в горните слоеве на стратосферата до височина 50 километра. Когато „покривът“над камерата на магмата се срине, огромни сиви облаци, изригващи се от вентилационния отвор, ще се разпръснат хоризонтално около калдера. Тези потоци, които са междинни образувания между лава и пепел, ще се разпространяват изключително бързо - със скорост до 400 километра в час! Автомобилите и дори леките самолети няма да могат да „избягат“от тях. Освен това потоците от сиви облаци ще бъдат много горещи - до температура от 600-700 градуса по Целзий.
Това означава, че те ще изгарят всичко наоколо в радиус от десетки километри. Сивите облаци, споменати по-горе, ще оставят още по-зловещи и далечни последици.
В зона на стотици километри около свръхвулкана за няколко дни или дори седмици ще изпаднат бучки от бяло-сива пепел. Дори в рамките на 300 километра дебелината на падналата пепел ще бъде поне половин метър. Ако се смеси с дъжд, мокра и следователно тежка пепел ще срути покривите на много жилищни сгради. В радиус от 200 километра около калдера, дори по обяд ще е тъмно като здрач. В допълнение към казаното, ще споменем прекъсванията на електрозахранването в градовете, запушването на пепел от плавателни реки, непоправимите щети на селското стопанство.
Друг фактор е сярната киселина
От многото газове, отделяни от вулкани, серен диоксид е особено вреден за околната среда. Реагира с атмосферен кислород и вода, образува капчици изключително токсична сярна киселина. Именно тези капчици блокират слънчевата светлина, превръщайки ден в нощ и "осигурявайки" на нашата планета студена щрих. Тази ситуация става подобна на прословутата „ядрена зима“, прогнозирана като катастрофален изход от ядрената война. Особеността на хидрологичните цикли на Земята е такава, че самопочистването на планетата от последствията от свръхвулканичните изригвания ще отнеме десетилетия! Интересното е, че през 1996 г. глациолозите изследвали проби от ледена покривка от Гренландия и Антарктида и открили следи от сярна киселина там на слоеве, съответстващи във времето на изригването на вулкана Тоба в Суматра, което се е случило преди 74 хиляди години!Тогава от недрата на планетата бяха изгонени 2800 кубически километра лава и пепел, а глобалната температура на въздуха спадна средно с 5-15 градуса по Целзий! Между другото, изследователите откриха, че по-голямата част от сярната киселина се е изпарила от леда за шест години!
Да не забравяме за озона
Геохимиците проведоха специално проучване на особено ефективен окислител - озон. Това е газ, който защитава целия живот на земята от вредното ултравиолетово лъчение на слънцето. Когато озонът в стратосферата взаимодейства със серен диоксид, се образува киселина, която пада на земята с дъжд. Тук тя взаимодейства с вулканична пепел. Така се получава изтъняване на защитния озонов слой.
В резултат на изригването през 1991 г. на планината Пинатубо във Филипините, защитният озонов слой в атмосферата беше изтънен с 3-8 процента!
Списание: Тайните на 20 век №22. Автор: Леонид Прозоров