Текст книги "Вулканы"
Автор книги: Е. Заварицкая
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 3 страниц)
Е. П. Заварицкая
Вулканы
1. Вулканы и люди
Далеко, на крайнем востоке нашей обширной страны находится полуостров Камчатка. Это суровый, малонаселённый край: люди живут здесь только по берегам больших рек и омывающих полуостров морей. Многое кажется непривычным человеку, впервые попавшему на Камчатку: и жизнь, и природа. Но больше всего поражают его внимание действующие вулканы – огнедышащие горы, как их называли в старину; в нашем отечестве они встречаются только здесь. На всём протяжении полуострова, с севера на юг, тянутся горные хребты, а над ними поднимаются, как шатры, правильной формы горы. Это и есть вулканы. Над некоторыми из них поднимаются столбы пара. Как говорят, вулканы курятся.
Трудно добраться до вершины вулкана. Даже местные жители – опытные охотники – редко проникают в глубь Камчатских гор, куда, зачастую, ещё не ступала нога человека. Редкими тропами, без дорог, приходится пробираться к подножью вулкана; на пути надо преодолеть долины, овраги, густой лес, где трава выше человеческого роста. Дальше путь переходит в безжизненную область чёрных камней. Тут и там вздымаются нагромождённые в беспорядке глыбы окаменевшего лавового потока. А выше, над всем этим хаосом из камней, поднимаются островерхие вулканы. Они так высоки, что покрыты вечным снегом. Если вулкан курится, снег на вершине тает и она выглядит тёмной, иногда красноватой.
Поднявшийся с большим трудом на вершину вулкана путник увидит среди нагромождения каменных глыб провал, вроде огромного жерла, это – кратер (рис. 1). По-гречески слово «кратер» означает чаша; кратер и похож на чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин и отверстий на дне и в стенках кратера вырываются струи газа и пара, то с шипеньем и свистом, то спокойно. Они поднимаются вверх и образуют облачко над вулканом. Это действующий вулкан. Месяцы и годы он спокойно курится, пока не произойдёт извержение.
Рис. 1. Кратер на вершине одного из вулканов. Рисунок сделан по фотографии с аэроплана.
На всём земном шаре насчитывают 430 действующих вулканов, а число потухших – в несколько раз больше. Чаще всего вулканы расположены по берегам морей и на островах. Некоторые из них известны людям с давних времён. Извержения этих вулканов нередко сопровождались опустошительными разрушениями и большими человеческими жертвами. Эти грозные явления природы всегда привлекали внимание человека.
В самом деле, представьте себе, что испытывают люди, живущие вблизи вулкана, когда начинается его извержение. Сначала, за несколько дней или недель до извержения, вулкан начинает усиленно куриться; ночью над его вершиной стоит зарево. Затем вдруг из кратера вулкана начинает выбрасываться столб густых чёрных туч, окрестности погружаются во мрак; на большом расстоянии слышен подземный гул, земля содрогается, из кратера со взрывом и грохотом вылетают куски раскалённых камней, на землю льётся насыщенный пеплом и пылью дождь, молнии пронизывают мрак, и, наконец, из кратера выливается раскалённая, огненно-жидкая лава, которая огненной рекой течёт по склонам вулкана и сжигает на своём пути всё!
(Кто бывал на металлургических и стекольных заводах, тот видел, как текут огненно-жидкой струёй расплавленные металл, шлак или стекло. Лава больше всего похожа на шлак. Так же, как расплавленный шлак, она, остывая, затвердевает и превращается в камень).
Страх и ужас охватывают людей и приводят их в смятение. Ни разум, ни сила человека не могут помочь ему бороться против этого страшного явления природы. Спасая свою жизнь, люди бегут, бросая жилища и имущество, но на пути их настигает раскалённый лавовый поток или засыпает горячий пепел.
В древние времена, когда люди были неграмотны и не умели объяснять явления природы, грозная и разрушительная деятельность вулканов вызывала в человеке суеверие и страх. О вулканах складывались самые невероятные легенды. Так, почти у всех народов «огнедышащая гора» считалась жилищем умерших или злых духов. Камчадалы – жители Камчатки – думали, что вулканы – это жилище умерших людей и «гора начинает тогда гореть, когда они свои юрты топят».
Особенно много легенд и сказаний связано с вулканами, расположенными в Средиземном море, где раньше, чем в других местах, зародилась культура человечества. Древние греки, например, смотрели на вулканические области, как на владения бога огня Гефеста и как на место, где происходит борьба между богами.
Само слово «вулкан» происходит от острова Вулкано, находящегося в Тирренском море, близ Италии, который греки считали входом в ад и владением Вулкана – бога кузнечного дела.
Со временем на смену этих наивных представлений людей приходит истинное знание. Греки, арабы, затем римляне ещё за две тысячи лет до наших дней задумываются над строением земной коры и происхождением вулканов. Позднее учёные делают много остроумных предположений и догадок о происхождении Земли, строении гор и возникновении вулканов. Появляется наука о строении Земли – геология. А в конце прошлого века изучение вулканических областей, самих вулканов и постоянное наблюдение за их деятельностью выделяются в отдельную науку – вулканологию.
В настоящее время вблизи некоторых действующих вулканов построены особые вулканологические станции (обсерватории), где учёные ведут постоянное наблюдение за поведением вулкана.
Из действующих вулканов Земли широко известны: Везувий в Италии, Ключевская сопка на Камчатке, Стромболи в Тирренском море, Мауна Лоа и Килауэа на острове Гаваи в Тихом Океане, Мон Пеле на острове Мартинике (в группе Антильских островов), Катмаи на Аляске, Кракатау близ острова Ява и ряд других.
Познакомимся с их историей и деятельностью подробнее, чтобы лучше понять, каким образом и почему происходят извержения вулканов.
2. Везувий
Вулкан Везувий находится в цветущей местности Италии, на берегу Неаполитанского залива Средиземного моря. Вблизи него расположен большой город Неаполь.
Самые первые наблюдения и описание извержения этого вулкана доходят до нас из глубокой древности. В те времена Везувий никто не считал вулканом. Это была просто большая круглая гора со срезанной вершиной. Там, на вершине, находилась большая круглая впадина с крутыми стенами, плоским ровным дном, и никто не подозревал, что эта впадина представляла старый обрушившийся кратер вулкана. У подножья горы раскинулись красивые города: Геркуланум, Оплонтис, Стабия и Помпей. Жители этих городов занимались заморской торговлей, украшали свой дома, строили богатые храмы. В Течение сотен лет Везувий не проявлял никакой деятельности, и люди спокойно трудились, возделывая сады и виноградники на его склонах.
Но вот, в 79 году от начала нашего летоисчисления разразилась ужасная катастрофа. Произошло извержение Везувия. Началу деятельности вулкана предшествовали землетрясения в окрестностях. Затем началось само извержение, представление о котором мы имеем из письма римского учёного Плиния Младшего к знаменитому римскому писателю Тациту. В этом письме Плиний описывает смерть своего дяди, который во время извержения находился на противоположном берегу Неаполитанского залива, на расстоянии двадцати пяти километров от Везувия.
Вот что пишет Плиний в своём письме: «24 августа около часа пополудни над горой показалось облако необычайной величины. Облако поднималось и по форме своей напоминало дерево, именно, сосну, ибо оно равномерно вытянулось очень высоким стволом и затем расширилось в несколько ветвей. Это облако поднималось вверх сильной струёй воздуха, а в том месте, где струя ослабевала, оно медленно расширялось. Облако имело местами белый цвет, местами же грязный или пятнистый, вероятно от примеси земли и пепла» (рис. 2). Дядя Плиния отправился через залив на судах спасать погибающее население окрестностей Везувия. «Чем дальше подвигались суда, тем горячее и сильнее был дождь из пепла; сверху стали падать куски пемзы и чёрные камни, обожжённые и растрескавшиеся от жара; море сильно обмелело и, вследствие извержения горы, доступ к берегу стал очень затруднительным. Между тем из Везувия вырывались широкие языки пламени и поднялся огромный столб огня, блеск и яркость которого только увеличивались вследствие окружающей темноты».
Рис. 2. Извержение Везувия в 1822 году.
Когда дядя Плиния, высадившись на берег, зашёл к своему другу в дом, то скоро, как описывает Плиний, «двор, куда выходила дверь из дома, начал покрываться пеплом и пемзой настолько сильно, что дверь могла бы оказаться засыпанной. Обсудили, оставаться ли дома или выйти наружу, так как дом колебался от ужасных толчков и, казалось, вот-вот обрушится. Под открытым небом тоже было небезопасно, так как падали куски пемзы. Для защиты от падающих камней положили себе на головы подушки и привязали их платками. В это время, когда в других местах был ещё ясный день, здесь царила ночь, более тёмная и более зловещая, чем обыкновенно; многочисленные факелы и громадные языки пламени на Везувии не могли бороться с тьмой. Было решено отправиться на берег моря, но здесь было ещё ужаснее и страшнее. Угрожавшее им пламя и ужасный запах серы обратили некоторых в бегство и напугали моего дядю. Опираясь на двух слуг, он приподнялся, но тотчас снова упал навзничь. Я подозреваю, – пишет Плиний, – что густой дым задушил его…»
Это описание извержения Везувия может дать представление об ужасных переживаниях людей, находившихся тогда вблизи вулкана. Даже на противоположном берегу Неаполитанского залива пепел падал так густо, что надо было часто вставать и стряхивать его, иначе он засыпал бы человека и придавил своей тяжестью; всё вокруг было покрыто пеплом, точно снегом.
Когда, наконец, прекратился грохот, и из вулкана не вырывались больше тучи пепла и огня, мрачный вид представляла местность. На склонах горы, вместо цветущей богатой растительности, были потоки лавы, грязи и куски камней; у подножья горы, вместо богатых городов, остались одни развалины, а два города совершенно исчезли под покровом грязевых потоков и пепла.
Прошли века, и люди забыли об исчезнувших городах. Только через семнадцать столетий, случайно, при рытье колодца у подножья Везувия, нашли статуи греческих богов. Это послужило поводом начать раскопки, благодаря которым обнаружили засыпанный пеплом и залитый потоками грязи город Помпею.
Великолепные храмы, цирки, мастерские и многие произведения искусства того времени сохранились под слежавшимся пеплом. Значительная часть Помпеи в настоящее время раскопана и можно ходить по улицам древнего римского города, видеть постройки того времени, в которых сохранилась даже стенная живопись. При раскопках в затвердевшем вулканическом пепле находят пустоты и, заполняя их гипсом, получают фигуры погибших жителей города. Такие фигуры и различная домашняя утварь, найденная в жилищах, хранятся в музее (рис. 3).
Рис. 3. Гипсовая фигура одного из погибших жителей Помпеи, полученная заливкой оставшейся на месте трупа пустоты в слежавшемся вулканическом пепле.
Часть города ещё остаётся погребённой под слоем слежавшегося пепла, так называемого туфа, толщиною в несколько метров. Поверхность этого прочного покрова уже давно покрыта пышной южной растительностью. У подножья Везувия по-прежнему живут люди и разводят прекрасные сады и виноградники. Но с тех пор вулкан постоянно напоминает людям о своей жизни. Над вершиной его почти всегда вьётся облачко, – Везувий курится.
После 79 года Везувий извергался много раз. При каждом извержении выбрасываемый пепел, обломки горных пород и потоки лавы нагромождались на вершине вулкана, и теперь она представляет собой конус, окружённый остатками стенок прежней большой впадины, в которой начались извержения. С каждым новым извержением вершина Везувия то наращивается, то разрушается, но высота вулкана остаётся приблизительно около полутора километров.
Не все извержения Везувия были одинаковыми по своей силе и продолжительности. Чем дольше вулкан был в состоянии покоя, тем сильнее были его извержения. Одни из них происходили с сильными взрывами газа и выбросами мелкого песка, пепла и раскалённых камней; в других, кроме рыхлого материала, из кратера выливалась расплавленная и раскалённая добела лава. Потоки такой лавы стекали вниз по склону вулкана, достигали цветущих долин и, застывая каменной массой, превращали их в мёртвую пустыню. Несколько раз потоки лавы достигали селений и разрушали их.
Одно из больших извержений произошло в 1906 году. За полтора года до этого ужасного извержения в кратере вулкана поднималась раскалённая жидкая лава. Временами она выплескивалась через края кратера, и небольшие взрывы выбрасывали шлаки и пепел, нагромождая конус. Напор лавы был так велик, что она пробивала себе выходы сбоку конуса и выливалась оттуда небольшими порциями. Эта лава была настолько раскалена, что, выходя на поверхность, расплавляла старую, уже затвердевшую в камень лаву. Во время одного из таких излияний лавы группа учёных стояла недалеко от её истока на поверхности затвердевшей лавы. Вдруг под их ногами камни начали нагреваться так сильно, что стоять сделалось невыносимо. Отойдя в сторону, они стали наблюдать за тем местом, на котором стояли. Затвердевшая лава начала раскаляться добела, вздуваться, и, наконец, расплавленная масса потекла вниз по склону, как небольшой ручей.
Все эти явления только предшествовали извержению. 4 апреля 1906 года все жители окрестностей Везувия встревожились, глядя на вершину горы. Огромный столб тёмного пепла беспрерывно и с большой силой выбрасывался из кратера; вместе с парами и газами Везувий выбрасывал огромное количество мелких частиц лавы. Тучи пепла заволокли небо. Пепел падал вокруг в таком большом количестве, что даже в Неаполе жители ходили под зонтиками, укрываясь от пепла, как от дождя. Затем начались оглушительные взрывы и появились потоки раскалённой лавы. Пробив выходы на склонах вулкана, она стремительно потекла вниз, к населённым местностям. Люди в страхе покидали свои дома, спасаясь от надвигающейся смерти. Сильные толчки землетрясения, частые взрывы огромной силы, темнота, прорезываемая молниями и освещаемая лавой, оглушительный гром приводили людей в отчаяние и ужас. В течение четырёх дней вулкан дрожал и бурлил, как гигантский кипящий котёл.
Утром 8 апреля бурное извержение закончилось. Началась другая деятельность вулкана. Из кратера непрерывно несколько часов подряд вырывался струёй огромный столб газов, вынося с собой небольшие количества пепла и образуя гигантское клубящееся облако, напоминающее по форме кочан цветной капусты одиннадцати километров в вышину. Сила давления, с которой выдувало тучу из кратера, была настолько мощной, что не с чем сравнить это могучее явление природы.
Через день это удивительное, страшное явление сменилось другим. Вулкан стал выбрасывать густые клубы газовых облаков, настолько переполненных вулканическими обломками и пеплом, что наступил полный мрак. Молнии с треском и громом разрывали чёрные облака, сугробы пепла покрывали толстым слоем Везувий и его окрестности (рис. 4). Горячие лавины скатывались вниз по склону горы. Непроницаемая тьма покрывала Неаполь и окружающую местность. Сотни тысяч людей, охваченные ужасом, покидали города.
Рис. 4. Улица в городе Оттаяно, расположенном у подножья Везувия, засыпанная пеплом, выброшенным из Везувия в 1906 году.
28 апреля к выбросам чёрного пепла присоединился обильный ливень; образовались огромные потоки грязи, которые причинили большой вред и привели к новым человеческим жертвам. Только 30 апреля извержение окончательно прекратилось.
Извержения Везувия происходили ещё много раз, а последнее произошло уже во время войны. 20 марта 1944 года из Неаполя сообщалось, что «извержение Везувия становится всё более и более серьёзным и, несомненно, превзошло по своим размерам все извержения этого вулкана после 1906 года».
3. Ключевская сопка
Жители Камчатки очень давно знают об извержениях вулканов и называют их «горящими горами». Благодаря тому, что селения на Камчатке расположены сравнительно далеко от вулканов, страшные извержения последних не приносят здесь больших бедствий.
На всём полуострове насчитывают 129 вулканов; из них 20 действующих или находящихся в состоянии покоя, остальные потухшие. Самый большой и самый деятельный камчатский вулкан – Ключевская сопка (рис. 5).
Нет ни одного вулкана на земном шаре, который почти прямо от уровня моря подымал бы свою вершину почти на пять тысяч метров. Белоснежная вершина Ключевского вулкана, имеющая форму правильного конуса, в ясную погоду видна с моря на расстоянии 400 километров. А ночью, во время извержения, огненное зарево над вершиной видно с Беринговых островов. За последние 200 лет произошло 20 крупных извержений вулкана, но действует он почти непрерывно, выделяя из кратера газы и пепел. Временами происходят извержения с выбросами и излияниями раскалённой жидкой лавы.
Рис. 5. Вулкан Ключевская сопка. Вид с реки Камчатки. Вулкан поднимается выше облаков.
Выбросы рыхлого материала и излияния лавы раз от раза увеличивают конус Ключевского вулкана. Наши учёные сделали подсчёт возраста Ключевского вулкана, сопоставляя объём лавы последнего извержения (4,4 кубического километра) с объёмом лав всего вулкана. Этот объём приблизительно равен 3400 кубическим километрам. Следовательно, для образования вулканического сооружения Ключевской сопки потребовалось 700 крупных извержений. В течение последних столетий извержения Ключевского вулкана происходили в среднем через 7–8 лет. Отсюда учёные предполагают, что Ключевский вулкан возник, примерно, пять тысяч лет назад.
Благодаря тому, что Камчатка малонаселённая область, извержения вулканов здесь наблюдали большей частью случайные путешественники и местные жители – охотники и рыболовы, которые обыкновенно только издали видели «горящие» огненные горы. Но за последние десять лет, с тех пор, как около Ключевского вулкана построена вулканологическая станция, за вулканом ведётся непрерывное наблюдение, и мы узнали много нового.
Длительный период извержений Ключевской сопки изучался с 1935 по 1939 год и подробно наблюдался советскими учёными, которым удалось далее спуститься в кратер действующего вулкана, конечно во время некоторого затишья его деятельности.
Вот что рассказывают эти смельчаки: «Ещё одно нечеловеческое усилие, и мы вступили на вершину Ключевского вулкана. Перед нами была огромная впадина кратера, где из узкого жерла на дне ежеминутно происходили взрывы. Белый дым заволакивал кратер. От взрывов, казалось, дрожал весь вулкан. Клубы тёмного, порой белого дыма стремительно взвивались вверх, закрывая Солнце. Тучи пепла и камней, из которых многие отливали ярко-красным цветом, веером вздымались на 200–300 метров вверх и с грохотом возвращались обратно. Забыв усталость и опасности, мы стали спускаться в кратер.
Ледяные глыбы, громоздясь друг на друга, создали невысокий уступ, затем шёл пологий спуск. Рыхлый пепел покрывал всё дно кратера. Мы погружались в него по колено. Идти было опасно и трудно. Осторожно нащупывая каждый шаг, мы направились к грохотавшему жерлу. Тянуло подойти ближе и заглянуть во внутрь. От острого запаха сернистого газа и хлористого водорода щекотало в носу и першило в горле. Вечерний мрак царил в кратере. Яркая окраска раскалённых камней выступала резче и ярче. Грохот и гул потрясали весь кратер. Подходить к жерлу было опасно. На расстоянии 20–30 метров от границы падения камней мы занялись фотосъёмкой. В это время раздался страшный грохот. Гигантское облако взвилось вверх и усыпало всю чашу кратера градом раскалённых камней. Мы бросились бежать. Еле дыша, по верёвке выбрались наверх. Кратер не успокаивался. Огромные клубы тёмного дыма стремительно вырывались один за другим и заволакивали кратер.
Нам оставалось одно: спускаться вниз – к стоянке».
Такое рискованное предприятие прошло благополучно потому, что вулкан находился в относительно спокойном состоянии. Но могло быть иначе. При более сильном взрыве смельчаки могли бы погибнуть.
На Ключевском вулкане часто случается, что при некоторых извержениях лава выливается не только из глазного верхнего кратера, а находит или пробивает выходы на склонах, образуя так называемые «паразитные вулканы». Найдя такой выход на поверхность через какую-нибудь трещину на склоне вулкана, или со взрывом пробив его под давлением скопившихся газов, лава потом растекается по склону и застывает около своего выхода – жерла. Глыбы камней, шлака и пепла нагромождаются около отверстия, и, таким образом, появляется новый конус с кратером и жерлом посредине. На склонах Ключевского вулкана можно встретить сотни таких небольших «паразитных конусов» (рис. 6).
Рис. 6. Слева – извержение паразитного вулкана у подножья Ключевской сопки. Справа – Ключевская сопка спокойно курится.
Учёным удалось подробно наблюдать извержение «паразитного конуса», образовавшегося в 1933 году. Один учёный рискнул приблизиться к кратеру на расстояние 50 метров. Рядом с кратером, из бокового отверстия в конусе, как тесто из переполненной квашни, появилась лава. Один за другим раздавались взрывы. Летящие в воздух куски лавы закручивались и рвались на части. Они падали на склоны, иногда даже позади наблюдателя, сплющивались и сползали вниз. Ночью эта картина выглядела особенно красиво. Из кратера вырывался сноп огненных брызг, далеко освещавший окрестности. Взрывы, грохот, свист лавы, с силой выбрасываемой в воздух, временами шипение газов, вырывающихся из отверстий, непрерывные колебания почвы – всё это приводило в тревогу лесных зверей и даже жителей села Ключей, расположенного в 30 километрах от вулкана.
Жидкая раскалённая лава, выливаясь из кратера, обычно, как ручей, потоком течёт вниз по склону. Пройдя некоторое расстояние, лава становится более густой, поверхность потока остывает и образуется корка, но поток движется дальше, пока лава под коркой не сделается вязкой или застынет.
На такой корке движущегося потока лавы, стекающей из другого «паразита» Ключевского вулкана, наши молодые учёные в 1938 году совершили замечательный дрейф во время извержения. Для измерения температуры расплавленной лавы и сбора выделяющихся из неё газов два самоотверженных научных работника перескочили на корку движущегося потока лавы и, плывя на ней, производили свои научные наблюдения. Толщина корки была такова, что её можно было пробить железным прутом. Температура корки у подошв их ног была так высока, что приходилось прыгать с ноги на ногу, чтобы устоять на этой горячей лавовой почве. На корке лавового потока то и дело лопались пузыри, из которых выделялся газ. Смелые исследователи пытались уловить эти газы, но как только они накрывали воронкой пузырь, он лопался сбоку и газ уходил в сторону. Всё же им удалось измерить температуру расплавленной лавы через пробитое в корке отверстие. На глубине 45 сантиметров температура лавы была 800 градусов. Проплыв некоторое время на этой корке, они благополучно перешли на остывший, раньше излившийся поток.
Последние извержения Ключевского вулкана происходили в конце 1944 и в 1945 годах. С декабря 1944 года началось извержение из кратера на вершине вулкана. С перерывами оно продолжалось до ранней весны. Затем наступило затишье, а летом 20 июня 1945 года лава прорвалась на восточном склоне вулкана. Вдоль трещины, спускавшейся по склону, образовалось несколько воронок от взрывов газа и в нижнем конце образовался паразитный конус из шлаков и другого выброшенного материала. Из кратера этого конуса вылился большой поток лавы. Извержение это также подробно изучалось нашими учёными.
