Доклад на тему супервулканы
Обновлено: 02.07.2024
Они спят, но это не будет длиться вечно. Супервулканы обычно взрываются раз в 100 000 лет и когда это происходит, на Земле происходит катастрофа. Сколько на планете таких опасных вулканов и где они находятся? Чем они отличаются от обычных и к чему приведет их извержение? Рассказываем главное.
Что такое супервулкан?
Супервулкан обычно определяется как вулкан, который извергает не менее 1000 м³ магмы за одно извержение.
Супервулканы не образуют горных вершин, а образуют массивные кратеры, называемые кальдерами. Когда магматическая камера под поверхностью выбрасывает огромные количества газа, пепла и расплавленной породы вверх через швы в земной коре, земля опускается вниз, заполняя пустую полость внизу.
Чем супервулкан отличается от обычного?
Супервулкан отличается от вулкана тем, что его извержение приведет к глобальным климатическим изменениям. Последнее связано с огромными выбросами материи из литосферы и мантии, более триллиона тонн, в окружающее пространство. Эти вещества, попадая в атмосферу, изменяют ее химический состав и блокируют доступ солнечного света, а на поверхности планеты создают так называемые магматические траппы (типичный пример — плато Путорана в Сибири).
Одно из самых крупных подобных событий произошло 252 миллиона лет назад в районе современного Норильска, что спровоцировало великое пермское вымирание. Это — величайшее массовое вымирание всех времён и одно из пяти массовых вымираний. Именно оно очерчивает границу между пермским и триасовым геологическими периодами. Также оно же разделяет палеозойскую и мезозойскую эры.
Где находятся супервулканы?
На этой карте показаны известные в прошлом крупные извержения вулканов. Те, что отмечены красным, имеют по крайней мере 8 баллов по индексу вулканической эксплозивности. Фото
На планете, согласно исследованиям ученых, за последние 2,5 миллиарда лет произошло 15 извержений супервулканов, которые привели к формированию такого же числа крупных трапповых провинций. На карте их отмечено 15. При этом несколько из них активны до сих пор. По оценкам Геологической службы США эти вулканы — одни из самых опасных супервулканов в мире:
- Первый расположен в Японии, на острове Кюсю. Это вулкан Айра, который взорвался 22 тыс. лет назад. Сейчас на его месте расположен город Кагосима с населением полмиллиона человек. И молодой действующий вулкан Сакурадзима.
- Второй супервулкан — Таупо. Сейчас это озеро в кальдере одноимённого вулкана на Северном острове Новой Зеландии. В 200 году н.э. он выбросил в атмосферу рекордное количество лавы.
- Вулкан Тоба на острове Суматра. 74 000 лет назад он взорвался, оставив после себя огромную кальдеру. Его глубина достигает 500 м, а размеры 90х25 км. Это самое большое вулканическое озеро в мире. Под ним до сих пор находится очаг магмы. Извержение супервулкана Тоба стало крупнейшим за последние 20 млн лет.
- В США на территории штата Нью-Мексико находится супервулкан Валлес, протяженность кальдеры которого составляет 22 км. Этот супервулкан сформировался более полутора миллионов лет назад, сегодня территория вокруг него объявлена природным заповедником. Последний раз извергался в эпоху плейстоцена.
- Самый большой в Северной Америке супервулкан расположен на территории Йеллоустоунского национального парка. Вулкан не извергался уже более 600 тыс. лет и, по словам вулканологов, не так давно начал проявлять признаки активности. Если этот гигант все-таки пробудится от спячки, в лучшем случае, его мощности хватит, чтобы устроить на планете еще один Ледниковый период. В худшем — извержение Йеллоустоунского супервулкана разбудит все остальные активные вулканы на Земле и вызовет настоящий апокалипсис.
Последствия извержения супервулканов
Весной 2021 года ученые изучили последствия взрывного извержения супервулкана Лос Чокойос в районе гватемальского нагорья, которое произошло 75 тыс. лет назад. Сегодня на его месте находится гигантская кальдера Атитлан, превратившаяся в озеро, высота которой составляет 1563 м над уровнем моря. Вокруг кальдеры расположены три конусообразных вулкана: Атитлан, Толиман и Сан-Педро.
Проанализировав образцы отложений в геологических слоях, ученые выяснили, что, когда произошло извержение, в атмосферу Земли попало огромное количество серы, хлора и брома. Вулканический пепел после извержения Лос-Чокойос обнаружили в нескольких местах на высокогорье Гватемалы и в морских отложениях из глубоководных кернов в Тихом океане, Мексиканском заливе и даже в Атлантическом океане.
Исследовательская группа выдвинула гипотезу о том, что такие большие выбросы в результате вспышки вызовут многолетние последствия для атмосферы и глобального климата. Нарушения ветровой системы стали результатом нагрева воздуха из-за аэрозолей и охлаждающего эффекта, вызванного истощением озонового слоя после извержения.
Одним из самых тяжелых последствий такого события можно назвать массовый голод, поскольку вулканическая зима (пепел надолго закроет солнце) не позволит обеспечить человечество необходимым количеством пищи. Во время извержения на территории современного Вайоминга 600 000 лет назад супервулкан, находящийся на месте нынешнего Йеллоустонского парка, выбросил в атмосферу более 1000 м³ лавы и пепла.
Согласно подсчетам, сделанным ООН в 2012 году, запасов еды людям хватит на 74 дня.
И как утверждают некоторые ученые НАСА, угрозу даже более страшную, чем столкновение с гигантским астероидом или кометой.
При этом, 66 млн лет назад астероид диаметр в 10 км в диаметре упал на территорию современной Мексики. Мощность взрыва при этом составила 100 миллионов мегатонн. После этого поперечные и продольные сейсмические волны обошли всю планету и сложились в противоположном, восточном полушарии. Еще до астероида далеко на Востоке начали извергаться вулканы, создавшие Декканские траппы. Сразу после удара приток магмы из мантии в этот район резко усилился. Удар Чиксулубского астероида усилил вулканизм по всему миру — и в том числе на Индостане. Более 70 процентов Декканских трапов излились сразу вслед за ударом астероида.
Стоит ли беспокоиться?
Нет никаких доказательств того, что какой-либо супервулкан взорвется в течение вашей жизни или ваших детей и их детей и так далее на протяжении веков. Но если бы они были, властям пришлось бы эвакуировать целые страны. Облако пепла от взрыва, например, Йеллоустоуна затемнит небо и покроет всю континентальную часть США ядовитой пылью. Это вызовет катастрофическое изменение климата которое на столетия выведет из строя экологические системы. Как будто на планете их уже недостаточно.
Супервулкан — это огромный по размерам вулкан, извержение которого достигает 8 баллов (по восьмибалльной шкале вулканических извержений) и оказывает серьезное влияние на всю планету. Кальдера таких вулканов очень велика, занимает сотни квадратных километров. Как правило, она заполнена водой и выглядит как большое озеро.
Находясь рядом с супервулканом, практически невозможно разглядеть его из-за огромных размеров. Поэтому открыли их только в 60-е годы, когда были получены фотографии Земли со спутников. Сегодня на Земле известно около 20 супервулканов. Самый большой из них был открыт совсем недавно. Этот потухший гигант называется Таму. Он находится на дне Тихого океана, к востоку от Японии. Жерло Таму занимает площадь более 600 квадратных километров.
Как устроены супервулканы?
Твердая кора над скоплением магмы очень тонкая по геологическим меркам. Подземные воды в ней перегреваются и часто вырываются на поверхность в виде гейзеров. Магма давит на твердую породу снизу не только под давлением все пребывающей массы, но и в результате снижения плотности. Тяжелые ее составляющие со временем кристаллизуются и опускаются вниз, а оставшиеся газы стремятся наверх, как мяч, удерживаемый под водой. В результате кора поднимается все выше, так что в ней начинают образовываться трещины.
Из таких трещин вырываются газы и даже лава, так появляются традиционные вулканы. Но такие выбросы позволяют снизить давление в очаге лишь ненадолго. В конце концов, тонкий слой твердой породы неминуемо обрушится и огромные скопления лавы, пепла и газа вырвутся наружу в виде взрыва. Так верхний карман магмы на время опустошается. На месте провалившейся породы образуется огромная кальдера. Со временем она снова покрывается коркой, в углублении скапливается вода и образуется озеро. Весь этот цикл длится сотни тысяч или даже миллионы лет.
Супервулкан в Йеллоустоне
Самый знаменитый и первый обнаруженный супервулкан находится в национальном парке Йеллоустон, на месте одноименного озера. Именно от него ожидают следующего извержения. За последние 2 миллиона лет здесь произошло три суперизвержения: 2,1 миллиона, 1,3 миллиона и 640 тысяч лет назад. То есть промежутки между извержениями составили примерно 800 и 600 тысяч лет. Когда эти расчеты стали известны, в СМИ появилось большое количество публикаций, обещающих конец света от супервулкана в ближайшем будущем.
На самом деле время следующего извержения, конечно, не известно. Ученые сходятся только в том, что оно произойдет в ближайшую геологическую эпоху. Но ожидать его придется, возможно, не одну тысячу лет. Произойдет извержение только тогда, когда будет накоплено критическое количество магмы. А сейчас, по расчетам ученых, накоплено не более половины этой массы.
Перед суперизвержением, предположительно, стоит ожидать поднятия почвы на сотни метров, повышения температуры поверхности и постоянной сейсмической активности. Уровень почвы с 2004 года поднялся в Йеллоустоне на 1,5 метра. Также недавно, в конце февраля, датчики показали повышение еще на 25 сантиметров. Постоянная сейсмическая активность в этом районе тоже налицо: регулярно происходят небольшие землетрясения и появляются новые гейзеры. И все же ученые уверены, что пока стоит ожидать разве что обыкновенного лавоизвержения, которых за последние 600 тысяч лет было около десяти.
Но большинство исследователей также считает, что в конце концов этот супервулкан все же сработает, и последствия этой катастрофы будут огромными для всей Земли. О том, что именно произойдет, можно судить по извержению супервулкана Тоба на Суматре около 75 тысяч лет назад.
Тогда в воздух было выброшено почти 3000 кубических километров пепла и пыли, которые покрыли все толстым слоем на много километров вокруг и попали в атмосферу. Несколько лет пыльные тучи препятствовали проникновению солнечного света, вызвав похолодание на всей планете. Это явление называется вулканическая зима. Предположительно, именно с этим событием связано катастрофическое снижение численности людей в тот период.
Последствия суперизвержения
Будущее извержение в Йеллоустоне, по всей вероятности, будет несколько слабее. 640 тысяч лет назад выброс составил около 1000 кубических километров. Но и такого количества будет достаточно, чтобы нанести огромный ущерб городам США и южной Канады. Под толстым слоем пепла будут разрушаться здания и другие сооружения. А ядовитый газ, попав в атмосферу, будет проливаться кислотными дождями, губительными для растительности.
Похолодание и снижение солнечного света приведет к неурожаям во всем мире. От этого больше всего пострадают страны с большим количеством населения и развитым сельским хозяйством, например, Китай и Индия. Также есть предположение, что катастрофа такого масштаба спровоцирует извержения, землетрясения и цунами во всех сейсмоопасных районах Земли. По всей видимости, это бедствие затронет каждого человека.
Вулканология — довольно молодая наука, ведь всесторонним изучением вулканов занялись лишь во второй половине XIX века, а супервулканы ученые изучают всего около 50 лет. Пока у науки недостаточно данных, чтобы давать точные прогнозы, остается только строить предположения. В любом случае, не стоит ожидать от извержения супервулкана конца света. Такие события в истории планеты происходили регулярно, последнее — 27 тысяч лет назад. Наши предки пережили эту катастрофу, значит, и потомки тоже переживут.
Что же такое суперизвержение супервулкана? Это особый тип взрывного извержения вулкана с крупномасштабной кальдерой оседающе-поднимающегося типа, изливающего объём магмы более 193 км? (причина выбора этого числа будет объяснена позже). Прежде чем разобраться, что такое кальдера оседающе-поднимающегося типа, мы расскажем о других достаточно распространённых типах кальдер.
Кальдера — эта огромная впадина — образуется обрушением вершины вулканической структуры в лежащую под ней частично опустошённую магматическую камеру, содержимое которой уже в некоторой степени извергнуто наружу.
Некоторые вулканы, например Килауэа на острове Гавайи, формируют так называемые ОСЕВШИЕ кальдеры. Магма, питавшая вулкан Килауэа, была относительно бедна силикатами и потому менее вязкая. Её магматическую камеру опустошили большие излияния, а не взрывы. Кальдера вулкана Килауэа часто становится лавовым озером. Вершиной самого большого вулкана на поверхности Земли Мауна-Лоа также служит осевшая кальдера.
ВЗРЫВНЫЕ кальдеры образуются вследствие яростного выброса стратовулканом значительной массы магмы. Так случилось при извержении Тамборы (в 1815 году) и Мазамы (примерно 7000 лет назад; после этого в штате Орегон образовалось Кратерное озеро).
Хотя эти события считались разрушительными, но они всё же несравнимы с суперизвержениями, результатами взрыва которых являются крупномасштабные ОСЕДАЮЩЕ-ПОДНИМАЮЩИЕСЯ кальдеры.
СТАДИИ ИЗВЕРЖЕНИЯ СУПЕРВУЛКАНА
В процессе развития и извержения супервулкана с образованием оседающе-поднимающейся кальдеры есть несколько стадий. Большие камеры с расплавленной магмой, которые служат источником извержений, формируются либо над горячими зонами (Йеллоустон), либо над зонами субдукции (Тоба). В обоих случаях супервулканы проходят последовательные стадии формирования и извержения, которые сейчас понимаются значительно лучше, чем пару десятилетий назад.
4 стадии развития взрывного суперизвержения:
В случае расположения вулкана над зоной субдукции ПЕРВАЯ СТАДИЯ включает частичное расплавление мантии над уходящей вниз океанической плитой земной коры. Получившаяся магма прокладывает путь к основанию континентальной плиты и начинает там скапливаться. В конечном итоге магма в основании плиты плавит континентальную кору, у которой более низкая точка плавления, чем у породы ниже, и приступает к образованию магматической камеры, богатой силикатами.
ВТОРАЯ СТАДИЯ включает вспучивание, набухание поверхности и начало её расколов, по мере того как относительно неглубокая верхняя магматическая камера заполняется магмой из нижней полости, сформированной в основании коры на первой стадии. В верхней камере континентальной коры скапливается богатая силикатами и относительно низкотемпературная расплавленная магма, являющаяся смесью расплавленной породы снизу и породы, образующей камеру. Повышенное содержание силикатов и низкая температура магмы в верхней камере влияют на появление смеси с большей вязкостью или с бо?льшим сопротивлением расплава по сравнению с магмой нижней камеры. В верхней камере расплавленное вещество претерпевает химическую эволюцию. Менее плотные летучие вещества собираются в верхней части камеры. Сюда входит магма с большим количеством силикатов, различные газы и вода.
На ТРЕТЬЕЙ СТАДИИ по мере увеличения верхней магматической камеры она вспучивает над собой кору. Из-за того что верхняя часть коры жёсткая и ломкая, она не выгибается, а даёт трещины. Эти трещины, или разломы, расходятся по окружности вдоль вздутия. По мере его роста кольцевые трещины распространяются вниз, соединяясь с верхней магматической камерой. Расширяющиеся в магме газы создают огромный объём пенистой жидкости. Смесь магмы и горячих, разреженных расширяющихся газов быстро поднимается по кольцевым трещинам и выходит на поверхность в виде непрерывных взрывов раскалённой пены. Под воздействием горячих газов из кольцевых трещин вырываются гигантские фонтаны пепла, нагретого до температуры 1000 °С. Раскалённый пепел выбрасывается в стратосферу, где ветры разносят его по всему миру. Эти тёмные облака зависают над огромными площадями поверхности Земли, исчисляющимися десятками тысяч квадратных километров. В это время огненные клубы плотной лавы, разжиженной расширяющимся газом, выйдя из жерла, переливаются через края кратера и несутся по земле со скоростью более 160 км/час, уничтожая на своём пути всю животную и растительную жизнь. По провалам кольцевых трещин, уходящих в магматическую камеру, постоянно поднимаются потоки пенящегося пепла. Куски породы, составлявшей когда-то сам вулкан, обрушиваются вниз, выплёскивая из камеры через края кольцевых трещин дополнительную магму. Обрушение может случиться сразу после единственного массивного извержения и постепенно в результате серии извержений. Верхняя камера проваливается, как только её покидает более 10% всего объёма магмы.
В ходе ЧЕТВЁРТОЙ СТАДИИ, после того как извержение успокаивается, возникает похожая на кратер впадина, или кальдера, изначально расположенная над частично опустошённой магматической камерой. Постепенно уровень кальдеры начинает подниматься, поскольку магма опять движется в верхнюю камеру, образуя поднимающуюся кальдеру и потенциально начиная новый цикл суперизвержения. Во многих уголках мира кальдеры наполнились дождевой водой, создав обманчиво прекрасные умиротворённые озёра, как Тоба.
Прекрасное синее озеро Крейтер на юге штата Орегон (США) было местом массивного извержения и обрушения вулкана Мазама примерно 7000 лет назад (мнения расходятся), после чего образовалась классическая кальдера глубиной 1220 м. Хотя это не был супервулкан (объём извергнутого материала составил около 19 км?), мы всё же упоминаем о нём, потому что это прекрасный пример образования кальдеры с островом и вулканическим конусом в центре (остров Уизард (Колдовской остров), с конусом Мерриам. В отличие от многих супервулканов, озеро достаточно маленькое, и его можно уместить на одной фотографии, сделанной с воздуха. Размеры озера: 8 на 9,6 км, средняя глубина 350 м. Максимальная глубина составляет 594 м.
Кратерное озеро, появившееся в результате дождей и таяния снега, является глубочайшим в США, вторым по глубине в Северной Америке (самое глубокое — озеро Грейт-Слейв (Большое Невольничье озеро) в Канаде) и восьмым в мире.
Вулканы с оседающе-поднимающимися кальдерами — самые большие вулканические структуры на Земле. Они производят невероятные по объёму и массе извержения раскалённого материала, из которого образуются и залегают на поверхности пирокластические породы, измеряющиеся сотнями или даже тысячами кубических километров.
Период взрывного вулканизма, сотрясавшего юго-запад США примерно 25—40 млн лет назад, породил вулканические отложения, покрывшие широкие пространства этого региона. В этот период, названный Среднетретичной игнимбритовой вспышкой (СТИВ), образовалось невероятное количество обломочных вулканических пород — более 193 000 км?! Такой объём сложно себе даже представить. Если эти породы вывалить на штат Колорадо, то он окажется под каменным покровом толщиной 1,5 км! Есть ещё один способ взглянуть на это событие: СТИВ была почти в 200 тысяч раз мощнее, чем известное извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году.
Новые данные об извержениях Йеллоустонского супервулкана (США) показывают, что они способны вызвать на всей планете вулканическую зиму длиной в восемьдесят лет. Масштабы ее будут таковы, что Подмосковье превратится в тундру, а снег будет лежать на Русской равнине большую часть года. Пострадают от нового климата и в Америке, хотя и в меньшей степени. Почему России и Канаде от Йеллоустона может стать хуже, чем Штатам, и может ли вековой голод после такого извержения уничтожить всех людей на Земле?
Кино и СМИ половину XX века рассказывали, что атомная война уничтожит всех — не взрывами, так радиоактивными дождями и ядерной зимой. Она, согласно мифотворчеству пропагандистов, должна была наступить от пожарищ городов, зажженных ядерными ударами. Сажа поднялась бы вверх, заслонила Солнце — и, как результат, годы легких морозов на экваторе и минус 50 в средней полосе России.
Почему нам стоит успокоиться и перестать бояться бомбы
Второй, и более важный, момент заключается в том, что сверхмощные взрывы с выбросом в атмосферу поглощающих свет частиц на Земле уже были. Извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году имело мощность в 70 мегатонн — сильнее любой бомбы, взорванной человеком. От этого 10 миллиардов тонн твердых пород в виде мелких частиц выбросило на высоту до 35 километров. Один-единственный средний вулкан дал в 60-70 раз больше выбросов в атмосферу (причем более высотных), чем может дать атомная война. И это логично: ядерные взрывы делают на высоте, иначе рельеф защитит наземные цели от взрывной волны. Вулкан же тратит всю свою энергию не в атмосфере, а на земле, отчего и пыли поднимает больше.
Филиппины после Пинатубо: падавший с небес пепел скопился на обшивке самолета, поменял его центр тяжести и задрал носом вверх.
Что могут вулканы, и что — супервулканы
Стоит понимать: 70 мегатонн Пинатубо в 1991 году — это довольно небольшое извержение. Кракатау в 1883 году дал 200 мегатонн и 25 кубических километров выбросов, Тамбора в 1815 году — 800 мегатонн. После Тамборы (миллиарды тонн выбросов пепла и SO2) в июне 1816 года начались снегопады в штате Нью-Йорк, а это южнее Сочи. В Квебеке тогда же за несколько дней выпало 30 сантиметров свежего снега. Луна на небе часто выглядела то голубоватой, а то и вовсе зеленой — частицы, выброшенные извержением, искажали обычные цвета небесных тел.
Наша страна серьезно пострадала только от одного подобного извержения — перуанского вулкана Уайнапутина в 1600 году. После попадания серных аэрозолей в атмосферу их быстро разносит по всей планете. Поэтому летние морозы стали тогда в нашей стране частым гостем. В 1601-1603 годах урожая в стране не было, отчего начался Великий голод и Смута.
Но, честно сказать, и это все мелочи. Перечисленные вулканы — обычные, к которым раскаленный жидкий расплав поступает из земной коры. Куда опаснее супервулканы, ведь к ним магма приходит из верхней мантии, где давления и температуры много выше. 70 000 лет назад в Индонезии взорвался один такой — супервулкан Тоба. Мощность извержения рассчитать трудно, но ясно, что она была гораздо больше всего ядерного арсенала людей.
Убивал не только холод. Дело в том, что на каждый градус падения среднегодовых температур на несколько процентов снижается испаряемость воды с земной поверхности. Без испарений негде браться воде для дождей над сушей. В очень многих регионах наступила многолетняя засуха. Своими скромными двумя градусами Тоба уничтожила большую часть живших тогда Homo sapiens.
По Южной Азии кроме холодов и засухи ударила еще и гибель почв. В Индии слой пепла, выпавший после этого извержения (напомним, оно происходило в далекой Индонезии), достиг 10-15 сантиметров. На засыпанных им почвах долго не росли никакие растения, травоядные животные начали умирать, а следом за ними — и охотники. Практически все люди, успевшие выйти из Африки, погибли, и даже на Черном континенте общее число людей упало до нескольких тысяч.
Йеллоустон: главный калибр
Хорошо, Тоба резко снизила численность нашего вида и уничтожила всех людей-колонистов в Азии. А что же Йеллоустон, которым так пугают СМИ?
Новая работа американских геологов из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (США) показала, что последнее крупное извержение Йеллоустона 639 000 лет назад на самом деле было сразу двумя извержениями — с перерывами в столетия. Всего тогда в атмосферу выбросило более тысячи кубических километров пепла — многие триллионы тонн.
Самым интересным в работе оказались измерения температур по слоям, следовавшим сразу за извержениями. Оба раза среднегодовая температура падала больше чем на три градуса. Случившееся равносильно превращению средней полосы России в тундру Кольского полуострова. Что особенно важно — продолжительность обеих вулканических зим 639 тысяч лет назад составила около 80 лет подряд.
Йеллоустонский супервулкан в настоящее время не выглядит грозным разрушителем. От него осталась лишь кальдера. Это гигантская котловина, настолько огромная что она занимает большую часть одноименного национального парка, включает в себя озеро и множество гейзеров - главную туристическую достопримечательность этих мест.
Под Йеллоустонской кальдерой на глубине около 8 тыс. метров находится гигантский пузырь магмы, температура которой составляет более 800 градусов Цельсия. Горячие источники выводят на поверхность углекислоту и сероводород.
Снижение урожаев подкосит и Африку с Латинской Америкой, без дождей это неизбежно. Но о продовольственной помощи ООН лучше сразу забыть. 80 лет беспросветного голода заставит всех накапливать все, что они смогут вырастить. Никто не будет помогать никому за своими рубежами. Даже если в какой-то год зерна будет вдоволь, каждый здравомыслящий правитель просто положит его в хранилища. Трудно сказать, сколько людей погибнет от Йеллоустона в США, но точно можно сказать, что голод и холод станут катастрофой планетарного масштаба, от которой не скроется никто. К концу 80 лет вулканической зимы население самых северных стран может заметно сократиться.
Всегда может быть хуже
Если вам случайно показалось, что превращение Родины в снежную пустыню и гибель неизвестного количества миллионов людей от векового глада — это проблема, то поспешим вас утешить. В истории планеты были случаи и похуже.
Сами по себе супервулканы ударить сильнее Йеллоустона не могут. Да, от триллионов тонн пепла в стратосфере многие умрут. Но как мы знаем из истории нашего рода Homo, человек так просто не гибнет. Мы очень прочны. Даже полуголые охотники в Африке 70 000 лет назад лишь потеряли основную часть населения. 639 тысяч лет назад на Земле было несколько видов все того же рода Homo. Ни один из них, как мы знаем, не вымер. Сегодняшние люди умеют делать консервы, могут выращивать дрожжи, делать промышленные теплицы, подогреваемые водой от электростанций. Они справятся. Хотя и не все.
Однако супервулканы можно сильно подстегнуть. Нет, журналистские истории про то, что ядерные бомбы могут запустить Йеллоустон, не имеют никакого отношения к реальности. Частота сейсмических волн, способных запустить суперизвержения намного ниже, чем те, что могут породить даже самые мощные термоядерные бомбы. Но есть во Вселенной силы намного страшнее даже лучших наших бомб.
66 миллионов лет назад астероид порядка десяти километров в диаметре ударил в Землю там, где сейчас Мексика. Мощность взрыва при этом составила 100 миллионов мегатонн — 12 000 современных ядерных арсеналов людей. Поперечные и продольные сейсмические волны от события обошли всю планету и сложились в противоположном, восточном полушарии. Еще до астероида далеко на Востоке начали извергаться вулканы, создавшие Декканские траппы — огромные лавовые поля, когда-то занимавшие полтора миллиона квадратных километров. Сразу после удара приток магмы из мантии в этот район резко усилился.
Представьте, что вы наполнили большой резиновый мяч водой и на одной из его сторон пробили маленькую дырочку. Затем кто-то взял и нанес мощный удар по мячу кувалдой — со стороны, противоположной дырочке. Что случится со струей, вытекающей из отверстия? Удар Чиксулубского астероида усилил вулканизм по всему миру — и в том числе на Индостане. Более 70 процентов Декканских трапов излились сразу вслед за ударом астероида.
Масштабы вулканической зимы, вызванной Декканскими траппами, намного сильнее йеллоустонской разминки. Излияния лавы шли десятки тысяч лет, и все это время температура на Земле оставалась очень низкой, а осадки скудными. Из динозавров выжила только одна группа манирапторов — тех, кто дал начало птицам. Да и те, судя по всему, преодолели катастрофу Чиксулуба и Декканских траппов только потому, что уже умели летать и потеряли зубы, а это сильно помогало искать ставшую редкостью еду.
До самых недавних пор считалось, что крупнейшее пермское вымирание было вызвано резким ростом температур, которое принесли выбросы углекислого газа. В 2017 году новая работа швейцарских исследователей показала, что все было так же, как с вымиранием динозавров. Выбросы пепла и диоксида серы, наоборот, привели к резкому падению температуры и сильнейшему оледенению. Только пермское вымирание было страшнее, чем убившее динозавров: 252 миллиона лет назад массово вымерли даже насекомые, чего 66 миллионов лет назад все же не случилось.
Если завтра война, если завтра в поход — у нас, как всегда, никто не готов
Вопреки некоторым рассказам прессы, люди пока не умеют предсказывать извержения супервулканов. Рванет ли завтра Йеллоустон, или супервулкан Флегрейских полей снова засыпет Европу пеплом до Донбасса, как 40 000 лет назад? Честно сказать, никто не знает. С таким же успехом они могут спать еще десятки тысяч лет.
Но что, если все же это случится? Да, мы не можем ни предсказать, ни остановить суперизвержение. Но люди как вид его переживут, хотя и с миллионными жертвами. Сложнее, если на планету упадет крупный астероид, и подстегнет чудовищные извержения, типа тех, что создали Декканские или Сибирские траппы. Сегодня средств противоастероидной обороны у планеты нет. Однако пока не заметно и крупных астероидов, чьи орбиты могут пересечься с земной. Но если они и появятся, быстро отреагировать на угрозу не получится. У нас нет нужных сверхтяжелых ракет, да и подрыв такого астероида не самое простое дело.
Заранее можно заметить только те из них, что принадлежат нашей Солнечной системе. У них повторяющиеся орбиты, по которым они движутся вокруг Солнца. В октябре 2017 года астрономы впервые увидели астероид, что может появляться совсем без всякого предупреждения. Это межзвездный астероид A/2017 U1, открытый лишь 14 октября 2017 года. За три дня до этого он сблизился с нашей планетой на 24 миллиона километров. Объект пришел к нам, предположительно, из системы Веги. Поскольку тело приблизилось со стороны Солнца, до самого последнего момента его не было видно в телескопы – светило заслоняло A/2017 U1.
Супервулкан это – самая разрушительная сила на нашей планете. Мощность его извержения в десятки раз больше, чем у обычного вулкана. Супервулканы дремлют на протяжении сотен тысяч лет: магма, которая заперта в огромных резервуарах внутри их жерл, со временем накапливается, чтобы излиться на поверхность земли с апокалипсической силой, способной даже уничтожить целые континенты. Таких спящих монстров на планете открыто всего несколько…
Последнее извержение супервулкана
75 тыс. лет назад случилось последнее извержение супервулкана. Это произошло на Суматре. Катаклизм изменил жизнь на Земле. Тысячи кубических километров пепла были выброшены в атмосферу; его было до такой степени много, что лучи солнца не могли пробить его толщу. В результате произошло глобальное снижение температуры на 21°. В радиусе 4500 км от вулкана слой пепла толщиной 35 см покрыл поверхность суши. Громадное количество водяного пара и ядовитых газов вулкана сконденсировалось в гигантские тучи, которые пролились кислотными дождями.
Пыль которая поднялась на несколько лет сделала атмосферу непрозрачной для солнечных лучей. Фотосинтез зеленых растений резко уменьшился. В итоге пищевая цепочка была нарушена. Человечество оказалось на грани выживания, население планеты уменьшилось в 10 раз. Во столько же раз сократилось количество животных, многие из видов вымерли. 3/4 растительного мира северного полушария погибло.
В чем отличие супервулкана от вулкана
Супервулкан отличается от обычного по многим параметрам. Так, обычные вулканы имеют форму башнеобразного конуса. Супервулканы же представляют из себя огромнейшие котлообразные впадины или понижения в земле с ровным дном, называемые кальдерами. Когда происходит извержение обычного вулкана, лава постепенно поднимается по жерлу до кратера на вершине горы и изливается вниз.
В супервулканах, когда магма находится поблизости поверхности Земли, она не достигает ее, и вместо того начинает заполнять огромные подземные резервуары. Магма расплавляет скальную породу и становится еще гуще и плотней. Она до такой степени густа, что вулканические газы, вызывающие извержение в обычных вулканах, не могут проходить сквозь нее и колоссальное количество расплавленной магмы давит снизу на земную поверхность. Она постепенно начинает просачиваться и перетекает через трещины в скальных породах. Это длиться на протяжении тысячелетий, пока не происходит извержение, которое взламывает всю поверхность супервулкана, формируя новую кальдеру.
Кальдера, которая осталась после последнего такого извержения, сформировала нынешний облик Суматры.
Следует заметить, что супервулканы настолько велики и нечетко выражены, что их возможно обнаружить, лишь фотографируя земную поверхность со спутников. Следы от прошлых извержений уродуют лицо планеты, будто оспины. Некоторые находятся на дне океана.
Пока обнаружены не все супервулканы, существующие на нашей планете.
Супервулкан в разрезе
Йеллоустонский супервулкан
Как выяснилось, один из самых больших расположен в Йеллоустонском национальном парке в Америке. Любопытно, но вначале ученые, подозревая, что особенности заповедника (гейзеры, теплые ручьи и прочее) обусловлены вулканической деятельностью, никак не могли найти эту кальдеру… из-за ее огромных размеров! Все потому, что она видна лишь с орбиты Земли. При изучении снимков со спутника выяснили: супервулкан занимает всю территорию парка размерами 85 км на 45 км! Под туристскими тропами, рощицами и озерами находится чудовищных размеров резервуар с магмой.
Геологами была построена компьютерная модель, что бы попытаться рассчитать дату следующего извержения. Исходные данные такие: земля в Йеллоустоне поднялась на 75 см по сравнению с уровнем 1923 г., что может свидетельствовать об интенсивных процессах под поверхностью парка. В настоящий момент подземный резервуар вулкана заполняется магмой с угрожающей скоростью. Расчеты которые были сделаны показывают, что период между взрывами супервулкана равен примерно 600 тыс. лет. Последнее извержение произошло приблизительно 650 тыс. лет назад, а это значит, что мы находимся в преддверии очередного взрыва!
Каким будет извержение в Йеллоустоне
Компьютерная модель дала возможность проследить возможный ход катастрофы. Перед извержением начнется сильное землетрясение в штатах Вайоминг, Монтана и Айдахо. Почва будет no-прежнему быстро подниматься. Землетрясением быдет взломан скальный слой, держащий магму внутри, и находящейся под огромным давлением, накапливаемые на протяжении 650 тыс. лет расплавленные породы прорвутся наружу…
При извержении магма будет выброшена в атмосферу на высоту 50 км. В радиусе 1000 км фактически вся жизнь будет уничтожена падающим пеплом и лавой, которая растечется под воздействием огромной силы извержения на многие сотни километров. Вулканический пепел покроет толстым слоем даже такие удаленные от супервулкана районы, как штат Флорида и Мексиканский залив. Из кальдеры выльются тысячи кубических километров лавы – этого количества хватит, чтобы покрыть всю поверхность Северной Америки слоем в 15 см!
Последствия
Извержение будет иметь силу в 2500 раз большую, чем сила последнего извержения Везувия. Это будет самая страшная катастрофа, которую видел человек за последние 75 тыс. лет со времени последнего извержения супервулкана. Десятки тысяч людей погибнут на протяжении нескольких минут после извержения. А долговременный эффект, вызванный извержением, будет еще более опустошительный.
Самые сильные разрушения, конечно, обрушатся на Америку и Канаду, но от снижения температуры и кислотных дождей будут страдать и прочие государства. Из-за глобального уничтожения животных и растений повсюду в мире люди станут испытывать нехватку продовольствия. Если температура понизится на 21º, как при последнем суперизвержении, в обоих полушариях наступит ледниковый период, и лед покроет обширные территории, которые станут непригодными для жизни.
Супервулканы и падение метеоритов
В Йеллоустонском национальном парке ведуться постоянные исследования. Геологи наблюдают за состоянием кальдеры, со спутников производят съемку земной поверхности. В Конгресс США ученые представили доклад, который посвящен исследованиям в парке.
Следует отметить, что однозначного ответа на вопрос о происхождении кальдер ученые не могут дать. В отличие от кальдер на Суматре и в Йеллоустоне, которые очевидно объясняются взрывами супервулканов, есть воронки, оставленные, скорей всего, падением метеоритов. Таковы, к примеру, кальдеры в штате Аризона и на территории Австралии. Диаметр последней – 10 км. Этот древний кратер, разрушенный эрозией, можно увидеть лишь из космоса.
Ученые из Америки Д.Рауп и Дж.Сепкоски обнаружили, что вымирание отдельных видов животных и растений на планете происходит с определенной периодичностью. С той же, с какой на поверхности земли появляются чудовищные кратеры! Очевидно, именно с такой периодичностью Землю бомбардируют какие-то космические тела. Ученые высчитали, что большие объекты – диаметром несколько километров – смогли бы пробить земную кору, толщина которой составляет в среднем 20 км, и вызвать невероятной силы землетрясения и извержения вулканов.
О падении метеорита около 75 тыс. лет назад может свидетельствовать геологическое строение земной коры. В морских и континентальных отложениях повышено содержание глин, включающих иридий. Этот элемент редко можно встретить на Земле, но характерен для метеоритов.
Следы от ударов околоземных небесных объектов можно увидеть, взглянув на Луну или на Марс. Земная поверхность могла бы выглядеть так же, если бы не атмосфера и действие эрозии, сглаживающей следы ударов.
Глубочайший кризис, испытанный биосферой 75 тыс. лет назад, был не первым и не самым сильным и катастрофическим в истории жизни на Земле. Он мог быть вызван не только падением метеорита, но и извержением супервулкана.
Перед человечеством стоит вопрос, как спастись от такого рода катастроф или хотя бы уменьшить разрушительный эффект, вызываемый ими. Пока очевидно лишь, что решать подобные вопросы возможно лишь сообща.
Читайте также: