Супервулканы. Неожиданная правда о самых загадочных геологических образованиях Вселенной: читать начало книги онлайн

Одним из членов той группы был Майкл Петралья, который сейчас работает исследователем человеческой эволюции и доисторической эпохи в Институте эволюционной антропологии общества Макса Планка в Германии. По его словам, несмотря на удаленность от катаклизма, такие отложения показывают, что пепел Тобы покрыл весь Индийский субконтинент слоем толщиной 5 сантиметров. Но не это поразило Петралью: идентичные археологические останки были найдены ниже и выше вулканического материала, что свидетельствует о том, что эти люди, кем бы они ни были, пережили мегаизвержение. «Это было потрясающее открытие», – говорит он.

Сравнение местных артефактов и орудий труда с другими, найденными по всему миру в тот период, показывает, что они тесно связаны с культурой среднего палеолита в Африке – временем вида Homo sapiens. Другими словами, эти выжившие были нашими предками [45].

В последующие годы серьезность и продолжительность этого теплового спада неоднократно пересматривалась в сторону уменьшения [46]. Пепел и органические вещества, извлеченные из озера Малави в Восточной Африке, не показали никаких признаков вулканической зимы во время извержения Тобы [47]. А в 2020 году Петралья и его коллеги, работая в Северной Индии, обнаружили практически те же доказательства продолжения существования человека [48], что и в Южной Индии на рубеже веков.

Сегодня мало кто верит в гипотезу, что люди тогда едва не исчезли. Мегаизвержение Тоба, без сомнения, было потрясающим воображение, мощным проявлением вулканического гнева Земли. Но этого было недостаточно, чтобы уничтожить наших первобытных предшественников. «Мы увидели, что произошли некоторые экологические изменения, но они не были глобальными, – объясняет Петралья. – Нельзя сказать, что ландшафт полностью перестроился. Конечно, он изменился, но охотники-собиратели могли легко к этому приспособиться».

Петралья предостерегает, что извержение Йеллоустоуна 8-й степени сегодня привело бы к настоящему вулканическому ужасу. Большой кратер в центре Соединенных Штатов и удушающий поток пепла опустошили бы страну. Жизнь сотен миллионов людей, не имеющих возможности просто перебраться в другое место, как их далекие предшественники, была бы разрушена. Подобно извержению Таупо 26 500 лет назад или первому извержению Йеллоустоуна 8-й степени, вулканический армагеддон может произойти в несколько фаз [49], между которыми будут тянуться часы, дни, недели или годы – мрачные периоды, когда никто не сможет быть уверен, что уже можно расчищать обломки и начинать восстановление.

Насколько велика вероятность еще одного извержения Йеллоустоуна, с точностью неизвестно. Было слишком мало извержений 8-й степени, чтобы нанести их на график и выявить закономерности. Но такие извержения в любой точке мира происходят невероятно редко. Сегодняшний Йеллоустоун ведет себя относительно спокойно и не подает признаков, что собирается отдать дань уважения своим прошлым заслугам.

Поскольку магматический плюм перемещается дальше, а шансы на извержение постепенно уменьшаются, я бы утверждал, что Йеллоустоун не планирует терроризировать вас, ваших детей или внуков. Как бы вы на это ни смотрели, Йеллоустоун – это не машина Судного дня и не источник бесконечного ужаса, а край чудес природы, которыми нужно наслаждаться. И пока миллионы посетителей каждый год восхищаются этой сказочной галереей, исследователи будут продолжать слушать музыку бездны, наблюдать за метаморфозами парка сверху и заглядывать в его прошлое, чтобы постичь настоящее.

3

Гигантская чернильница

Танзания, 2005 год. Международная группа ученых и несколько местных проводников-масаев забрались в два «лендровера» и понеслись в кромешной тьме. Холмы и долины вокруг них скрылись в тени, а фары машин освещали коричневые пятна пустыни и зеленые вкрапления. В полночь они достигли подножия вулкана, который резко вздымался в небо. Снарядившись и прихватив газоулавливающее оборудование, они начали подъем. Огромные трещины и внезапные обвалы трудностей не составляли, исследователи осторожно преодолевали крутые скалистые склоны и пробирались к вершине, прибыв как раз в тот момент, когда выглянуло солнце.

«Я не стал заранее просматривать фотографии и снимки, потому что хотел испытать подлинное удивление», – говорит вулканолог и геохимик из Университета Нью-Мексико Тобиас Фишер. Какая выдержка. Как только вы достигаете высоты 3000 метров над уровнем моря и поднимаетесь на внешний край вулкана, вас встречает пейзаж, который, кажется, попал сюда из другой вселенной. «Когда вы переваливаетесь через край, это просто поразительно, совершенно не похоже ни на что, что я когда-либо видел, – делится впечатлениями Фишер, – все кажется таким необычным».

Перед Фишером и его коллегами предстала лава, бурлящая в кратере, но казалось, будто она была загрязнена чернилами. В ней не было классических красных, оранжевых и желтых оттенков. Вместо этого в воздух взлетала черная жидкость, которая быстро остывала, смешивалась с атмосферой и становилась серебристо-белой. Горнитос, одноцветные шишковатые конусы высотой 15 метров, похожие на гончарное изделие пьяного демона, во все стороны извергали черную лаву из множества трубок и отверстий. Обычная лава может двигаться с разной скоростью, но на ровной поверхности перегнать большинство лавовых потоков нетрудно. Несмотря на сходство с моторным маслом, эта лава была более текучей, чем вода, и хлестала так, будто опаздывала на собеседование. К тому же она была холодной – конечно, по меркам лавы. Базальт, вырывающийся из Килауэа, был раскален почти до 1000 °C. А эта лава, только что вышедшая из шахты, извергалась при температуре 500 °C, что всего в пять раз горячее воды, которая кипит в вашем чайнике. Иногда лава вытекает из горнитоса и остывает так быстро, что замирает в воздухе, создавая тусклые каскады, как бы остановившиеся во времени.

Разбив лагерь на вершине и удерживая трубки и бутылки для сбора газа над жерлами и трещинами вулкана, ученые наблюдали, как черный суп выплескивается из горнитосов и проносится всего в нескольких метрах от них. «Просто невероятно, как быстро он двигался, – говорит Фишер, недоверчиво качая головой. – Было страшно! Мы не знали, что может произойти и насколько мы можем приблизиться». В какой-то момент «лава пробила себе русло, перетекла через край кальдеры, или обод кратера, а затем подожгла растительность». Ночью поток лавы, едва освещенный тусклым красным свечением, внезапно пробился вниз по склону в кухонную зону лагеря: все быстро собрали вещи и переместились в другое место.

В большинстве магмы или лавы содержится изрядное количество кремнезема – вещества, состоящего из одного атома кремния и двух атомов кислорода. Кремнезем любит соединяться в длинные цепочки, которые образуют своего рода скелет лавы, и чем больше цепочек кремнезема, тем больше лава похожа на смолу. Базальт, как в большом и глубоком резервуаре Йеллоустоуна, имеет низкое содержание кремнезема, поэтому он довольно текуч. Риолит, который находится в небольшом и неглубоком резервуаре Йеллоустоуна, более чем на две трети состоит из кремнезема, из-за чего он очень вязкий и густой.

Однако в черной лаве этого вулкана так мало кремния, что она течет быстрее, чем выделения из носа аллергика. Известная как карбонатит, она насыщена (среди прочего) карбонатами натрия и кальция [1]. С последним вы наверняка знакомы – из него состоит известковый налет внутри чайника или вокруг водопроводного крана. Естественно, ученые хотят ответить на следующий вопрос: откуда этот карбонатит взялся? Нам не с чем сравнивать, потому что сегодня эта гора – единственный вулкан на планете, извергающий карбонатитовую лаву.

И спорить тут не о чем. Ол-Доиньо-Ленгаи – это не просто самый странный вулкан в мире, это один из самых необычных вулканов во всей Солнечной системе. Причина его своеобразия в том, что этот вулкан играет роль винтика в гораздо более крупной машине, которая преобразует Землю своим удивительным геологическим творчеством. Под Восточной Африкой происходят удивительные процессы, которые порождают вулканы и поддерживают условия обитания для весьма необычных, почти инопланетных форм жизни.

Об этом вулкане, известном народу масаи на протяжении бесчисленных поколений, давно говорили и арабские торговцы. В одном из рассказов 1870 года один из них по имени Сади [2] описывал вершину так: «Она то цвета золота, то белая, как серебро, а потом снова черная». В 1855 году Ол-Доиньо-Ленгаи впервые появился на карте, составленной двумя миссионерами. Одно из названий, которое они дали этому вулкану, – «Снежная гора». Однако на самом деле они видели не снег, а черную лаву, охлажденную потоками влажного воздуха.

Также был вариант «Энгай». Для масаи это слово обозначает «бог» и «дождь»; Ол-Доиньо-Ленгаи же означает «Гора бога».

Когда западные исследователи начали подниматься на вершину вулкана в начале XX века, они заметили быстро сочащуюся из его склонов грязь, которая, казалось, оседала в белый слой вещества, похожего на соль. Так они описывали карбонатитовую лаву вулкана – это зрелище было настолько причудливым, что они считали ее чем угодно, только не лавой. Ученые впервые спустились в кратеры только в 1960 году, когда эта часть современной Танзании еще называлась Танганьика, а до обретения независимости от Великобритании оставался всего год. Джон Барри Доусон, ученый из Геологической службы Танганьики, набрал немного черной лавы и в своем новаторском исследовании 1962 года [3] показал, что это странное вещество состоит из кальция, натрия, калия, воды и углекислого газа.

Ол-Доиньо-Ленгаи – это не просто химическая диковинка. Он также страдает от кризиса идентичности. Этот вулкан-малыш, которому всего 370 тысяч лет, удивительно крутой. Высокие, отвесные вулканы могут возникнуть только в том случае, если из жерла вырывается очень густая, вязкая магма, которая заваливает собой окружающий ландшафт, накапливается и образует крутой конус. Но черная лава этой горы растекается слишком далеко и слишком тонким слоем, чтобы образовать конусообразную гору. К счастью, большая часть магмы вулкана – это не карбонатит, а материал, содержащий приличное количество скелетных цепочек кремнезема, что делает ее достаточно клейкой для создания крутых склонов.

Другими словами, этот вулкан способен извергать странную магму двух видов: сверхтекучую и довольно вязкую. Густая магма может удерживать большое количество газов, не давая им спокойно выходить на поверхность. Стоит пробить отверстие в конусе вулкана с газом – и все эти запертые пары́ резко расширяются, вызывая очень мощный взрыв. Таким образом, более вязкая магма с большим количеством кремния вызывает взрывные извержения, а черная магма проявляется в виде лавовых рек, прудов и фонтанов.

Взрывные извержения Ол-Доиньо-Ленгаи, включая недавнее извержение 2007 года, – это нечто особенное. Они сопровождаются громкими взрывами, огромными шлейфами пепла, а иногда еще и поразительными вспышками молний и раскатами грома. При каждом крупном взрыве вершина часто частично или полностью перекраивается, и на месте крупного куска скалы образуется новый кратер. После каждого крупного взрывного извержения кратер заполняется черной лавой. Над активным бассейном лавы, находящимся прямо под землей, формируются горнитосы. Количество черной лавы при каждом извержении бывает разным, но всегда впечатляет [4, 5]. В 2006 году за две недели вулкан изверг столько, что хватило бы наполнить более 350 олимпийских плавательных бассейнов.

Окрестности вулкана также довольно причудливы. В двух шагах от него, недалеко от того места, где на травянистых равнинах пасутся дикие животные, находится озеро Натрон. Благодаря тем же странным химическим веществам, которые извергает Ол-Доиньо-Ленгаи, это озеро невероятно щелочное. Жидкость в нем настолько едкая, что может разъедать различные текстильные и пластмассовые изделия. Впрочем, это не смущает животных, для которых озеро служит домом, – от водорослей до рыбы тилапии и стай фламинго. Но когда животные погибают в озере, они не сгнивают под лучами палящего солнца. Карбонат натрия, содержащийся в озере, высушивает и сохраняет их тела от тления. Здесь уместен термин «мумификация», ведь карбонат натрия в своих захоронениях использовали древние египтяне [6].

Но центром всего этого потустороннего великолепия, несомненно, служит Ол-Доиньо-Ленгаи. Сотрудник Лондонского Имперского колледжа Мэтт Гендж изучает сверкающие частицы в вулканических породах и метеоритах. Он посещал Ол-Доиньо-Ленгаи трижды. «Это очень странный вулкан, – утверждает ученый. – Когда вы впервые слышите о карбонатитах, вы думаете: “Так это что-то вроде жидкого известняка?” А потом вы узнаете, что он к тому же извергается». В мире насчитывается несколько сотен потухших карбонатитовых вулканов, которые либо выступают над поверхностью планеты, либо погребены под многовековыми геологическими отложениями. Но это количество меркнет по сравнению с сотнями тысяч «обычных» вулканов, действующих, спящих или потухших на Земле. А на других планетах карбонатитовых вулканов, похоже, нет. Учитывая все вышесказанное, можно считать счастливой случайностью, что человечество стало свидетелем извержения такого вулкана.

Из-за крутого склона каждое восхождение сопряжено с риском, но серьезная опасность сохраняется и на вершине. «Это поистине страшное место, – подчеркивает Гендж. – Край кратера составляет от 30 до 60 сантиметров в поперечнике. А по обе стороны – крутые склоны». Упав с одной стороны, вы окажетесь в кратере, заполненном лавой. «А с внешней стороны зияет глубокая пропасть до самого подножия Ленгаи». Слева – смерть от жидкого огня, а справа – от удара тупым предметом. «Я передвигался практически на четвереньках», – рассказывает Гендж.

Не считая силы притяжения, существует множество других способов, которыми Ол-Доиньо-Ленгаи может вас убить [7]: взрывное извержение на вершине; лавины обломков, которые в течение многих тысячелетий сбрасывались вниз по склону; небольшие пирокластические потоки и всплески, которые не раз омывали склоны раскаленным газом и вулканическим веществом; озера невидимого углекислого газа без запаха, которые могут вызвать удушье, – они накапливаются на вершине, поскольку плотнее окружающей атмосферы… Не будем забывать и про обжигающий пепел, который после взрывного извержения 2007 года слоем несколько десятков сантиметров покрыл деревни Найоби и Капенджиро в 11 и 14 километрах от вулкана соответственно.

Если вы не будете осторожны, вам устроят засаду горнитосы. «Горнитос начинают заполняться магмой, затем его боковая часть может провалиться, и вся лава хлынет наружу в виде цунами», – говорит Гендж. Даже Анджелина Джоли не проявила должной сноровки: в конце фильма «Лара Крофт: Расхитительница гробниц 2 – Колыбель жизни» можно увидеть, как героиня выбирается из частично обрушившегося горнитоса на вершине Ол-Доиньо-Ленгаи. «Я не могу представить себе худшего места, более опасного места для съемок фильма с суперзвездой в главной роли», – рассуждает Гендж.

Он объясняет, что и он, и Доусон в разных случаях попадали на линию огня, когда горнитос извергается и выбрасывает десятки мелких капель черной лавы. Угодить под лавовый дождь неприятно, особенно если капли попадут на кожу, но черная лава, как мы уже говорили, отличается относительно небольшой температурой – если она окажется на одежде, то, скорее всего, так быстро остынет, что телесных повреждений не будет. На самом деле, несмотря на риск, те, кто поднимается на Ол-Доиньо-Ленгаи в сопровождении гидов-масаев и других танзанийцев, имеющих опыт восхождения на различные вулканы, включая Килиманджаро, могут чувствовать себя в безопасности. Несчастные случаи немногочисленны, но примечательны: в 2007 году носильщик-масаи провалился сквозь дно кратера в обжигающий водоем с черной лавой. Несмотря на сильные ожоги, он все-таки выжил, – и это, пожалуй, единственный случай, когда кто-то упал в лаву и остался жив [8].

Животным повезло меньше. После взрыва 2007 года по склону вулкана текла река черной лавы. Приехав на место после того, как все успокоилось, Гендж обнаружил застывший поток лавы и торчащую из него кость – останки газели, которая оказалась недостаточно проворной.

Но мало кто согласится, что игра не стоит свеч. Заглянуть в кратеры на вершине, которые меняются от недели к неделе, – опыт совершенно уникальный. Члены разных экспедиций видели временные пещеры, выстроенные черной лавой. Одна из них, обнаруженная в 1990 году, получила прозвище Аид. Автор отчета [9] о ней остерегался подходить слишком близко. «Опасность свариться заживо, если своды обрушатся, энтузиазма не добавляла, и ситуация не способствовала длительному наблюдению», – написал он. Своды Аида украшали жуткие, чрезвычайно тонкие карбонатитовые сталактиты, окрашенные в желтый цвет парами серы, выходящими снизу. «Вполне вероятно, что это очень хрупкие образования, хотя никто не решился проверить эту гипотезу», – отметил искатель приключений.