Тони Уолтхэм - Катастрофы: неистовая Земля
10 октября 1961 г. все население Тристан-да-Кунья — крошечного острова в Атлантическом океане — было вынуждено покинуть свои дома: вблизи единственного населенного пункта на острове пробудился вулкан. Это извержение не было крупным по мировым стандартам, но для крошечного островка и этого было достаточно. Лишь два года спустя жители острова смогли вернуться в свои дома.
Несколько лет назад было эвакуировано население острова Гвадалупе в Карибском море. В августе 1976 г. произошло извержение вулкана Суфриер. На его склоне разверзлась трещина, из которой поднимались мощные струи пепла. Особенно опасались того, что вулкан Суфриер, где магма так же богата кремнеземом, как и на Мон-Пеле, может породить «палящую тучу», аналогичную той, которая разрушила Сен-Пьер в 1902 г. А у подножья вулкана Суфриер мирно текла жизнь в старом городе Бас-Тер. Поскольку вулкан продолжал извергаться, выбрасывая пепел и обломки, 72 000 человек были поспешно эвакуированы в отдаленную часть острова, прочь от угрозы «палящей тучи» и мгновенной гибели. Хотя извержение вскоре прекратилось, и люди смогли вернуться в свои неповрежденные дома, несомненно, что эвакуация в данном случае была единственной правильной профилактической мерой. В подобных ситуациях надо не только оценить опасность, но и предсказать ее вероятность, что является очень трудной задачей.
Прогноз вулканических извержений
Вулканы распределены по всему миру не хаотично, они приурочены к строго определенным зонам. Это, безусловно, хорошо для тех стран, которым не грозит и никогда не будет грозить извержение вулкана, и плохо для других, на долю которых выпали все опасности, сопряженные с вулканическими извержениями. На карте, насчитывающей около 500 действующих вулканов, четко вырисовываются вулканические пояса, причем львиная доля вулканов приходится на Тихоокеанский пояс. Еще один отчетливый пояс протягивается посредине Атлантического океана. Эти два вулканических пояса сопутствуют распределению сейсмических зон и границам плит земной коры. Подобно землетрясениям, извержения вулканов обычно бывают приурочены к границам плит. Огромные геологические силы действуют там, где наблюдаются движения плит земной коры относительно друг друга. Тихоокеанское «Огненное кольцо» и Срединный Атлантический хребет являются хорошо известными границами плит; по контурам Средиземноморья также есть вулканы. Имеются и другие вулканические области, особенно много вулканов в восточной Африке. Здесь они приурочены к системе Рифт-Велли, которая, возможно, представляет собой очень молодую границу плит. В этом месте Африка могла бы расколоться, если бы она не испытывала мощного сжатия со стороны других плит.
Но есть еще вулканы, расположение которых является исключением из правила. Так, временно не действующие вулканы нагорья Тибести в Сахаре, а также лучше изученные и более активные вулканы на Гавайских островах находятся как раз в центре плит. Будучи совершенно не связанными с границами плит, они обязаны своим происхождением так называемым «горячим точкам» в недрах Земли, которые в этих местах как бы прожгли отверстия в вышележащих плитах.
Поскольку большинство вулканов располагается на границах плит, характер этих границ может указывать на то, вулканы какого типа следует ожидать в том или ином районе. Срединный Атлантический хребет представляет собой границу расходящихся плит, где расплываются в разные стороны две половины Атлантики и вулканы образуют новую кору в зоне расширения (сирединга). В этом случае магма поступает из глубинных частей мантии и поэтому состоит почти исключительно из базальта. Очень жидкий материал с низким содержанием кремнезема образует подвижные лавовые потоки с относительно слабой взрывной силой, что типично для вулканов Исландии.
Иная картина наблюдается в Тихоокеанской области, где располагаются границы сходящихся плит. Здесь одна из плит перекрывает другую, разрушая ее, и при этом огромные количества залегающих на поверхности пород увлекаются на глубину. На глубине температуры достаточно высоки для плавления пород и образования магмы, состав которой на границах сходящихся плит может быть практически любым. Гораздо более важен тот факт, что в этой зоне могут формироваться вязкие, богатые кремнеземом магмы с высоким содержанием газа. Такие магмы обычно приводят к более сильным извержениям взрывного типа. Вулканам островных дуг, находящимся очень близко от границ плит, как, например, в Вест-Индии и Ост-Индии, обычно и присущи богатые кремнеземом риолиты. А когда мы имеем дело с подобным вулканическим материалом, следует ожидать извержений такой же огромной силы, какой обладали вулканы Мон-Пеле и Кракатау.
Эти обобщенные геологические выводы никоим образом не могут помочь в прогнозе конкретных извержений, но они служат основой для оценки опасности в том или ином вулканическом районе. Парадоксально, но вулканы, вызывающие столь сильные разрушения, приносят человеку и пользу. Почвы, развивающиеся на вулканическом пепле, очень плодородны и способствуют интенсивному развитию сельского хозяйства. Земли вокруг Везувия и Этны и на их склонах всегда успешно возделывались. Благодаря богатым вулканическим почвам на острове Ява даже склоны Мерапи — одного из самых активных и опасных вулканов в мире — густо заселены. Филиппинский вулкан Тааль расположен на острове в озере; в 1965 г. произошло его сильное извержение, многие жители острова были вовремя эвакуированы и тем самым спасены. Но спустя лишь два дня они вернулись на остров.
В подобных ситуациях огромное значение имеют своевременная оценка степени риска и выделение наиболее опасных зон. Это необходимо и для того, чтобы свести к минимуму размеры массовой эвакуации, когда надвигается опасность извержения. Основой для оценки степени риска являются геологическое и историческое изучение предшествовавших извержений, прогноз возможности возникновения грязевых потоков, определение масштабов лавовых потоков. Для этого привлекаются сведения о предполагаемом составе и вязкости магмы, а также результаты изучения топографии вулкана. Склоны вулкана Келуд в Индонезии подразделены на зоны по степени опасности возникновения грязевых потоков, а вулканы Гавайских островов размечены на зоны по вероятности затопления лавой. Самые лавоопасные площади на острове Гавайи располагаются вдоль активной рифтовой зоны Килауэа. Здесь для каждого дома есть риск (один из сорока) быть разрушенным лавой в ближайшие 25 лет. Архитекторы и инженеры могут использовать эту цифру при планировании строительных работ.
Вулканы Каскадных гор на северо-западе США также изучались с целью подразделения их на зоны по степени риска; это тем более важно, что в этом районе находится несколько крупных городов. Прошлый опыт показал, что примерно раз в 100 лет какой-либо из вулканов извергается. В самых опасных зонах лавовые потоки могут распространяться вниз по долине на расстояние до 15 км от источника, грязевые потоки — до 20 км, а пепел по ветру — на 40 км. Кроме того, вулканы Каскадных гор достаточно богаты кремнеземом, что может обусловить сильные извержения. Но возможность поистине грандиозного катастрофического извержения настолько маловероятна, что с экономической точки зрения ее даже не следует принимать во внимание.
Прогноз вулканической деятельности — трудное и дорогостоящее мероприятие, хотя затраты на него себя оправдывают, если учесть, какой колоссальный материальный ущерб наносят извержения вулканов. Даже в небольшом масштабе давать прогноз нелегко, поскольку мы имеем дело со стихией. Так, в 1976 г. два англичанина поднимались на относительно спокойный вулкан Сангай в Эквадоре и погибли, когда совершенно неожиданно дождь вулканического пепла на мгновенье сменился ливнем обломков раскаленной докрасна лавы. Истинную потенциальную опасность вулканической деятельности, даже относительно слабой, предсказать трудно. И меры защиты бывают иногда весьма необычными. Например, во время извержения Этны в 1971 и 1974 г. итальянской полиции пришлось дубинками разгонять толпы туристов, рвущихся к огнедышащему потоку лавы.
При малых масштабах непосредственной опасности любой прогноз, способствующий сохранению жизни людей, является приемлемым и ценным. Но при крупных масштабах бедствия вулканологи сталкиваются с другой проблемой: тревожные сигналы о катастрофах, происходящих в отдаленных районах, поступают лишь тогда, когда уже поздно что-либо предпринимать. В большинстве случаев прогнозы не могут быть точными, а ведь после массовых эвакуации, вызванных ложными тревогами, на оповещения о стихийных бедствиях население просто перестает обращать внимание. Если вулкан не извергается постоянно, людей очень легко успокоить. Об этом свидетельствует хотя бы успех воззвания «Не надо паники!», обращенного к жителям города Сен-Пьер перед его разрушением в 1902 г. Обнадеживает тот факт, что наука о предсказании извержений вулканов в наши дни начинает давать многообещающие результаты.
