Страница 27 из 47
Самое величественное зрелище поджидает наверху, у края основного кратера вулкана. Здесь в глубине кальдеры мерно вскипает и пузырится красновато-черное варево — магма, источающая ядовитые газы и пар. Вулкан курится, дремлет. Иногда с тяжелым уханьем над кратером взлетает облако раскаленных камней, с гулким треском скатываются они по поверхности застывших лавовых потоков. Но вот вулкан пробуждается, и все живое с трепетом замирает, несется прочь, подальше от оглушительного рева недр, сизого, пропитанного пеплом и серой воздуха, ударов каменных бомб и раскаленных потоков магмы.
Вулканы — это кровоточащие раны Земли. Они вырастают там, где в недрах протекают процессы созидания или уничтожения земной коры. Срединно-океанические хребты, с которыми связано новообразование океанической коры, погружены в большинстве своем в водную пучину. Поэтому происходящее там удается наблюдать только из иллюминаторов обитаемых подводных аппаратов. Впрочем, обзор из них крайне ограничен, исследователь может видеть только локальные события. Вулканизм на океанском дне чаще всего проявляется излияниями базальтовой магмы, которая на контакте с водой быстро охлаждается и затвердевает. Наблюдать момент извержения здесь довольно трудно. Лава распространяется по полым базальтовым трубам, образующимся в результате отвердевания вещества в периферийной части отдельных лавовых струй. Такие пустотелые лавовые подушки покрывают зачастую всю поверхность дна в районах подводных извержений. О недавнем излиянии лавы можно судить главным образом по присутствию свежих базальтов, не прикрытых рыхлыми осадками.
Нередко под сводом срединно-океанического хребта или по периферии трансформных разломов, разбивающих его на отдельные сегменты, вырастают огромные вулканические постройки. Их вершины могут достигнуть поверхности океана за счет частых извержений и активного наращивания конуса. Происходит рождение вулканического острова. Когда сливаются цоколи нескольких вулканов, появляются крупные острова — Вознесения, Реюньон, Пасхи и др. На острове Вознесения находят следы излияний из многих десятков потухших вулканических кратеров.
После прекращения вулканической деятельности остров под воздействием волн и других агентов эрозии постепенно разрушается и погружается под воду. Нередко вокруг вершины вырастают коралловые рифы, образующие после разрушения конуса вулканической постройки кольцевой атолл. Так как океаническая кора очень тонка (всего 5–7 км), она легко проницаема для магматических расплавов. На просторах океанского дна, особенно в Тихом океане, рассеяны десятки тысяч подводных щитовых вулканов. Нередко в так называемых «горячих точках» они группируются в мощные вулканические хребты, протягивающиеся на тысячи километров (например, Гавайский хребет или хребет Лайн). Здесь находятся едва ли не самые грандиозные на Земле вулканы. Так, вулкан Мауна-Лоа на Гавайях вознес свой конус на высоту 4168 м. Если же учесть, что цоколь вулканического сооружения расположен на участке дна с глубинами более 5000 м, то общая высота постройки превышает 9 км. Вулканы, подобные Мауна-Лоа, извергают густую тяжелую лаву и очень редко выбрасывают в атмосферу тучи вулканического пепла. Они никогда не взрываются, что обусловлено высокой вязкостью магмы, имеющей основной состав.
Другое дело вулканы, вырастающие в районах, где происходит поглощение и расплавление океанической коры, т. е. над зонами Беньофа. Одиночные вулканы здесь редки. Обычно они расположены в виде дуги вдоль края континента или образуют гряду островов, получившую название островной вулканической дуги. По форме эти вулканы гораздо стройнее гавайских или им подобных. Отношение высоты к площади конуса у его основания здесь значительно выше, чем для вулканических построек в центральных частях океана. Состав поднимающихся к поверхности магм средний, реже кислый, что определяет эксплозивный, т. е. взрывной, характер извержений. Проснувшись, вулкан выбрасывает в атмосферу тучи пепла, газов и камней, которые создают яркую и страшную картину извержения. Нередко облако пепла поднимается на высоту 7-15 км и рассеивается уже в тропосфере. Подхваченные воздушными вихрями, мельчайшие пепловые частицы проносятся над планетой, постепенно покрывая ее тонким полупрозрачным пологом, препятствующим проникновению солнечных лучей. Следствием подобных катастрофических извержений становятся временные изменения климата в обширных регионах, редкие атмосферные явления вроде северного сияния.
В тех случаях, когда вулканические продукты не достигают тропосферы, они разносятся ветром в полосе шириной в сотни километров, покрывая площади в десятки и сотни тысяч квадратных километров. В составе этих продуктов присутствуют обломки ранее затвердевших вулканических пород — лав, туфов, агломератов; отдельные кристаллы минералов, выделившихся при раскристаллизации магмы (в основном полевые шпаты, пироксены).; вулканическое стекло. Последнее наиболее многочисленно. Это сгустки магмы, которые затвердели так быстро, что не успела сложиться кристаллическая структура образовавшегося вещества. Частички вулканического стекла в шлифах обычно полупрозрачны, имеют зеленую окраску и форму рогулек. Полагают, что они появились в результате разрушения полых сфер, которые возникают при прохождении пузырьков газа через еще горячую лаву.
Опустившись из пепловой тучи на поверхность моря, частицы вскоре оказываются на дне, покрывая тонким слоем вместе с остатками погибших организмов огромные пространства. Входящий в его состав вулканический материал называется тефрой (греч. «пепел»). При прохождении через водную толщу он частично изменяется по химическому составу. Тефра легко узнается среди других осадков благодаря специфической структуре, окраске (чаще всего коричневой или зеленовато-серой) и более высокой плотности. Последняя обусловлена быстрой раскристаллизацией вулканического материала и цементацией его перового пространства. Слой пепла, образовавшийся практически одновременно на огромной площади, является прекрасным маркером, облегчающим синхронизацию прошедших геологических событий. К тому же, используя калий-аргоновый или другие методы абсолютной геохронологии, можно точно датировать время извержения вулкана, с которым связано формирование данного пеплового горизонта. Эти методы широко применяются при изучении третичных и четвертичных отложений в регионах, где в указанное время отмечалась повышенная вулканическая активность.
Подсчитано, что за период с 1500 г. н. э. по настоящее время действовало около 450 вулканов, извергнувших почти 330 км3 вулканических пирокластических продуктов и 50 км3 лавы. Большая часть пеплового материала (310 км3) была выброшена в атмосферу вулканами, образующими островные краевые дуги или приуроченными к активным континентальным окраинам. Именно с вулканами островных дуг чаще всего связаны катастрофические извержения, приводившие к гибели десятков тысяч людей. Подобные извержения могут сопровождаться взрывом и разрушением центрального конуса вулкана. В образовавшуюся после взрыва глубокую кальдеру устремляются огромные массы морской воды, ее заполняющие. Взрыв порождает волну — цунами огромной высоты, которое совершает опустошительные разрушения не только в прилегающих к вулкану районах побережья, но и за тысячи километров от него, иногда на другой стороне океана.
Сыпучие «волны» на дне морском
Многое из того, что происходит в пустыне, повторяется на дне морском — с той лишь разницей, что здесь «дуют» другие «ветры», как оказалось, не менее сильные и устойчивые. Роль ветра на дне морском могут играть придонные течения или штормовые волны, действующие в прибрежной части шельфа. Морское дно отнюдь не унылая однообразная равнина. Подводные ландшафты достаточно разнообразны. К тому же их облик может меняться от сезона к сезону, от года к году. Особым непостоянством подводные ландшафты отличаются там, где преобладают сыпучие грунты — пески и алевриты. При этом неважно, какой состав они имеют — терригенный, карбонатный или вулканогенный. Если бы кому-нибудь пришла в голову мысль совершить путешествие по дну морскому, то оно оказалось бы очень увлекательным: разнообразные знаки ряби, гривки как бы застывших песчаных «волн», разделенных ложбинами и желобками, наконец, величественные подводные дюны, гонимые не ветрами, но волнами или течениями. Развитие методов подводного фотографирования и бокового сейсмического зондирования привело к открытию целых полей песчаных валов и гряд. Они выстраиваются в определенном порядке по отношению к береговой линии и меняют ориентацию при перемене направления движущихся к пляжу волн. Больше всего песчаных валов и гряд на глубинах 10–20 м (рис. 5). Отдельные валы, высота которых может достигать 6 м, вытянуты субпараллельно друг другу на расстояние 15–50, а иногда и 200 м. Протяженность песчаных гряд нередко превышает километры. Все они медленно мигрируют вдоль побережья под напором штормовых волн. Это движение ускоряется во время затяжных осенних штормов. Волны и порождаемые ими отливные течения взмучивают песок из ложбин и забрасывают его на гривки валов, откуда он скатывается на противоположный их склон. В результате перемещения песка с одной стороны («подветренной») гребня на другую («наветренную») осуществляется постепенное перемещение вала. При этом в ложбинах остается самый грубый материал, слишком тяжелый и потому слабо взмучиваемый.