Глава 1 · От центра Земли до кратера, 6 371 км
Вулканы
Копаем до центра
Представьте, что вы начали копать прямо под ногами и не останавливаетесь. Радиус Земли — около 6 371 километра. Если бы вы спускались со скоростью автомобиля на шоссе, 100 км/ч, дорога заняла бы около 64 часов. Сначала вы пройдёте кору толщиной всего 5–70 км. Потом мантию: почти 2 900 км горячей, очень медленно текущей породы. Дальше идут жидкое внешнее ядро и твёрдое внутреннее. Учёные оценивают температуру в центре примерно в 5 200 градусов Цельсия, в диапазоне от 5 000 до 6 000, — это сопоставимо с поверхностью Солнца. На картинке слои светятся тем ярче, чем глубже вы спускаетесь.
Магма ищет выход
Магма — это расплавленная порода с температурой около 700–1 300 градусов. Она легче твёрдой породы вокруг, поэтому собирается в камеру под вулканом и по трещинам пробивается вверх. В ней растворён газ: в основном водяной пар, углекислый газ и сернистый газ. Пока магма поднимается, давление падает, и газ превращается в пузырьки — как пена в бутылке газировки, которую вы встряхнули и открыли. Когда магма выходит на поверхность, её называют лавой. На картинке видно, как светящийся столб породы ползёт вверх по жерлу, а над кратером начинает куриться дым.
Жидкая или вязкая
Извержения бывают разными, и причина в основном в самой магме. Базальтовая магма содержит около 50 процентов кремнезёма и течёт, как густой сироп: газ уходит спокойно, а лава растекается далеко. Это эффузивное извержение. Магма, где кремнезёма 65–70 процентов, вязкая, как застывший мёд. Она запирает газ, пока давление не разорвёт пробку, и получается взрывное извержение с пеплом, вулканическими бомбами и тучами. В песочнице увеличивайте кремнезём и газ и смотрите, как спокойная река лавы превращается во взрыв. Настоящие вулканы зависят ещё и от формы жерла, поэтому модель упрощена.
Мауна-Лоа и Фудзи
Мауна-Лоа на Гавайях — щитовой вулкан: широкий, с пологими склонами всего в несколько градусов, построенный тысячами потоков жидкой лавы. Он поднимается на 4 169 метров над морем и примерно на 9–10 километров от океанского дна, а по объёму это самый большой действующий вулкан на Земле. Последнее извержение было в конце 2022 года. Фудзи в Японии высотой 3 776 метров — стратовулкан: крутой конус из чередующихся слоёв лавы и пепла, склоны местами до 35 градусов. Он извергался в последний раз в 1707 году. Поверните две модели на картинке и сравните их склоны.
Самый громкий взрыв
27 августа 1883 года в Индонезии взорвался остров-вулкан Кракатау. Грохот услышали примерно за 4 800 километров, на острове Родригес в Индийском океане, а волна давления обошла земной шар несколько раз. Пепел поднялся на десятки километров, а вызванные взрывом цунами унесли жизни более 36 000 человек. Сравните это с гавайскими извержениями: они так медленны, что за ними можно наблюдать. Взрывные извержения случаются редко, зато накрывают сразу огромную территорию. На картинке конус обрушивается в заполненную морем котловину, которую называют кальдерой, и во все стороны расходятся кольца волн.
Помпеи
В 79 году н. э. итальянский Везувий проснулся и похоронил римский город Помпеи под несколькими метрами пепла и пемзы. Пепел сыпался часами, а потом по склону хлынули быстрые облака горячего газа и пепла, пирокластические потоки, со скоростью, которая может превышать 100 км/ч. Традиционная дата, 24 августа, спорна: находки позволяют думать, что это случилось осенью. Пепел сохранил улицы, дома и даже буханки хлеба, поэтому Помпеи называют капсулой времени римской жизни. Сегодня за Везувием следят приборы, а в его опасной зоне живёт примерно 600 000 человек.
Острова и плодородная почва
Вулканы не только разрушают. Исландию и Гавайские острова построили именно они. Гавайи вытянулись цепочкой, потому что Тихоокеанская плита дрейфует над неподвижной горячей точкой, где поднимается горячая порода мантии. Самый старый из больших островов, Кауаи, возрастом около 5 миллионов лет, лежит примерно в 500 км от самого молодого, Большого острова. Разделите 500 км на 5 миллионов лет — получится около 10 см в год, что близко к скорости плиты, 7–10 см в год (все эти значения — оценки). Пепел и лава ещё и выветриваются в почву, богатую минералами, поэтому люди выращивают урожай на склонах вулканов. Вблизи действующих вулканов следуйте указаниям местных властей и уходите, если объявлена эвакуация.
В цифрах
- ≈ 5 200 °C
- оценка температуры в центре Земли
- 4 800 км
- на таком расстоянии слышали Кракатау, 1883
- ≈ 50 % и 70 %
- кремнезём: жидкий базальт и вязкая магма