Преди около 75 хиляди години вулканът Тоба избухва на индонезийския остров Суматра. Според някои антрополози, поради милиони тонове пепел, изхвърлени във въздуха, на голяма част от планетата е настъпила вулканична зима и човечеството е било на ръба на изчезването – броят на хората е намалял до около 10 хиляди. Въпреки че не всички учени са съгласни, че събитията са се развили по подобен апокалиптичен сценарий, и двата лагера – и привърженици, и скептици – нямат съмнение: заплахата, произтичаща от вулканите, наистина е изключително голяма
При думата “вулкан” повечето от нас сигурно си представят живописна планина като Елбрус, японския връх Фуджи или исландския Ейяфятлайокутъл, които през 2010 г. вдигна шум в пресата – не на последно място и заради името си.
Затова пък научното определение на термина е сухо и лишено от всякаква романтика: учените наричат вулкан място на планетата Земя, където магмата достига повърхността. Просто казано, не всеки вулкан е планина (и със сигурност не всяка планина е вулкан). Например, така наречените вулкани пукнатини могат да бъдат намерени в Исландия, Мексико и Нова Зеландия. В някои случаи тези пукнатини могат да достигнат дължина от десетки километри. Някои вулкани в сегашното им състояние всъщност са езера, възникнали в кратери или басейни, останали след изригвания. Едно от тях е Курилското езеро в Камчатка.
Но ако учените повече или по-малко се съгласиха какво да наричат вулкан, то въпросът кой от тях се счита за активен и кой е угаснал, все още е спорен. Първоначално активни вулкани са били тези, които са изригвали поне веднъж „в историческото време“. Определението се оказа не без недостатък: в някои региони хората са живели отдавна, други са се заселили сравнително наскоро. В крайна сметка беше избран един интервал от време за цялата планета – 10 хиляди години. Базата данни GVP (Global Volcanism Program, поддържана от специалисти от института Смитсън (САЩ), посочва изригванията на 1328 вулкана през този период. Отговорът изглежда е намерен. Но има един нюанс.
Известни са вулкани, които изригват на всеки 15 минути в продължение на хиляди години. За тях дори една вековна пауза ще означава, че са угасени. Други вулкани, като Йелоустоун, могат да имат период на затихване от стотици хиляди години. Тоест те можр да не са изригвали през последните 10 хиляди години, но все пак се считат за активни.
През последните години все повече експерти са съгласни с идеята, че е възможно да се определи дали даден вулкан е активен само като се вземат предвид всичките му характеристики.Дори вулканите изискват индивидуален подход.
И накрая, някои учени предлагат да се считат за активни само онези вулкани, чиито изригвания са били пряко наблюдавани от хората. По очевидни причини в тази статистика попадат само сухоземни и повърхностни вулкани. Дейността на “огнедишащите планини”, които се намират на дъното на Световния океан, е скрита от човешкото око и затова техният брой се оценява само приблизително – 3500.
Разбира се, вулканични процеси протичат не само на нашата планета, но и на други небесни тела от Слънчевата система и вероятно извън нея. И така, стотици активни вулкани са открити на спътника на Юпитер Йо. В миналото изригвания – и то много активни – са се случвали на Луната, Меркурий, Венера и Марс. Въпреки това, механизмите на земния и извънземния вулканизъм могат да се различават значително в детайли, така че учените разделят тези две понятия.
Опити да се разберат причините за вулканичните изригвания са правени още в древността.
До наши дни са оцелели произведенията на Аристотел, Посидоний, Лукреций и други автори, изучаващи този природен феномен. Може би едно от първите подробни научни описания на вулканично изригване принадлежи на древноримския писател и политик Плиний Младши: в две писма, адресирани до историка Тацит, той говори за случилата се през 79 г. сл. Хр. експлозия на Везувий:
„…появи се облак, необичаен както по размер, така и по вид. <…> И този облак, издигащ се във въздуха, най-вече по образ и подобие може да се сравни със ствол. Издигайки се към небето като гигантски ствол, той се разделяше на върха като някакви клони. <…> Изглеждаше ту бял, ту мръсно черен, ту с петна от различни цветове, като че ли се състоеше от пръст или пепел“.
Жертва на природно бедствие става чичото на автора на писмото – ученият Плиний Старши и неговите спътници били покрити от облак вулканични газове и загиват (в памет на тази трагедия един от видовете изригвания е наречен плиниански).Освен това, градовете Помпей, Херкулан, Оплонтис и Стабия, заедно с техните жители, са погребани под многометров слой пепел.
Въпреки доста дългото проучване на въпроса, още през 19 век идеите за причините за вулканите бяха до голяма степен погрешни. Учените вярваха, че нашата планета е течна отвътре и под сравнително тънката кора на земята постоянно се пръска океан от кипяща магма. Вулканите, според тези идеи, се появяват на мястото на проломите в тази кора. Всъщност всичко се оказва много по-сложно.
Недрата на Земята наистина са много горещи – например на дълбочина 100 км скалите са нагрети до около 1300-1500 °C.И колкото по-близо до центъра на планетата, толкова по-висока е температурата.С увеличаване на дълбочината обаче се увеличава и литостатичното налягане (силата, с която скалите притискат долните слоеве), което означава, че се повишава и температурата на топене на веществата.В резултат на това не само земната кора, но и мантията, която е под нея, са в твърдо състояние и процесът на тяхното топене започва при строго определени условия.
Нашата много гореща планета е заобиколена от студен космос. За да достигне тази система термодинамично равновесие, Земята трябва да се охлади. В глобален смисъл вулканите са начин за предаване на “излишната” топлинна енергия в космическото пространство..
Най-очевидният, на пръв поглед, начин да се стопи мантията е да се нагрее. На практика повишаването на температурата на вече горещо вещество е доста трудно. Но на някои места на нашата планета това все още се случва: там от голяма дълбочина, от границата на мантията и външното ядро, се издига поток – мантиен шлейф. Той е с няколко десетки или дори стотици градуса по-горещ от околните скали. Шлейфът буквално изгаря земната кора и поради непрекъснатото движение на литосферната плоча на повърхността на планетата се появява верига от вулкани. Такива региони специалистите наричат горещи точки. Сред тях са например Хавайските острови и най-известният вулкан на планетата – Йелоустоун.
Намаляването на налягането може също да доведе до топене на скалите на мантията. Такива процеси протичат на дъното на океаните, където земната кора е много по-тънка, отколкото под континентите. Мантията притиска отдолу и буквално изтласква литосферните плочи една от друга: налягането пада по-бързо, отколкото температурата на скалите намалява и се получава топене. В резултат на подводни изригвания се образуват океански хребети – цели планински системи на дъното на океаните. Това са най-активните зони на вулканизъм на нашата планета – според експерти те представляват около две трети от обема на лавата, изригнала годишно.
И накрая, горещата мантия преминава от твърдо състояние в течно, когато точката на топене се понижи – за това е достатъчно да добавите обикновена вода към нагрятата скала. Това се случва при стълкновението на литосферните плочи, когато по-лека океанска плоча се гмурка под по-масивна континентална. Минералите, наситени с вода, се намират на голяма дълбочина и понижават точката на топене на околните скали. Ето защо покрайнините на повечето континенти, включително полуостров Камчатка, изобилстват от вулкани.
Магмената камера, като правило, се образува на дълбочина от няколко километра, а разтопеното вещество и газовете, излизащи от него, се натискат върху слоевете на литосферата, разположени отгоре.
Когато налягането премине определено критично ниво, кората се разрушава и магмата се излива през образувания канал – започва изригване.
През 1982 г. учените Кристофър Нюхол и Стивън Селф предложиха създаването на Индекс на вулканична експлозивност (VEI). Това даде възможност да се систематизират вулканичните изригвания и да се сравни тяхната сила по отношение на два ключови параметъра – обемът на вулканичните продукти и височината на стълба пепел. Вярно е, че в тази скала бяха включени само експлозивни изригвания (от английската дума explosive – „експлозивен“), по време на които освобождаването на магма на повърхността е придружено от мощни експлозии. Други два вида изригвания – екструзивни (много вискозна магма се изстисква от купола на вулкана като паста за зъби от туба) и ефузивни (магмата се излива на повърхността спокойно, без експлозии, образувайки потоци лава) – не бяха включени в списъкa.
Колкото по-силно е изригването, толкова по-висок е неговият VEI индекс.За да се премине на ново ниво, обемът на вулканичните продукти трябва да се увеличи с порядък.Изригванията VEI 7 (обемът на вулканичните продукти надвишава 100 km3) бяха наречени суперколосални, а VEI 8 (обемът е повече от 1 хиляди km3) – мегаколосални.
В популярната култура тези термини не се вкорениха особено и безнадеждно загубиха битката за популярност с друга дума, която телевизионният екип на BBC измисли по време на снимките на филма Йелоустоун – „супервулкан“.
При думата “супервулкан” много учени въздишат тежко. Казват, че все още няма строго научно определение, което да означава кой вулкан е супер и кой не много. Въпреки че, както иронизират експертите, опитите на поп културата да внесе нещо свое в академичната наука не винаги са безполезни.
И все пак, дори в научната общност постепенно се появява традиция да се наричат супервулкани тези, които са способни да изхвърлят повече от хиляда кубически километра лава и пепел при едно изригване (VEI 8).
Има десетки места на нашата планета, където в миналото са се случвали бедствия от такъв мащаб. Те са обозначени от калдери – гигантски котловини, които са се образували, след като магменото огнище опустява и разположените отгоре слоеве на литосферата са се срутили в получената кухина.
1816 г. в Европа и Северна Америка била наречена „година без лято“ – дори през юни и юли в някои страни били регистрирани снеговалежи и студове и по-голямата част от реколтата загива.
Смята се, че причината за бедствията е индонезийският вулкан Тамбора. Година по-рано той „произвежда“ приблизително 150–180 km3 вулканични материали (VEI 7). Непосредствено по време на изригването загиват повече от 70 хиляди души, а болестите и гладът увеличават общия брой на жертвите около един и половина пъти.
И всичко това са последствията от изригвания на десетки, в някои случаи стотици кубични километри лава и пепел.
Сега си представете какъв мащаб на катастрофа очаква планетата, ако милиони кубични километри лава се излеят върху нейната повърхност. И вулканолозите знаят за подобни събития.
За повече от пет века – от 1500 г. до 2017 г. – вулканичните изригвания са отнели живота на почти 280 хиляди души. Изчисляването на броя на смъртните случаи в по-ранен период е почти невъзможно, но дори и там жертвите почти сигурно са били хиляди или дори десетки хиляди. Изглежда, че най-лесният начин да избегнете неприятностите е да стоите далеч от тях, но хората се заселиха и продължават да се заселват в опасни райони. В момента около 800 милиона души живеят на 100 км от активни вулкани.
И все пак, колкото и мощни да се окажат предстоящите изригвания, експертите са сигурни, че животът на Земята няма да изчезне напълно.В миналото нашата планета бързо се възстановява от нанесените й рани и една група животни неизменно се сменя с друга.Дали човечеството ще оцелее в този случай е друг въпрос.
Учените все още не са намерили начини да предотвратят или поне да отслабят вулканичното изригване. Ето защо трябва да се разчита на наблюдение и предупреждение за възможни бедствия, като предварително се евакуират хората от опасна зона. За щастие през последните няколко десетилетия се появиха доста надеждни начини за прогнозиране на изригванията.
Източник: tass.ru/ /Превод и редакция: opposition.bg
