ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ВЗРЫВЫ

 Начала истины в естествознании
 должны утверждаться наблюдениями. 

                        К. Линней

Нам осталось рассмотреть еще одно необычайно грозное явленно природы — извержение вулканов. Опыт, накопленный вулканологами всего мира, свидетельствует, что вулканическое извержение — событие относительно локальное, связанное с пробуждением одного какого-либо вулканического аппарата.

Haш рассказ о наиболее крупных вулканических катастрофах за историческое время мы поведем от случившихся недавно к более ранним.

На Камчатке, в центре Ключевской группы вулканов-гигантов, расположилась относительно небольшая по высоте сопка (3085 м), которая из-за своей невыразительности так и не получила имени и в каталогах вулканов фигурировала под названием Безымянной. Сопка эта считалась потухшим вулканом. О ее пробуждении возвестили подземные толчки, зарегистрированные на вулканологической станции Ключи, в 45 км от Безымянной. Извержение началось на заре 22 октября 1955 г. Из Ключей были замечены клубы белого дыма, появившиеся за восточным склоном Ключевского вулкана. Затем стал падать пепел. За несколько дней поднимавшийся над кратером темный султан из вулканических выбросов достиг высоты 8 км. Взрывы один сильнее другого не прекращались в течение всего ноября. В отдельные дни пелена пепла, нависшая над вулканом, была настолько густой, что не пропускала солнечных лучей. В Ключах зажигали в домах лампы, а машины шли с включенными фарами. За месяц кратер вулкана расширился с 250 до 800 м.

В конце ноября активность вулкана понизилась, извержения происходили все реже и слабее, по в кратере начал расти купол из вязкой лавы, закрывший выход вулканическим газам. Давление в вулкане достигло такой силы, что давно затвердевший древний купол, примыкавший к вулкану, постепенно поднялся почти на 100 м и сместился к юго-востоку.

Наконец, 30 марта 1956 г. произошел гигантский взрыв. Над вулканом взметнулся косой огненный столб, клонившийся к востоку под углом 30°. Над ним тоже наклонно клубился черный дым, который спустя одну-две минуты закрыл вершины гор. Туча пепла, словно гигантский веер, устремилась вверх и в стороны, достигнув высоты около 40 км. В Усть-Камчатске, т. е. в 120 км от вулкана, эта туча заслонила весь горизонт. Она казалась непроницаемо черной, только светлые края ее в лучах заходящего солнца были ярко-золотистыми. Спустя четверть часа после взрыва заметили струю газа, взметнувшуюся над черным покрывалом. Она достигла высоты 45 км. Вскоре первая туча накрыла вулканологическую станцию Ключи. Сначала падали отдельные крупные песчинки размером до 3 мм — будто сильный град бил по окопному стеклу. Постепенно пеплопад усилился, и скоро наступила такая непроницаемая тьма, что невозможно было разглядеть предмет, поднесенный к глазам. Площадь, покрытая пеплом, имела длину 400 км, а ширину — 100—150 км. Общий его объем составил не менее 0,5 млрд. м³.

Безымянный неузнаваемо изменился. Из правильного слегка усеченного конуса он превратился в полукольцевую кальдеру. Древний купол, приподнятый еще на первой стадии извержения, теперь отсутствовал. На место вершины и юго-восточного склона горы зиял огромный кратер в виде полукольца размером 1500×2000 м. Вершина вулкана была снесена взрывом. Высота его уменьшилась почти на 200 м.

На расстоянии свыше 10 км все было погребено под полуметровым слоем вулканического песка. Его струп содрали кору с деревьев в радиусе до 30 км. Тонкие деревья были сломаны. Дом-база вулканологов (к счастью, без людей), расположенный в 12 км от места извержения, в буквальном смысле слова был сдут с лица земли — от него не осталось ни одной доски.

Под огромной толщей раскаленного песка началось бурное таяние снега. Возникшие мощные грязевые потоки, увлекая обломки скал в сотни тонн весом, устремились по долинам, уничтожая все на своем пути.

После пароксизма 30 марта наступила последняя фаза извержения. В новом громадном кратере начал расти купол. Когда в августе начальник вулканологической станции Ключи Г. С. Горшков совершил восхождение па Безымянный, этот купол достигал высоты 320 м. В ноябре извержение закончилось.

Извержение Безымянного произошло в совершенно безлюдной местности. Самая сильная вулканическая катастрофа нашего века не унесла ни одной человеческой жизни!

Другая гигантская катастрофа произошла в Зондском архипелаге в 1883 г., когда взорвался вулкан Кракатау.

До извержения это был небольшой архипелаг островов, самым крупным из которых был Кракатау размером 9×5 км. Он состоял из трех сросшихся кратеров: Раката — на юге, Данан — в центре, Пербуатап — в северной части острова. Северо-западнее находился еще один, меньший по размеру, остров, известный под названием Ферлейтеп (Пустынный), а к востоку — остров Ланг (Длинный) и несколько совсем небольших островков (рис. 8).

Рис. 8. Карты и профили Кракатау до и после вулканического взрыва: 1 — третичные отложения; 2 — новейшие отложения; 3 — древний андезит; 4 — базальт; 5 — новый андезит; 6 — продукты извержения 1883 г.; 7 — лава; 6 — контур древнего андезитового вулканического конуса

О начале бурной вулканической деятельности нам ничего не известно. Острова Кракатау были пустынны, и только но временам туда заезжали рыбаки с острова Суматры.

Первые наблюдения были сделаны с кораблей, плывших по Зондскому проливу. 20 мая экипаж германского военного судна «Елизавета» заметил грибообразное облако, выходившее из кратера; оно достигало 11 тыс. м высоты. Несмотря на то, что до Кракатау было еще далеко, пепел сыпался па палубу судна. Эти явления продолжались несколько дней, их наблюдали и с других судов, а также с западного берега Явы. На всем пространство вплоть до Батавии (Джакарты) ощущались подземные толчки и были слышны взрывы. Пошел небольшой пепловый дождь.

27 мая в Пербуатане в середине древнего кольцевого кратера каждые 5—10 мин. стали происходить взрывы. Столбы паров и пепла выносились на высоту 2—3 тыс. м. Деревья были обсыпаны пемзой, словно снегом. В последующие дни сила извержения ослабла, и до самого дня катастрофы, которая произошла в конце августа, умеренная деятельность только по временам сменялась сильными взрывами.

В середине июня процесс возобновился со страшной силой. 24 июня из нового кратера у северной части подножия Данана появился столб дыма. Скалы Пербуатапа, видимые до того времени из поселка Катимбанга, скрылись вследствие расширения кратера. 11 августа капитан одного из кораблей обнаружил уже три больших кратера п массу мелких, также извергавших пары и пепел. После этого пепельный дождь усилился, а 26—27 августа случилась знаменитая катастрофа.

Утро было ясное. Около часа дня стал слышен гул, который распространился до Батавии, ночью он настолько усилился, что в городе невозможно было уснуть. Около двух часов пополудни о корабля «Медея», плывшего по Зондскому проливу, заметили столбы пепла 27—33 км высотой. В 17 час. произошло первое цунами, вероятно, вызванное обрушением кратера. К вечеру в селении Лам-понге на острове Суматра пошел слабый пепельный дождь. В Анжере и в некоторых близких к нему селениях, расположенных на побережье острова Явы, сейчас же после заката солнца воцарился глубокий мрак. Слышны были глухие звуки. Море волновалось. Небольшие суда заливались волнами или выбрасывались на сушу. Вода несколько раз устремлялась на берега и уничтожила много деревень. Густые тучи пепла покрыли палубы кораблей. Низвергались громадные глыбы. К двух часам ночи выброшенный пепел на палубе судна «Бербис» образовал слой в 1 м толщиной. Землю охватил непроницаемый мрак. На горе Кракатау раздавался грохот, и ежеминутно показывались яркие молнии. В атмосфере ощущалось электричество: и на снастях, и на мачтах видны были огоньки св. Эльма. Рулевой на «Бербисе» едва мог устоять на своем месте — каждый раз дотрагиваясь до металлических частей руля, он чувствовал сильный удар тока.

Утром 27 августа немного прояснилось, но скоро вновь все кругом покрылось густым мраком, продолжавшимся 18 час. Громадные массы пепла, пемзы, шлаков и тягучей, подобной тесту, грязи направились в Зондский пролив, к островам Яве и Суматре. В 6 час. утра волны устремились на низменные берега.

Около 10 час. утра настало самое ужасное время: раздался колоссальный взрыв; газы, пары, пепел и обломки пород были подняты на высоту 70—80 км; вызванные взрывом чудовищные волны вздымались наподобие гор, доходя до 30 м в вышину; одна за другой низверглись они на острова.

Города, деревни, леса, насыпь железной дороги, проходившей па Яве вдоль берега, — все было стерто с лица Земли страшным потопом. Города Ашкер, Бентам, Мерак и другие были разрушены. Население было погребено. Только немногим удалось каким-то чудом избежать этой печальной участи: первая волна, хлынувшая на землю, увлекла с собой людей, по некоторых потом выбросила па сушу невредимыми.

Что происходило дальше с оставшимися в живых, трудно описать. В ужасе жители искали спасения. Тьма заволокла все. В 10 час. 54 мин. произошел второй взрыв, примерно такой же гигантский, как за час до этого, но не сопровождавшийся цунами. Следующий взрыв со слабым цунами отмечен в 16 час. 35 мин. Пепельный дождь, взрывы, буря и волнение на море не прекращались всю ночь, но сила их постепенно ослабевала. Утром 28 августа небо опять стало светлее, извержение ослабло, но еще не кончилось. Небольшие взрывы происходили в сентябре и в октябре; 20 февраля 1884 г. было отмечено последнее извержение.

Берега Суматры и Явы изменились до неузнаваемости. Знакомые места можно было найти разве только по положению, но никак не по внешнему виду. Богатая тропическая растительность пропадала бесследно везде, где только появлялись морские волны. Земля была совершенно голой; серая грязь и продукты извержений, вырванные с корнями деревья, остатки зданий, трупы людей и животных усеяли ее. На поверхность Зондского пролива всплывали массы пемзы. По официальным сведениям, число погибших равнялось приблизительно 40 тыс. человек. На месте острова Кракатау разлилось море, и из воды вышел на поверхность лишь старый конус вулкана, который треснул пополам — одна его половина упала в море.

Продукты извержения Кракатау состояли преимущественно нз пемзы и мелкого пепла. Предполагают, что объем их доходил до 18 км³. На 12 км в окружности вулкана изверженные породы нагромоздили пласты 20 — 40 м толщиной и до 12 км³ в объеме. К северу от Кракатау, до острова Себези, глубина моря до извержения равнялась 36 м. После катастрофы все это пространство покрылось мелями и сделалось несудоходным для больших кораблей.

Волна в море, вызванная взрывом Кракатау, была настолько сильной, что обошла всю пашу планету. На всем побережье Индийского океана — па Цейлоне, острове Маврикий, у Адена при входе в Красное море, у берегов Индии наблюдались волны, более или менее сильные в зависимости от расстояния до Кракатау. Волнение распространилось и по всему Тихому океану, достигло западных берегов Америки. В Атлантическом океане цунами наблюдалось у берегов Франции и на Панамском перешейке.

Грохот взрыва Кракатау слышался па огромном расстоянии. В Байдензорге, на острове Ява, в 150 км от вулкана, удар был такой сильный, что окна и двери во многих домах сорвались с петель, а со стен обваливалась штукатурка. Грохот извержения был слышен в городе Маниле, отстоящем на 2000 км от Кракатау, в Центральной Австралии на расстоянии 3600 км и на острове Мадагаскаре в 4775 км от Кракатау (рис. 9).

Рис. 9. Последствия взрыва Кракатау: 1 - зона распространения звука взрыва; 2 — площадь пеплопада

В атмосфере также происходили бурные изменения. Вблизи Кракатау свирепствовали сильные ураганы. В Европе, Северной Америке и других частях света движение воздуха было отмечено метеорологическими приборами. Воздушная волна, вызванная извержением Кракатау, обошла земной шар 3 раза, что было доказано барометрическими наблюдениями.

В Берлине первая воздушная волна наблюдалась через 10 час. после катастрофы. Если допустить, что она пришла по кратчайшему пути, то скорость ее движения равнялась приблизительно 1000 км/час. Через 16 час. опять произошло колебание барометра. Его вызвала та же воздушная волна, но пришедшая с другой стороны земного шара — с Американского континента. Двигаясь дальше, волна вновь обогнула земной шар и через 36 час. вернулась в Берлин. Волна, совершившая свой путь через Америку, вторично появилась Е Европе через 34—35 час. Такую ее скорость объясняют тем, что в верхних слоях атмосферы воздушные токи направлены преимущественно с запада на восток.

В третий раз это движение воздуха дошло до Берлина через 37 час. Потом сила воздушных колебаний постепенно уменьшилась.

За всю историю человечества не упоминалось ни об одном извержении, которое отличалось бы такими же сильными звуковыми явлениями.

С извержением вулкана Кракатау связано еще одно замечательное явление. Вскоре после катастрофы, еще в конце августа, солнце приняло своеобразную зеленую окраску. Сначала это явление было заметно только вблизи Кракатау, а затем и на значительном удалении от него. Оно наблюдалось на Цейлоне, немного позже — на острове Маврикии, потом на западном берегу Африки и, наконец, в Бразилии, в Центральной Америке и во многих других местах. Своеобразную окраску солнца объясняли скоплением мельчайших частиц вулканического пепла, которые носились в верхних слоях атмосферы.

В конце ноября 1883 г. изумление всей Европы вызвали причудливые явления во время солнечного заката. Лучи солнца давали па небосклоне пурпурный отблеск, который не исчезал очень долго, после чего наступал полный мрак. Скоро отовсюду стали поступать подобные известия. В некоторых местах это явление видели раньше, чем в Европе, но до извержения Кракатау оно нигде не наблюдалось.

После взрыва Кракатау произошло обрушение кровли подземной полости, откуда была выброшена эмульсин магмы. Такая воронкообразная впадина с обрушенными, изрезанными краями получила наименование кальдеры. Слово это португальское и в переводе обозначает котел. Впервые применительно к вулканам использовал его 150 лет назад известный ученый, геолог Леопольд фон Бух, назвав так огромный вулканический кратер на острове Пальме Канарского архипелага. С тех пор к кальдерам стали относить и все крупные отрицательные формы (впадины) вулканического рельефа.

Кальдеры бывают разного генезиса. X. Вильямс разделяет их па две главные группы: эксплозивные (взрывные) и образующиеся вследствие обрушения. Наиболее распространена вторая группа — кальдеры типа Кракатау, Катмай, Килауэа.

Эксплозивная кальдера образуется в результате взрыва. Так возникла в 1888 г. кальдера вулкана Бантай в Японии. После тысячелетнего перерыва в течение минуты произошло до 20 взрывов. Было выброшено более кубического километра породы. Вершина и значительная часть северного склона вулкана разрушились, возникла подковообразная впадина площадью 3,5 км². Внутри образовавшегося амфитеатра обнаружилось испускающее пары жерло вулкана в виде трещины, через которую поступал раскаленный материал.

Иначе образуется кальдера обрушения, примером которой может служить Кракатау.

Изучение геологического строения вулкана Кракатау, проведенное в последнее столетие, позволяет сейчас достаточно полно восстановить историю его развития. Общий вид современной кальдеры, возникшей после взрыва, изображен на рис. 10. Кальдера вулкана Кракатау поперечником в 7 км ограничена тремя главными островами — Раката, Ланг и Ферлейтен.

Рис. 10. Кальдера Кракатау: 1 — четвертичные и современные осадки; 2 — базальты Ра каты; 3 — тридимитовые базальты; 4 — границы суши до 1883 г.; 5 — главные трещины; 6 — изоглубины дна

Образовавшаяся после взрыва кальдера Кракатау состоит из двух бассейнов. Меньший из них расположен между островами Ланг и Ферлейтеп и достигает глубины 70 м с двумя углублениями по 120 м. Вторая, более крупная, впадина размещается южнее. Ее максимальная глубина 279 м.

В истории формирования кальдеры Кракатау различают четыре периода (рис. 11). Первоначально существовал вулканический конус, возвышавшийся над уровнем океана приблизительно на 2000 м. Он был сложен так называемым древним андезитом, из которого состоят Ланг и Ферлейтеи. Этот период закончился обрушением центральной части древнего конуса, от которого остались три небольших островка на периферии кальдеры. Когда это произошло, доподлинно неизвестно. Но вот в «Книге королей», представляющей летопись острова Ява, содержится описание извержения горы Капи. «В 338 г. Сака (т. е. 416 г. н. э.) из недр горы Батувара (иначе называемой Пулосари, являющейся потухшим вулканом в районе Бантена, ближайшем к Зондскому проливу) послышался громовой гул, на который ответил такой же гул, исходивший из недр Капп, расположенной западнее современного... Бантепа. Огромный ослепительный огонь, достигший неба, вырвался из горы Капи. Весь мир содрогнулся. Гремел гром, разразился шторм, пошел дождь. Но от этого дождя извержение огня из горы Капп не только не уменьшилось, но и увеличилось. Гул был ужасающим. В конце концов, гора Канн взорвалась на куски с громадным шумом и погрузилась в глубь Земли.

Рис. 11. Последовательные стадии образования кальдеры Кракатау (по Э. Булларду): 1 — первичный андезитовый конус; 2 — после взрыва, сопровождавшегося обрушением; 3 — рост базальтового купола Раката; 4 - перед катастрофой 1883 г.; 5 — после катастрофы

Морская вода поднялась и затопила сушу. Местность от горы Батувара на восток до горы Годе (Камула), и на запад, до горы Раджабаса (самый южный вулкан о. Суматра, расположенный в местности Лампунг...), была затоплена морем. Жители северной части местности Сунда вплоть до горы Раджабаса утонули и были смыты вместе со всем их имуществом.

После того как вода спала, гора Капи и её окрестности оказались па морском дне» (С. Л. Соловьев, Ч. Н. Го. Каталог цунами на западном побережье Тихого океана. М., «Наука», 1974 стр. 201 ).

Это описание очень напоминает извержение Кракатау в 1883 г. и относится примерно к тому же району, поэтому вполне возможно, что в этом событии рассказывается о разрушении древнего вулканического конуса в кальдере Кракатау, произошедшем в IV в. п. э., т. е. приблизительно за полторы тысячи лет до последующего гигантского взрыва.

Во второй период развития кальдеры Кракатау па ее юго-восточной части возник конус Раката, сложенный преимущественно базальтами.

В третий период образовались еще два небольших андезитовых конуса — Данан в центре кальдеры и Пербуатан на севере. Все три возникших конуса, вместе взятые, образовали сравнительно крупный остров размером 5×9 км. В 1670 г. из жерла Пербуатана излился поток лавы андезитового состава, после чего в течение 200 лет Кракатау молчал.

Четвертый период в жизни Кракатау — катастрофа в 1883 г., когда произошло изменение рельефа морского дна, возникли новые острова, а прежние увеличились в размере. На месте развалин Кракатау продукты извержения образовали площадь в 5 км², остров Ланг увеличился на 0,3 км², а остров Ферлейтон — более чем на 8 км². Один островок скрылся — вероятно, он был размыт волнами. Здесь же появились острова Стреера и Кальмейера; первый из ниx занял пространство в 3 км², а второй — в 4 км². Оба они выступили над поверхностью моря только па несколько метров, по вскоре опять исчезли под водой.

Последняя стадия развития кальдеры Кракатау (после 4883 г.) связана с ростом нового вулканического конуса Анак-Кракатау (Дитя-Кракатау), начавшимся в конце 1927 г. Извержения его происходили в начале 50-х годов и позднее. Так в 1960 г. Анак-Кракатау выбрасывал тонкий пепловый материал и обломки до 2 м в поперечнике с интервалом от 5 до 10 мин. Три года спустя были замечены исчезновение кратерного озера и рост внутреннего конуса.

Хотя и менее активно, вулкан Кракатау продолжает жить в настоящее время. Над кратером поднимается на несколько сот метров вверх столб дыма, а по ночам видны выбросы раскаленных газов.

Образование кальдеры Кракатау объяснялось по-разному. Некоторые ученые предполагали, что кальдера возникла в результате гигантского взрыва и представляет не что иное, как взрывную воронку, напоминающую до некоторой степени воронку от взрыва фугасной бомбы. Однако сейчас большинство исследователей склоняется к выводу, что кальдера Кракатау появилась вследствие обрушения кровли вулканической камеры, вызванного удалением из этой камеры огромных объемов вулканического материала. В этом отношении образование кальдеры несколько напоминает обрушение земной поверхности под горными выработками, из которых удалена порода.

Подтверждением последней точки зрения служат повторные промеры кальдеры Кракатау. Измерения, произведенные в 1923 г., т. е. спустя 40 лет после катастрофы, показали, что в двух местах, отличавшихся наибольшими глубинами, произошло углубление дна с 162 и 210 до 179 и 274 м. В других местах глубины возросли с 80 до 250 м и т. д. Анализ продольного профиля через кальдеру показал, что опускание дна произошло не в виде конических поверхностей скольжения, а почти вертикально. Причиной таких перемещений считают уменьшение объема подземной камеры вследствие кристаллизации оставшейся магмы или ее перемещение к новому жерлу вулкана Анак-Кракатау, начавшего извергаться в 1927 г. Возможно также, что это следствие «приспособления» приповерхностных блоков к новому подземному рельефу опорожненной вулканической камеры.

В 1815 г. на острове Сумбава произошло грандиозное извержение вулкана Тамбора, который проснулся в 1812 г., когда были замечены первые струи газов близ вершины вулкана. 5 апреля 1815 г. гул взрывов разнесся на 1400 км п все небо покрылось зловещей черной нелепой. Лавины пепла обрушились не только на остров Сумбаву, по и па Ломбок, Бали, Мадуру и Яву. Новые пароксизмы были отмечены 10, 11 и 12 апреля, когда взрывы ощущались на расстоянии 1800 км от Тамборы. В воздух поднялись колоссальные массы пепла, песка п вулканической пыли. Кромешная тьма в течение трех дней повергала в ужас миллионы людей на территории, равной Франции. Из кратера на расстояние более 40 км выбрасывались камни весом до 5 кг. На острове Ломбок слой пепла достигал 60 см. Цветущие сады и поля превращены были в безжизненную пустыню.

Высота горы первоначально была 4000 м. После извержения она уменьшилась до 2850 м. Более 100 км³ горных пород было обращено в пыль и выброшено в атмосферу. Па месте исчезнувшей вершины возник огромный кратер размером 6×6,5 км и глубиной 700 м. Кальдера вулкана Тамбора при своем зарождении погубила 92 тыс. жизнен.

Извержения Безымянного, Тамбора и в особенности Кракатау интересны для пас в том отношении, что дают достаточно полное представление о характере вулканических катастроф. Эти наиболее впечатляющие свидетельства современной геологической жизни планеты оказываются явлениями длительными, сложными и многообразными. Извержения растягиваются на многие месяцы, а колоссальные взрывы длятся по нескольку дней.