Повышенная активность супервулкана Йеллоустоун – повод для тревоги

В представлении большинства людей вулкан – это конусообразная гора, на вершине которой имеется кратер в форме воронки, и её жерло ведёт в недра Земли. Типичными примерами таких вулканов могут служить Фудзияма в Японии или Килиманджаро в Танзании, всего же на нашей планете их около десяти тысяч. Однако существуют и вулканы иного типа: они не образуют гор. Эти вулканы проявляют себя одним мощным взрывом, при котором наружу единовременно выбрасывается гигантское количество магмы, после чего приповерхностные породы на значительной территории обрушиваются в опустевший магматический очаг, оставляя после себя на поверхности огромный провал, – так называемую кальдеру. Именно к такому типу относится и самый крупный на американском континенте и один из крупнейших на нашей планете супервулкан, расположенный в Йеллоустоунском национальном парке в США, в штате Вайоминг. Этот парк, площадь которого составляет почти 9 тысяч квадратных километров, раскинулся на плато в окружении хребтов Скалистых гор на высоте около 2400 метров над уровнем моря. Помимо живописных пейзажей, озёр, рек, водопадов, каньонов и пещер, богатой флоры и столь же богатой фауны, здесь имеется 3 сотни гейзеров и почти 10 тысяч разнообразных геотермальных источников. Короче говоря, вулканическое происхождение Йеллоустоуна никогда не вызывало сомнений, однако учёные долго не могли найти сам вулкан – ни горы, на кальдеры. И лишь в конце 60-х годов, получив фотографии со спутников, они поняли, в чём дело: практически вся территория парка – а это 102 километра в направлении север-юг и 87 километров в направлении восток-запад – и является гигантской кальдерой, образовавшейся в результате последнего извержения. Роберт Смит (Robert B. Smith), профессор геологии и геофизики Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити, говорит:

За минувшие два миллиона лет в Йеллоустоуне произошло три сверхмощных извержения, и каждое такое извержение превращало полконтинента в пустыню. Помимо этого, за то же время имели место три десятка более слабых извержений, при которых наружу выбрасывалось не всё содержимое магматической камеры, а только часть скопившейся магмы, так что лава покрывала толстым слоем «всего лишь» сотню-другую квадратных километров.

Последнее суперизвержение Йеллоустоунского вулкана произошло около 640 тысяч лет назад. Оно было самым слабым из трёх, но всё же в 1000 раз сильнее извержения вулкана Святой Елены в штате Вашингтон в 1980-м году, а между тем этот взрыв, укоротивший гору на 400 метров и превративший всю округу в безжизненную пустыню, был в 500 раз мощнее атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Получается, что последнее извержение Йеллоустоунского вулкана, образовавшее нынешнюю кальдеру, превосходило по мощности взрыв бомбы в Хиросиме в 500 тысяч раз. Человеческое воображение не в силах представить себе масштаб этого катаклизма. Самое мощное извержение из относительно недавних – это взрыв вулкана Кракатау на одноимённом индонезийском острове в Зондском проливе между Явой и Суматрой в 1883-м году. Звук этого взрыва несколько раз облетел земной шар, в атмосферу на высоту до 80-ти километров было выброшено 19 кубических километров пепла, цунами высотой в 40 метров унесло 36 тысяч жизней, – но всё это сущие пустяки по сравнению с последним – а возможно, и с предстоящим – извержением Йеллоустоунского вулкана. Так что специалисты с огромным интересом следят за его поведением. Профессор Смит поясняет:

Благодаря высокоточным данным, поступающим со спутников навигационной системы «GPS» и с радиолокационного спутника «EnviSat», мы установили, что с конца 2004-го года Йеллоустоунская кальдера поднялась на 18 сантиметров. Это касается юго-западной её части.

Правда, в последние несколько недель этот процесс слегка замедлился, но всё равно, за все 80 лет, что здесь ведутся измерения, поверхность кальдеры никогда ещё не вспучивалась с такой скоростью. Хотя сам факт подъёма особой тревоги у учёных не вызывает:

Повсюду в мире кальдерам свойственно то подниматься, то опускаться. Они словно живые и как будто дышат. Тот же процесс мы наблюдаем и в кальдере Лонг-Вэлли на севере Калифорнии, и на Флегрейских полях близ Неаполя. Но то, что Йеллоустоунская кальдера делает сейчас особенно глубокий вдох, это очевидно: все предыдущие десятилетия она поднималась со скоростью 2 сантиметра в год, а в последние 3 года скорость составляет 7 сантиметров в год.

Всё дело в том, что Йеллоустоун находится над гигантским горячим пятном – очагом расплавленной магмы. Чрезвычайно горячая, но благодаря гигантскому давлению твёрдая горная порода столбом поднимается с очень большой глубины и почти достигает поверхности, образуя так называемый плюм. Здесь давление несколько ниже, и порода плавится, образуя жидкую магму. Но на поверхность она не выходит, а накапливается в огромном подземном резервуаре. Эта магматическая камера простирается в длину и в ширину на 70, а в глубину – на 13 километров, то есть достигает в объёме 64-х тысяч кубических километров. Давление в этом очаге столь велико, что земная кора над магматической камерой приподнята примерно на полкилометра по сравнению с тем, где она находилась бы, если бы очага магмы здесь не было. Все известные на сегодняшний день активные плюмы – а их на нашей планете около 30-ти – расположены под тонкими океаническими плитами, и только Йеллоустоунский плюм каким-то образом нашёл канал в гораздо более толстой материковой плите. Но именно этой особенностью и предопределяется взрывообразный характер извержений Йеллоустоунского вулкана. Профессор Смит говорит:

Магматическая камера под Йеллоустоунским парком – не просто огромная каверна, полость в земной коре, а некая сложная структура наподобие губки, в которой часть пород находится в твёрдом, а часть – в жидком состоянии. Нам это известно благодаря сейсмологическим наблюдениям. Сейчас эта губка наполняется свежей магмой, что и приводит к ускоренному подъёму кальдеры.

Прежде всего, это говорит о том, Йеллоустоун – вулкан действующий, пусть и дремлющий, но не потухший. Расчёты показывают, что он извергается примерно раз в 600 тысяч лет. Таким образом, очередное извержение давно назрело. Но, с одной стороны, назрело по геологическим меркам вполне может означать, что оно произойдёт ещё через 3 или 5 тысяч лет. С другой стороны, оно может и вовсе не произойти: закономерность, имевшая место в прошлом, вовсе не обязательно продолжает действовать и сегодня. Кроме того, никто не может сказать, какие явления следует считать предвестниками приближающегося извержения. Если землетрясения, то они, хотя и слабые, происходят здесь постоянно. Если аномалии в поведении гейзеров, то они и так ведут себя непредсказуемо. Но так или иначе, большинство вулканологов склонны полагать, что непосредственной опасности катастрофического извержения на сегодня нет, – говорит профессор Смит:

Это в высшей степени маловероятно. Количество относительно сильных, то есть ощутимых человеком без специальной аппаратуры, землетрясений даже сократилось. Я бы сказал, Йеллоустоун не просыпается, а просто ворочается во сне.

Впрочем, о процессах, протекающих в недрах Земли, наука знает пока явно недостаточно, чтобы делать достоверные прогнозы. Вулканологи – едва ли не худшие предсказатели среди учёных всех специальностей. Пожалуй, только с предсказанием землетрясений дело обстоит ещё безнадёжнее.

А теперь – о другом загадочном явлении. Наверное, многие из вас ещё помнят сенсационные газетные сообщения трёхлетней давности под заголовками типа «Полтергейст ворвался в жизнь сицилийского городка». Речь в них шла о том, что в небольшом, насчитывающем всего 150 тысяч жителей, городке Каннето ди Карония в Сицилии, между Палермо и Мессиной, был зарегистрирован целый ряд случаев беспричинного самовозгорания электроприборов – микроволновых печей и холодильников, стиральных машин и кофеварок, тостеров и домофонов, телевизоров и электросчётчиков. Затем дело дошло до мебели, портьер, одежды, автомобилей и мотороллеров. Первое время никто в душераздирающие рассказы жителей городка не верил, и им, чтобы привлечь внимание властей к своим проблемам, пришлось перекрыть местную ветку железной дороги. Потом к месту событий ринулись съёмочные группы телевидения. Когда полиция и пожарная охрана не обнаружили никаких признаков поджогов, а случаи самовозгорания не прекратились даже после того, как энергетическая компания «Enel» обесточила весь городок, за дело взялись учёные и эксперты самых разных специальностей. Одни замеряли мощность местных ретрансляторов сотовой телефонной связи, другие анализировали сейсмическую и вулканическую активность здешних недр, третьи искали геофизические аномалии, четвёртые изучали влияние проходивших поблизости электричек, пятые пытались выявить взаимосвязь между самовозгоранием и атмосферным электричеством. Ряд католических священников выступили с заявлением, что здесь не обошлось без нечистой силы и что для изгнания сатаны необходимо привлечь опытных экзорцистов. Однако и те ничего поделать не смогли. Живописный городок постепенно пустеет: часть жителей эвакуировали власти, многие семьи покинули опасную местность сами. Франческо Венерандо (Francesco Venerando), сотрудник Службы гражданской защиты в Палермо и координатор проекта «Каннето», говорит:

Речь идёт об очень сложных явлениях, касающихся, прежде всего, бытовой техники. С 2005-го года она нередко самовозгорается, даже если не подключена к электросети. То есть короткое замыкание в качестве причины можно смело исключить. Мы это проверили самым тщательным образом. Мы даже видели, как обычные электросчётчики плавятся изнутри, будто под действием очень высоких температур.

Специальная правительственная комиссия, созданная для расследования этого загадочного феномена, привлекла к работе не только местных учёных. Вот уже несколько месяцев феномен изучают и эксперты НАСА. И вот теперь комиссия опубликовала свой первый промежуточный отчёт. В его составлении принимал участие и Франческо Венерандо:

Мы можем со всей определённостью сказать лишь одно: влияние наземных факторов, будь то техногенного или природного характера, в качестве причины этого феномена можно исключить. На сегодняшний момент мы исходим из того, что наблюдаемые явления вызваны электромагнитным излучением, проявляющимся спорадически.

Но что это за излучение? Геологи и физики, участвующие в проекте, туманно говорят о некоем неприродном подземном источнике электромагнитных волн. Произведённые учёными измерения и расчёты на основе компьютерного моделирования позволили определить, какими параметрами должно обладать это загадочное подземное излучение, чтобы вызывать наблюдаемые эффекты. Получилось, что речь идёт об излучении сверхвысокой частоты – от трёхсот мегагерц до одного гигагерца, – а его источником должен быть либо лазер, либо термоядерный реактор мощностью от 12-ти до 15-ти гигаватт. Ничего подобного не существует пока ни в одной лаборатории мира. В отчёте хоть и не говорится прямо, что виновники всего этого безобразия – инопланетяне, но отмечено, что неподалёку от городка обнаружена поляна с выгоревшей травой, которая может указывать на недавнее приземление здесь летающей тарелки. Примечательно, однако, что, помимо возгорания бытовых предметов и транспортных средств, никаких других эффектов от воздействия сверхмощного электромагнитного излучения пока не выявлено. В ближайшие месяцы группа медиков постарается выяснить, влияет ли это загадочное излучение на здоровье местных жителей. Пока же весь промежуточный отчёт сводится, по сути дела, к одному тезису: феномен вызван неизвестными силами, способными генерировать огромную энергию.

И в заключение передачи – об открытии, которое сделала международная группы астрофизиков, изучающих происхождение космических частиц сверхвысоких энергий. Эта группа, объединяющая учёных из 17-ти стран, работает в крупнейшей в мире обсерватории имени Пьера Оже (Pierre Auger), расположенной на плато Пампа-Амарилья на западе Аргентины. Британский физик Алан Уотсон (Alan Watson), профессор университета в Лидсе, излагает суть открытия так:

Мы полагаем, что источником этих космических частиц являются активные галактические ядра – сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик по соседству с нами, то есть на расстоянии до 300 миллионов световых лет. По космическим меркам это не так уж далеко. Чёрные дыры в этих галактиках в миллиард раз превосходят по массе наше Солнце. Мы полагаем, что энергия этих дыр каким-то образом передаётся космическим частицам.

Обсерватория имени Пьера Оже занимает огромную территорию и представляет собой размещённые на расстоянии в полтора километра друг от друга большие цилиндрические резервуары с водой – 2 метра высотой и 3 метра в диаметре. В общей сложности их 1400 штук. Космические частицы сверхвысоких энергий составляют ничтожную долю в общем объёме космического излучения, однако именно они и представляют для учёных главный интерес. Профессор Уотсон говорит:

Эти космические частицы обладают энергией теннисного мяча, летящего со скоростью сто километров в час. Влетая в атмосферу Земли, такая частица на высоте в несколько десятков километров сталкивается с каким-нибудь из атомов воздуха, в результате чего возникает целый каскад новых частиц. По мере приближения к поверхности Земли этот поток нарастает и на Земле покрывает уже площадь в 20 квадратных километров. Если эти частицы попадают в наши резервуары с водой, возникают специфические минивспышки, которые мы регистрируем. Сопоставляя данные, поступающие от разных резервуаров, мы можем вычислить направление, из которого прибыл весь этот поток частиц, и какова была энергия космической частицы, его породившей.

Профессор Уотсон работает в Аргентине уже три года и за это время наблюдал почти миллион таких потоков, но почти все они были следствием попадания в атмосферу космических частиц с относительно низкой энергией. Ведь частицы действительно сверхвысоких энергий попадают на площадь в один квадратный километр в среднем лишь раз в сто лет. Потому-то обсерватория имени Пьера Оже и занимает территорию почти в три тысячи квадратных километров. И всё же работа здесь требует, прежде всего, терпения:

Наши выводы касательно происхождения частиц сверхвысоких энергий базируются на наблюдении всего лишь 27-ми частиц. Кому-то это число может показаться очень маленьким, но открытый нами эффект выражен настолько ярко, что нам хватило и половины наблюдений, чтобы увидеть: источник частиц – активные галактические ядра. А дальнейшие наблюдения только подтвердили этот вывод.