В феврале 1942 года мексиканский фермер по имени Дионисио Пулидо
услышал на своём кукурузном поле громыхание.
Звук, однако, доносился не с неба.
Он вырывался из огромного разлома,
откуда шёл столбом дым и вылетали крупные камни.
Этот излом впоследствии назовут вулканом Парикутин,
и в течение последующих девяти лет
его лава и пепел покроют собой площадь в 200 квадратных километров.
Но как возник этот новый вулкан
и что именно стало причиной его непредсказуемого извержения?
История любого вулкана начинается с магмы.
Зачастую эта расплавленная твёрдая порода образуется в местах, где вода из океана
просачивается в мантию Земли
и понижает температуру плавления в этом слое.
Образующаяся в результате магма остаётся под поверхностью Земли
благодаря тонкому равновесию трёх геологических факторов.
Первый — литостатическое давление.
Это масса земной коры, давящей сверху на магму.
В противоположном направлении давит второй фактор — магмастатическое давление.
Противостояние этих двух сил влияет на третий фактор —
прочность горных пород земной коры.
Обычно горные породы достаточно монолитны и тяжелы,
для того чтобы держать магму под землёй.
Однако когда равновесие нарушается, последствия могут быть разрушительными.
Одной из наиболее частых причин извержения вулканов
является повышение магмастатического давления.
В магме содержатся различные вещества и соединения,
многие из которых растворены в расплавленной породе.
При достаточно высоких концентрациях такие компоненты, как вода или сера,
перестают растворяться и образуют пузыри газа под высоким давлением.
Достигнув поверхности,
эти пузыри стремительно вырываются наружу.
А когда разом взрываются миллионы пузырей,
их энергии хватает на то, чтобы шлейф пепла растянулся до стратосферы.
Но перед тем как вырваться наружу, они ведут себя как пузыри СО2 в минералке.
От их наличия плотность магмы снижается
и растёт её выталкивающая сила сквозь слои земной коры.
Многие геологи полагают, что в результате именно такого процесса
и произошло извержение вулкана Парикутин в Мексике.
Известны две естественные причины возникновения пузырей.
Иногда из глубин земли поступает новая магма,
в результате чего в расплавленный состав примешиваются соединения газов.
Но пузыри также начинают формироваться и при остывании магмы.
В текучем состоянии магма — это смесь растворённых газов и расплавленных пород.
По мере застывания минералов некоторые из них образуют кристаллы.
Данный процесс не затрагивает содержащихся в магме газов,
в результате чего возникает высокая концентрация соединений,
в которых образуются имеющие взрывную силу пузыри.
Но не все извержения происходят из-за роста магмастатического давления,
иногда риск создаётся уменьшением массы твёрдых пород над слоями магмы.
Из-за оползней происходит сход огромных массивов пород,
создающих литостатическое давление на магматическую камеру,
что может спровоцировать извержение вулкана.
Данный процесс получил название «разгрузка»,
и из-за него произошло несколько извержений,
в частности катастрофическое извержение Сент-Хеленс в 1980 году.
Однако «разгрузка» может происходить и в течение длительного периода времени
в связи с эрозией и таянием ледников.
Многие геологи всерьёз обеспокоены, что вызванные изменениями климата
таяния ледников могут спровоцировать рост вулканической активности.
Также извержения случаются, когда слои твёрдых пород теряют свою прочность
и более не в состоянии удерживать магму.
В результате процесса, названного гидротермальным метаморфизмом,
жар и едкие газы, выделяющиеся из магмы, приводят к коррозии пород
и постепенному превращению твёрдых камней в мягкую глину.
Уровень твёрдых пород может ослабевать под действием тектонической активности.
Из-за землетрясений возникают изломы, и через них магма выходит на поверхность,
а земная кора становится тоньше
по мере взаимного отдаления друг от друга континентальных плит.
К сожалению, даже вооружившись знаниями о причинах извержений,
мы не можем легко их предсказывать.
И хотя учёные могут примерно определять прочность и вес земной коры,
из-за глубины залегания и температур магматических камер
измерение магмастатического давления представляет большие сложности.
Но вулканологи постоянно изобретают новые технологии,
позволяющие им вторгаться в недра земли.
Прогресс, достигнутый в тепловидении, позволил учёным
обнаруживать подземные магматические очаги.
При помощи спектрометров можно изучать газовый состав магмы,
а лазеры могут отслеживать влияние потоков магмы на форму вулкана.
Будем надеяться, что все эти инструменты помогут нам понять,
как именно работают огненные жерла
и как происходят бурные извержения.