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.