12 фактов о вулканологии

Продолжаем серию публикаций «10 фактов о…» статьей докт. геол-мин. наук, профессора кафедры петрологии геологического факультета МГУ, вулканолога Павла Плечова.

1. На Земле известно 1545 активных вулканов (тех, которые извергались хотя бы однажды за последние 10 тыс. лет). Международный каталог вулканов поддерживается Смитсониановским институтом, который обеспечивает открытый доступ к каталогу по адресу http://volcano.si.edu.

2. Ежегодно на Земле извергается около 60-80 вулканов. В последнее десятилетие наиболее «урожайным» был 2008 год, в который произошли извержения на 78 вулканах. В 2009 и 2010 гг. извержения зафиксированы на 68 и 69 вулканах соответственно. В текущем 2011 году уже извергалось 38 вулканов, в том числе 4 на Камчатке (Россия). В каждый отдельный момент примерно 17-20 вулканов на Земле находится в стадии извержения.

3. Для отдельного извержения может быть измерен объем вулканических продуктов. Для сравнения различных типов извержений его пересчитывают на объем плотных пород (лав), и по нему оценивается сила извержения. Сила извержений имеет немного нарушенную логарифмическую шкалу (VEI): 0 — извержения с объемом менее 10 тыс. м3, 1 — до 1 млн м3, 2 — до 10 млн м3, и далее каждая следующая ступень соответствует увеличению объема на порядок. За последние 10 тысяч лет сила извержений не менее 6 раз достигала 7 (последнее такое извержение было в 1815 г. на вулкане Тамбора). Последнее извержение с силой 8 было на вулкане Таупо около 26 тыс. лет назад.

4. Время отдельного извержения колеблется от первых минут до десятков лет. Среднее время извержений — около 50 дней, большинство извержений не длится более 100 дней. При этом известно около 15 вулканов, которые извергаются практически непрерывно уже более 30 лет.

5. Самая распространенная вулканическая порода — базальт, однако известны сотни других вулканических пород. Крупнейшие кальдерообразующие извержения обычно связаны с риолитовой магмой, при этих извержениях часто формируются игнимбриты. Для Везувия характерны лейцитовые фонолиты, для Этны — трахибазальты. При извержении Эйяфьятлайокудля в 2010 г. первая фаза извержения была базальтовой, а распространявшийся в сторону Европы пепел имел трахиандезитовый состав.

6. Глобальной причиной вулканизма на Земле является турбулентная конвекция мантийного вещества, приводящая к подъему горячих блоков мантии, перемещению литосферных плит и затягиванию блоков земной коры в мантию. Эти процессы перемещения блоков с контрастной температурой и химическим составом создают условия для частичного плавления вещества. Подавляющее количество вулканов приурочено к границам литосферных плит (зонам спрейдинга и зонам субдукции).

7. Вулканические формы проявлены на многих небесных телах Солнечной системы. Лунные моря (темные области на Луне, видимые невооруженным взглядом с Земли) сложены лунными базальтами, которые изливались на поверхность более 1 млрд лет назад. На Марсе существует огромное вулканическое плато Фарсида, в пределах которого обнаружены крупнейшие из известных в Солнечной системе вулканов. Действующие вулканы вне Земли обнаружены только на спутнике Юпитера — Ио.

8. Основные последствия извержений заключаются в уничтожении растительности в областях, где выпал вулканический материал более 3 см мощности. В первые дни и недели после извержения часты кислотные дожди, которые могут приводить к заражению местности (например, фтором). Часть вещества при извержении попадает в верхние слои атмосферы и вызывает понижение температуры за счет экранирующего эффекта. Диоксид серы в верхних частях атмосферы формирует сульфатные аэрозоли, которые стабильны в этих условиях и вызывают похолодание. Среднегодовая температура по Земле в результате сильного извержения может опуститься на доли градуса в течение 1-2 лет.

9. В истории Земли зафиксированы короткие периоды (менее 1 млн лет), за которые изливалось около 1 млн км3 преимущественно базальтовой лавы. Эти излияния полностью покрывают площади от 100 тыс. км3 до нескольких млн км3. По времени эти периоды совпадают с массовыми вымираниями видов на Земле. К примеру, 250-251 млн лет назад на существенной части Сибири были сформированы Норильские (Сибирские) траппы. Сейчас они занимают площадь около 2 млн км2, а первоначально могли занимать около 7 млн км2. К этому же времени приурочено глобальное пермско-триасовое вымирание, при котором полностью исчезло около 90% живших в то время видов.

10. Первая вулканологическая обсерватория появилась на вулкане Везувий в 1841 г. (Италия). В начале XX века вулканологические обсерватории были созданы в США, Японии, Индонезии и других странах. Сети вулканологических обсерваторий быстро объединились в национальные вулканологические службы. В России в 1935 г. была открыта вулканостанция в пос. Ключи, которая в 1943 г. трансформировалась в Лабораторию вулканологии АН СССР в г. Москве, а в 1962 г. превратилась в Институт вулканологии СО АН СССР в Петропавловске-Камчатском. Сейчас это Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском. Вулканологической службы в России до сих пор нет.

11. Вулканология, как любая наука об объекте, находится на стыке многих научных направлений — петрологии, сейсмологии, геоморфологии, биологии, климатологии и др. По классификатору ВАК, существует только специальность «петрология, вулканология». Такая ситуация в России сложилась исторически, так как первые российские вулканологи Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А.Н. Заварицкий, Б.И. Пийп, С.И. Набоко были петрографами.

12. Вулканология — одна из самых редких специальностей (входит в пятерку по версии Центра тестирования психологического факультета МГУ — www. proforientator.ru/index.php?id=522:5). Стать вулканологом в России непросто, так как нет ни одного учебного заведения, в котором готовили бы специалистов этого направления. В Московском университете вулканологическая тематика есть на кафедре петрологии геологического факультета, на кафедре геоморфологии и палеогеографии географического факультета и на отделении механики механико-математического факультета. Школьники могут начать получать знания, необходимые вулканологам, в геологической школе МГУ (http://geoschool.web.ru), в которой проводятся бесплатные занятия два раза в неделю, и в открытом лектории геологического факультета МГУ, который начнет свою работу с октября 2011 г.

См. также расшифровку публичной лекции П. Плечова «Испепеляющая красота: вулканы и вулканологи» на сайте «Полит.ру»: www.polit.ru/science/2011/03/14/plechov.html