Глава тринадцатая

Отличительной чертой активности Этны является ее непрерывный характер: лава мирно изливается из жерл, расположенных иногда у самого основания северо-восточной бокки, иногда на несколько километров дальше и на сотни метров ниже, причем дегазация магмы имеет место на вершине. Уже в течение трети века я наблюдаю за Этной, стараясь делать это как можно чаще, и за это время она действовала таким образом на протяжении примерно двадцати лет, то есть около двух третей указанного периода. В первую очередь здесь надо отметить чрезвычайно длительный период, который начался в середине 50-х годов и продолжался вплоть до извержения 1971 г. с небольшим перерывом (менее двух лет), связанным с мощным извержением 1964 г. Я уже упоминал, что за это время образовались напластования лавы толщиной более 200 м; ныне они служат как бы цоколем северо-восточной бокки.

Затем наступила трехлетняя передышка, после чего вновь начались извержения того же характера, на сей раз около Пунта-Лючии, то есть на несколько сот метров ниже, чем в 1955-1971 гг. В это же время газы выходили, и весьма бурно, все из того же северо-восточного кратера. Я предполагал, что подобная активность опять продлится не меньше десяти, а то и двадцати лет, но когда я вновь приехал к Этне после неприятного перерыва, связанного с суфриерским скандалом, меня ждало разочарование. Этна превратилась в "обыкновенный" вулкан, у которого периоды активности короче периодов спокойствия в противоположность постоянно действующим.

Оговоримся "обыкновенный" в данном случае значит один из необыкновенных и очень редких вулканов, действующих непрерывно или почти непрерывно, а среди тысяч современных потенциально активных вулканов таковых наберется не более двух дюжин. Кстати сказать, случается, что "необыкновенный" вулкан становится вполне "нормальным", равно как ничем не примечательный ранее вулкан может вдруг перейти в категорию "необыкновенных", действующих постоянно.

В эту немногочисленную категорию входят вулканы, обладающие непрерывной умеренно эксплозивной активностью, вулканы, имеющие постоянное лавовое озеро, а также вулканы непрерывного эффузивного действия. Среди вулканов, активность которых носит почти непрерывный и умеренно эксплозивный характер, следует назвать Стромболи на Липарских островах, Семеру на Яве, Суванозе в Японии, Яуэ на Новых Гебридах, Сантьяго в Никарагуа... Кроме того, с 1631 по 1944 г. работал Везувий, а с 1770 по 1957 г. - Исалько в Сальвадоре.

Первым из вулканов, обладающих постоянным лавовым озером, стал известен Килауэа, открытый в 1823 г. на Гавайях, однако он лишился своего озера при извержении 1924 г. Открытое в 20-х годах озеро вулкана Ньямлагиры в Заире пропало во время извержения 1938 г. Озеро его ближайшего соседа, вулкана Ньирагонго, ждало своего открывателя двадцать лет - до 1948 г., в 1977 г. оно в течение 20 мин полностью ушло в трещины, внезапно открывшиеся в массе конуса, с тем чтобы вновь возникнуть в 1982 г. Далее следует отметить открытие в 50-х годах озера вулкана Михара (Япония), Эрта-Але в Эфиопии (1969) и Эребуса в Антарктике (1973). Два последних, а также озеро Ньирагонго мне особенно дороги, так как я принимал участие в работе групп, вначале открывших, а затем изучавших эти озера.

Наконец, к третьей категории относятся непрерывно действующие вулканы, чья активность носит эффузивный характер и длится в течение долгого периода. Здесь следует различать вулканы с вязкими кислотными и с жидкими основными лавами. К первым я отношу Мерапи (Ява) и Сантьягито, родившийся в Гватемале в 1922 г. Во второй группе имеется один-единственный вулкан - Этна.

По характеру своей деятельности он действительно уникален. Однако есть и другие уникальные вулканы - по той или иной характеристике, например по химико-минералогическому составу своей лавы. Таковыми являются Везувий, Ньирагонго и Эребус, таков танзанийский вулкан Олдойнио Ленгаи, единственный в мире, извергающий не силикатную, а карбонатную лаву... Кстати, я пока ни слова не сказал о составе лавы: ничего себе забывчивость, это в тринадцатой-то главе книги о вулканах!

Карбонатиты африканского вулкана Олдойнио Ленгаи, повторяю, представляют собой абсолютно уникальный, исключительный случай, ибо все остальные вулканы на Земле извергают только лаву силикатного характера. Силикаты составляют 95% (по весу) всех известных минералов, а среди вулканических пород даже 99%. Понятно, что карбонатная лава - это самое настоящее исключение, так как в этот единственный "несиликатный" процент входят преимущественно окислы, в основном окислы железа и титана, так или иначе присутствующие в силикатных лавах.

Силикатами называются производные кремнезема. Кремнезем, или окись кремния, всем хорошо известен. В некристаллической форме это стекло, как искусственное, так и естественное. Под естественным стеклом имеется в виду обсидиан - особая лава, на четыре пятых состоящая из окиси кремния и встречающаяся несравненно реже наиболее распространенных базальтов и андезитов. В кристаллической же форме - это так называемый горный хрусталь, иначе говоря, кварц, его фиолетового цвета разновидность называется аметистом. Кремнезем, кристаллический или аморфный, самый распространенный минерал на свете. Это объясняется чрезвычайной прочностью химической связи в молекуле SiO2 одного атома кремния с двумя атомами кислорода. А эти два элемента встречаются в составе земных минералов намного чаще, чем все остальные: их в земле три четверти. Вот состав в процентах: кислород более 46, кремний около 28, алюминий - 8, железо - 5, кальций - 3,6, натрий - 2,8, калий - 2,6, магний - 2,1, титан - 0,4...

Валентность кремния четыре, а кислорода - два. Поэтому каждый атом кислорода фиксирует по две валентности кремния, и такой союз является одним из наиболее прочных в природе. Что касается силикатов, то это комбинации молекулы SiO4, с другими атомами или молекулами. Действительно, поскольку в этой молекуле четыре валентности атома кремния фиксируются не двумя, а четырьмя атомами кислорода, то у каждою атома кислорода остается по одной свободной связи, а всего их в молекуле четыре. Поэтому к данной молекуле могут присоединяться алюминий, железо, кальций, щелочные металлы и т. п. При этом образуется примерно семьсот кремнийсодержащих соединений. Все они делятся на пять главных семейств: полевые шпаты, слюды, роговые обманки (амфиболы), пироксены и оливины. Мы их перечислили в порядке убывания содержания кремнезема. Наиболее часто из них встречаются светлые, почти белые полевые шпаты.

С уменьшением содержания кремния растет содержание других, в основном железо-магниевых элементов, которые, замещая кремний, образуют тот или иной минерал. Чем меньше в минерале кремния, тем он тяжелее и темнее, поскольку указанные элементы отличаются от окиси кремния более высокой плотностью и менее светлой окраской.

В состав лавы входят в основном от трех до пяти различных силикатов, а также (не всегда) кварц и окислы. Лавы различаются прежде всего по содержанию кремнезема: лавы с высоким содержанием кремнезема называются кислыми (и даже сверхкислыми), с низким - основными (и также сверхосновными), между ними помещаются так называемые "средние" породы.

Кислые породы настолько богаты кремнеземом, что часть его не соединяется с глиноземом (окисью алюминия) или железо-магниевыми элементами, а остается в породе в свободном виде, то есть в форме кварца. В зависимости от размера кристаллы кварца можно увидеть невооруженным глазом, под увеличительным стеклом или под микроскопом. Неоткристаллизовавшийся кремнезем выступает в виде аморфного остаточного стекла. Основные же лавы не содержат свободного кремнезема, который целиком и полностью соединен с глиноземом, щелочными металлами и железо-магниевыми элементами. Чем меньше в минерале кремнезема, тем больше в нем, естественно, оливинов и пироксенов, весьма богатых железом и магнием. И, как я уже говорил, тем тяжелее минерал и тем ближе к черному его цвет. Верно и обратное. Я уже упоминал, что базальты встречаются значительно чаще, чем все другие виды лав вместе взятые. Именно из базальтов состоит в основном дно океанов, занимающее три четверти площади земной поверхности. И лавы нашей Этны почти исключительно базальты. Я не буду описывать тонкие различия, существующие в петрологии между разными базальтами, которых великое множество, и то значение, которое они имеют для магмы: все это описано в специальной литературе.

Надо помнить, что граница между кислыми, средними и основными породами не является чем-то непреодолимым и что переход из одной категории в другую может происходить весьма плавно. Сначала лаву относят к той или иной категории приблизительно на глаз. Потом берут лупу и ищут кристаллы, по размеру которых можно делать соответствующий вывод. Чем больше видно под лупой кристаллов, тем точнее будет вывод. Кристаллы размером порядка одного миллиметра называются фенокристаллами (от греч. phaino - являю). Они образуются за время долгого пути магмы к поверхности. Чем дольше магма путешествовала по трещинам земной коры, тем крупнее кристаллы. Основная масса породы состоит из микрокристаллов и некристаллических силикатов, то есть стекла. Микрокристаллы изучают под микроскопом, это третья стадия определения класса лавы. Что касается основной, стеклообразной массы, то ее состав определить удается только химическим путем либо физическим методом химического анализа.

Может показаться, что все это имеет мало общего с деятельностью Этны. Но это не так. Дело в том, что эруптивная активность определяется в первую очередь именно характером изливающейся магмы, а более конкретно ее вязкостью (это главная характеристика) и содержанием в ней газов (что также очень важно). Почему? Да потому, что температура плавления породы зависит от ее химического (а следовательно, и минералогического) состава; температура в свою очередь определяет вязкость, а вязкость вместе с газосодержанием определяет как эксплозивность, так и скорость и мощность лавовых потоков. То есть, собственно говоря, характер извержения. Некоторые потоки лав из риолитов, дацитов и даже андезитов с содержанием более 55% кремнезема (в риолитах его бывает до 70%) не идут дальше нескольких десятков метров - такие они густые. По той же причине они достигают значительной толщины. А вот жидкие базальты растекаются на километры и даже на десятки километров.

Однако помимо двух основных параметров, определяющих вязкость лавы, температуры и химического состава, существует еще одна важнейшая характеристика: кристалличность. Чем больше в лаве кристаллов, тем выше вязкость потока. Помню, какое удивление мы испытали в феврале 1974 г., наткнувшись на новый конус, выросший в сосновому лесу на западном склоне Этны, на полпути к вершине. Меня поразила не столько высота конуса, который за одни сутки успел вымахать метров на сто благодаря необычно интенсивной деятельности Этны (извержение поражало своей силой и яростью), сколько черепашья скорость двух непривычно толстых для Этны лавовых потоков, выползших у подножия конуса по обе его стороны. Обычно этнейские лавы проходят от одного до нескольких метров в секунду, а в некоторых (редких) случаях несутся со скоростью до 20 м/с, как это было например, во время крупнейшего извержения 1950-1951 гг. в Валле-дель-Бове. А тут я с удивлением смотрел, как лава ползет еле-еле, с трудом покрывая несколько сантиметров в секунду, подобно андезиту. Я подумал: уж не сменились ли обычные этнейские базальты андезитами?

Характер лав нередко претерпевает изменения, и порой радикальные; такое неоднократно наблюдали на различных вулканах. Случалось даже, что изменение наблюдается не от извержения к извержению, а в течение одного и того же извержения: совсем недавно мне посчастливилось присутствовать при подобном явлении. Это было на вулкане Галунггунг (Ява), в новогоднюю ночь с 1982 на 1983 г. Вулкан проснулся в апреле, и с тех пор на протяжении восьми месяцев, не прекращаясь, шло чрезвычайно активное извержение, миллионы тонн вулканического пепла извергались вверх на десятки километров. Пепел, то есть порошкообразная лава, представлял собой андезит, характерный для островных дуг, особенно для тех, что окаймляют Тихий океан. Кстати, слово "андезит" происходит от названия гор Анд.

Изрядно побушевав на десятки километров в округе, Галунггунг угомонился незадолго до Нового года. Но в самую новогоднюю ночь, когда мы - наконец-то! - добрались сюда из Франции, извержение вспыхнуло вновь. Однако характер его разительно изменился: вместо вихревых столбов темного пепла из кратера, окруженного совсем свежим, но уже поднявшимся на добрую сотню метров шлаковым конусом, вырывались остроконечные, как кипарисы, струи раскаленной лавы.

Теперь мне показалось, что, судя по характеру, извержение перешло в базальтовое. Беглый анализ шлака и бомб подтвердил это предположение: вместо андезита, характерного для данного вулкана, пошел базальт.

Девятью годами ранее на западном склоне Этны мне показалось, что происходит аналогичное изменение, но в обратную сторону вместо обычных базальтов идет андезит. Однако я ошибся. Как впоследствии на Галунггунте, я вскоре выяснил, обнаружив черные кристаллы пироксенов, а также кристаллы оливинов, имеющие желтовато-зеленый цвет с характерным жирным отливом, что речь идет все же о базальте. Правда, это был не обычный базальт: содержание кристаллов в нем было исключительно велико. В молодые годы мне не раз приходилось работать на сахарных заводах (это было сезонное производство, так как сахар вырабатывают в течение трех месяцев, пока идет уборка свеклы), и эта лава напомнила мне уваренный сахарный сироп перед центрифугированием, в процессе которого кристаллы сахара отделяются от патоки. Так же и здесь: остаточное стекло, обволакивавшее кристаллы плагиоклазов, пироксенов и оливинов, составляло примерно около одной четверти объема лавы. При этом лава, естественно, становилась гораздо гуще. Во-первых, вполне понятно, что чем больше в жидкости содержится твердых частиц, тем ленивее она будет стекать по склону. Обыкновенная грязь, например, представляет собой смесь глины с водой: чем больше глины, тем гуще грязь. Во-вторых, остаточная жидкость, в которую погружены откристаллизовавшиеся минералы, намного богаче кремнеземом и по этой причине намного гуще, чем исходная жидкая лава. Дело в том, что первыми кристаллизуются менее легкоплавкие железо-магниевые элементы, а последним наиболее легкоплавкий кварц. Оливины, пироксены, плагиоклазы, богатые железомагниевыми элементами, постепенно переходят в кристаллическую форму, в то время как остаточная жидкость лишается железа и магния и одновременно обогащается кремнеземом, все еще находящимся в жидком состоянии. Он-то и определяет вязкость.

Глядя на лаву, кристалличность которой почти приближалась к граниту, я думал: как ей удалось так сильно закристаллизоваться? Почему объем кристаллической фазы доходит до трех четвертей, а то и четырех пятых общего объема, в то время как для Этны характерна как раз обратная пропорция? Кристаллизация минералов начинается тогда, когда будущие частички кристаллов, растворенные в жидкости и свободно блуждающие, перенасыщают раствор и слипаются благодаря химическому сродству. Это происходит при изменении внешних условий, таких, как температура, гидростатическое давление, возникновение пузырьков газа, внедрение в кипящую магму молекул из вмещающих пород, например Н2О, СаО и пр.

Вот что происходит, например, с оливином, который кристаллизуется первым. Молекулы окиси кремния сближаются с молекулами окиси магния и окиси железа (или с атомами, входящими в эти молекулы), сцепляются с ними и выстраиваются в четкую кристаллическую решетку, характерную для данного кристалла. Отдельные частицы располагаются вдоль осей решетки и мало-помалу заполняют ее ячейки. Все больше и больше частиц, свободно плавающих в вязкой жидкости, присоединяется к вновь образовавшемуся твердому телу, и кристалл растет. Именно таким образом фенокристаллы, и в первую очередь наиболее "скороспелые" минералы - оливины и пироксены, достигают 10-12 мм в длину. Напротив, микрокристаллы почти не увеличиваются, потому что они образуются последними непосредственно перед тем, как остаточная жидкость, застывая, образует стекло. Ведь стекло - это не твердое тело, а жидкость, имеющая почти бесконечную вязкость. Оно, разумеется, обладает многими признаками твердого тела, за исключением самого главного - правильной и жесткой кристаллической структуры.

Очень редко случается, что излившаяся лава не успевает закристаллизоваться и застывает в виде стекла, полностью лишенного кристаллов: образуется обсидиан. Обсидианы встречаются нечасто. Мне они попадались, в частности, в кальдере вулкана Паулина (США, шт. Орегон) и на острове Липари, километрах в ста севернее Этны. На Этне же такого никогда не бывало: все ее лавы содержали некоторое количество кристаллов, погруженных в стеклообразную или микрокристаллическую среду, занимающую наибольший объем. На этот раз, однако, все было иначе. По какой причине? Я для себя объяснял это так: очевидно, выходящие ныне наружу магматические массы поднялись из глубин очень давно, когда шло одно из древних извержений Этны. То извержение закончилось, но некоторое количество магмы осталось в какой-то полости земной коры и пребывало там достаточно долго, очевидно несколько столетий. С тех пор магматический "карман" постепенно остыл, и содержавшиеся в нем кристаллы не спеша притянули к себе свои любимые атомы и молекулы и сильно разрослись за счет окружающего расплава.

Если бы подземное заключение продлилось еще, остаточная жидкость целиком превратилась бы в кристаллы и либо осталась под землей навечно в виде горной породы, либо через бог знает сколько тысяч или миллионов лет обнажилась бы в результате эрозии. Но это был бы уже не базальт, а диорит - хорошо раскристаллизованная порода того же химического состава. Однако по каким-то причинам механической природы (подвижка земной коры, напор магматических газов) произошло извержение, причем в тот момент, когда магма сохранила еще некоторую текучесть, и густой сироп, насыщенный кристаллами, нехотя вылез на поверхность.

Я никоим образом не утверждаю, что дело обстояло именно так и никак иначе. Это всего лишь гипотеза - одна из бесчисленных теорий, объясняющих, что происходит на нашей планете и что на ней происходило когда-то. Не говоря уже о том, что произойдет когда-нибудь. Однако эта гипотеза достаточно правдоподобна и, на мой взгляд, неплохо объясняет заинтересовавшее меня явление. А ведь одно из главных удовольствий в жизни - найти отгадку...

 


Рейтинг@Mail.ru

 

Удобное удаление деревьев. Отзывы о магазине удаление деревьев.. Мобильный телефон Fly sx100. Выгодная аренда помещений, найти цены на сайте in-rent.ru. Пропан. Доставка. Заправка: цена пропан бутан сжиженный. Найдите минимальную цену на отель.. Помойте автомобиль перед продажей: аренда авто в киеве. Авто в аренду. Акции, скидки.

вулкан

вулкан

вулкан

вулкан

вулкан

© Ширшов Александр 2007. При копировании обязательна прямая ссылка на Мир вулканов и автора.