Гарун Тазиев - Этна и вулканологи

Эти шесть основных типов вулканических извержений выделены, естественно, условно. Четких границ между ними нет. Один и тот же вулкан в разные периоды может проявлять свою деятельность по-разному. В то же время каждое извержение любого вулкана имеет свои лишь ему присущие особенности. Но так же как врач может поставить диагноз и предвидеть развитие болезни, опытный вулканолог может определить вероятный тип и особенности будущего извержения и предвидеть его последствия. Понятно, что изучение типов и динамики вулканических извержений теснейшим образом связано с проблемой вулканической опасности и ее предотвращения.

С этой проблемой Тазиеву приходилось сталкиваться в разных странах и не один раз. Так, например, Гаруном Тазиевым и Франсуа Легерном был предложен проект «остановки» лавового потока на Этне при извержении 1971 года. Он, к сожалению, не был осуществлен по вине лиц, боявшихся взять на себя ответственность. Извержение началось на высоте 3000 метров, но некоторое время спустя эруптивные трещины открылись на отметке 1800 метров. До первых домов и селений оставалось 1000–1200 метров. Лава текла по узкому руслу.

Тазиев и Легерн предлагали взорвать его стенки. Это привело бы к расширению русла, образованию глубокой выемки и созданию на пути потока каменной плотины. Лава вынуждена была бы заполнять эту выемку. Поток был бы остановлен на отметке плотины по крайней мере на несколько недель. Для осуществления проекта требовалось лишь пробурить несколько десятков шпуров… Но так как проект осуществлен не был, лава сожгла несколько сот гектаров садов, виноградников, отдельные фермы и доползла до жилья. Она грозила уже гибелью городкам Сант-Альфио и Форнаццо. Их спасло лишь внезапное прекращение извержения. «Людям бы не угрожала опасность, да и то, что было уничтожено – фермы, виноградники, сады, – осталось бы цело, получи мы разрешение остановить фронт потока», – с горечью пишет Гарун Тазиев («Этна и вулканологи»).

Надо отметить, что первые два направления исследований Тазиева – изучение динамики и типов вулканических извержений и исследование проблемы вулканической опасности – самым тесным образом связаны с третьим направлением его работ на активных вулканах – изучением вулканических газов.

Динамика, тип вулканической активности, особенности, характер вулканической опасности в основном определяются количеством, составом и особенностями поведения участвующих в извержении газов. Газы – самый непостоянный, изменяющийся, летучий компонент вулканического извержения. И если мало что изменится в результатах исследования от того, будет ли отобран образец лавы еще горячим или спустя некоторое время после остывания, то от момента отбора вулканических газов зависит очень многое. Поэтому в научном плане риск вулканолога-спортсмена больше всего оправдан именно тогда, когда речь идет об отборе газовых проб. Проблема количества и состава вулканических газов – важнейшая проблема современной вулканологии.

Вулканизм можно рассматривать как механизм дегазации нашей планеты. И если раскаленные силикатные продукты, извергавшиеся вулканами из глубинных недр Земли, в течение геологической истории послужили тем исходным материалом, из которого была образована литосфера – внешняя каменная оболочка планеты, то высвобождавшиеся из магмы при извержениях газы дали начало образованию ее водной и воздушной оболочек. Более того, они были исходными продуктами для возникновения жизни. В последние годы советскими вулканологами было сделано обоснованное предположение, что именно сам процесс вулканических извержений, изучению которых посвятил жизнь Гарун Тазиев, есть первый шаг от неживого к живому, есть первое звено в цепи событий, приведших к возникновению жизни.

В составе вулканических газов обычно определяются наряду с другими компонентами водород, азот, аммиак, метан, окись углерода, углекислый газ, водяной пар. Эти соединения, как показали эксперименты, являются исходными для образования предбиологических соединений, или, как еще иногда говорят, преджизни.

В 1953 году американский биохимик Миллер произвел такой опыт. Он пропускал электрические разряды через смесь газов – водород, аммиак, метан и водяной пар, – заключенную в стеклянном приборе. В результате он получил ряд аминокислот – предбиологических соединений, составных частей белка. Позднее американскими биохимиками Харадой и Фоксом та же смесь газов была пропущена через нагретый до 900 – 1000 °C песок. В результате эксперимента они также получили несколько аминокислот.

Разными исследователями было проведено много модификаций упомянутых опытов. Так, брались различные смеси простых реагентов в экспериментах с электрическими разрядами. Во всех случаях результаты были положительными.

Если мы сопоставим данные о составе вулканических газов, о процессах, происходящих в пеплово-газовых тучах, с одной стороны, и данные экспериментов Миллера, Харады и Фокса – с другой, то увидим, что условия проведенных этими биохимиками экспериментов, если их суммировать, в общих чертах напоминают условия, существующие в пеплово-газовых вулканических тучах. Для обоих случаев характерны: одни и те же газовые компоненты (только смеси вулканических газов более сложные); электрические разряды (только в вулканических тучах более мощные); начальные температуры, равные 900 – 1000 °C; минеральные катализаторы (только в пепловой туче более разнообразные).

У советских вулканологов были, следовательно, достаточные основания предполагать, что в пеплово-газовых вулканических тучах во время извержения могут образовываться аминокислоты и (так же как и в упомянутых выше опытах) многие другие органические соединения.

Извержение вулкана Тятя (Курильские острова, 1973 год) дало возможность проверить это предположение. Извержение продолжалось с 14 по 28 июля почти с равномерной интенсивностью. При этом было извергнуто около 2*10 8м3 пепла. Высота пеплово-газовой тучи достигала 8 километров. Чрезвычайно характерным явлением были почти беспрерывные молнии, прорезавшие тучу. Представлялось несомненным, что высокие температуры и температурные градиенты, наэлектризованность тучи и почти беспрерывные мощные электрические разряды, воздействовавшие на смесь газов и пепла, должны были вызвать многочисленные специфические реакции, в том числе и такие, которые могли привести к образованию аминокислот. Силикатные частички, состоявшие в основном из кремнезема и глинозема, могли играть при этом роль носителей тепла и катализаторов, как в опытах Харады и Фокса.

Отобрать пробы непосредственно из пеплово-газовой тучи – задача весьма сложная, и для проверки сделанного предположения были использованы многочисленные пробы вулканического пепла, сорбирующего газ и жидкость на поверхности силикатных частичек.