Гарун Тазиев - На вулканах

Авторы ученых трудов по геологии в один голос уверяют, что неглубоко под землей, в километре-двух, но не глубже двенадцати, имеются некие резервуары, в которых содержится магма, поднявшаяся туда из астеносферы. Задержавшись на какое-то время в таком резервуаре, магма ползет дальше и изливается на поверхность. Резервуар чаще всего представляют себе в виде шарообразной полости. Однако, по моему мнению, подобные "магматические камеры", как их еще называют, крайне маловероятны, если вообще возможны.

Дело в том, что, поднимаясь к поверхности, магма не может распространиться и занять, как это предполагается, сферический или близкий к нему объем. Этому препятствуют чисто механические факторы: чтобы магма могла раздуться в виде подземного пузыря, надо, чтобы окружающая среда сама была достаточно текучей. А литосфера (от греч. lithos - камень) состоит из твердых пород. Конечно, в земной коре кое-где залегают породы типа известняков или галита (поваренной соли), которые магме, разогретой до 1200oС, ничего не стоит "переварить". Однако подобные резервуары могут встречаться лишь в исключительных случаях и, как мне кажется, даже тогда вряд ли будут иметь сферическую форму.

Проходя к поверхности сквозь толщу земной коры, расплавленная магма способна иногда при благоприятных физико-химических условиях расширить открытые трещины, по которым она течет. Может даже образоваться продолговатая горизонтальная камера - при условии, что этому способствует характер пересекаемого слоя, а также ориентация трещин. Однако, поскольку маловероятно, чтобы подходящие физико-химические условия (температура, давление, содержание воды, характер вмещающей породы) имели место систематически и в комплексе, я не думаю, чтобы магма могла растворять окружающую среду и образовывать классический "магматический резервуар". И даже если предположить, что такое исключительно благоприятное стечение обстоятельств произошло, остается непонятным, почему эта полость должна приобретать именно сферическую форму.

Если выдвинутая Альфредом Риттером гипотеза о существовании магматической камеры под Везувием имеет под собой какое-то основание, то лишь потому, что Везувий покоится на мощном слое известняка, а эта порода менее устойчива, чем другие. Но и здесь резервуар, если он действительно существует, безусловно, имеет форму параллелепипеда соответственно проходящим через слои горизонтальным, вертикальным или наклонным разделяющим плоскостям. В крайнем случае карман имеет форму плоской линзы, зажатой между залегающими один над другим пластами...

Резервуар - это емкость для жидкости. Понятие магматического резервуара предполагает существование масс кристаллических пород, образовавшихся некогда в глубинах, а ныне обнажившихся в результате эрозии, эти массы рассматриваются как промежуточное звено между астеносферой и тем или иным древним вулканом. Другой предположительной причиной является необходимость полости на достаточно небольшой глубине, в которой магма могла бы пребывать достаточно долго, иначе не удается объяснить ее минералогический состав. Действительно, некоторые встречающиеся в ней кристаллы не могут образоваться на большой глубине; вырасти до такого размера они могли только в том случае, если магма достаточно долго пробыла где-то между абиссальными глубинами и поверхностью.

Подведем итог. Механические и физико-химические факторы таковы, что магматические резервуары могут встречаться лишь в исключительных случаях и никогда не имеют сферической формы. Объемом же, занимаемым магмой, по моему мнению, является система пересекающихся трещин, или даже иногда одна-единственная трещина. "Запечатанная" сверху затвердевшим остатком предыдущего извержения или завалами, магма сидит под этой пробкой, пока объем и давление образовавшихся магматических газов не вышибут ее.

Вулканические трещины - это в основном разломы, вызванные растяжением земной коры. Их края либо просто расходятся, либо одновременно еще и оказываются на разных уровнях. Геологи называют их нормальными или прямыми сбросами в отличие от обратных, или косых, сбросов, приуроченных не к зонам растяжения (как на вулканах), а к зонам сжатия. Кроме того, перекашивание разделяемых разломами блоков по мере нарастания глубины вызывает увеличение расстояния между стенками, в результате чего возникает пустота, по которой идет магма.

Объемы магмы, заключенные в широких системах трещин, - а они могут находиться там годами, веками, тысячелетиями, - представляют собой одновременно "хвост" предыдущего извержения и "голову" последующего. Действительно, извержение прекращается тогда, когда количество движущих газов становится недостаточным: лишенная силы, толкающей ее вверх, магма замирает на месте. При этом ей вовсе незачем раздуваться и образовывать шарообразный резервуар: она просто остается на месте до тех пор, пока вновь не будут созданы благоприятные условия для ее дальнейшего подъема и извержения. Первейшим таким условием является наличие достаточного количества газов, без них расплав, состоящий уже не только из жидких, но и из откристаллизовавшихся силикатов, не сможет начать двигаться вверх.

Собственно говоря, споры о конкретной форме магматических резервуаров лишены смысла, ибо эта форма, очевидно, не играет важной роли при объяснении характера извержения. Предпочтение, однако, надлежит отдавать наиболее правдоподобным гипотезам. Мое предположение насчет систем трещин опирается на многолетние наблюдения за деятельностью различных вулканов, таких, как Ньирагонго, Эрта-Але, Эребус и, разумеется, Этна. Необычно высокое содержание кристаллов в лаве, излившейся из Этны в 1974 г., намного проще объяснить затянувшимся пребыванием магмы в одиночной трещине, нежели существованием какого-то сферического, эллиптического, овального или даже цилиндрического резервуара. Это также позволяет точнее обосновать неизменный характер извержений, повторяющихся на Этне через неравные интервалы и в различных направлениях, определяемых направлением эруптивных трещин.

На Этне наблюдается еще один парадокс, который гипотеза системы трещин объясняет удачнее, чем модная ныне гипотеза цилиндрического резервуара. Речь идет о непонятной взаимной независимости отдельных отверстий, действующих на вершине горы. Мало того, что Вораджине (в центральном кратере) "работает" независимо от северо-восточной бокки, еще и жерла, младшие по отношению к Вораджине, а именно жерло 1964 г., бокка Нуова 1967 г. и юго-западная бокка 1971 г., разделенные стенками толщиной от силы в несколько десятков метров, действуют вне всякой связи друг с другом. Похоже, что каждое жерло питается из своей собственной системы трещин, расположенной отдельно от других - по крайней мере до определенной глубины, ниже которой они все-таки, по-видимому, пересекаются между собой.