ГЛАВА 3. ВУЛКАНЫ ТИХОГО ОКЕАНА

Огненный фонтан лавы над Мауна-Улу, новым кратером на склоне Килауэа, декабрь 1969 года.

Где расположены самые высокие горы на свете? Конечно, в Гималаях! Высота Джомолунгмы - 8848 м. Однако самые грандиозные горные сооружения находятся в центре Тихого океана. Они образуют Гавайские острова. С глубины 5 тысяч метров эти горы вздымаются над океаном еще на 4 тысячи метров, и получается, что их абсолютная высота около 9 тысяч метров.

Гавайские острова

В центре Тихого океана лежат Гавайские острова.

Мауна-Кеа («Белая гора», как назвали эту вершину полинезийцы, потому что она почти всегда увенчана снеговой шапкой) - высочайший из гавайских вулканов: 4205 м. Но по объему самая большая гора в мире - Мауна-Лоа (4168 м). Недаром ее название означает «Великая гора»! Правда, она не кажется такой уж высокой, потому что вершина Мауна-Лоа - не устремленная ввысь скальная пирамида, а довольно пологий купол, склоны которого плавно спускаются к морю под углом всего 4 - 6 градусов. Кстати, этим и объясняется объем горы. Диаметр ее основания почти 400 километров. Если бы можно было извлечь вулкан Мауна-Лоа из океана и перенести в Европу, он занял бы всю Швейцарию, и вершина его вознеслась бы вдвое выше высочайших пиков Альп. Лавы, которая пошла на Мауна-Лоа, хватило бы покрыть Федеративную Республику Германии 150-метровым слоем. Такие широкие вулканы образуются при излияниях чрезвычайно жидкой лавы, что вообще характерно для вулканизма Тихого океана.

Удивительно покаты склоны Мауна-Лоа (4168 м), самой большой по объему горы в мире.

На обочине гавайской дороги цветет желтый имбирь кахили.

Гавайские острова - длинная цепочка вулканов вдоль системы разломов, которая протянулась более чем на 3 тысячи километров в глубинах северной половины Тихого океана. Десять миллионов лет назад на северо-западе этого района начали формироваться первые вулканические острова. Со средней скоростью 15 сантиметров в год центр вулканизма перемещался к югу, и возникал остров за островом. Самые древние и самые маленькие вулканы этой группы давным-давно разрушены океанскими волнами, и лишь эхолот позволяет нащупать оставшиеся от них «пеньки». Уцелели только более молодые и высокие горы.

Гавайи

Вид на Гавайи сверху. Вулканы в северной части острова - Кохала и Мауна-Кеа - вероятно, потухли.

Самый высокий и молодой остров архипелага - это собственно Гавайи, замыкающий цепочку на юго-востоке. Он образован за последние миллионы лет пятью вершинами могучих вулканов. Наиболее древний из них - Кохала в северо-западной части острова; его склоны источены дождевыми струями, и к обрывистому берегу спускаются глубокие ущелья. Кохала и Мауна-Кеа утихомирились давным-давно, однако еще неизвестно, можно ли называть их совсем потухшими. Хуалалаи, что на западе острова, считали потухшим, а в 1801 году он внезапно ожил.

Мауна-Лоа и расположенный на юго-востоке Килауэа - действующие вулканы. У них ровные, гладкие склоны. Конечно, и здесь каждый ливень вытачивает новые борозды, но ненадолго: извержения бывают часто, и жидкая лава заполняет все русла.

Если приток расплавленного вещества обилен, лава из вершинных районов Мауна-Лоа может пройти весь 50-километровый путь до моря. В таких случаях над водой и побережьем висит могучее облако пара, и внезапное охлаждение нагретой до 1000 градусов лавы сопровождается сильными взрывами.

Прежде извержения Мауна-Лоа происходили в среднем каждые пять лет, но с 1950 года вулкан присмирел, и только струйки пара поднимались на вершинном плато над краем главного кратера (его ширина 5 - 6 километров). В 1977 году на Гавайи вновь усилилась вулканическая деятельность.

Килауэа (что приближенно можно перевести как «курящийся пик») - самая молодая из гор Гавайи. Она смыкается с юго-восточным подножием Мауна-Лоа, и ее трудно отличить от соседа. Тем не менее у Килауэа собственная система лавовых каналов. Вершинное плато, слегка наклоненное в сторону Мауна-Лоа, возвышается над уровнем моря на 1247 метров. Середина плато испещрена кратерами с крутыми, часто отвесными стенами.

На северо-западе плато, в его самой высокой точке, находится вулканологическая обсерватория. Отсюда виден главный кратер с круглой впадиной посередине, которая называется Халемаумау, то есть «Дом огня». В прошлом гавайцы считали весь этот район священной обителью богини вулканов Пеле. Диаметр Халемаумау около 1000 метров, глубина сейчас примерно 140 метров. Из многочисленных трещин на дне кратера струится пар.

Десятки лет в кратере яростно клокотало огненное озеро, порой всего каких-нибудь 30 метров отделяло его от кромки. В начале 1924 года уровень расплава вдруг понизился до глубины 200 метров. В середине мая того же года Халемаумау всколыхнули могучие взрывы пара. Очевидно, в лавовый канал проникли грунтовые воды.

Понятно, от этбго Килауэа не стал смирнее. Чуть ли не каждый год на вершинном плато или на склонах открываются новые кратеры. Ежегодно из Килауэа изливается в среднем 50 миллионов кубических метров лавы. Возможно ли, чтобы источником такого огромного количества расплавленной породы была земная кора?

Происхождение лавы

Из трех крупнейших островов архипелага самый древний - Оаху на северо-западе. Его вулканы больше не действуют, и остров не погружается в земную кору. Более молодой остров - May и с вулканом Халеакала не так стабилен. Он погружается на 1,7 мм в год. Самый большой остров - Гавайи, с его чрезвычайно активными вулканами, погружается ц год на 4,8 мм.

Схематический разрез показывает, что происходит в вулкане Килауэа. С глубины 50 - 60 км магма поднимается, заполняя полость в 2 - 3 километрах от поверхности Земли. Каналами служит существующая система разломов. По боковому ходу лава подается за 20 с лишним километров к жерлам вдоль глубоких трещин на восточном берегу. В середине схемы показаны кратер Килауэа и Хале-маумау. Справа - Килауэа-Ики.

Эмблема Гавайской ассоциации естественной истории.

Вряд ли это так, ведь земная кора слишком тонка. Под Тихим океаном толщина ее не больше пяти километров. Да и состав гавайской лавы говорит о том, что основной очаг находится гораздо глубже. Содержание кремнезема в ней не превышает 43 процентов, тогда как в земной коре континентов, состоящей преимущественно из гранитов, его до 70 - 80 процентов. Высокая температура изверженной лавы - 1200 градусов - тоже указывает на глубинные источники под корой, то есть на верхнюю мантию Земли. Дополнительные данные дают исследования подземных толчков. Они показывают, что большинству извержений предшествуют сейсмические колебания, рождающиеся на глубине 50 - 60 километров, после чего следует очередное излияние лавы.

Малый процент кремнезема не только говорит о глубинном происхождении гавайской лавы, но и определяет ее поведение на поверхности. Если кремнезема много - лава вязкая, если мало - жидкая. Это особенно сказывается при высокой температуре, отличающей гавайскую лаву, которая ведет себя почти как вода. Она образует огненные озера с волнами и с прибоем, затопляет равнины и со скоростью до 40 километров в час мчится пламенными потоками вниз по склонам, уничтожая все на своем пути.

С каждым выплеском лавы вулканическая гора становится чуть больше, растет площадь и масса острова. При этом он сильнее давит на основание. Точные измерения показали, что земная кора под островом Гавайи прогибается, и он погружается в среднем на 4,8 миллиметра в год. Так будет продолжаться, пока горные породы в недрах сохраняют пластичность. Остров своим весом «нажимает на тюбик», выдавливая новые и новые порции магмы. Когда же область плавящихся пород сместится дальше на юго-восток, остров Гавайи стабилизируется, как до него стабилизировались северо-западные острова архипелага.

В 1912 году американский вулканолог Томас Джаггар построил обсерваторию у кромки кратера Килауэа. С тех пор ведется постоянное наблюдение гавайских вулканов. Вулканологи регистрируют не только силу и ход каждого извержения, но и различия между ними. Ведь чем больше мы будем знать о вулканах, тем вернее сможем понимать и предсказывать их поведение на основе сигналов из недр.

Наблюдение знаменитого извержения на гребне Килауэа-Ики - небольшого бокового кратера Килауэа - прекрасный пример работы вулканологов.

Килауэа-Ики

В августе 1959 года сейсмометры обсерватории отметили колебания, эпицентр которых находился в 60 километрах под кратером Килауэа. Магма на этой глубине явно раскалилась настолько, что оказалась легче окружающих горных пород и начала подниматься вверх. При этом она вытесняла расплав из вулканических каналов в полость, расположенную в двух-трех километрах под кратером. Возросший напор магмы стал поднимать каменную кровлю магматического очага Килауэа. К 13 ноября сейсмометры на плато отметили уже больше 200 толчков. А перед самым извержением количество толчков возросло почти до полутора тысяч в день.

Опаленные деревья на краю Килауэа-Ики. На заднем плане - пепловые холмы.

Огромные фонтаны лавы выбросил при извержении Килауэа-Ики в 1959 году.

Застывшие капли лавы из Мауна-Улу. Прорываясь наружу, газы разбрасывают брызги жидкой лавы.

Медленно наступает вязкая лава.

Сквозь трещины в застывшей корке пробивается горячая масса.

По старым натекам ползет волокнистая лава пахоэхоэ. Мауна-Улу, январь 1970 года.

Чрезвычайно чувствительные клинометры (приборы, позволяющие свойства лазерного луча) позволяют измерять выпучивание кровли магматической камеры. В полости под Килауэа участок кровли диаметром в 10 километров поднялся на один метр.

Излияние лавы из кратера Мауна-Улу, февраль 1970 года.

Излияние лавы из кратера Мауна-Улу, февраль 1970 года.

Геологи наблюдали извержение Мауна-Улу от начала до конца. Этот лавовый фонтан сфотографирован 30 декабря 1969 года.

Электронно-оптический дальномер позволяет точно измерить колебания земной коры.

На пути к поверхности из недр менялись свойства магмы. В камере она уже начала понемногу остывать. В расплаве образовались мелкие кристаллы, в частности, зеленоватого оливина. Однако при кристаллизации выделяется тепло, тормозящее остывание магмы. Одна из причин, вызывающих извержение,- выделение содержащихся в магме газов. Часть освободившихся газов вырывается через щели и скважины на поверхность, где можно анализировать их состав. Пользуясь этим, ученые получают дополнительные данные о том, что происходит в таинственных недрах. А чувствительная к тепловым волнам инфракрасная пленка позволяет делать аэрофотоснимки, на которых видно распределение тепловых зон внутри вулкана. Для таких исследований годятся и спутники. И чем больше материала собрано, тем больше надежд предсказать извержение. Это нечто вроде прогноза погоды.

Четырнадцатого ноября 1959 года, в 20.09, сила сжатых газов вызвала первый взрыв Килауэа-Ики (то есть Малого Килауэа). Гребень кратера, девяносто один год не проявлявшего активности, раскололся более чем в десятке мест. Под давлением газов из щелей и отверстий била фонтаном жидкая лава.

Когда спало первоначальное напряжение, все отверстия, кроме двух, закрылись. Из оставшихся отдушин лава била на высоту до 60 метров. Новый спад давления - и еще одна отдушина заглохла. Зато струя лавы из последнего отверстия поднималась почти на 200 метров.

К концу недели высота струи достигла 400 метров, после чего выброс прекратился.

Через двенадцать дней после первой активной фазы произошло следующее извержение Килауэа-Ики. Фонтан лавы бил в высоту на 300 с лишним метров. В первичном кратере вблизи нового эруптивного (Эруптивный - образованный вулканическими процессами.) очага образовалось лавовое озеро глубиной 130 метров.

Двадцать девятого ноября на 600 метров вверх взметнулся грохочущий столб пламени. Это самый высокий лавовый фонтан, какой когда-либо наблюдали на Гавайских островах.

Могучий факел знаменовал конец извержения. Участки лавового озера, которые не успели застыть и образовать твердый пласт на дне кратера, ушли в недра пламенным водоворотом. Вздувшаяся кровля магматической камеры Килауэа после извержения опустилась, правда не совсем до прежнего уровня.

За грандиозным спектаклем в вершинной части Килауэа последовало извержение вдоль зоны трещин на юго-востоке острова. Через эруптивную брешь хлынули огромные массы расплавленных пород. Устремившись по склонам к морю, потоки сжигали и погребали плантации сахарного тростника и папайи, посадки орхидей. Обычно на Гавайских островах удается предотвращать такие бедствия, изменяя направление лавовых потоков. Но в этот раз извержение произошло среди возделанных земель. В 1935 и 1942 годах Джаггар организовал воздушную бомбардировку потоков, угрожавших городу Хило на краю острова. Бомбы взрывали боковые барьеры из остывающего расплава, давая возможность лаве разливаться в стороны и застывать. Даже наскоро возводимые бульдозерами невысокие земляные валы могут изменять направление струй жидкой гавайской лавы. В 1955 году таким способом были спасены ценные плантации.

Вдоль эруптивных центров восточного разлома вытянулась цепочка маленьких кратеров, которые выбрасывали пар и лаву, когда в толщу горы просачивалась вода.

Вокруг лавовых фонтанов возникли небольшие темно-бурые конусы за счет подхваченных ветром раскаленных обломков легкой лавы, которые ливнем сыпались на деревья, обращая их в золу. Капли лавы, застывшие в воздухе, падали на землю в виде длинных игл, так называемых «волос Пеле».

Вулканический туризм

Когда поверхность лавового озера в кратере Килауэа-Ики затвердела, вулканологи пробурили скважину.

В отличие от многих других вулканических областей Земли гавайские вулканы вполне доступны для туристов. Широкие автомобильные дороги идут из портового города Хило вверх по отлогим склонам во все интересные точки острова, опоясывают вершинный кратер Килауэа, поднимаются довольно высоко на Мауна-Лоа. Кроме дорог, есть тропы, по ним можно выйти через леса сандалового дерева и древовидного папоротника к окаймляющим кратеры отверстиям, из которых струится пар, пересечь луга орхидей, пройти по краю маленьких обрушенных кратеров. Тропа Халемаумау проложена прямо через кратеры Килауэа.

Вершинный участок Мауна-Лоа и почти весь вулкан Килауэа составляют теперь Национальный парк. Здесь действуют строгие охранные правила, которые доводятся до всеобщего сведения. Посетителей обслуживает информационный центр, где можно получить прекрасные брошюры и фотографии.

Вы сидите на гребне кратера Килауэа. Вдали курится пар над Халемаумау. Прямо через кратер - обсерватория, а на северо-западе, будто могучая спина кита, возвышается купол Мауна-Лоа...

Через семь месяцев после извержения Килауэа-Ики американские ученые установили на затвердевшей поверхности лавового озера буровую вышку. Под шестиметровой коркой была замерена температура 1065 градусов. Еще через несколько метров буровой снаряд вошел в расплавленную породу. Удалось точно проследить остывание и кристаллизацию магмы, как она постепенно становилась все более вязкой и наконец затвердела при 980 градусах. Расплав снова обратился в твердую породу, преимущественно в темные базальты, которыми сложен весь остров с его высокими пологовершинными горами и с черными пляжами из вулканического песка под сенью стройных пальм.