Глава I. Союз воды и огня

Сколько вулканов на Земле

На нашей планете более восьмисот действующих вулканов открыто демонстрируют свой неукротимый нрав. Не удивительно, что внимание исследователей прежде всего было приковано к этим грозным проявлениям подземных сил. Но постепенно специалисты стали все больше и больше задумываться над тем, какую деятельность в недрах Земли скрывает ее водная оболочка и какова роль вулканизма в геологической истории нашей планеты. Пока еще короткая летопись подводного вулканизма содержит немало замечательных страниц, повествующих о необычных находках и открытиях. Но перед тем как заглянуть в эти страницы, обратимся к далекому прошлому.

В древнейшем полинезийском мифе говорится о том, что бог Тангароа сотворил семь небес и воздвиг Землю, вокруг которой стали вращаться небеса и заплескался океан. А бог Мауи забросил однажды в глубину океана удочку и вытащил оттуда остров. При этом он нечаянно зацепил крючком волосы спавшего в пучине вод бога ветров Ру. Проснулся тот и вздыбил поверхность океана. Яростно подул ветер, с невероятной быстротой поднялись волны, задрожала земля. Над вершинами гор взвились языки пламени, взлетели в воздух огромные камни и стали падать на остров, словно дождь. Тогда покинул океан свое ложе и поднялся до вершин высочайших гор, затопив пойманный Мауи остров.

Древних полинезийцев можно считать первыми на Земле свидетелями широкомасштабного подводного вулканизма, поскольку они живут на вулканических островах, нередко рождающихся и исчезающих у них на глазах. В 1980 году один новозеландский пилот наблюдал с самолета появление острова в Тихом океане в архипелаге Тонга. Ежедневно пролетая над этим местом, пилот с изумлением видел, как из кипящей воды поднималась скала. С каждым днем она становилась все выше и выше. За неделю остров достиг шестнадцати километров в диаметре. По оценке летчика, высота острова составила тысячу шестьсот метров. Такая картина и сейчас заставляет поражаться величию сил природы, поэтому нетрудно представить удивление древних жителей тихоокеанских архипелагов, создавших очаровательные мифы о мироздании, когда у них на глазах в огне и пламени возникали из океана или рушились мощные вулканические образования.

Тихий океан в этом отношении не является исключением. В Атлантике с наблюдательной вышки, построенной охотниками за кашалотами в Азорском архипелаге на острове Фаял, дозорные заметили странное волнение водной поверхности. Сначала его посчитали предвестником появления стада кашалотов, но скоро иллюзии гарпунеров рассеялись. Они увидели, как из воды вырос огромный столб пара. Затем остров стали сотрясать могучие толчки. Так 27 сентября 1957 года в Атлантическом океане началось извержение подводного вулкана, названного Капилиньюшем - по имени близлежащего от него мыса острова Фаял.

Только за сутки там, где была глубина более пятидесяти метров, из твердых продуктов извержения над поверхностью океана образовался холм. На восьмой день новая суша поднялась над водой уже на сто пятнадцать метров. Но кратер вулкана пока находился ниже уровня океана. Земная кора в месте извержения словно дышала, то поднимая, то опуская новый остров. На восемьдесят первый день деятельности кратер вулкана поднялся над водой, и из его жерла потекли в океан огненные реки базальтовой лавы.

Вулкан Капилиньюш разыграл изумительный по красоте и масштабности спектакль. По свидетельству советского морского геолога В. М. Лаврова, наблюдавшего вулкан с борта научно-исследовательского судна "Михаил Ломоносов", взрывы следовали друг за другом через каждые пятнадцать - двадцать секунд. После того как вода у истоков извержения вскипала бурунами, из кратера начинал расти вверх черный столб, насыщенный пеплом, газами и вулканическими снарядами. Последние, поднявшись на несколько сот метров, взрывались, образуя над кратером хлопья черного цвета. Огромные глыбы и камни падали обратно в кратер. Ветер подхватывал пепел и относил его в сторону. Но значительная порция вулканического материала продолжала устремляться вверх, надстраивая черный столб хлопьями разрыва. Этот столб кудрявился, расширялся и затем оседал в океан. И только водяные пары, насыщенные пепловыми частицами, продолжали вздыматься высоко в небо. После каждого взрыва над вулканом оставалось белое грибовидное облако пара высотой в несколько километров. Мелкие капельки водяных паров и тончайшие пепловые частицы уносились в верхние слои атмосферы, образуя там своеобразные вулканические облака. Небо над районом извержения было покрыто разноцветными полосами таких облаков.

Не успевало рассеяться грибовидное облако одного взрыва, как следующий взметал в небо лавину вещества из недр земли. В. М. Лавров заметил, что мощные взрывы были немыми: не было слышно не только страшного грохота, но и какого-либо шума, хотя "Михаил Ломоносов" стоял близ вулкана. Звук, видимо, гасился устремлявшейся в жерло кратера водой.

Ночью океан и небо пылали одним сплошным пламенем.

По подсчетам бельгийского геолога Г. Тазиева, жидкие, газообразные и твердые вещества выбрасывались из недр земли в небо со скоростью триста - четыреста километров в час. Мощность процесса высвобождения энергии составляла от десяти до тридцати миллионов лошадиных сил.

Деятельность вулкана Капилиньюш продолжалась тринадцать месяцев. За это время было извергнуто восемьдесят четыре с половиной миллиона кубометров лавы. Западную часть острова Фаял покрыл одиннадцатиметровый слой пепла, под которым исчезли деревенька охотников за кашалотами и почти весь маяк Капилиньюш.

Немало вулканических извержений в океане повидали мореплаватели. Случалось иногда и так. Откроют они остров, поднимут на нем флаг; на следующий год направляется к острову судно с учеными или колонистами, а его и в помине нет. В Средиземном море один из таких островов известен под названием Призрак Юлия. Он был открыт в июле 1831 года. Тогда этот остров имел высоту сто двадцать метров и длину полтора километра. В ноябре того же года он исчез. В 1863 году мореплаватели увидели его вновь и нанесли на карту. Позднее, когда ученые решили исследовать остров, его не удалось найти. Такова же примерно судьба вулканического острова Иоанна Богослова в Беринговом море. Первый раз остров был замечен в 1796 году. Вскоре сильный прибой уничтожил его. Но вулкан опять показался над морем. Так происходило не раз.

Вулкан Фалькон в Тихом океане на глазах людей не рос, а, наоборот, уменьшался, пока не исчез совсем, превратившись в подводную гору. В 1952 году ее обследовала американская экспедиция. Она обнаружила подводный кратер, из которого по направлению течения тянулась полоса зеленой воды, обогащенной вулканическим пеплом. Не успела экспедиция вернуться в Америку, как вулкан неожиданно поднялся над водой.

Извержения вулканов, происходящие под водой, как правило, остаются неизвестными, если они в конце концов не достигают поверхности. О деятельности подводных вулканов иногда узнавали по плавающей на поверхности океана пемзе. Но то, что происходило в глубинах, оставалось загадкой. Настоящая удача найти и наблюдать типичный подводный вулкан выпала ученым советского научно-исследовательского судна "Михаил Ломоносов". Ученые наблюдали за этим вулканом в течение трех экспедиций. И каждый раз он встречал своих первооткрывателей не взрывами, а мирным подводным облаком жидких и летучих веществ, вытекающих под давлением подземных сил из его кратера. Продукты извержения, разумеется, нельзя было заметить просто так, посмотрев за борт судна. Они регистрировались приборами. Нет необходимости доказывать значение систематических наблюдений этого уникального геологического явления для теории науки о Земле.

А история его открытия такова. В ноябре 1958 года научно-исследовательское судно "Михаил Ломоносов" пересекало в Атлантическом океане пролив между островами Фаял и Флориш Азорского архипелага. Рельеф дна пролива хорошо изучен, и глубины в нем согласно морским картам изменяются в пределах от шестисот до тысячи четырехсот метров. Почти на середине пролива эхолот записал на ленте профиль подводной горы с углублением на вершине. Перо самописца зарегистрировало наименьшую отметку в сто восемьдесят восемь метров. И это там, где на карте показаны глубины шестьсот - восемьсот метров! Кроме линии дна, прибор зафиксировал на эхограмме расположенное в толще воды непонятное "облако" с неровными очертаниями, которое начиналось над углублением в вершине горы и вытягивалось в восточном направлении. Ультразвуковые колебания, посылаемые вибратором эхолота вниз, отражаются не только ото дна, но и от любых достаточно плотных организмов и веществ, находящихся в толще воды, будь то скопление мельчайших растений или животных либо косяки рыб. Но зарегистрированное на эхограмме "облако" не походило на что-либо известное. Не сразу поняли исследователи, что "Михаил Ломоносов" находится над действующим подводным вулканом.

Со склонов горы с помощью дночерпателя были подняты образцы пород, имевших характерную для быстро застывших лав стекловидную корку и пузыристую структуру, а также образцы базальта, вулканические шлаки и бомбы. Одновременно со свежими породами подняли базальты более ранних излияний. После этого ни у кого уже не вызывало сомнений вулканическое происхождение горы. Химические анализы воды, поднятой на поверхность приборами - батометрами, свидетельствовали о том, что вулкан не спит. Но на поверхности океана не было ни бурунов, ни пузырьков газа.

Из жерла вулкана, которым, как и предположили по эхолотной записи, оказалось углубление на вершине горы, поступал в океан поток сильно минерализованных вод. Например, количество кремния в них в двадцать и более раз превышало концентрацию этого элемента в окружающей воде океана. То же касалось и других химических элементов. В пробах воды просматривались под микроскопом пепловые частицы. Все лабораторные исследования свидетельствовали о том, что обогащенная продуктами извержения и поэтому отличная по плотности от воды вытекающая из кратера жидкость оставила свой след на эхолотной ленте, напоминающий облако. Эта первородная вода недр насыщала воду океана на двести километров по течению. Вулкан назвали по имени открывшего его судна горой "Михаила Ломоносова".

Исследования последних десятилетий показали, что современный и древний подводный вулканизм имеет грандиозные масштабы и охватывает многие районы земного шара. Он имеет значительно более широкое распространение, чем наземный вулканизм. Даже простое сравнение площадей развития вулканизма в Мировом океане и на материках свидетельствует о превосходстве подводного вулканизма над наземным. Только на дне Тихого океана находится около десяти тысяч вулканов высотой более одного километра. Ученые полагают, что почти все подводные горные вершины в этом океане представляют собой вулканы. Взять, к примеру, коралловые острова - в их основании лежат потухшие вулканы.

Подводные вулканы расположены на океанском дне неравномерно. Они сосредоточены в определенных областях планеты. В Тихом океане вулканы тяготеют к цепи архипелагов Самоа - Маршаллова - Каролинского - Кука - Тубуаи - Туамоту, а также к подводному хребту Императорских гор и горному сооружению, проходящему от атолла Джонетон через архипелаг Туамоту. Кроме того, в этом океане простираются Восточно- Тихоокеанский хребет с вулканическим островом Пасхи, Галапагосский вулканический архипелаг и вулканический подводный хребет Сала-и-Гомес, продолжающийся на восток вулканическим хребтом Наска.

В Атлантическом океане подводные вулканы в большинстве тяготеют к Срединному Атлантическому хребту, на севере которого это вулканические образования островов Ян-Майен, Исландии, южнее - Азорского архипелага; далее на юг - Островов Вознесения, Святой Елены, Тристан-да-Кунья и, наконец, острова Буве. Обособленно в Атлантике расположены вулканические районы Канарского архипелага и островов Зеленого Мыса.

В Индийском океане вулканизм имеет место преимущественно в западной его части. Вулканы здесь прилегают к Коморским островам, а также находятся на дугообразной подводной возвышенности между Сейшельскими и Маскаренскими островами. В Индийском океане существуют и другие горные подводные образования, которые увенчаны вулканическими сооружениями, включая острова.

Подводные вулканы есть и в Северном Ледовитом океане, и в Антарктике. В 1982 году пришло сообщение об открытии в Антарктике двух новых вулканов, расположенных в тридцати милях друг от друга в районе шельфа Ларсен. Эти вулканы находятся в активной фазе, и один из них извергался недавно.

При изучении рыхлых отложений, залегающих на дне Атлантического океана к западу от Европы, было выявлено, что подводный вулканизм раньше - в плейстоцене - имел большее развитие, чем сейчас. Так, двадцать тысяч лет назад донные отложения вулканического происхождения, которые теперь погребены под новыми осадками, занимали огромные площади дна в Северной Атлантике.

Не так давно на дне Мирового океана были открыты огромные подводные горы с широкими плоскими вершинами, названные гайотами. Они оказались бывшими вулканическими островами со срезанными когда-то океаном вершинами.

В отличие от суши вулканизм в Мировом океане во всей геологической истории нашей планеты имел широчайшее распространение, что свидетельствует о его важной роли в геологических процессах Земли. Количество современных и древних подводных вулканов огромно. Назвать их число пока не представляется возможным. Известные сейчас восемьсот с лишним действующих вулканов, несомненно, являются по сравнению с этим числом каплей в море. Причем примерно три четверти активных вулканов Земли находится в зоне перехода между океаном и континентами. Здесь наблюдаются самые сильные извержения. Примером может служить оживший в 1981 году вулкан Кракатау. На памяти людей самое сильное извержение этого вулкана, сопровождавшееся цунами и выпадением пепла на площади восемьсот тысяч квадратных километров, было в 1883 году. Тогда погибло тридцать шесть тысяч человек.

Зонами перехода являются островные дуги Тихого океана. Они формируют так называемое Тихоокеанское огненное кольцо. Это Японская дуга, Марианская, Филиппинская, Ново-Гвинейская, Западно-Меланезийская, Ново-Гибридская, Алеутская, Курильская и др. Островные дуги представляют собой подводные горные сооружения, проявляющиеся на поверхности океана в виде гирлянд островов. С огненным кольцом связана также величайшая Индонезийская дуга с вулканом Кракатау.

Вулканы островных дуг по своей природе можно считать, скорее, океаническими формациями, чем континентальными.