Великие катастрофы в истории Земли

Верхний горизонт вулканических осадков (верхняя тефра) достигает наибольшей толщины также вблизи Санторина. В колонке, расположенной в 130 км к юго-востоку от вулкана, толщина его превышает 2 м. Карта на рис. 9 показывает, что пепел, составляющий этот горизонт, достигал берегов Африки, Малой Азии и Балканского полуострова, чтобы отложиться там слоем, превышающим 1 мм. Максимальное расстояние, на которое переносился пепел верхней тефры, составляло практически не более 700 км. В местах его наибольшего скопления обнаружено, что пепловый слой верхней тефры состоит из шести горизонтов — трех крупнозернистых и трех тонкозернистых с резкими контактами между ними. Это указывает на то, что верхний пепловый слой образовался вследствие трех последовательных извержений Санторина, из которых первое было наиболее сильным и пеплообильным.

Вулканические извержения часто выбрасывают пепел на высоту около 50 км. Дальнейшее его распространение зависит в первую очередь от направления и скорости высотных ветров. Проанализировав воздушные токи в восточной части Средиземноморья, Д. Нинкович и Б. Хейзен пришли к следующему выводу: распределение материала нижней тефры свидетельствует о его переносе ветрами высокой скорости, что указывает на извержение вулкана в зимнее время.

Верхняя тефра отлагалась в условиях более низких скоростей ветра. Это согласуется с метеорологической схемой летних северо-западных пассатных ветров, имеющих относительно низкие скорости.

Детально изучив обнаруженные в колонках грунта раковины микроорганизмов, а также определив радиоуглеродным методом абсолютный возраст слоев, расположенных выше и ниже пепловых горизонтов, Д. Нинкович и Б. Хейзен заключили, что отложение нижней тефры произошло еще в доисторическое время (не менее чем 25 тыс. лет назад). Верхний пепловый горизонт оказался значительно моложе. Хотя наблюдается довольно большой разброс цифр, все же несомненно, что верхняя тефра образовалась менее 5 тыс. лет назад.

Время возникновения верхней тефры может быть сейчас датировано и точнее. Безусловно, образование верхнего пеплового горизонта вызвано извержением Санторина, а оно датируется достаточно надежно путем определения абсолютного возраста по изотопу углерода 14С в куске дерева, найденного под 30-метровой толщей пепла. Заметим, что пеплы с кальдеры Санторина и из верхнего слоя донных отложений Восточного Средиземноморья совершенно идентичны. Извержение Санторина, сопровождавшееся образованием кальдеры, произошло 3370±100 лет назад. Значит, это грандиозное событие относится приблизительно к 1400 г. до н. э.

Исследование донных отложений Восточного Средиземноморья и изучение геологического строения Санторинского архипелага позволяют достаточно полно восстановить последовательность извержений этого вулканического аппарата.

Вулкан Санторин необычайно молод (конечно, в геологическом значении этого слова). Он возник всего 100–200 тыс. лет назад, т. е. уже в четвертичном периоде, на месте древней суши, существовавшей в области Эгейского моря в течение многих сотен миллионов лет. Наверное, прошло около 100 тыс. лет, прежде чем на месте глубинной трещины, рассекавшей земную кору, начали формироваться вулканические конусы. Общее погружение древнеэгейской суши во второй половине четвертичного периода привело к тому, что подножие будущего вулкана погрузилось ниже уровня моря и он стал островом. Однажды магматический канал оказался закупоренным застывшей лавой, как пробкой. Газы и расплавленная лава, поднимавшиеся с глубин в десятки километров, скопились в жерле вулкана почти у самой земной поверхности. Когда давление газов превысило прочность горных пород, раздался взрыв. Вулкан раскололся, и огромные массы пара и газов вырвались наружу, подняв на высоту 30–40 км огромные количества пепла. Свидетелем этого извержения и является слой нижней тефры, обнаруженный океанологическими экспедициями. Выход из недр Земли на дневную поверхность огромных объемов лав, пепла и газов привел к образованию обширных пустот под вулканом, что вызвало обрушение прилегавших к вулкану участков земли. Это было приблизительно 25 тыс. лет назад.

После взрыва обычно наступает обрушение кровли подземной полости, откуда была выброшена эмульсия магмы. Возникшая воронкообразная впадина с изрезанными краями стала именоваться кальдерой (в переводе с испанского — котел). Впервые этот термин применительно к вулканам употребил 150 лет назад известный немецкий ученый-геолог Л. фон Бух. Он так назвал огромный вулканический кратер на острове Пальме Канарского архипелага. Вот что писал Л. фон Бух об этом кратере: «Перед путешественником открывается бездна во всем ее величии. Едва ли где-нибудь в другом месте можно найти такую же ужасную пропасть. Середина кальдеры достигает 2257 футов в высоту; еще много выше находится подножие крутых скал, которые дают обрывы более чем в 4000 футов. Где же можно видеть что-либо подобное? Где величественные скалы окружают такую котловину?» [5]

С тех пор кальдерами стали именовать и все крупные отрицательные формы вулканического рельефа.

X. Вильямс разделяет кальдеры на четыре главные группы: 1) взрывные; 2) образующиеся вследствие обрушения; 3) смещенные от взрыва и обрушения; 4) эрозионные. Наиболее распространена вторая группа, куда относятся кальдеры вулканов Кракатау, Катмай, Килауэа.

Эксплозивная (взрывная) кальдера образуется в результате взрыва. Примером может служить возникновение в 1888 г. кальдеры вулкана Бандая в Японии. После тысячелетнего перерыва в течение минуты произошло до 20 взрывов. Было выброшено более 1 км³ породы. Вершина и значительная часть северного склона вулкана были разрушены, возникла подковообразная впадина площадью 3,5 км². Внутри образовавшегося амфитеатра обнаружилось испускающее пары жерло вулкана в виде трещины, через которую поступал раскаленный материал.

Иначе образуется кальдера обрушения. Камера, где накапливалась взрывная эмульсия, в отличие от эксплозивной, находилась глубже. Такие магматические очаги расположены на сравнительно небольшой глубине: под Везувием — 6 км; Килауэа — 4; Михара — 4–5; Авачей — 3–5 км; радиус такого магматического очага — до 3 км, объем — около 100 км³.

После взрыва и опорожнения камеры происходило обрушение кровли. Кальдеры этого типа больше по размерам и образуются они при самых сильных взрывах.

Новый цикл извержения Санторина начался в центре образовавшейся кальдеры. Постепенное заполнение ее вулканическими лавами привело к возрождению острова. Сначала возникли небольшие вулканические островки (Акротини, Лумарави, Фанари) на юге древней кальдеры. Затем центр активности сместился на север — возник крупный остров Тира с высотой вулканического конуса около 1600 м.

Постепенно большой остров сросся с малыми островками, расположенными южнее. После достаточно сильного извержения, давшего мощные накопления пемзы, вулкан Тира угас. Лишь на самом севере продолжал жить вулкан Перистер. В это время на западе вырос еще один крупный конус — вулкан Симандир, завершивший формирование всего вулканического острова.

Перед катастрофой, образовавшей верхнюю тефру, Санторин представлял сложную группу сросшихся друг с другом вулканических конусов, расположенных преимущественно по его периферии. Как была устроена до катастрофы центральная часть Санторинского архипелага, нам доподлинно не известно. После катастрофы возникла кальдера обрушения и большая часть острова рухнула в воду (рис. 10). Возможно, внутренняя часть Санторинского архипелага и до катастрофы частично представляла собой лагуну или же равнинную территорию, образовавшуюся за счет сноса вулканических продуктов с вулканической горной цепи, обрамлявшей остров. По крайней мере, такое допущение представляется более вероятным, чем предположение, что всю центральную часть Санторинского архипелага занимал вулканический конус. В пользу такой точки зрения свидетельствует анализ вулканических выбросов, непосредственно предшествовавших катастрофе. Мы сейчас знаем, что извержение, сопровождавшееся образованием современной кальдеры Санторина, не было мгновенным. Геологические наблюдения свидетельствуют, что первые проявления вулканизма не предвещали катастроф. Интенсивность постепенно возрастала. X. Рекк подразделяет накопившиеся в процессе извержения выбросы пемзы на три слоя. Нижняя, «розовая», пемза извергалась при более низкой температуре. Характер распределения ее толщины и размеров зерен позволяет предположить, что в период ее образования действовали одна или несколько жерловин в северной части острова. Средняя группа слоев пемзы, встреченная на юге и на востоке Тиры, отличается резко выраженной неправильной слоистостью. Тонкий материал плохо отсортирован и сложно переслаивается с грубым. Это указывает на серию слабых и умеренных взрывных извержений, разделенных спокойными интервалами. Отсутствие обломков древних лав свидетельствует об активности прежних жерл.