Катастрофы: неистовая Земля

В качестве предвестников близкого извержения могут выступать разнообразные признаки: повышение температуры горных пород и природных вод, изменение состава газов и др. Когда магма поднимается к жерлу внутри вулкана, ее тепловое воздействие на горные породы иногда может быть обнаружено прежде, чем начнется извержение. Для этого используется аэрофотосъемка в чувствительных к температуре инфракрасных лучах. Но заметное увеличение температуры горной породы далеко не всегда является предвестником извержения, и эти наблюдения не приносят существенной пользы. Вследствие нагревания магмой может повыситься температура источников и фумарол, причем этот эффект становится заметным гораздо раньше, чем потепление пород. Так, извержение вулкана Тааль на Филиппинах в 1965 г. удалось предсказать благодаря тому, что значительно повысилась температура воды в кратерном озере. На этом основании было принято решение о немедленной эвакуации жителей района; погибло всего 190 человек, хотя извержение было очень сильным.

Нагревание приводит также к размагничиванию пород, если температура магнитных минералов превысит точку Кюри. Это воздействие можно контролировать проведением наземной магнитной съемки. Значительные потери намагниченности горных пород были зарегистрированы перед извержением вулкана Осима в Японии, магматический очаг которого располагался относительно неглубоко. На гавайских же вулканах, которые, очевидно, питаются магмой из более глубоких очагов, магнитных эффектов обнаружено не было.

Весьма вероятно, что достаточно надежным может быть прогноз, основанный на изучении состава газов из фумарол. Вулканологической службой Японии было обнаружено, что в фумароль-ных газах некоторых вулканов непосредственно перед извержением заметно повышалось содержание хлора и сернистого газа. Хотя на примере других аналогичных вулканов Японии этот факт и не подтвердился, но тем не менее он весьма интересен. Поскольку поведение газов непосредственно связано с механизмом извержения, их изучение, вероятно, позволит выявить надежные методы прогноза.

Перед извержением должны переместиться вверх миллионы тонн расплавленной породы; очевидно, что для прогноза достаточно обнаружить это движение. Практически это можно осуществить двумя путями: измерением небольших поверхностных смещений и сейсмической регистрацией толчков и сотрясений от глубинных подвижек. Магма образуется в земной коре на значительной глубине, а затем движется вверх благодаря своей пониженной плотности по сравнению с окружающими более холодными твердыми породами. Перед самым извержением приближение магмы к земной поверхности вызывает ее региональное воз-дымание и приподнимает купол вулкана. Это можно обнаружить детальными измерениями превышений и расстояний между точками на участке поднятия, а также определением углов наклона местности. Последняя операция проводится с помощью особых приборов — наклономеров, которые представляют собой заполненные жидкостью трубки, соединяющие два резервуара. Наклономеры просты в обращении, дешевы, высокочувствительны и позволяют определять изменение углов наклона с погрешностью до одной миллионной доли градуса.

Геологическая служба США подробно изучает состояние вулкана Килауэа на острове Гавайи. Хотя общее поднятие вершины вулкана не превышает там 1 м, при наблюдениях чаще всего используются наклономеры. В течение 1958 и 1959 г. эти приборы постоянно регистрировали воздымание поверхности вулкана, предсказывая возможность его извержения в ближайшем будущем. В ноябре 1959 г. действительно произошло несколько слабых извержений. Однако наклономеры продолжали фиксировать непрерывное поднятие земной поверхности, что грозило новым извержением. Это и случилось: в январе 1960 г. произошло сильное извержение с излиянием большого количества лавы; воздымание поверхности вулкана прекратилось.

Еще одним из последствий восходящего движения магмы в вулкане являются мелкие землетрясения, которые могут быть обнаружены стандартными сейсмографами. Множество слабых толчков в течение 16 лет ощущалось в районе вокруг Везувия, и, наконец, в 79 г. н. э. произошло ужасное извержение этого вулкана. К сожалению, в то время еще не знали, что увеличение частоты толчков — один из наиболее надежных предвестников вулканических извержений.

При помощи сети сейсмографов можно не только обнаружить сотрясения, но и определить их место и глубину зарождения, что очень важно, если мы хотим проследить движение магмы вверх по подводящему каналу вулкана. Предсказание извержений вулкана Асама в Японии ведется сейчас по нарастанию частоты толчков на участке в радиусе 1 км от жерла. На вулкане Килауэа за сутки в среднем отмечается шесть сотрясений грунта, но в начале 1955 г. частота толчков резко возросла, и только за 26 февраля было зарегистрировано 600 сотрясений земной поверхности. Говорили, что извержение неизбежно, и действительно, через два дня оно произошло. Но и после этого продолжались толчки в недрах под деревней Капохо. Была проведена срочная эвакуация населения, к счастью, своевременная, так как последовало второе, более сильное и разрушительное, извержение вулкана.

Точное определение участка, где концентрировались толчки, принесло большую пользу жителям острова Тристан-да-Кунья в 1961 г. У них не было никаких инструментов. Просто сравнивая силу толчков на противоположных концах острова, люди поняли, что там, где они живут, сотрясения более интенсивные. Население покинуло это место, а вскоре началось извержение.

Сочетание контроля за наклоном земной поверхности с сейсмическим контролем может оказать большую помощь в предсказании поведения вулкана. Но, к сожалению, в настоящее время прогноз возможен лишь при условии применения дорогостоящих приборов, поскольку другие методы в большинстве случаев четких результатов не дают. Но единичные приборы тоже не решают задачи. Автоматизированная же система, соединенная с радиопередатчиками на каждом потенциально опасном вулкане является слишком большой роскошью как с практической, так и с экономической точки зрения.

Тем не менее сеть контрольно-измерительных устройств, установленных Геологической службой США на вулкане Килауэа и других гавайских вулканах, показывает, что если опираться на опыт и хорошее знание особенностей вулкана, то прогноз извержений становится задачей вполне разрешимой. Однажды вечером в 1973 г. сотни туристов любовались извержением Мауна-Улу — небольшого жерла на склоне вулкана Килауэа. Внезапно приборы, находящиеся в вулканологической обсерватории, зарегистрировали сильный толчок. Было отмечено и еще одно явление: начало вытекать лавовое озеро Мауна-Улу. Кроме того, наклономеры показывали, что вершина вулкана Килауэа погружается. Из района срочно было эвакуировано все население, а 4 ч спустя произошло извержение вулкана, которое отрезало бы все пути к отступлению.

Будущее

Извержения вулканов являются в настоящее время наиболее хорошо изученными и, следовательно, наименее опасными из геологических катастроф. Однако это вовсе не означает, что деятельность вулканов можно контролировать. Вряд ли человек сможет когда-либо подчинить себе крупное извержение или же оказать на него заметное воздействие. Сейчас извержение может быть предсказано при условии, что оно развивается относительно медленно. Благодаря своевременной эвакуации можно избежать человеческих жертв, но с разрушением зданий приходится мириться как с неизбежным последствием.

Извержение вулкана Килауэа на острове Гавайи нанесло ущерб на сумму более 2 млн. долл., но ни один человек не погиб. В нескольких километрах от вулкана Килауэа расположен город Хило, построенный на лаве, излившейся из вулкана Мауна-Лоа в 1881 г. В июле 1975 г. извержение вулкана Мауна-Лоа заставило гражданские власти города Хило быть настороже в течение шести дней; затем мелкие землетрясения и прекращение поднятия вулкана показали, что угроза миновала. Но прошлая вулканическая деятельность Мауна-Лоа свидетельствует о том, что в ближайшие несколько лет может произойти более сильное извержение, в результате которого на город Хило может обрушиться лавовый поток. Однако пока продолжают регистрировать подвижки земной коры и землетрясения, нет необходимости в каких-либо иных мерах предосторожности. Угроза городу нарастает настолько медленно, что в случае опасности могут быть возведены стены, отводящие лаву.