09:20 24.02.2019

Готовы ли мы к катастрофическим извержениям вулкана?

Из-за своих последствий извержения вулканов представляют для человечества не меньшую, а, возможно, большую угрозу, чем атомная война, падение крупного метеорита или любые другие глобальные катастрофы. И, по-видимому, эту опасность мы недооцениваем.

Атомная война – угроза вполне реальная, но в наших силах не допустить ее возникновения. Что касается метеоритов, то у нас есть только догадки, косвенные доказательства вызванных ими биосферных катастроф – достоверных свидетельств нет.

Катастрофических извержений с заметными экологическими последствиями в истории человечества было много, включая извержения вулканов Тоба и Кракатау в Индонезии. Но самое крупное извержение, фактически экологическая катастрофа, грозившая уничтожением всему живому на Земле, произошло на границе перми и триаса 250 млн лет назад. И оно было связано с извержениями сибирских траппов – обширной вулканической системы на северо-востоке евразийского континента, где в течение около миллиона лет одновременно извергалось множество вулканов; а также с аналогичными магматическими событиями, которые, вероятно, произошли в океанах. К сожалению, пермская океаническая кора не сохранилась.

Считается, что эта вулканическая активность привела к вымиранию почти 80 % всех биологических видов (по численности более 90 %) – практически все живое на Земле погибло, хотя потом довольно быстро, по геологическим меркам, восстановилось. И то, что случилось один раз, может повториться, но возможность сохранения (или восстановления) человеческой цивилизации после такой катастрофы представляется маловероятной.

Год без лета.

Одно из самых последних крупнейших извержений произошло 74 тыс. лет назад на вулкане Тоба, расположенном в Индонезии в зоне так называемой субдукции, где океаническая кора погружается под литосферную плиту. Есть предположение, что в результате этой катастрофы драматически сократилась популяция предков современных людей.

Со взрывом в I в. н. э. другого индонезийского вулкана – Кракатау – сегодня связывают самое резкое похолодание за последние 2 тыс. лет. А всего лишь 200 лет назад произошло мощнейшее извержение индонезийского вулкана Тамбора, в результате которого средняя глобальная температура понизилась примерно на 1 градус. Этот «год без лета» с чередой летних заморозков вызвал на огромных территориях Северного полушария, включая США, Канаду и Северную Европу, массовые неурожаи, что привело к голоду и болезням. Подобное явление назвали «вулканической зимой» по аналогии с «ядерной»: ее причиной стали огромные количества изверженной вулканической пыли и газов, которые попали в стратосферу, где и циркулировали в течение нескольких лет, рассеивая и отражая солнечное излучение, что привело к длительному похолоданию.

В механизме субдукции, в результате которой океаническая плита «уходит» под литосферную, участвуют различные механические, термические, гидродинамические, химические процессы. С зонами субдукции связаны наиболее сильные землетрясения и крупнейшие вулканические извержения, влияющие на глобальную климатическую систему Земли. В «рутинном» режиме некоторые активные вулканы способны выбрасывать в сутки десятки и сотни тысяч тонн различных газов, включая «парниковые». Среди них углекислый газ, оксиь углерода и метан (до 10–40 % от общей атмосферной эмиссии), сернистый газ и сероводород (около 10 %).

Среди приведенных выше примеров катастрофических извержений лишь одно можно формально отнести к так называемым суперизвержениям, при которых взрывные выбросы достигают не менее 1 тыс. км³ в твердом эквиваленте. Всего на Земле известно около 20 таких супервулканов, причем за последний миллион лет, как твердо установлено, извергались три из них: индонезийский Тоба, Йелоустон на северо-западе США и Таупо в Новой Зеландии. Есть основания полагать, что такие крупные извержения могли быть в других малонаселенных областях, например на Камчатке, но их свидетельства не сохранились или еще не найдены.

Однако, как мы видим, глобальные эффекты имеют и извержения меньшего масштаба: к примеру, выбросы при извержении Тамбора в 1815 г. составили «всего» 180 км³ пепла и вулканического материала (тефры). Поэтому в практическом смысле нам крайне важны все вулканы, которые могут выбрасывать в верхние слои атмосферы такой большой объем изверженных продуктов, что они с учетом особенностей атмосферной циркуляции могут вызывать выраженные и длительные изменения климата.

До недавнего времени считалось, что подобные события происходят достаточно редко – в среднем один раз в тысячелетие, это внушало определенный оптимизм с учетом продолжительности человеческой жизни. Но результаты последних исследований во льдах Гренландии и Антарктиды дают нам другие шокирующие цифры.

Один раз в столетие?

Проследить историю катастрофических извержений, сопровождаемых стратосферными выбросами, стало возможным по находкам вулканического пепла, обнаруженного при бурении ледового покрова в Гренландии и Антарктиде. Сейчас по анализу состава найденных образцов ученые могут определить, откуда этот пепел пришел: с Камчатки, из Японии или других мест.

В истории Земли периоды потепления всегда чередовались с периодами похолодания. Помимо астрономических факторов, на климат планеты оказывают влияние и глобальная океаническая «конвейерная лента» течений, которая зависит от расположения высоких гор и самих континентов. Один из самых важных факторов вариаций климата – изменение интенсивности и характера вулканизма с периодичностью до десятков тысяч лет, в результате чего в атмосферу может попадать огромное количество парниковых газов, намного превышающее современные антропогенные выбросы.

Результаты изучения вулканического пепла в ледовых кернах Гренландии и некоторых других ледников показали, что извержения примерно такого же масштаба, как Кракатау или Тамбор, происходили в среднем один раз в 100 лет, т. е. на порядок чаще! Другими словами, мы можем ожидать подобное событие уже в нашем столетии. Такая периодичность – это уже другой масштаб, другие ожидания, особенно с учетом нынешней численности человечества и степени освоения территории планеты.

Главная опасность ожидаемого катастрофического извержения состоит даже не в угрозе для местного населения, которая, бесспорно, велика, а в его глобальных последствиях: загрязнении и помутнении атмосферы из-за выброса пеплов и газа. Ведь даже при относительно небольшом извержении камчатского вулкана Безымянный в 1956 г., «проснувшегося» после 3 тыс. лет спокойствия, столб вулканического дыма в течение двух месяцев достигал 30, а временами и 80 км, а это означает, что выбросы очень долго циркулировали в атмосфере. К счастью, в то время не было самолетов, летающих так высоко, в противном случае воздушное сообщение могло быть парализовано на несколько лет.

Сегодня с помощью спутников мы можем оценить детали и последствия извержений почти любого масштаба. К примеру, при последнем крупном трещинном извержении вулкана Толбачик на востоке Камчатки было выброшено много сероводорода, при окислении которого образуются и кристаллики самородной серы, потому это вулканическое облако можно было легко проследить: оказалось, что оно в течение нескольких лет «гуляло» по Азии и Арктике.

Кстати сказать, и сама сера из вулканических выбросов представляет собой немалую опасность. Именно сероводород, окислившийся до серной кислоты, мог стать одной из причин массовой гибели живых существ после извержения сибирских траппов. Серная кислота не только изливалась на головы всех живущих, но и заметно изменила состав кислотности водной оболочки планеты: рек, озер, не остался в стороне и мировой океан. А ведь в то время вся основная жизнь была сосредоточена именно в водной среде.

Не думаю, что сегодня возможен повтор катастрофы масштаба извержений сибирских траппов, но такой силы, как извержение вулкана Тамбора, – вполне возможен. И последствия подобного события для густонаселенной планеты будут катастрофичны, потому что оно повлияет не только на климат и сельское хозяйство, но и на промышленность, связь, транспорт… К примеру, в апреле 2010 г. в Исландии резко усилилась активность вулкана Эйяфьядлайокудль, что привело к выбросу в атмосферу не более 1 км³ тефры. В результате были отменены тысячи авиарейсов на севере Европы, и воздушное пространство над этой частью континента было практически закрыто на 10 дней. А если такой транспортный коллапс продлится не месяцы, а годы, да к тому же будет глобальным? Все последствия этого даже трудно сейчас представить…

Используя современные методы оценки объемов вулканических выбросов, мы можем распознать в прошлом Земли не только суперизвержения, но и другие крупные извержения, которые могли повлиять на климатическую систему Земли. Оценить это влияние можно как по прямым, так и косвенным признакам.

К первым относятся следы пеплов, которые обнаруживаются в Гренландии, в Антарктиде, на архипелагах Шпицберген и Новая Земля в Северном Ледовитом океане – сейчас мы можем точно установить, что эти осадки выпадали там не один год. К косвенным свидетельствам можно отнести изменения в глобальном содержании тех или иных элементов.

Источник — Наука из первых рук.

Следите за погодой и климатом вместе с нами!

С Уважением, Маглипогода!

Вся информация, которая размещается на сайте – это мнение исключительно частных лиц и не считается официальной. На сайте функционирует система уведомления правописания. Обнаружив ошибку или неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Подпишитесь на рассылку по электронной почте