Этна и вулканологи

Вулканы и вода

Мысль о том, что вулканизм обусловлен поверхностными водами, достаточно старая. Думаю, она родилась от физической близости моря к большинству вулканов. Достаточно бросить взгляд на карту полушарий: Анды, Алеутская цепь, цепи Камчатки, Курил, Японии, Филиппин, Индонезии, Меланезии, Новой Зеландии, Атлантики, Индийского океана, Южных морей, Антарктики, наконец, Средиземноморья, где даже «континентальные» вулканы Везувий и наша Этна стоят одной ногой в воде. С другой стороны, почти все вулканы Африки и многие другие удалены на сотни, а то и на тысячи километров от океана. Подчас там нет поблизости и озер (скажем, на плато Тибести в Сахаре, Судане, Танзании или Афаре). Следует заметить также, что вулканы Анд или Мексики, которые на мелкомасштабной карте прилегают к берегу Тихого океана, в действительности отстоят от него иногда на триста километров, что делает весьма сомнительным взаимодействие между их глубинными корнями и океаническими водами…

Роль воды в вулканическом процессе значительно преувеличивалась, и на то были свои причины. Дело в том, что почти все пробы вулканических газов содержат от 80 до 99 % Н₂0. Отсюда был сделан вывод: водяные пары составляют основу вулканических эманации. Следующий шаг был логичен – означенная вода берется из моря, а если его нет, то из озера или же из подпочвенных пластов.

Наши собственные результаты, однако, подтвердили данные редких предшествующих анализов, пробы для которых брались непосредственно из раскаленной лавы, а не из фумарол, более или менее удаленных от источника (даже «менее» в этом случае полностью искажает картину!). Оказывалось, что всякий раз, как взятие проб проходило в надлежащих условиях (непосредственно из жидкой лавы), содержание воды было далеко не столь значительным, а иногда просто падало до… нуля. Сказанное относится не только к континентальным вулканам, таким, как Ньирагонго или Эрта-Але, но и к тем, которые тесно связаны с морем, – Килауэа, Стромболи или Этна… Отсюда мое убеждение: поверхностные воды, и в частности океанические, не играют никакой роли в причинах вулканизма. Возможно, они каким-то образом влияют на форму извержений, но это уже вторичная роль.

После того, как воде отвели ее законное, достаточно скромное место в вулканическом процессе, на первый план вышли другие элементы газовых эманации. Речь идет прежде всего о двуокиси углерода; как правило, это самая обильная доля выделений. Откуда берется этот С02? Вот в чем вопрос. Будем надеяться, что это тоже выяснится рано или поздно в результате анализов изотопов углерода, несмотря на неудачу, постигшую нас возле лавовой лужицы, и две-три другие столь же неплодотворные попытки.

Резонно подозревать этот углерод в поверхностном происхождении, то есть что его выделяют известняки, в свою очередь являющиеся окаменелыми останками живых организмов.

Что касается серы, то ее глубинное происхождение не подвергается сомнению, по крайней мере до настоящего времени. Вулканические эманации иногда богаты двуокисью серы S0₂ (сернистый ангидрид) и довольно часто содержат сероводород H₂S, последний легко угадать по характерному запаху тухлых яиц. Редко когда можно наблюдать чистую серу в газообразном состоянии. Единственный раз я видел это в удивительнейшем кратере вулкана Иджен, который напоминает сытого кота, дремлющего на восточной оконечности Явы. Причудливые золотистые завихрения, поднимающиеся с широкой поверхности молочно-бирюзового озера, заполнившего кратер, являются не чем иным, как смертоносной смесью кислот. Бывает, что в газах, выходящих из скважин перед извержением, оказывается в значительной пропорции водород. Вполне возможно, что именно он провоцирует определенного типа взрывы, которые мы наблюдали, в частности, на Этне в апреле 1971 года. Тогда помимо обычных вспышек чисто механического свойства (то есть обусловленных разрывами расплавленной лавы или скальных пород) раздавались сухие очень короткие взрывы. При этом они сопровождались не гирляндами выбросов, а довольно странными явлениями. В течение доли секунды было видно, как из раскаленной жидкости вдруг показывается быстро раздувающаяся газовая сфера. Мгновением позже она вдвое, вчетверо, вдесятеро увеличивала свой объем и лопалась. Ошметки лавы включались в очередной фонтан, добавляя ему жару. Вполне вероятно, что эти короткие изотопические взрывы и были следствием мгновенной реакции вулканического водорода с кислородом воздуха.