Массовое пробуждение вулканов в последнее время заставило ученых вновь поломать голову над тем, что же может быть причиной столь возросшей активности огнедышащих гор. Многие геофизики считают, что такая активность может возрастать при взаимодействии Земли с другими небесными телами, например, с Солнцем или планетами-гигантами Сатурном и Юпитером.
В том, что наша планета переживает очередной пик вулканической активности, уже не сомневаются даже скептики. Действительно, второй год подряд эти огнедышащие монстры дают о себе знать в самых разных регионах Земли. При этом оживают даже, казалось бы, навеки уснувшие вулканы, и, кроме того, ученые ожидают появления новых, причем в таких местах, где их прежде не было.
Пик вулканической активности также совпал с активизацией других процессов в земной коре, результатами которых явилась череда достаточно мощных землетрясений. И хотя они случились в тех местах, где всегда было неспокойно в сейсмическом плане, однако это мало успокаивает. А поскольку вулканы и землетрясения обычно связаны между собой, то становиться ясно — с планетой что-то происходит. Остается лишь понять, что именно.
Но для этого сначала нужно выяснить, какой скрытый механизм вызывает извержение вулкана. Или, если точнее — что заставляет огнедышащую гору вдруг ни с того ни с сего проснуться и выбросить потоки лавы, кучи пепла и облако газа? Потому что о том, какие процессы, проходящие в недрах нашей планеты, приводят к извержениям, ученые знают достаточно давно — в этом виновата мантийная конвекция (подробнее о ней читайте в статье "Вулканы — уровень тревоги растет"). Но данное знание не дает ответ на вопрос, почему в одно время вулканы активны, а в другое — спят сладким сном.
Древние греки отвечали на этот вопрос без всякой запинки — вулкан просыпается тогда, когда бог-кузнец Гефест получает срочный оборонный заказ от Зевса (или от какого-нибудь другого божества). Тогда он спускается в свою подземную кузницу, находящуюся под горой, разжигает горн, и принимается за работу. В результате люди вынуждены "любоваться" на дым, идущий от подземной печки, выплескивающиеся струи раскаленного металла и искры, летящие из-под молотов, которыми без устали орудуют помощники божественного кузнеца циклопы. Так что любой эллин был уверен в том, что вулкан проснется именно тогда, когда Зевсу от Гефеста что-нибудь понадобится.
Современных ученых подобное объяснение, как вы сами понимаете, не устраивает. Однако интересно, что среди версий, которые пытаются объяснить внезапность пробуждения вулканов имя громовержца и царя богов иногда фигурирует. Но давайте обо всем по порядку.
Сейчас ученые часто говорят о том, что вулканизм — это процесс, который могут запускать не только земные, но и космические причины, а, точнее говоря, взаимодействие нашей планеты с разными объектами из Космоса. Началось все с того, что во второй половине XIX века геолог E. Клюге и его коллеги подметили ритмичность извержений. Согласно их наблюдениям, вулканы просыпаются вовсе не "вдруг", а в этом есть определенная закономерность. То есть, имеет смысл говорить о неких циклах вулканической активности.
В начале двадцатого столетия профессор М. А. Боголепов обратил внимание на один интересный факт — волны вулканической активности особенно хорошо выражены в экваториальной зоне. Это заинтересовало ученого, и он собрал любопытную подборку данных, свидетельствующих о том, что активизация деятельности вулканов в большинстве случаев накладывалась на общие геофизические возмущения планеты, связанные с воздействием на нее какого-нибудь крупного небесного тела. А уже в 70-х и 80-х годов прошлого века ученые вычислили, что пики активности часто совпадают с периодами возбужденного состояния Солнца (которое часто называют "вспышкой на Солнце").
В наше время исследования В. М. Федорова показали, что распределение вулканов подчинено строгой широтной зональности (то есть огнедышащие горы располагаются строго на определенных широтах), а их поведение определяется воздействием гравитационных полей Солнца и Луны. Кроме того, работа В. А. Широкова позволила установить зависимость сильных вулканических извержений от всплесков солнечной активности, чандлеровских колебаний земной оси (они возникают, когда ось вращения Земли отклоняется от ее оси наибольшего момента инерции, и мгновенные полюса смещаются от средних на 15 метров) и лунных приливов. А В. Е. Хаин и Э. Н. Халилов заметили, что реакция вулканов в зонах рифтов (места выхода из мантии вещества на поверхность, расположены на дне океанов) и на материковых окраинах является противоположной — если одни засыпают, то другие просыпаются. И, что самое интересное, все это они тоже связали с циклами Солнечной активности (Халилов считает, что влияние оказывает 11-летний солнечный цикл, или цикл Шваба, который отмечает периоды максимального и минимального количества солнечных пятен).
Все это говорит о том, что, вулканы проявляют высокую чувствительность к любым внешним возмущениям, которые возникают в результате деятельности Солнца, а также других звезд и даже планет. Статистика, учитывающая сроки начала извержений в период с 1960г. по 2009 г. говорит о том, что, видимо, само вращение Солнца вокруг своей оси (а, судя по наблюдениям за солнечными пятнами, его период равен около 27 суток) генерирует короткопериодические колебания вулканической активности. Интересно, что максимум этой активности наступает за один-два дня до момента прохождения центрального меридиана нашей звезды.
Однако, судя по всему, вулканическую активность может гаситься при взаимодействии нашей планеты с газовыми гигантами, Сатурном и Юпитером. Было замечено, что эти планеты, во время прохождения ими перигелия (перигелий — это ближайшая к центру Солнца точка орбиты небесного тела), они, пролетая мимо Земли, замедляют движение магмы в ее недрах. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению количества извержений. Так, например, было установлено, что Сатурн, находясь в перигелии, сокращает их количество с 25-26 до 22 в год. Юпитер тормозит вулканическую деятельность еще более эффективно (что не удивительно, ведь расположен ближе к Земле). В то же время, было показано, что при взаимодействиях планет-гигантов с Землей во время прохождения ими перигелия, во время тех извержений вулканов, которые происходят за один-два года до их сближения с Землей, масса выброшенного вещества (пепла, лавы, газов) увеличивается в 3-5 раз.
Итак, Солнце активизирует вулканы, а планеты-гиганты тормозят их деятельность. Интересно, что греки, судя по всему, немножко ошиблись — реальный Зевс (то есть Юпитер) на самом деле не подгоняет Гефеста, а дает ему приказание умерить пыл.
Тем не менее, современные расчеты говорят, что все гораздо сложнее. И иногда Зевс может наоборот начать торопить бога-кузнеца.
Дело в том, что для вулканических, как и других природных процессов большое значение имеет динамика барицентра (то есть центра масс) Солнечной системы. Известно, что в норме он находится примерно в миллионе километров от центра нашей звезды, но, благодаря обращению планет-гигантов ему приходится постоянно передвигаться от своего нормального местоположения к ее наружным слоям, а потом возвращаться обратно (это опять-таки не удивительно, ведь газовые гиганты обладают весьма большой массой, и их гравитационное воздействие не проходит бесследно даже для Солнца). Расчеты показали, такие ритмы барицентра цикличны, и каждый цикл длится 179 лет.
Так вот, было замечено, что максимальная вулканическая активность наблюдается именно тогда, когда барицентр проходит через перигелий и афелий. Хочу сразу пояснить, что здесь под перигелием барицентра понимается точка его максимального приближения к центру Солнца, а под афелием — точка максимального удаления от него (напомню, что весь этот процесс происходит внутри звезды). Как показывают данные по произошедшим извержениям за период с 1800г. по 2009 г., в такие критические для барицентра моменты вулканическая активность всегда резко усиливается. Действительно, все без исключения крупнейшие извержения (вроде взрыва вулкана Кракатау в 1883 году) приходились на то время, когда барицентр либо начинает удаляться от центра нашей звезды, либо пускается в обратный путь.
Но ведь смешение барицентра вызывает либо приближение планеты-гиганта к Солнцу (тогда он идет к поверхности), либо ее удаление (тогда он возвращается обратно). Получается, что Юпитер и Сатурн в данном случае, наоборот, способствуют повышению вулканической активности! Так что, как видите, взаимодействия Зевса с Гефестом двояки — царь богов может дать приказ ему приостановить работу, а может и заставить поторапливаться. Кроме того, видимо, на смещение барицентра может также влиять и движение двух других газовых гигантов, Урана и Нептуна, однако об этом ученые пока знают очень мало.
Так что, как видите, вулканическая активность зависит от многих факторов. В то же время до сих пор нельзя точно сказать, действительно все вышеперечисленные взаимодействия влияют на нее, поскольку до сих пор ученые не могут наблюдать процессы, происходящие в мантии и ядре. Получается, что механизм раскрыт как только с одной стороны, а вторая пока еще скрыта от ученых.
Но без выяснения конкретной зависимости мантийных и ядерных процессов от внешних воздействий нельзя утверждать, что Солнце и планеты действительно оказывают на них, и, следовательно, на вулканическую активность, какое-то влияние. Ведь все это может оказаться простым совпадением (что в науке и в жизни, увы, тоже часто бывает). Поэтому ученому всегда нужно проверять все факты по отдельности, а не ограничиваться наблюдением их корреляции, ведь эта корреляция может быть всего лишь попыткой выдать желаемое за действительное.
Тем не менее, сейчас ясно одно — богу Гефесту поступает ну очень много заказов не только от Зевса, но и от других его коллег, и все нужно срочно выполнить. Вот он и старается…
По теме:
Помпея XX века: вулкан убил 23 тысячи человек
Извержение вулкана подарило Японии новую территорию
Древний вулкан заморозил Индию
Вулканологи — учёные-экстремалы
Вулкан Пуйеуэ. Живописный монстр