Это было не единственное свидание с «дьяволом». Е. Мархинин присутствовал при многих извержениях, причём более сильных, чем извержение Ключевской сопки. И тем не менее присмотритесь, какую мощную «фабрику» Камчатки описывает исследователь. Ключевская сопка стреляет бомбами, выбрасывает шлак, из кратера льётся лава, поднимаются газы…
Исследователь смог примерно оценить, какое количество материала на его глазах выносится из недр. А когда извержение через полтора месяца закончилось, он сделал общий подсчёт: вулкан действовал не слишком активно, но успел доставить на поверхность 100 миллионов куб. м лавы! И это при слабом извержении! Сколько же материала выносится наверх, когда вулкан начинает работать в полную силу?!
Е. Мархинин подсчитал и количество материала, выброшенного Шивелучем — самым северным из камчатских вулканов. Во время извержения Шивелуча теплоход «Аральск» находился в открытом море. С его борта сообщили, что стало «темно, как ночью» — вулканический пепел затмил дневное светило. Он выпал на площади в 100 000 кв. км, а всего вулкан выбросил миллиард тонн пепла. Если сюда добавить вес камней и лавовых потоков, то общая цифра достигнет трёх миллиардов тонн! И эта чудовищная производительность — всего за один час! При этом оценка преднамеренно занижалась.
Учёными была составлена таблица, в которой взяты на учёт самые сильные извержения, случившиеся на Земле с 1800 года. Все они произошли на островных дугах Тихого океана.
Итог — 266,4 кубических километра! Средний удельный вес вещества, доставленного из недр, равен 2 тоннам на кубометр. Простой подсчёт, и мы узнаём, что, начиная с 1800 года, вулканы разместили на поверхности планеты 5 x 10 в 11-й степени тонн глубинного материала. Отсюда легко узнать среднюю производительность вулканических «фабрик» за год — 3 миллиарда тонн!
И ещё один простенький расчёт. За возраст земной коры Е. Мархинин берёт значение, которое никем принципиально не оспаривается, — 4,5 миллиарда лет. Выходит, что за всю геологическую историю земной коры вулканы подняли на поверхность 13,5 x 10 в 18-й степени тонн вещества! 20 x 10 в 20-й степени тонн — масса земной коры сегодня.
Сравните обе цифры и вспомните, что Е. Мархинин учёл извержения только тех вулканов, которые расположены на островных дугах — на так называемом огненном кольце Тихого океана. На самом деле извержений было куда больше. Известный вулканолог В. Влодавец подсчитал, что в XX столетии произошло 1000 взрывных извержений, 260 — с лавовыми потоками, 40 — с экструзиями (магма не выходила на поверхность, а внедрялась близ неё в земную кору), 35 — с раскалёнными тучами, 55 подводных и 7 подлёдных. Кроме того, множество вулканов находится на дне Мирового океана — примерно 10 тысяч, и они в расчёт не взяты.
Но, быть может, вулканы не всегда были так активны, как те, о которых нам известно? Ведь мы предполагаем, что они без передышки работали все 4,5 миллиарда лет. Однако геологи определённо говорят — раньше вулканическая деятельность была сильнее, и началась она очень давно. Выходы древних пород обнаружены в Канаде, Индии, Антарктиде, Австралии, на Кольском полуострове и во многих других местах. Их возраст — миллиарды лет, и состоят эти породы из переработанных продуктов древнего вулканизма. В истории земной коры не было периода, когда бы не работали вулканы.
В подтверждение своей гипотезы Е. Мархинин приводит ещё такой факт. Он показывает, что земная кора на девять десятых сложена из вулканических пород или из продуктов их переработки. Солнце, ветер, вода перерабатывали всё, что появлялось на поверхности. Пепел, шлаки, пемза, вулканические бомбы, лавы — ничто не могло устоять под действием атмосферных агентов. Им помогала также вода вулканов. В сущности, это были крепкие растворы серной и соляной кислот. В Индонезии, например, до сих пор в кратере вулкана существует озеро, наполненное кислотой. Местным жителям приходится всё время следить за плотиной: если воды озера прорвут её, то кислота польётся на рисовые поля и погубит урожай.
Вулканический материал, конечно, не выдерживал такой мощной атаки. Он размывался, переносился на новые места и превращался в осадочные породы. Это облегчалось тем, что на поверхность глубинное вещество попадало в виде пыли. Вулкан Безымянный, например, в 1961 году доставил наверх более полутора миллионов тонн пепла, а пирокластический материал (буквально: огненно-обломочный) в виде потоков составил полмиллиона тонн.
Е. Мархинин внимательно исследовал состав потоков — они в основном также состояли из мелкой пыли. Это очень удобное состояние для химической переработки вещества. Тонкий пепел под действием тепла, воды, ветра и кислот изменяется в десять тысяч раз быстрее, чем монолитная глыба того же состава. Вот почему на поверхности вулканическая продукция попадала в хорошую переделку, и из неё возникли разнообразные горные породы, которые известны сегодня.
Несколько миллиардов лет назад Курильских островов не было. Здесь под дном океана, на глубине больше 10 километров, бурлили очаги магмы. По трещинам и расколам магма поднималась вверх и изливалась на дно океана. Она уплотнялась, твердела, сверху застывали всё новые порции магматического материала. И так — век за веком, тысячелетие за тысячелетием, пока земная кора не появилась над поверхностью океана.
А вулканы без устали продолжали работать. На Курильской дуге огнедышащие горы ежегодно поставляли 0,08 куб. км материала. Извержения происходили также на всём Тихоокеанском огненном кольце, где в 20 раз больше вулканов. Всё кольцо ежегодно поставляло 1,6 куб. км глубинного вещества. И его хватило на всю планету.
Первоначальная поверхность была скрыта под новым материалом. Сейчас она известна как поверхность Мохоровичича и находится на глубине 30 километров в среднем — это на континентах. На дне Мирового океана земная кора тоньше — всего 5–10 километров.
Так проходило образование земной коры.
Подобный процесс и сегодня происходит, например, на Курилах. Продукты современных извержений поступают в соседнюю Южно-Охотскую котловину и Курильский глубоководный жёлоб и там накапливаются. Океанская кора постепенно становится толще. Земная кора, находящаяся прямо под Курильскими островами, является как бы промежуточной — между океанской и континентальной. Лежащие здесь породы удалось изучить. Несомненно одно — их создали вулканы.
Итак, вулканам оказалось под силу возведение земной коры. И тут возникает законный вопрос — не были ли вулканы тем источником, который наполнил водой Мировой океан? Во время извержений на поверхность выносится много горячей воды, которая содержится в испарениях вулканов.
На помощь опять приходят цифры. Всего за время формирования коры выделилось 7,4 x 10 в 17-й степени тонн. Масса воды в современном Мировом океане — 14,4 x 10 в 17-й степени тонн, то есть вдвое больше. Откуда взялась другая половина? Её также доставили вулканы. Они выплеснули воду с помощью фумарол — струй вулканических газов, в которых преобладали пары воды, и через горячие источники, которые в первоначальном расчёте не учитывались.
Метеориты и на этот раз, так же как и в случае с земной корой, не могут составить вулканам серьёзной конкуренции. Предел их возможностей — одна тысячная доля от количества, поставленного вулканами. Ещё более скудным источником являются в данном случае кометы.
Химические анализы подтверждают предположения учёного. В свежем вулканическом пепле он обнаружил хлор, натрий, бром, фтор, железо, алюминий — всего 70 химических элементов. Те же элементы и почти в тех же пропорциях содержат воды Мирового океана (в среднем, конечно).
Гидросфера сначала была крепким раствором нескольких кислот. Первозданный кислый океан по составу напоминал современные вулканические озёра. Его воды активно взаимодействовали с породами берегов и дна и постепенно менялись. Со временем океан стал химически нейтральным.
Ни одно извержение вулкана не обходится без выделения газов. В основном они состоят из паров воды, но, кроме того, в них присутствуют хлор, водород, сернистые соединения, сероводород и азот. Причём надо отметить, что азот и углерод выделяются всегда. Азот и окислы углерода — главные составляющие древней атмосферы. И подсчёт опять-таки показывает, что вулканы их выделили достаточно, чтобы они смогли принять участие в создании атмосферы Земли.
По мнению Е. Мархинина, «…на прогретых горячими газами и водами склонах вулканов возникли углеродные соединения, способные к обмену веществ и размножению, — первые живые существа. Появились зелёные растения. Они начали усваивать углекислый газ, расти и обогащать атмосферу кислородом».
На Земле возникла жизнь.
Самое величественное проявление стихии
Среди множества природных явлений, прекрасных или пугающих, лишь немного найдётся таких, которые, подобно извержениям огнедышащих гор, поражали бы человека своей мощью, грозной картиной стихии, скорбным перечнем жертв.
Вот лишь небольшой список из сотен вулканов Индонезии: Панандаян — 2000, Галунг-Гунч — 4000, Килуд — 5000, Марайи — 10 000, Тамбора — 92 000. Цифры, стоящие рядом, — число людей, погибших при извержениях за последние 70 лет.
Чтобы представить себе мощь вулканических сил, стоит поразмыслить и над такими фактами. Когда в 1815 году на острове Сумбава в Индонезии «заговорил» вулкан Тамбора, его «голос» был слышен по всей Яве, на Калимантане и в Новой Гвинее, даже на австралийском континенте. На побережье Суматры, в 460 километрах от места извержения, рёв Тамбора напоминал пушечную канонаду, а отдельные взрывы были слышны на расстоянии 100 километров! В 1883 году при печально знаменитом извержении индонезийского вулкана Кракатау ударные воздушные волны, рождённые подземными взрывами, трижды обошли земной шар. В 800 километрах от вулкана взрывная волна дробила стёкла в окнах домов!
Огнедышащие горы с незапамятных времён обожествлялись людьми; вокруг них возникало множество устрашающих легенд. Кратеры вулканов казались человеку дверью в тот подземный мир, о котором повествовали религиозные мифы. Ещё не так давно многие индонезийцы верили в древнюю сказку, будто вулканы, подобно многим богам, охотно принимают человеческие жертвоприношения. У аборигенов Новой Зеландии существовал обычай: вождей племени, прославившихся при жизни, следовало хоронить в кратере вулкана Тонгариро — тогда они попадают в жилище богов.
Тысячелетиями вулканические извержения питали суеверные представления народов о грозных неведомых силах подземелья. В грандиозных лабораториях природы, которыми являются расплавленные недра Земли, происходят бесконечные превращения веществ. Вулканы настолько страшили человека, что у многих народов районы вулканических извержений считались запретными для смертных: «Там живут злые и могущественные боги земли».
Новое время во многом изменило восприятие людей. Уже не суеверный страх, а желание познания руководит людьми при встрече с неизвестностью.
Вулканов на Земле — тысячи, из них около 800 действующих. Особенно много их на островах и в прибрежных районах Тихого океана, где вулканы образуют Тихоокеанское огненное кольцо. В него входят огнедышащие горы Камчатки, Курильских островов, Японии, Филиппин, Индонезии, Новой Зеландии, западного побережья Америки. И замыкается кольцо на Аляске и Алеутских островах. Научную вахту у огнедышащих гор несут сотни учёных. Они изучают «нрав» каждого вулкана, стремясь открыть и познать закономерности, которым подчиняется вулканическая деятельность земных недр.
Несмотря на высокие температуры, внутри наша Земля — твёрдое тело. Вещество находится под огромным давлением вышележащих слоёв. Но выше, там, где давление ослабевает, раскалённые твёрдые породы расплавляются, образуя подвижную массу — магму (в переводе с греческого — «месиво, тесто»). В ней много газов, и когда она попадает в верхние слои земной коры, газы из магмы вырываются на поверхность. Вот почему перед извержением над кратером вулкана поднимается столб паров и газа. Огромное давление газов выбрасывает высоко в атмосферу вулканическую пыль и камни. А магму, вылившуюся на поверхность и потерявшую значительную часть своих газов, называют лавой.
Исследования вулканологов показали, что очаги магмы находятся на глубинах в 50–100 километров. Образующиеся здесь газы начинают просачиваться вверх через толщу земных пластов и увлекать за собой магму. Когда давление газов в ней становится выше давления окружающих пластов, магма закипает и образует «пороховой погреб» вулкана.
Весной 1956 года ожила сопка Безымянная на Камчатке. 30 марта из кратера этого вулкана со страшной силой вырвалась струя раскалённого пепла. Она сокрушала всё на своём пути. На расстоянии 25–30 километров от вулкана были сломаны и повалены деревья. Взрывная волна обошла земной шар, а вулканический пепел был выброшен на высоту 45 километров!
Поднимающиеся из недр Земли расплавленные породы различны по своей вязкости. Иногда лава напоминает жидкий металл, а в других случаях — вязкую светящуюся массу. Это зависит от химического состава вещества магмы. Когда вязкость велика, заключённые в ней газы с трудом находят выход наружу, накапливаясь в ней до тех пор, пока их давление не приводит в действие механизм вулканического взрыва.
