Этна и вулканологи - Тазиев Гарун (читаем книги онлайн бесплатно полностью без сокращений TXT) 📗
Вулканолог-художник, вулканолог-спортсмен и вулканолог-исследователь – таков Гарун Тазиев.
О своих научных интересах Тазиев говорит в книгах между прочим, вскользь и отрывочно. Мне представляется, научные исследования, которые проводит Тазиев на вулканах, можно объединить вокруг трех взаимосвязанных направлений:
1. Изучение типов и динамики вулканических извержений.
2. Проблема вулканической опасности и ее предотвращения.
3. Исследование вулканических газов.
Думаю, что не ошибусь, если скажу, что ни один вулканолог, ни один человек не наблюдал столько разнообразных, расположенных в разных местах планеты вулканов, как Тазиев. Уже один этот факт говорит о том, что Тазиев – крупнейший специалист по динамике вулканических извержений.
Выделяют шесть основных, так сказать, классических типов извержений. Гавайский тип. Название – производное от вулканов Гавайских островов. Характерны лавы, бедные кремнеземом, маловязкие, с потоками, способными с большой скоростью разливаться на многие километры. Сильные взрывы редки. Обычны лавовые фонтаны и нередко образование лавовых озер. Так, например, лавовое озеро вулкана Килауэа на острове Гавайи было обнаружено в 1823 году и просуществовало до извержения 1924 года.
Стромболианский тип. Название – производное от Стромболи – известного средиземноморского вулкана. Лавы также основные. Очень сильные взрывы не характерны. Как правило, не образуются большие массы вулканических пеплов. Взрывы частые, ритмичные, бомбы и шлаки выбрасываются обычно на высоту до нескольких сот метров.
Вулканский тип. Название – производное от вулкана и острова Вулькано. Лава значительно более кислая и вязкая, чем при извержениях двух предыдущих типов. Потоки движутся медленно и не достигают большой длины. Характерны сильные вертикальные взрывы, образующие так называемые пинии – пепло-газовые тучи в форме зонтичной сосны, насыщенные облаками лав и бомбами типа «хлебной корки». Высота выбросов достигает нескольких километров.
Плинианский тип. При грандиозном извержении Везувия в 79 году нашей эры погиб Плиний Старший, наблюдавший извержение. Описание извержения было сделано его племянником Плинием Младшим. Извержение Везувия в 79 году и послужило прототипом плинианских извержений. Для них характерны пароксисмальные взрывы, более сильные, чем при извержениях вулканского типа, но также приводящие к возникновению колоссальных пелловогазовых «пиний». Обычно при плинианских извержениях взрывается часть вулканической постройки, а слой пепла и лапиллей может достигать толщины нескольких метров.
Пелейский тип. Название – производное от вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника. Прототипом послужило катастрофическое извержение этого вулкана в 1902 году, уничтожившее город Сен-Пьер и все тридцать тысяч его жителей. Для извержений этого типа характерен рост громадных, монолитных раскаленных лавовых гор – куполов и катящихся с большой скоростью по склонам вулкана раскаленных пеплово-газовых туч, насыщенных в нижних частях крупными и мелкими горячими обломками лавы.
Катмайский тип. Название – от имени вулкана Кат-май на Аляске. Извержение-прототип произошло в июне 1912 года. Это было колоссальное извержение, при котором было выброшено 28 км3 вещества. Раскаленные обрывки лавы, взвешенные в массе горячих газов, образуют при этом типе извержений раскаленные «песчаные потоки». Свариваясь друг с другом в этих потоках, частички лавы могут образовать своеобразную породу игнимбрит, что в буквальном переводе означает «огненный ливень».
Эти шесть основных типов вулканических извержений выделены, естественно, условно. Четких границ между ними нет. Один и тот же вулкан в разные периоды может проявлять свою деятельность по-разному. В то же время каждое извержение любого вулкана имеет свои лишь ему присущие особенности. Но так же как врач может поставить диагноз и предвидеть развитие болезни, опытный вулканолог может определить вероятный тип и особенности будущего извержения и предвидеть его последствия. Понятно, что изучение типов и динамики вулканических извержений теснейшим образом связано с проблемой вулканической опасности и ее предотвращения.
С этой проблемой Тазиеву приходилось сталкиваться в разных странах и не один раз. Так, например, Гаруном Тазиевым и Франсуа Легерном был предложен проект «остановки» лавового потока на Этне при извержении 1971 года. Он, к сожалению, не был осуществлен по вине лиц, боявшихся взять на себя ответственность. Извержение началось на высоте 3000 метров, но некоторое время спустя эруптивные трещины открылись на отметке 1800 метров. До первых домов и селений оставалось 1000–1200 метров. Лава текла по узкому руслу.
Тазиев и Легерн предлагали взорвать его стенки. Это привело бы к расширению русла, образованию глубокой выемки и созданию на пути потока каменной плотины. Лава вынуждена была бы заполнять эту выемку. Поток был бы остановлен на отметке плотины по крайней мере на несколько недель. Для осуществления проекта требовалось лишь пробурить несколько десятков шпуров… Но так как проект осуществлен не был, лава сожгла несколько сот гектаров садов, виноградников, отдельные фермы и доползла до жилья. Она грозила уже гибелью городкам Сант-Альфио и Форнаццо. Их спасло лишь внезапное прекращение извержения. «Людям бы не угрожала опасность, да и то, что было уничтожено – фермы, виноградники, сады, – осталось бы цело, получи мы разрешение остановить фронт потока», – с горечью пишет Гарун Тазиев («Этна и вулканологи»).
Надо отметить, что первые два направления исследований Тазиева – изучение динамики и типов вулканических извержений и исследование проблемы вулканической опасности – самым тесным образом связаны с третьим направлением его работ на активных вулканах – изучением вулканических газов.
Динамика, тип вулканической активности, особенности, характер вулканической опасности в основном определяются количеством, составом и особенностями поведения участвующих в извержении газов. Газы – самый непостоянный, изменяющийся, летучий компонент вулканического извержения. И если мало что изменится в результатах исследования от того, будет ли отобран образец лавы еще горячим или спустя некоторое время после остывания, то от момента отбора вулканических газов зависит очень многое. Поэтому в научном плане риск вулканолога-спортсмена больше всего оправдан именно тогда, когда речь идет об отборе газовых проб. Проблема количества и состава вулканических газов – важнейшая проблема современной вулканологии.
Вулканизм можно рассматривать как механизм дегазации нашей планеты. И если раскаленные силикатные продукты, извергавшиеся вулканами из глубинных недр Земли, в течение геологической истории послужили тем исходным материалом, из которого была образована литосфера – внешняя каменная оболочка планеты, то высвобождавшиеся из магмы при извержениях газы дали начало образованию ее водной и воздушной оболочек. Более того, они были исходными продуктами для возникновения жизни. В последние годы советскими вулканологами было сделано обоснованное предположение, что именно сам процесс вулканических извержений, изучению которых посвятил жизнь Гарун Тазиев, есть первый шаг от неживого к живому, есть первое звено в цепи событий, приведших к возникновению жизни.
В составе вулканических газов обычно определяются наряду с другими компонентами водород, азот, аммиак, метан, окись углерода, углекислый газ, водяной пар. Эти соединения, как показали эксперименты, являются исходными для образования предбиологических соединений, или, как еще иногда говорят, преджизни.
В 1953 году американский биохимик Миллер произвел такой опыт. Он пропускал электрические разряды через смесь газов – водород, аммиак, метан и водяной пар, – заключенную в стеклянном приборе. В результате он получил ряд аминокислот – предбиологических соединений, составных частей белка. Позднее американскими биохимиками Харадой и Фоксом та же смесь газов была пропущена через нагретый до 900 – 1000 °C песок. В результате эксперимента они также получили несколько аминокислот.
