Часто в таких местах обнаруживают богатые залежи руд разных металлов – жилы застывшей магмы, которая пыталась здесь вырваться на поверхность. Вот почему геологи-палеовулканологи тщательно изучают древние вулканы, выясняют их роль в образовании месторождений полезных ископаемых.
В некоторых местах древняя вулканическая деятельность оставила весьма зримые следы. Датский писатель Йорген Бич в книге «За аравийской чадрой» рисует мрачную картину, открывшуюся перед ним в Аденском заливе:
«У береговых утесов такая причудливая и вместе с тем зловещая форма, словно они изваяны всей болью земли, охваченной титаническими процессами горообразования. Утесы возникли здесь много тысячелетий назад, когда вулканы были действующими.
Глядя на эти гигантские вулканические конусы, высящиеся на самой границе между морем и сушей, можно подумать, что они не земного происхождения, а часть лунного ландшафта. Нередко скалистое подножие вулкана поднимается прямо из воды, а его конус так наклонился, что кажется, вот-вот рухнет в море…
Одни конусы черные, другие покрыты застывшей лавой кроваво-красного цвета. Создается впечатление, будто здесь кипит раскаленный металл. И хотя вулканы потухли много лет назад, свежего человека не покидает чувство, что сейчас начнется извержение».
Что же такое вулкан, что он извергает и по какой причине?
По этому поводу вулканологам уже есть что сказать, и все же далеко не все, чтобы ответ получился исчерпывающим. Полный ответ будет, по-видимому, возможен, когда наука сумеет столь же исчерпывающе изучить строение Земли, составить себе полное и достоверное представление о ее происхождении и эволюции. А тут еще на многое ученые могут отвечать лишь догадками, гипотезами и теориями, требующими проверки и доказательств, что само по себе невероятно трудно. Приходится прибегать либо к сбору косвенных доказательств, либо к физическому, геохимическому и математическому моделированию. Между тем какой бы совершенной ни была модель явления, она все же не само явление – явление сплошь да рядом бывает сложнее модели.
Несколько упрощая общепринятые научные представления, вулканическую деятельность можно объяснить так.
В недрах земного шара царят исключительно высокие температуры и давления. Подсчитано, что в центре Земли температура достигает четырех-пяти тысяч градусов по шкале Цельсия. Давление же по нашим житейским меркам просто чудовищно: 3,7·1010 килограммсила на квадратный метр! Предполагается, что при таком давлении несмотря на высокую температуру вещество, составляющее ядро планеты, находится в твердом состоянии. И только «внешняя» часть ядра – жидкая. Ближе к земной поверхности, в земной коре или в слое, который ученые называют мантией (она отделяет земную кору от ядра), где и температура ниже, и давление значительно меньше, возникают условия для появления вулканических очагов. Здесь образуется магма (от греческого magm – густая грязь) – расплав вещества, из которого состоит и мантия, и земная кора. Поскольку земная кора по массе своей на восемьдесят процентов – это силикаты (от латинского silex – кремень, отсюда следует, что именно этот элемент определил название большой группы природных минералов), то и магма образуется преимущественно из расплавленных силикатов.
Внешняя оболочка земного шара не знает покоя. Медленно движутся, поднимаются и опускаются гигантские плиты материков, что приводит к образованию глубоких трещин и каналов, которые заполняются магмой. Сдавливаемая со всех сторон, она растекается по этим трещинам, застывает в них в виде жил, а там, где преграда оказывается слабее, прорывается наружу.
В магме много газов. И как только она достигает верхних слоев земной коры, газы выделяются и вырываются на поверхность первыми. Вот почему, когда начинается извержение, над кратером вулкана сначала поднимается столб дыма – это смесь паров воды, горячих газов и пепла.
Вместе с дымом выбрасываются мелкая вулканическая пыль и большие куски породы. Сила давления внутри так велика, что камни вылетают подобно пушечным ядрам, поднимаясь на высоту до восьми – десяти километров! А потом вырывается на поверхность и сама магма. Раскаленная, ослепительно яркая, клокочущая от избытка газов, она переливается через край кратера и огненной рекой устремляется вниз по склону вулкана, сжигая на своем пути все.
Магму, излившуюся на поверхность и потерявшую значительную часть своих газов, называют лавой.
Исследования показывают, что вулканические очаги возникают обычно на глубине от пятидесяти до ста километров. Не исключено, однако, что вулканические очаги «питаются» веществом, поднимающимся с еще больших глубин, оттуда, где проходит граница между мантией и ядром планеты. А это почти три тысячи километров!
Основной «пусковой механизм» извержения связан, по-видимому, с накоплением газов в магме. Когда давление газов в ней становится выше давления сжимающих ее пластов, вот тогда и назревает катастрофа.
В разном обличье
Вулканические извержения, как правило, не похожи Друг на друга, хотя и имеют общие черты. На острове Мартиника в Карибском море расположен небольшой портовый городок Сан-Пьер. На протяжении полувека жители его без особой тревоги наблюдали за курившимся рядом вулканом Монтань-Пеле. Воспоминание об извержении 1851 года, не очень сильном, уже стерлось в их памяти. Все привыкли к «своему вулкану». В воскресные дни на гору отправлялись экскурсии, на краю кратера устраивались пикники.