Djupt under jordytan ligger två övervakningskanaler med otänkbar vildhet sovande i de amerikanska delstaterna Kalifornien och Wyoming. Om de exploderar kommer hela den västra delen av USA på några timmar att täckas med ett tjockt lager vulkaniskt damm. Var och en av dessa vulkaner har exploderat minst fyra gånger under de senaste två miljoner åren! Eld-andningsmonster av liknande kraft väntar på sin tid i djupet i Indonesien och Nya Zeeland.
Nedräkningen har börjat
Utbrottet av en supervolkan i destruktiv kraft kan bara jämföras med fallet av en medelstor asteroid. Men detta monster vaknar upp tio gånger oftare - ungefär varannan hundra tusen år - och ger upphov till den mest dramatiska naturkatastrofen som skulle kunna komma över mänskligheten. Utöver de momentana konsekvenserna av denna tragiska händelse kommer till exempel fjärran, oförutsägbara förändringar i det globala klimatet också att inträffa. Det är därför inte förvånande forskarnas stora önskan att förstå orsakerna till detta fenomen, så att, om inte för att förhindra denna mordiska katastrof, som naturligtvis inte människor kan göra, åtminstone förutse det. Forskare har hanterat detta problem sedan 1950-talet, men först under de senaste decennierna har det funnits ett konkret genombrott när det gäller att förstå mekanismerna som fungerar i supervolkanor.
Calderas
Ordet "kaldera" kommer från den spanska kalderan, som betyder "stor kittel", och hänvisar till en oval eller cirkulär fördjupning på toppen av en vulkan, vanligtvis bildad efter ett utbrott. Det finns kalderor 30-60 kilometer i storlek och flera kilometer djupa. De har en tendens att uppstå när underjordiska tomrum under vulkaner (vulkanologer kallar dem magamkammare) flyter över och högtrycksmagma bryter igenom ventiler som är "pluggade" av stelnade bergmassor. Och det är en explosion! De ovannämnda enorma kalderorna genererades av verkliga supervolkanor, hundratusentals gånger större än de som vet forskare! Det är uppenbart att magakamrarna under dessa kalderor var monsteraktiga i storlek.
Yellowstone National Park är hem för tre relativt unga kalderor av supervolcanoes. De bildades vid olika tidpunkter - för 640 tusen år sedan, 1,3 miljoner och 2,1 miljoner år sedan.
Kampanjvideo:
Magma kamrar
Under de senaste två miljoner åren har fyra supervolkanor i områdena i Yellowstone National Park i Wyoming, Long Valley i Kalifornien, Toba i Sumatra och Taupo i Nya Zeeland kastat ut 750 kubik kilometer magma från tarmarna på vår planet!
Sedan mitten av 1970-talet har studier genomförts på särdragen vid bildandet av magma-kammare. Superutbrott inträffar som ett resultat av uppkomsten av vertikala sprickor under påverkan av magma tryck och når jordens yta. Magma reser sig längs dessa sprickor och multiplicerar antalet i en cirkel. En slags ring bildas, inuti vilken en massiv cylinder bildas, saknar stöd. Den kollapsar i den tomma magma-kammaren, som taket i ett hus som har tappat sina väggar! Denna kollaps pressar ut kvarvarande magma och gaser i kammaren och rusar in i de ringformade ventilationsöppningarna.
Små kristaller kommer att lösa det stora problemet
Det har länge observerats att bitar av vulkaniskt berg består av små kristaller. Men först i slutet av 1980-talet blev det möjligt att påbörja en mer grundlig studie av dem. Under det senaste decenniet har geokemister blivit allvarligt intresserade av kristaller av zirkonmineralen, som är en del av vulkaniska bergarter. Mineralet väckte sin uppmärksamhet med sin höga motståndskraft mot höga temperaturer och tryck. Det visade sig att zirkonkristaller innehåller syre-18, som inte har 8 neutroner i atomkärnan, som i atmosfäriskt syre, utan 10! I de studerade proverna av zirkonkristaller fanns dessutom lite syreisotop - mindre än i magma! Detta innebar att zirkonen bildades av stenar som tvättades av regn eller smulande snö!Baserat på studien av zirkonkristaller kunde geokemister arbeta ut en metod för att bedöma sannolikheten för överhängande supervolkanutbrott. Det är sant att olika åsikter uttrycks om tolkningen av de uppskattade uppskattningarna. Åtminstone vissa geokemister förutspår den överhängande början av en ny vulkanismcykel.
Meningsskiljaktigheter uppstod över konsekvenserna av superutbrotten. Den explosiva karaktären av frisläppandet av magma från magakamrarna bestäms av två faktorer - viskositeten för detta ämne, det vill säga hastigheten på dess utflöde, och tryckskillnaden i magma-kammaren och på jordytan. För att testa detta antagande genomfördes specialstudier. Studerade särskilt arten av magas utflöde på mikroskopisk nivå.
Konsekvenser av superutbrott
Flera modeller av dessa processer beaktades. I en version simulerades ett storskaligt utbrott av övervakningskanaler i Long Valley och Yellowstone National Park under förhållande av överhettning av aska och gaser, som i detta fall skulle rusa in i de övre lagren av stratosfären till en höjd av 50 kilometer. När "taket" över magma-kammaren kollapsar kommer enorma grå moln som rinner ut ur ventilen att spridas horisontellt runt calderan. Dessa flöden, som är mellanliggande formationer mellan lava och aska, kommer att spridas extremt snabbt - med hastigheter upp till 400 kilometer i timmen! Bilar och till och med lätta flygplan kan inte "fly" från dem. Dessutom kommer strömmar av grå moln att vara mycket varma - upp till en temperatur på 600-700 grader Celsius.
Det betyder att de förbränner allt runt inom en radie på tiotals kilometer. De grå molnen som nämns ovan kommer att ge ännu mer olycksbådande och långtgående konsekvenser.
I ett område hundratals kilometer runt supervolcanen kommer klumpar av vitgrå aska att falla ut i flera dagar eller till och med veckor. Även inom 300 kilometer är tjockleken på den fallande asken minst en halv meter. Om det blandas med regn, kommer våt och därför kraftig aska att kollapsa taket på många bostadshus. Inom en radie på 200 kilometer runt calderan, även vid middagstid blir det mörkt som i skymningen. Utöver vad som har sagts, kommer vi att nämna strömavbrott i städer, aska tilltäppning av farbara floder, irreparabel skada på jordbruket.
En annan faktor är svavelsyra
Av de många gaser som släpps ut från vulkaner är svaveldioxid särskilt skadligt för miljön. Reagerar med atmosfäriskt syre och vatten, det bildar droppar extremt giftig svavelsyra. Det är dessa droppar som blockerar solljuset, förvandlar dag till natt och "ger" vår planet en kall snäpp. Denna situation håller på att likna den beryktade "kärnvinteren", som förutses som det katastrofala resultatet av kärnkrig. Det speciella med hydrologiska cykler på jorden är sådan att självrengöring av planeten från konsekvenserna av övervakningsutbrott kommer att ta årtionden! Intressant nog, 1996 undersökte glaciologer prover av ishölje från Grönland och Antarktis och hittade spår av svavelsyra där i lager motsvarande i tid till utbrottet av vulkan Toba i Sumatra, som inträffade för 74 tusen år sedan!Sedan fördes ut från planetens tarm 2800 kubik kilometer med lava och aska, och den globala lufttemperaturen sjönk i genomsnitt med 5-15 grader Celsius! Förresten, forskarna fann att huvuddelen av svavelsyran avdunstade från isen på sex år!
Låt oss inte glömma ozon
Geokemister genomförde en speciell studie av en särskilt effektiv oxidant - ozon. Det är en gas som skyddar allt liv på jorden från den skadliga ultravioletta strålningen från solen. När ozon i stratosfären interagerar med svaveldioxid bildas syra, som faller till marken med regn. Här interagerar hon med vulkansk aska. Således sker en tunnning av det skyddande ozonskiktet.
Som ett resultat av utbrottet av Mount Pinatubo 1991 på Filippinerna tunnades det skyddande ozonskiktet i atmosfären med 3-8 procent!
Magazine: 1900-talets hemligheter №22. Författare: Leonid Prozorov