Супервулканы. Неожиданная правда о самых загадочных геологических образованиях Вселенной

Известия о новом извержении разнеслись по всему миру.

Примерно в 4000 километрах, в Портленде, Уэнди Стовалл укладывала спать своего сына. Будучи заместителем главного научного сотрудника Йеллоустоунской вулканической обсерватории, она специализировалась на наблюдениях за вулканом Йеллоустоун. Но за плечами у Стовалл, как и у многих ее коллег из Геологической службы США, был самый разный опыт. Она изучала Килауэа для получения докторской степени и, как многие вулканологи, внимательно следила за ним издалека. «Мы все знали, что что-то должно произойти», – заявила она.

В тот вечер она получила сообщение от Майка Поланда, научного руководителя Йеллоустоунской вулканической обсерватории: в Лейлани-Эстейтс открылась трещина. Кажется, началось.

Она поспешно уложила сына спать, вышла из комнаты и на мгновение замерла: затишье перед бурей. Через несколько минут она оказалась в оперативной службе по связям со СМИ. Вопросы от самых разных изданий поступали быстрее, чем она успевала отвечать. Газета Los Angeles Times хотела пообщаться с ней без отлагательств. Страна жаждала незамедлительных ответов: что происходит на Гавайях?

Каждые два года Йеллоустоунская вулканическая обсерватория приглашает на очную встречу все университеты и институты, которые участвуют в ее работе. В 2018 году такая встреча должна была состояться 7 и 8 мая в Мамот-Хот-Спрингс в Вайоминге. Стовалл вспоминает, что бóльшую часть встречи провела вне конференц-залов, общаясь с представителями СМИ о Килауэа. За окном пенились покрытые снегом горячие источники. «Это было просто безумие», – комментирует она.

К окончанию встречи воцарился хаос. Всего через пять дней после появления первой трещины землю в Лейлани-Эстейтс и в окрестностях разорвали еще тринадцать – во дворах, поперек дорог, прямо посреди кварталов. Из трещины № 8, открывшейся у края Луана-стрит, в воздух начал бить фонтан лавы, а тлеющая вулканическая смесь образовала вокруг нее небольшой конус. В воздухе повисло зловоние сернистых смесей, лава устремилась в небо с ревом, напоминающим громоподобный гул реактивного двигателя [15]. Некоторые трещины вскоре исчерпали свои ресурсы, но открылись и начали извергаться новые. Одна из них, получившая номер 17, привлекла к себе внимание 13 мая. Она выпустила лавовые бомбы – сгустки остывающей лавы, еще достаточно теплой, чтобы менять форму в воздухе – примерно на 100 метров в воздух, что сопровождалось гулкими взрывами, слышными за многие километры. Геологи документировали все эти события и оперативно передавали информацию в службу гражданской обороны округа Гавайи и Федеральное агентство по управлению в чрезвычайных ситуациях, которые помогали людям спастись от пожаров и оказаться в безопасности.

Видеозапись, на которой «форд мустанг» медленно, но верно поглощается лавой, стала вирусной в социальных сетях, закрепив в сознании людей, что лава движется, куда ей заблагорассудится, независимо от того, что стоит на ее пути. Жителям городов, расположенных вокруг вулканических трещин, было велено эвакуироваться, хотя некоторым разрешили быстро вернуться в опасную зону, чтобы забрать жизненно важные лекарства и домашних животных. Некоторые видели, как их дома охватило пламя, когда лава коснулась стен. Другие получали мрачные новости дистанционно. Одна женщина поняла, что ее дом обречен, когда сработали датчики движения охранной системы [16].

А всего в 40 километрах вершина Килауэа устраивала собственные пиротехнические представления. С 4 мая и далее она сотрясалась все чаще и интенсивнее. Лавовое озеро Халемаумау начало оседать, причем очень быстро. К 10 мая лавы уже не было видно, она спустилась на 320 метров ниже дна кратера. Тепловизоры зафиксировали это чудесное исчезновение: красное озеро, окруженное жгуче-желтыми каймами, исчезло с глаз долой с бешеной скоростью, оставив после себя холодную палитру пурпурных и фиолетовых оттенков. И происходило все это не само по себе. Похоже, что магматический резервуар под Халемаумау истощался. Это означало, что вся кальдера, лишившись поддержки магматического фундамента, начала опускаться, как сдувающийся воздушный шар. Вулкан, страдающий от несварения желудка, извергал вулканический смог, или «вог» – плотную дымку из вулканической пыли, сернистого газа и капель серной кислоты.

Землетрясения обрушили камни в образующийся котлован, а взрывы выбросили пепел на тысячи метров в воздух. Нил, сидя в своем кабинете в штаб-квартире ГВО на краю кальдеры, непосредственно наблюдала за обрушением вершины. Но бóльшую часть времени она проводила, глядя в компьютер, ведь шквал данных продолжал поступать в любое время дня и ночи; Нил обсуждала карты, чертежи и визуальные образы разрушения Килауэа на совещаниях со своими заместителями и сотрудниками. Потоки электронной почты, идущие к ученым из университетов-партнеров и в обратную сторону, были нескончаемы. Запросы на принятие решений поступали быстро и в большом количестве. По словам Нил, она чувствовала себя тренером на бровке, который постоянно раздает игрокам указания и одновременно пытается понять, что же будет дальше.

Прошло совсем немного времени, и Нил и ее коллеги попали в осаду. Сидя на краю гигантского котла, они почувствовали, как он зарычал, а земля начала дрожать и трястись. Каждые 36 часов землетрясение магнитудой 5,0 вызывало сильные колебания всей вершины, включая здание, в котором они находились. Они словно оказались внутри сушилки для белья.

Теперь трещины начали появляться не только в земле, но и в стенах. В течение первых нескольких дней после извержения, говорит Нил, «землетрясения стали настолько мощными, что стены здания уже не выдерживали». К 10 мая стало совершенно ясно, что невозможно бороться с последствиями вулканической катастрофы, находясь при этом в разрушающемся здании. Земля дрожала и никак не хотела успокаиваться. 16 мая сотрудники обсерватории собрали все научные приборы и электронное оборудование, а также бесценное содержимое архивов из подвала, и были эвакуированы. Они переехали в город Хило, находящийся в 50 километрах, и по пути наблюдали за извержением.

К этому времени Стовалл уже прибыла на место происшествия. Она была одной из многих ученых со всей страны, которых сотрудники ГВО попросили прилететь на Килауэа, чтобы помочь ликвидировать последствия извержения. В первый же вечер она завела разговор с начальником пожарной службы района. Поняв, что она еще не выезжала на место, он тут же повез ее туда, где можно было увидеть удивительные потоки лавы во всем их непредсказуемом величии. Стовалл изучала извержения гавайских лавовых фонтанов для своей докторской диссертации, но кроме старых фотографий и видеозаписей у нее ничего не было. Наконец время пришло. «Наблюдать и понимать процессы, которые передо мной происходят, понимать их основу – вот что ценно, – объясняет она. – У меня захватывало дух».

Основной задачей Стовалл было общение со СМИ. В какой-то момент она вместе с группой журналистов и в сопровождении национальной гвардии США отправилась в изрезанное трещинами пространство. Она смотрела на фонтаны лавы, а в ее голове одновременно звучали объяснения тех физических процессов, которые лежали в основе происходящего. Репортер местного телевидения, который вел прямую трансляцию, задал ей несколько вопросов. Сначала она отвечала ему однообразными штампами, одобренными Геологической службой США, а также сообщила основные научные данные. Заметив, что она выглядит рассеянной, репортер спросил ее, чем она озабочена. Внезапно мысли, которые прятались на заднем плане ее сознания, зазвучали громче и настойчивей. Ее глаза загорелись. Она с упоением рассказывала об удивительной природе извержения – его геологических и физических особенностях. В этот момент, по ее словам, она почувствовала, что делает то, к чему готовилась всю свою взрослую жизнь.

Стовалл заворожило не только само извержение. Потоки лавы все увеличивались, воздух над ними шипел от жара. Большие массы теплого, влажного воздуха поднимались вверх и в конце концов достигали высоты, на которой остывали. В результате влага конденсировалась вокруг пепла и выпала в виде огромных клубящихся призраков, называемых пирокумулятивными облаками. Сверкали молнии, гремел гром, а кислотный дождь покрывал землю, уничтожая все растения, которые еще не сожгла лава. Если присмотреться к горизонту, можно было увидеть, что извержение меняет погодные условия, задолго до того, как покажется сама лава, ползущая по земле внизу, – зрелище, как говорит Стовалл, необыкновенную природу которого словами передать невозможно.

Когда в начале мая 2018 года лава текла по склонам Килауэа, Кен Хаднат, геофизик, специализирующийся на землетрясениях, находился за 7700 километров от вулкана, просматривая спутниковые снимки потоков расплавленной породы в штаб-квартире Геологической службы США в Рестоне, штат Вирджиния.

Геологическая служба имела в своем распоряжении технологически продвинутые спутники, оснащенные датчиками, которые позволяют видеть бо́льшую часть поверхности планеты в высоком разрешении, миновав все препятствия. Это очень удобно для геологов, желающих посмотреть, скажем, на движение лавы или развитие нового вулканического конуса, который могут закрывать облака, шлейфы тумана или клубы вулканического пепла. Но такая аппаратура может пригодиться и для шпионажа, поэтому любому сотруднику службы, желающему получить доступ к определенным изображениям, требуется специальный допуск. Комнату, где хранились все эти снимки, ласково называли «приют шпиона».

Примерно в это время стало ясно, что лава движется в сторону электростанции Puna Geothermal Venture. Как в других геотермальных станциях, на ней для вращения турбин используется пар, который образуется в результате нагревания жидкостей от внутреннего тепла Земли. Зачастую это просто вода, но на этой станции использовали пентан – вещество, которое кипит при относительно низкой температуре, что позволяет генерировать турбинные пары быстрее. Однако пентан очень взрывоопасен, поэтому, когда лава начала ползти к заводу, запасы пентана быстро вывезли в безопасное место.

Опасность сохранялась из-за глубоких скважин, которые ведут к подземным горячим породам. Они обычно находятся под давлением, и лава, разогревая их, может привести к взрыву [17]. Если это случится, произойдет выброс сероводорода – вулканического газа. В низких концентрациях он пахнет тухлыми яйцами. Более высокие концентрации в том же объеме воздуха не имеют запаха [18] и могут вызвать скопление избыточного количества жидкости в легких, что приведет к потере сознания и даже смерти.

Шахты станции охладили водой, чтобы снизить давление, а сотрудников на месте почти не осталось. Но лава подбиралась все ближе, а из-за густой растительности вокруг завода вертолетам и спутникам было трудно увидеть, куда именно она движется. Хаднат, заметив эту проблему и изучив снимки, полученные из «приюта шпиона», нашел решение: обстрелять ее лазерами. Точнее, он хотел прикрепить к вертолету лазеры под разным углом, пролететь над электростанцией и использовать импульсы их света, чтобы изучить поверхность земли, минуя растительность, а затем понять, сможет ли лава подобраться к взрывоопасным шахтам.

Эта технология, получившая название «обнаружение и определение дальности с помощью света», или лидар, очень ценится археологами, так как позволяет им искать исторические артефакты даже под густым покровом леса. Хаднат подозревал, что эту же технологию можно использовать для составления карты рельефа Килауэа, виртуально срубая деревья и кусты, чтобы обнаружить трещины, расщелины и склоны, которые могут изменить траекторию движения лавы. Его начальник одобрил эту идею, и вскоре Хаднат уже летел на Гавайи.

Тем временем ситуация продолжала накаляться. 17 мая в результате крупного взрыва на вершине образовался шлейф пепла высотой 9000 метров – немногим меньше высоты, на которой летают пассажирские самолеты. Вершина продолжала разрушаться. В нижней части Восточной рифтовой зоны, реки лавы раздваивались, и вечером 19 мая один из притоков пересек шоссе и начал изливаться в Тихий океан. Гигантские шлейфы белого вещества начали подниматься от береговой линии. Это была смесь водяного пара, соляной кислоты и крошечных частиц горячего вулканического вещества, которое переплавилось в мелкие осколки стекла. Рассеиваясь по мере подъема, эта так называемая лавовая дымка может быть смертельно опасна для тех, кто находится слишком близко.

Примерно в это время была зарегистрирована первая жертва извержения: мужчина, стоявший на балконе своего дома – на котором он уже не должен был находиться, – не смог увернуться от куска расплавленной породы, вылетевшего из близлежащей расселины. Вы наверняка думаете, что в первую очередь следует опасаться чрезмерного тепла, и это справедливо: никто не хочет, чтобы на него выплеснулось вещество в десять раз горячее кипящей воды. Но настоящая проблема заключается в плотности лавы. Речь не о сиропе, а о расплавленном камне, а вулканические породы, как правило, довольно тяжелые. Я представляю, каким горячим был этот снаряд, но тот факт, что в тебя на скорости в сотни километров в час летит нечто весом с холодильник, пожалуй, еще страшнее. Мужчина выжил, но только потому, что кусок лавы не задел ни один из жизненно важных органов. Была пробита голень, которая разлетелась на куски.

Несколько дней спустя произошло еще кое-что чародейское. Возле некоторых трещин в Лейлани-Эстейтс люди стали замечать голубые языки пламени, излучающие фантастический свет, кружащиеся и вертящиеся в ночи. Мэдди Стоун, журналистка, которая рассказывала об извержении для сайта Gizmodo [19], написала, что это было похоже на «биолюминесцентные волны, бьющиеся о берега ада». Пламя могло окраситься в синий цвет по нескольким причинам – например, из-за воспламенения вулканической серы, которая ранее придавала потусторонний оттенок вершине вулкана. В данном случае лава, сжигая растения на своем пути, вызывала утечку нескольких органических соединений. Одним из них был природный газ – в основном метан, – который, поднимаясь навстречу лаве, вспыхивал голубыми языками пламени, не слишком отличающимися от тех, что вы можете видеть на своей кухне. Как и другие вулканические фокусы, этот тоже несет в себе элемент опасности. Очаги метана могут накапливаться в земле, прежде чем загореться, и тогда происходит взрыв, примерно такой же по мощности, как от ручной гранаты. Подобный взрыв способен оторвать ноги любому стоящему рядом человеку.

К концу мая трещина № 8 всерьез активизировалась, выбрасывая в воздух лавовые фонтаны высотой 75 метров. Лава изливалась в разных направлениях, и ее движение становилось все более непредсказуемым. «В те первые дни мне казалось, что кто-нибудь запросто может попасть в ловушку и, возможно, погибнуть», – говорит Нил. Ученые постоянно информировали сотрудников службы гражданской обороны округа и надеялись, что никто не пострадает, но в нижней части Восточной рифтовой зоны они часто видели людей в местах, которые из-за пожаров уже давно следовало покинуть.

Радость, которую испытывала Стовалл, наблюдая за Килауэа во всем его великолепии, сменялась тяжелыми переживаниями. Две недели подряд она работала круглосуточно, почти не спала, проводя встречи с десятками людей, которые видели, как их дома и средства к существованию исчезают на глазах. Однажды на улице ее остановила заплаканная женщина. Она хотела узнать, на месте ли еще ее дом, но не решалась пойти и проверить. Стовалл помогла ей. Оказалось, что лава еще не дошла до ее жилища, но это был лишь вопрос времени.

Примечания