Вулканологи предупреждают, что магматические источники развиваются с течением времени, а это приводит к недооценке количества вулканов, которые могут извергаться – особенно тех, которые способны на самые сильные извержения.
Многие знают, что Неаполь построен на двух очень активных вулканах, Везувии и Кампи-Флегрей, и что он является одним из городов, наиболее подверженных риску вулканической активности в мире.
Но практически никто не знает, что Рим тоже построен прямо между двумя крупными взрывоопасными вулканами: Сабатини на севере и Колли Альбани (или Альбанские холмы) на юге. На исторической памяти человечества они не извергались, поэтому Сабатини считается “потухшим”, а о Колли Альбани никто особо не беспокоится. Тем не менее оба они горячие и выделяют вулканические газы. Магма там есть, но глубже в земной коре, вне поля зрения. Наш анализ последних данных показывает, что это вулканы-долгожители и они потенциально способны к новым извержениям.
И самое главное – они не исключение. По всему миру существуют сотни вулканов, которые ученые считают мертвыми, но которые на самом деле могут в любой момент стать активными и за которыми следует наблюдать. По оценкам исследователей, более 800 миллионов человек живут вблизи действующих вулканов, но мы считаем, что еще сотни миллионов людей могут непосредственно подвергаться воздействию вулканических извержений.
Как вулканологи, мы предложили инновационный способ определения вероятности повторной активизации вулкана: нужно учитывать не только дату последнего извержения, но и тепловое состояние его магматических каналов. Это не единственный – и даже не обязательно лучший – способ. Но с помощью нашего нового Индекса вулканической активности мы можем определить вулканы, которые обычно остаются без внимания, но заслуживают пристального наблюдения.
Считается, что в мире насчитывается около 1500 потенциально активных вулканов, примерно 500 из которых извергались в исторические времена. Некоторые из них, такие как Этна в Италии и вулкан Сент-Хеленс в штате Вашингтон, хорошо изучены. Но лишь ограниченное число вулканов вообще подвергается мониторингу, отчасти из-за нехватки средств. В результате многие извержения застают людей врасплох – как, например, вулкан Чайтен на юге Чили, который в 2008 году после 9000 лет молчания извергся со взрывом, засыпав близлежащий город Чайтен более чем метровым слоем грязного пепла.
Эта проблема давно признана, и многие вулканологи предлагали способы улучшения ситуации. В 1990-х годах, когда отмечалось Международное десятилетие по уменьшению опасности стихийных бедствий, исследователи выделили 16 вулканов, заслуживающих особого внимания из-за их истории крупных взрывных извержений и близости к густонаселенным районам. Ученые предложили использовать спутники и беспилотники для отслеживания активности и призвали к более полному мониторингу на местах. Но нам также потребуется разработать новые подходы, чтобы выявить “спящих гигантов” и заглянуть глубоко в их недра.
На данный момент, как ни странно, не существует особого научного способа определения активности вулкана. Основные данные, которые учитывают вулканологи, – это дата последнего извержения и некоторые показатели известной истории извержений (например, частота и мощность прошлых извержений). Эти данные часто предвзято определяются тем, какие культуры сохранили записи об извержениях или какие районы были изучены, и не учитывают эволюцию вулканов с течением времени.
Вулканы меняются по мере старения. Длительное просачивание магмы в земную кору из раскаленных глубин меняет температуру и физические свойства коры. Молодые вулканы обычно располагаются над более холодной корой, которая не может хранить много магмы; более старые вулканы имеют более теплую кору, которая может поддерживать большие объемы магмы, и поэтому они обычно производят более крупные извержения с более длительными периодами покоя между ними. Другими словами, старая вулканическая система должна быть спокойной гораздо дольше, прежде чем ее можно будет считать потухшей. Крупный опасный вулкан может находиться в своеобразном вегетативном состоянии, а его магма скрывается далеко внизу, оставаясь незамеченной. Но эта магма может быстро переместиться в неглубокие камеры, и вулкан начнет извергаться.
Мы создали Индекс вулканической активности, потому что не смогли найти хорошего индекса, который учитывал бы этот эффект старения вулканов. Наш индекс дает число, которое сравнивает активность одного вулкана со всеми остальными, основываясь на времени последнего извержения, количестве магмы, извергнутой вулканом за всю его историю, и средней скорости извержения за всю его жизнь.
И такой анализ преподносит некоторые сюрпризы. Например, он показывает, что итальянский вулкан Колли-Альбани имеет даже более высокий индекс активности, чем знаменитый – и, очевидно, все еще активный – Йеллоустонский вулкан в штате Вайоминг.
Однако у нас есть проблема: Часто мы не знаем, сколько лет вулканической системе. Например, самое древнее извержение кальдеры Кампи-Флегрей в Неаполе датируется возрастом в 80 000 лет, однако последние исследования показали, что этот вулкан начал извергаться по меньшей мере несколько сотен тысяч лет назад. Это существенно изменит индекс активности для данной системы. Наш анализ показывает, что нам еще предстоит узнать. Если по всему миру будет проведена масштабная кампания по измерению этих факторов, список тревожных вулканов, вероятно, изменится.
Что нам делать с этим списком? Многие из этих вулканов на поверхности кажутся спокойными, но мы не знаем, что происходит глубоко под землей. Именно это нам и предстоит выяснить. Сейчас исследователи используют сейсмическую томографию (наблюдение за тем, как сейсмические волны проходят сквозь Землю) или электропроводность, чтобы попытаться заглянуть в глубины. Однако эти методы, как правило, не могут увидеть ничего детальнее, чем примерно 1 кубический километр, и детализация ухудшается с глубиной, именно в тех регионах, откуда нам нужно больше информации.
Нам нужен большой толчок в научном сообществе, чтобы найти новые и лучшие способы заглянуть на 15-20 километров в сердце вулкана. Мы считаем, что это позволило бы намного увеличить время предупреждения о возобновлении активности спящих вулканов (таких как Чаитен).
Как использовать эту информацию, в конечном итоге зависит от местных жителей. Люди живут вблизи действующих вулканов с самого рассвета человечества; очень трудно соизмерять неопределенный будущий риск с потребностями повседневной жизни. Не наша задача – указывать людям, что им делать, оставаться или уезжать. Но люди, живущие вблизи таких вулканов, заслуживают научной оценки потенциальных рисков, с которыми они сталкиваются. Мы надеемся, что наш индекс поможет в этом.
Лука Карикки, профессор, Женевский университет, Департамент наук о Земле.
Читайте также: Древний японский мегавулкан: землетрясение, которое сотрясло всю планету
