На территории России расположены магматические очаги кальдеры Карымшина, которые до сих пор питают гидротермальные системы Центральной Камчатки. Если произойдет извержение этого супервулкана, человечество ждут месяцы без солнца, вулканическая зима и продовольственный кризис. Чем супервулкан отличается от обычного, почему в России их может быть больше, чем считается сейчас, и способны ли ученые предсказать извержение — в интервью "Газете.
Ru" ко Дню вулканолога рассказала ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, доцент кафедры биологии и наук о Земле КамГУ им. Витуса Беринга Ольга Бергаль-Кувикас.— Что такое супервулкан?
— Термин "супервулкан" был впервые введен еще в середине прошлого века в США, потом про него забыли и вспомнили только в начале 2000-х годов благодаря СМИ, которые стали широко освещать Йеллоустон. И в общем-то, это скорее не совсем научный термин, а упрощение, которое хорошо прижилось среди широкой аудитории.
Поскольку нет точного научного термина, в СМИ под термином "супервулкан" понимают две основные разновидности проявления магматизма: первый — потоки, распространяющиеся на сотни километров, и второй — суперкальдеры. Тут речь идет о мощном взрыве с выбросом магматического вещества объемом более тысяч кубических километров. В России под супервулканами чаще всего понимают только второй класс извержений.
— А что такое кальдера?
— Кальдера — это обширная котловина вулканического происхождения. Чаще всего под вулканом понимают коническую структуру. Однако существует множество типов вулканов. Кальдера — один из типов, образующихся при мощной эксплозии, либо при обрушении постройки вследствие опустошения магматического очага и обвала кровли постройки.
— Как извергается суперкальдера?
— Такой вулкан способен на мощный эксплозивный выброс вещества, буквально взрыв, при котором пепловая колонна способна подниматься более 25 километров и объемом более или примерно тысячи кубических километров.
Обычно вулканологи используют индекс эксплозивности (VEI) — это показатель силы извержений, рассчитываемый из параметров объемов выброшенной пирокластики (смесь высокотемпературных вулканических газов, пепла и обломков пород, образующаяся при извержении) и высоты пепловой колоны. Когда мы говорим о взрывном характере извержений, мы тоже используем термин магнитуда. Если речь идет о суперкальдере, то VEI будет равен восьми магнитудам. Это максимум.
Супервулкан предполагает взрыв, изменение рельефа вблизи источника эксплозии, распространение пепла на тысячи километров. Но такое происходит крайне редко.
— Сколько времени нужно для формирования столь мощного извержения?
— Необходима длительная подготовка, которая включает в себя генерацию магмы, ее накопление и, соответственно, взрывной запуск. Например, на острове Суматра в Индонезии есть супервулкан Тоба. Там произошло несколько мощных извержений. Самое молодое извержение произошло около 74 тысяч лет назад, среднее — 503 тысячи лет назад, а древнее — примерно 800 тысяч лет назад. Таким образом, на формирование, например, суперизвержений супервулкана Тоба уходило примерно от 300 до 450 тысяч лет.
— Сколько супервулканов есть на планете?
— Я уже говорила, что супервулкан — не научный термин, и в СМИ можно встретить заявления о том, что на планете около 20 супервулканов. Но если мы перейдем к научной части, и будем говорить о критериях отбора, — в частности, о количестве извергаемого вещества и силе извержения, — то мы увидим интересную закономерность. Большинство объектов расположены на территории стран с развитой экономикой и хорошим геологическим и геофизическим изучением: в Северной Америке, Новой Зеландии, Японии и Южной Америке.
На территории России тоже есть образования, которые некоторые СМИ иногда называют супервулканами. Это плато Путорана в Сибири и суперкальдера Карымшина на Камчатке.
— Плато Путорана называют самым большим супервулканом в мире: его площадь сравнима с площадью Великобритании. Он опаснее, чем известный Йеллоустон в США?
— Да, оно действительно самое большое и входит в сибирские траппы (лестницы природного происхождения) — это крупнейшая магматическая провинция. Они были активны порядка 250 млн лет назад и сформировали огромные толщи базальтов, в том числе и всем известное плато Путорана, которое находится под защитой ЮНЕСКО.
Формирование Сибирской трапповой провинции привело к уничтожению более 90% морских видов и 70% наземных видов животных.
Катастрофа получила название Великое пермское вымирание, это один из самых интенсивных периодов вымирания на нашей планете.
— Может ли произойти еще одно такое извержение на плато Путорана?
— Плато Путорана — это древняя геологическая система, сформировавшаяся в условиях, отличных от современных. На последнем геодинамическом совещании в Геологическом институте в Москве, был представлен доклад, в котором было показано, что сибирские траппы возникли значительно южнее настоящего положения. Затем, из-за движения и столкновения тектонических плит, они переместились в северное полушарие, где и находятся в данный момент.
На плато Путорана сейчас нет вулканической активности. В России вулкан считается потенциально активным, если он извергался в течение последних 10 тыс. лет.
Сибирские траппы не вписываются в эту концепцию, поэтому я считаю, что их некорректно относить к существующим на планете активным супервулканам, хотя, бесспорно, в прошлом формирование столь масштабных объемов магм, скорее всего, можно объяснить массивными излияниями лавовых потоков.
— Что известно о кальдере Карымшина? Она активна?
— Кальдера Карымшина расположена в современном активном вулканическом поясе Южной Камчатки. Хотя мощные взрывные процессы здесь происходили в прошлом, сегодня мы видим многочисленные признаки активной вулканической деятельности в данном районе. Это совсем иная ситуация, которую необходимо тщательно изучать и мониторить, но, к сожалению, вулкан Карымшина не изучается активно. Тем не менее, мы фиксируем в этом районе аномалии по геофизическим данным, свидетельствующие о том, что у нас есть магматические очаги, которые являются источниками питания для многочисленных гидротермальных источников, расположенных в том районе.
— Когда было последнее извержение этого супервулкана?
— Суперкальдера Карымшина извергалась примерно 1,7 миллиона лет назад. Дело в том, что у нас не так много данных о ней: ее открыли только в 2007 году.
Исследователи обнаружили следы мощных кальдарообразующих извержений — игнимбриты (вулканическая обломочная горная порода). Они распространены на большой территории размером 15 на 25 км, при мощности более 1 км. В 2006 году под руководством Владимира Леонова (известнейший ученый-вулканолог, работал в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН) началась первая работа по картированию кальдеры Карымшина, поэтому ее еще часто называют кальдерой Леонова.
Спустя 13 лет открыли еще один мощный палеовулканический комплекс в Восточном вулканическом поясе Камчатки— Верхнеавачинской кальдеры, которая расположена в 100 км к северу-западу от Петропавловска-Камчатского. Это показывает, что в наших условиях вулканов со значительными объемами пирокластики может быть гораздо больше.
К сожалению, в этой сфере науки не хватает специалистов, и ушел В. Л. Леонов — человек, который стоял у истоков изучения кальдерных комплексов Камчатки. Можно предположить, что по мере изучения территорий, корреляции пирокластики мощных извержений с источниками количество вулканических комплексов, которые можно связать с суперкальдерами и суперизвержениями, будет только расти.
— Получается, мы даже точно не знаем, сколько супервулканов располагается в России?
— Можно сказать и так. Голоценовый или молодой вулканизм (голоцен – эпоха, которая началась после плейстоцена около 11 700 лет назад и продолжается до сих пор) хорошо изучен сотрудниками Института вулканологии и сейсмологии. Однако вопрос о том, что происходило до голоцена, остается плохо изученным.
— Что должно произойти, чтобы супервулкан начал извергаться? Некоторые ученые считают, что глобальное потепление может привести к суперизвержениям. Это так?
— На нашей планете существуют определенные ритмы, в том числе климатические. Мы знаем, что был ледниковый период, который закончился около 11–12 тысяч лет назад. После того как Земля оттаяла, нагрузка на вулканы уменьшилась. Некоторые ученые считают, что в начале голоцена произошла мощная серия взрывных извержений.
Недавно появились новые данные, основанные на анализе изотопов кислорода. Они показали, что ледниковая вода могла проникать в верхнюю часть магматического очага. Это может указывать на связь между окончанием ледникового периода и началом мощных взрывных извержений. Однако нет точных данных о том, что потепление провоцирует суперизвержения.
— Могут ли ученые как-то предсказать, когда начнется суперизвержение?
— Существуют обширные базы данных о сейсмической активности, составе подземных газов, спутниковых наблюдениях, температурных аномалиях, изменениях уровня воды, ее газового состава, деформации земной коры. Любое изменение фиксируется, и на основе комплексного анализа можно сделать выводы о начале активизации вулкана. ~Можно сказать, что сейчас ученые действительно научились предсказывать начало активизации полигенных вулканов ~(это вулканы, образовавшиеся в результате многократных извержений из единого источника).
У нас, в том числе на Камчатке, отличная школа вулканологии. В 1975 — 1976 годах исследователи впервые предсказали извержение вулкана Толбачик, основываясь на сейсмических данных. Это событие стало важной вехой в советской вулканологии. После этого удалось предсказать многие извержения вулкана Шивелуч, активизацию вулкана Безымянный, Ключевской Сопки и других за сутки-двое. Краткосрочный прогноз активности вулканов в районах с плотной системой геофизических наблюдений развит у нас неплохо.
— А землетрясения и вулканы как-то связаны между собой?
— Вопрос о взаимосвязи тектонических событий и вулканической активности остается дискуссионным. Очевидно, что магматический очаг должен быть готов к извержению. Но момент перехода расплавов в надкритическое состояние и начало дегазации — это вопрос, вызывающий споры.
На Камчатке были случаи, когда после тектонического землетрясения начиналась вулканическая активность. Например, в 1996 году произошло извержение вулкана Карымский после тектонического землетрясения. Однако в 1952 и 1971 году тоже были землетрясения, но извержений не было. В 2025 году извержение вулкана Крашенинникова тоже связывали с землетрясением. Но вулкан расположен в Восточном вулканическом поясе, а основное событие произошло на юге Камчатки, где ни один вулкан не активизировался.
Очевидно, этот вопрос требует дальнейшего изучения.
— Что будет, если начнется извержение суперкальдеры Карымшина? Реальны ли рассказы о вулканической зиме, месяцах без солнца и вымирании многих видов?
— Они реальны. Возьмем, к примеру, кальдеру Заварицкого на Курильских островах. Там произошло небольшое извержение с магнитудой 5–6 в 1831 году, однако частицы пепла от этого извержения были обнаружены даже в Гренландии.
В прошлом году в известном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences вышла статья под названием "Загадочное извержение вулкана Заварицкого". Исследования керна льда в Гренландии и Антарктиде показали рекордное содержание серы. Оказалось, что за мгновение в атмосферу попало около 13 миллионов тонн серы. Объемы выброшенного материала варьировались от 4 до 5 кубических километров. Данное извержение вызвало похолодание. Это впечатляет, учитывая, что магнитуда извержения была всего 5,6. Мы же говорим о том, что суперкальдеры извергаются с магнитудой 8 с объемом выброшенного вещества более тысячи км и подъемом пепловой колонны на высоту 25 км.
Или, например, вулкан Кракатау в Индонезии. В 1883 году произошло мощное извержение. Ударная волна от взрыва обогнула земной шар более пяти раз, что зафиксировали барографы. Еще один пример — извержение вулкана Тамбора в 1815 году, также в Индонезии. В Европе это событие привело к году без лета. Вулканический пепел, поднятый в атмосферу, достигла Европы, вызвав кризис и голод из-за понижения температуры. Вулканы даже с магнитудой 7 не только изменяют рельеф, но и оказывают глобальное влияние на климат.
— Извержение супервулкана Карымшина на Камчатке может привести к мировой катастрофе? — Чтобы ответить на ваш вопрос, можно посмотреть назад и оценить ущерб от других подобных извержений. Например, последнее извержение вулкана Тоба, происшедшее около 74 тыс. лет. назад, вызвало массовую миграцию населения из Африки и Индии. Пепел от извержения покрыл огромные территории, включая всю Суматру, существуют данные, что событие привело к понижению температуры и истощению кормовой базы.
Однако важно помнить, что геологическое и человеческое время — это разные вещи, и вряд ли мы с вами застанем подобные события.
Для обеспечения безопасности крайне важно продолжить изучение супервулкана Карымшина, создать систему, похожую на мониторинг Йеллоустонского супервулкана в Штатах, Таупо в Новой Зеландии или Асо в Японии.
— Какие исследования вы сейчас проводите?
— Уже почти пять лет мы добиваемся финансирования для исследования кальдерных комплексов Курило-Камчатской островной дуги. Это важная тема, потому что глобальные последствия мощных извержений не всегда изучены. Особенно это касается Курильских островов, где есть отдельные, изолированные острова с населением. Условия жизни и работы на них крайне сложные.
Например, на острове Итуруп на южных Курилах есть так называемые "Белые скалы" — огромный комплекс, состоящий из пирокластики. Это популярное туристическое место, которое ежегодно посещают тысячи человек. Наши исследования показали, что последнее извержение в этой структуре произошло около двух тысяч лет назад. Интересно, что постройки вулкана, кальдеры как таковых нет, но следы извержений на перешейке Ветровой есть.
— О чем это может говорить?
— Мы пришли к выводу, что вулканоопасность для острова Итуруп требует пересмотра. Система активна, несмотря на отсутствие выраженных вулканических структур. У нас есть мощный источник магмогенерации, последствия которого мы видим и сейчас. С точки зрения геологии 2000 лет — это буквально мгновение. ~Складывается крайне опасная ситуация, требующая дальнейшего изучения.~ Следы подобных извержений зафиксированы и на других островах Курильской дуги.
— Какие последствия распространения пепла могут быть в современных условиях?
— В 2023 году произошло мощное извержение вулкана Шивелуч. В поселке Ключи, находящимся в 45 км от вулкана, выпало около 8 см пепла.
Это привело к повреждению инфраструктуры, водопровода, люди были вынуждены использовать маски для защиты дыхания, снег таял значительно медленнее, задержка с высадкой агрикультур, изменение маршрутов авиакомпаний, значительные убытки для авикомпаний международных рейсов вследствие изменений маршрутов.
В истории известны несколько случаев попадания пеплов в турбины самолетов и экстренные посадки. Самый известный случай произошел в 1989-м на Аляске. Boeing, летевший из Амстердама, начал экстренное снижение из-за отказа четырех двигателей, и только спустя восемь минут на высоте около 2000 метров пилотам удалось запустить двигатели и долететь до экстренной посадки в Анкоридже. Позже из каждой турбины самолета были извлечены десятки килограммов пепла. Все навигационные системы пришли в негодность. Причиной данной ситуации стал вулканический пепел вулкана Редаут, находящийся в более чем в 200 км от маршрута следования самолета.
Именно поэтому реконструкция и изучение кальдерных извержений были бы важной задачей для обеспечения безопасности Дальнего Востока России.
Свежие комментарии