Можно ли предсказать извержения вулканов?
Большие бедствия приносила вулканическая деятельность в те времена, когда люди не умели предвидеть начало извержения и не знали другого пути спасения, кроме обращения к богу.
Конечно, энергия внутри Земли, с которой связаны извержения вулканов, и ныне не подвластна человеку. Но вооруженные знаниями люди предпринимают различные меры, чтобы уменьшить нежелательные последствия катастрофической деятельности вулканов.
В нашей стране с 1935 года ведутся постоянные наблюдения за вулканами Камчатки и Курильских островов. Установлено, что самым вулканически активным районом в нашей стране является Северная Камчатка. Здесь расположены четыре крупнейших вулкана — Ключевской, Толбачик, Безымянный и Шевелуч, на долю которых приходится более трети всех известных до сих пор извержений Курило-Камчатской вулканической дуги. Но наиболее опасные зоны находятся в безлюдных или же малонаселенных районах.
Прогнозирование извержений вулканов является одной из важнейших задач вулканологической службы. Ученые для этого используют различные приборы, которые позволяют следить за жизнью вулкана и заранее определить начало извержения. Тщательно изучая землетрясения (они являются наиболее достоверными признаками возобновления вулканической деятельности), характер изменения состава и температуры горячих источников, струй газов, выделяющихся из трубкообразных отверстий или трещинок, расположенных на дне и стенках кратера вулкана и на его склонах, а также некоторых свойств вулканических пород, ученые могут предсказать силу и особенности будущей вулканической деятельности.
Примером тому может служить извержение Толбачика, начавшееся б июля 1975 года. Это извержение было заранее предсказано учеными Института вулканологии Дальневосточного научного центра Академии наук СССР на основании сейсмических данных.
Толбачик относится к знаменитой Ключевской группе вулканов. Но, в отличие от Ключевской сопки и вулкана Безымянного, прославившихся грандиозными извержениями, Толбачик молчал с лета 1941 года. Извержению предшествовали частые подземные толчки. К вулкану срочно были переброшены для наблюдений полевые сейсмостанции. Прогнозы ученых о возможности разлета вулканических бомб в пределах 5 километров от прорыва, излиянии потоков жидкой лавы до 10—15 километров полностью подтвердились. Жители ближайшего поселка Козыревский, расположенного в 40 километрах от Толбачика, были заранее оповещены об извержении и о том, что оно не угрожает поселку. Существует ряд предшественников вулкана, которые тщательно изучаются специалистами. В частности, установлено, что состав газов после извержения изменяется определенным образом. Если же активность вулкана будет повышаться, то изменение состава газов будет проходить в обратном порядке. А это значит, что по составу вулканических газов можно предсказать извержение.
В настоящее время выяснено, что землетрясения служат наиболее достоверными признаками возобновления вулканической активности. Возникновение трещин у магматического очага, поднятие и движение магмы, подземные взрывы — все они вызывают землетрясения разной силы, которые и дают возможность узнать о приближении извержения. Но характер землетрясений, предшествующих вулканической деятельности, зависит от многих факторов. Как отмечает В. И. Лебединский, такими факторами являются состояние вулканического канала перед извержением (открыт он или закрыт), вязкость поднимающейся магмы, насыщенность ее газами и ряд других признаков. Иначе говоря, каждому вулкану свойственно свое «поведение», и поэтому достоверный прогноз извержения возможен только после всестороннего тщательного изучения всех его особенностей.
Некоторые вулканы перед извержением как бы «дышат»: поднимаются, вспучиваются и затем опускаются вследствие изменения давления магмы внутри вулкана. В результате изменяется наклон его поверхности, измеряемый специальными приборами — наклономерами. По изменению наклонов поверхности вулкана Асама в Японии ученые предсказали начало его извержения в 1947 году за целый месяц.
Незадолго до начала извержения можно наблюдать расширение или сужение кратера. Эти изменения определяются при помощи светового луча или радиоволн. Малейшие расширения или сокращения кратера сразу же фиксируются электронной аппаратурой.
В настоящее время для предсказания начала вулканической деятельности используются также данные магнитного поля: изменение значений магнитного поля, в частности уменьшение его интенсивности, объясняется увеличением температуры внутри вулкана в результате подъема немагнитной магмы.
Наблюдения за поведением животных также помогают предвидеть приближение мощных вулканических извержений. В результате катастрофического извержения Мон-Пеле в 1902 году погибло 30 тысяч человек, а из животных пострадала одна кошка. Оказалось, что еще с середины апреля животные стали вести себя необычно: перелетные птицы, не задерживаясь, как в прежние годы, на озере вблизи Сен-Пьера, улетали дальше, куда-то уползли все змеи, обитавшие на склонах вулкана. Причина такой «предусмотрительности» в повышенной восприимчивости органов чувств животных к температуре почвы, газам, мелким сотрясениям почвы.
Хотя деятельность вулканов зарождается в недрах планеты, определенное воздействие на них оказывают и космические силы. Прежде всего речь идет о воздействии ближайших небесных тел. Известный вулканолог Ф. А. Перрет установил зависимость активности вулкана Стромболи от положения в пространстве Солнца, Земли и Луны: когда они находятся на одной прямой, вулкан извергается особенно сильно. В 1923 году по положению Солнца, Земли и Луны Перрет предсказал усиление извержения 27 июля вулкана Этны, хотя наблюдалось ясно наметившееся затухание его активности. Прогноз ученого полностью оправдался. Итальянский ученый Д. Имбо наблюдал за деятельностью Везувия с 1913 по 1944 год и пришел к выводу, что извержения происходят тогда, когда лунные приливы становятся особенно сильными.
Таким образом, наука в наши дни способна заранее предвидеть начало вулканической деятельности, что позволяет защитить людей и материальные ценности от последствий вулканических извержений. В этих целях в нашей стране проводится большая работа.
Основная задача вулканического районирования заключается в выявлении и определении опасных для жизни людей и народного хозяйства зон, а также в ознакомлении с ними населения, выдаче рекомендации учреждениям, ведающим строительством. В тех же случаях, когда в районах вулканической активности уже существуют города или какие-либо важные сооружения, организуется активная их защита. Она осуществляется разными способами: 1) авиация или артиллерия бомбардируют стены кратеров, долины или ложбинки, по которым движутся лавовые потоки; 2) создаются дамбы и другие искусственные сооружения на пути движения лавы; 3) пробиваются туннели к кратерам для спуска накапливающейся в них воды. В каждом конкретном случае решается, какие именно меры лучше всего могут помочь; при этом учитываются рельеф местности, метеорологические условия и многое другое.
Но вулканизм проявляется не только в катастрофических извержениях. Не все вулканы представляют собой опасность. Вулканическая деятельность может быть использована и с большой выгодой для людей. Прежде всего надо иметь в виду большое количество тепловой энергии, связанной с вулканическими процессами. Энергия вулканов находит все более широкое применение. В Исландии, например, инженеры построили целую сеть станций по использованию природных ресурсов тепла, а геологи изучили месторождения пара и горячих вод, подсчитали запасы. Горячими водами отапливаются большие теплицы, в которых вызревают помидоры, огурцы, виноград и даже такие чисто южные культуры, как бананы и ананасы; выпариваются соли из морской воды, сушится рыба, торф, сено и т. д.
В вулканических районах нашей страны термальные воды находят также и другое применение в народном хозяйстве.