Dziļi zem zemes virsmas divi neiedomājamas mežonības supervulkāni atrodas neaktīvi Amerikas Kalifornijas štatos un Vaiomingā. Ja tie eksplodēs, dažu stundu laikā visa ASV rietumu daļa tiks pārklāta ar biezu vulkānisko putekļu slāni. Katrs no šiem vulkāniem pēdējo divu miljonu gadu laikā ir eksplodējis vismaz četras reizes! Indonēzijas un Jaunzēlandes dzīlēs savu laiku gaida uguns elpojoši monstri ar līdzīgu spēku.
Atpakaļskaitīšana ir sākusies
Supervulkāna izvirdumu iznīcinošā jaudā var salīdzināt tikai ar vidēja izmēra asteroīda krišanu. Bet šis briesmonis pamostas desmit reizes biežāk - apmēram reizi vairākos simtos tūkstošu gadu - un izraisa visdramatiskāko dabas katastrofu, kas varētu piedzīvot cilvēci. Turklāt papildus šī traģiskā notikuma īslaicīgajām sekām notiks arī, piemēram, neprognozējamas globālā klimata pārmaiņas. Tāpēc nav pārsteigums, ka pētnieku lielā vēlme izprast šīs parādības iemeslus, lai, ja ne, lai novērstu šo nāvējošo kataklizmu, ko, protams, cilvēki nevar izdarīt, tad vismaz to paredzētu. Zinātnieki ir risinājuši šo problēmu kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem, taču tikai pēdējās desmitgadēs ir bijis jūtams atklājums, lai izprastu mehānismus, kas darbojas supervulkānu iekšienē.
Kalderas
Vārds “caldera” nāk no spāņu caldera, kas nozīmē “lielais katls”, un attiecas uz ovālu vai apaļu ieplaku vulkāna augšpusē, parasti veidojas pēc izvirduma. Ir kalderas, kuru izmērs ir 30–60 kilometri un vairāku kilometru dziļums. Viņiem ir tendence rasties, kad zem vulkāniem (vulkanologi tos sauc par magmas kamerām) pārplūst pazemes tukšumi, un augstspiediena magma izlaužas caur ventilācijas atverēm, kuras "aizslēgušas" cietinātas klinšu masas. Un notiek sprādziens! Iepriekšminētās milzīgās kalderas ģenerēja patiesi supervulkāni, simtiem un tūkstošiem reižu lielāki nekā zinātniekiem zināmie! Ir skaidrs, ka magmas kameras zem šīm kalderām bija milzīga lieluma.
Jeloustonas Nacionālais parks ir mājvieta trim salīdzinoši jauniem supervulkānu kalderiem. Tie tika izveidoti dažādos laikos - pirms 640 tūkstošiem gadu, pirms 1,3 miljoniem un pirms 2,1 miljoniem gadu.
Reklāmas video:
Magmas palātas
Pēdējo divu miljonu gadu laikā četri supervulkāni Jeloustonas Nacionālā parka teritorijās Vaiomingā, Long ielejā Kalifornijā, Tobā Sumatra un Taupo Jaunzēlandē ir izmetuši 750 kubikkilometrus magmas no mūsu planētas zarnām!
Kopš 70. gadu vidus tiek veikti pētījumi par magmas kameru veidošanās īpatnībām. Super izvirdumi rodas vertikālu plaisu parādīšanās rezultātā magmas spiediena ietekmē, sasniedzot Zemes virsmu. Magma paceļas gar šīm plaisām, reizinot to skaitu aplī. Tiek izveidots sava veida gredzens, kura iekšpusē tiek izveidots masīvs cilindrs, bez atbalsta. Tas sabrūk tukšā magmas kamerā, tāpat kā sienas, kas zaudējusi sienas, jumts! Šis sabrukums izspiež kamerā atlikušo magmu un gāzes, metoties gredzenveida atverēs.
Sīkie kristāli atrisinās lielo problēmu
Jau sen ir novērots, ka vulkānisko iežu gabalus veido sīki kristāli. Tomēr tikai 80. gadu beigās kļuva iespējams sākt rūpīgāku pētījumu par tiem. Pēdējā desmitgadē ģeoķīmiķi ir nopietni ieinteresēti cirkona minerāla kristālos, kas ir vulkānisko iežu sastāvdaļa. Minerāls piesaistīja viņu uzmanību ar augsto izturību pret augstām temperatūrām un spiedienu. Izrādījās, ka cirkona kristāli satur skābekli-18, kura atomu kodolā nav 8 neitroni, kā atmosfēras skābeklī, bet 10! Turklāt pētītajos cirkonu kristālu paraugos bija maz skābekļa izotopu - mazāk nekā magmā! Tas nozīmēja, ka cirkons tika izveidots no klintīm, ko mazgā lietus vai drupinošs sniegs!Balstoties uz cirkonu kristālu izpēti, ģeoķīmiķi spēja izstrādāt metodi, lai novērtētu gaidāmo supervolkānu izvirdumu iespējamību. Tiesa, par izdarīto aprēķinu interpretāciju tiek pausti dažādi viedokļi. Vismaz daži ģeoķīmiķi prognozē jauna vulkānisma cikla drīzu sākšanos.
Radās domstarpības par super-izvirdumu sekām. Magma izdalīšanās no magmas kamerām eksplozīvo raksturu nosaka divi faktori - šīs vielas viskozitāte, tas ir, tās izplūdes ātrums, un spiediena starpība magma kamerā un uz zemes virsmas. Lai pārbaudītu šo pieņēmumu, tika veikti īpaši pētījumi. Īpaši pētīja magmas aizplūšanas raksturu mikroskopiskā līmenī.
Super izvirdumu sekas
Tika izskatīti vairāki šo procesu modeļi. Vienā versijā tika simulēts liela mēroga supervulkānu izvirdums Longlejā un Jeloustounas nacionālajā parkā pelnu un gāzu pārkaršanas apstākļos, kas šajā gadījumā varētu nokļūt stratosfēras augšējos slāņos līdz 50 kilometru augstumam. Sabrūkot "jumtam" virs magmas kameras, milzīgi pelēki mākoņi, kas izdalās no ventilācijas atveres, horizontāli izkliedēsies ap kalderu. Šīs plūsmas, kas ir starpposma veidojumi starp lavu un pelniem, izplatīsies ārkārtīgi ātri - ar ātrumu līdz 400 kilometriem stundā! Automašīnas un pat vieglie lidaparāti nevarēs no tām "aizbēgt". Turklāt pelēko mākoņu straumes būs ļoti karstas - līdz temperatūrai 600-700 grādi pēc Celsija.
Tas nozīmē, ka viņi sadedzinās visu apkārt desmitiem kilometru rādiusā. Iepriekš minētie pelēkie mākoņi atstās vēl draudošākas un tālejošākas sekas.
Rajonā simtiem kilometru ap supervolkānu vairākas dienas vai pat nedēļas izkritīs balti pelēku pelnu gabaliņi. Pat 300 kilometru attālumā kritušo pelnu biezums būs vismaz pusmetrs. Ja tas sajaucas ar lietu, mitri un tāpēc smagi pelni daudzās dzīvojamās ēkās sabruks jumtus. 200 kilometru rādiusā ap kalderu pat pusdienlaikā būs tik tumšs kā krēslas laiks. Papildus tam, kas tika teikts, mēs pieminēsim elektroapgādes traucējumus pilsētās, kuģojamo upju aizsērēšanu pelnos, neatgriezenisku kaitējumu lauksaimniecībai.
Vēl viens faktors ir sērskābe
No daudzajām vulkānu izstarotajām gāzēm sēra dioksīds ir īpaši kaitīgs videi. Reaģē ar atmosfēras skābekli un ūdeni, veidojot ļoti toksiskas sērskābes pilienus. Tieši šie pilieni bloķē saules gaismu, pārvēršot dienu naktī un "nodrošinot" mūsu planētu ar aukstu. Šī situācija kļūst līdzīga bēdīgi slavenajai "kodola ziemai", kas tika prognozēta kā kodolkara postošais iznākums. Hidroloģisko ciklu īpatnība uz Zemes ir tāda, ka planētas pašattīrīšanās no supervolkānu izvirdumu sekām prasīs gadu desmitiem! Interesanti, ka 1996. gadā glaciologi pārbaudīja ledus segas paraugus no Grenlandes un Antarktīdas un tur atradās sērskābes pēdas slāņos, kas laikus bija atbilstoši Toba vulkāna izvirdumam Sumatrā, kas notika pirms 74 tūkstošiem gadu!Tad no planētas zarnām tika izraidīti 2800 kubikkilometri lavas un pelni, un globālā gaisa temperatūra pazeminājās vidēji par 5-15 grādiem pēc Celsija! Starp citu, pētnieki atklāja, ka sešos gados lielākā daļa sērskābes iztvaicēja no ledus!
Neaizmirsīsim par ozonu
Ģeoķīmiķi veica īpašu pētījumu par īpaši efektīvu oksidētāju - ozonu. Tā ir gāze, kas aizsargā visu dzīvību uz zemes no saules kaitīgā ultravioletā starojuma. Kad stratosfērā esošais ozons mijiedarbojas ar sēra dioksīdu, veidojas skābe, kas nokrišņiem nokrīt uz zemes. Šeit viņa mijiedarbojas ar vulkāniskajiem pelniem. Tādējādi notiek aizsargājošā ozona slāņa retināšana.
Pinatubo kalna 1991. gadā izvirduma rezultātā Filipīnās atmosfēras aizsargājošais ozona slānis tika atšķaidīts par 3–8 procentiem!
Žurnāls: 20. gadsimta noslēpumi №22. Autors: Leonīds Prozorovs