Yellowstone - конец Цивилизации

(Журнальный вариант текста)

 Йеллоустоун... Для многих миллионов жителей Земли, это диковинное, труднопроизносимое слово ни о чем не говорит и многие миллионы его вообще никогда не слышали. Другие миллионы, со дня основания Национального парка 1-го марта 1872 года, когда президент США Улисс Грант подписал закон о создании «общественного места для приятного времяпрепровождения» на Северо-Западе США, в штате Вайоминг(1), посещая его красоты, восхищаются чарующим ландшафтом, величественными девственными лесами, горными реками, богатейшей фауной (бизоны, олени, косули, кабаны) и удивительными горячими геотермальными источниками (гейзеры, фумаролы(2), кипящие грязевые котлы). Это первый в мире и один из наиболее известных туристических центров и заповедников(3). Ежегодно три миллиона туристов устраивают свой отпуск так, чтобы посетить Йеллоустоунский Национальный Парк (Yellowstone National Park) и своими глазами увидеть глубокие каньоны, поля окаменевшего леса, живописное одноименное озеро.


                Современное состояние

 Долгое время, вплоть до середины прошлого столетия, никто не понимал истинную природу сейсмической активности парка и причины его термальных выбросов. Земная поверхность здесь излучает тепло в 30-40 раз интенсивнее, чем в среднем излучается с единицы площади территории США. Энергии, исходящей из этого участка земной коры, хватило бы на освещение города с населением в 2000000 человек. Откуда берется все это тепло?
 Вулканологи и геологи полагали, что где-то под землей находится некий медленно остывающий магматический очаг, но в 1959 году произошло землетрясение силой 7,5 балла, погибло 28 человек, а в 1972 году – второе, силой 6,5 балла. Тогда же стало понятно, что это не просто остывающий очаг, а активный вулкан. То, что на площади парка в 80000 км.2 находится доселе неизвестный вулкан, вызвало сенсацию в научном мире! Ученые долгое время безуспешно пытались его отыскать, ведь когда говорят о вулканах, в воображении возникает классическая конусообразная форма с кратером посередине, из которого раз в несколько десятилетий или столетий извергается лава. Классическими примерами таких вулканов являются Везувий(4) или вулкан Сент-Хеленс(5).
 В 80-е гг. NASA провела аэрофотосъемку парка и на полученных снимках специалисты смогли, наконец, впервые разглядеть вулканический кратер. Оказалось, они вели поиски в другом масштабе! Площадь природного объекта 4000 км.2, размеры кратера 90X55 км.! В нем свободно может поместиться город Токио, с населением в 20000000 человек или три Нью-Йорка. Однако вся подземная вулканическая система Йеллоустоуна гораздо больше. По данным глубинного сейсмического зондирования, проведенного совместно Университетом штата Юта и Новозеландским институтом Земных Ядерных Исследований, основанного на измерении различной скорости прохождения сейсмических волн в различных средах (т.н. сейсмотомографии), полости расплавленной породы начинаются на глубине 8-ми км. и тянутся на сотни километров от парка, а объем всей магматической системы – 25000 км.3 (!!!). Для сравнения – во время самого мощного из известных нам извержений, произошедшего в 1815 году, вулкан Тамбора (о.Сумбара, Индонезия), выбросил примерно 150 км.3 вулканического вещества, а знаменитый Кракатау - самый страшный вулкан в истории человечества, унесший в 1883 году 36000 человеческих жизней – изверг всего 20 км.3 магмы и вулканического пепла.
 Первые геодезические измерения скорости поднятия грунта Йеллоустоунского парка были проведены в 1923 году. Геологи в то время иногда фиксировали поднятие почвы на 0,5-1 см. в два-три года, и были годы, когда поднятия вообще не обнаруживались. Наука того времени не обладала сверхточными и сверхчувствительными приборами, поэтому вполне возможно довоенные специалисты  просто не могли фиксировать изменения ландшафта. Но даже такие измерения показали, что за 70 лет нерегулярных наблюдений, вплоть до середины 1990-х гг. земля в Йеллоустоуне поднялась на 174 см. Сегодня, чтобы обладать постоянной информацией о состоянии Супервулкана, ученые используют данные глобальной навигационной спутниковой системы GPS, а также радарные измерения с бортов картографических спутников, и по их наблюдениям, скорость поднятия грунта к настоящему моменту достигла 1,71 см. в месяц, что более чем втрое (!) превышает среднее значение. В Йеллоустоунском парке постоянно "трясет", иногда происходит до трехсот землетрясений в год, большей частью малых и незначительных, но с начала 2014 года ученые зафиксировали более 120-ти чувствительных толчков, самый сильный из которых произошел утром 30-го марта 2014 года - его магнитуда составила 4,8 балла.
 Компьютерное моделирование источника возмущения позволяет утверждать, что происходит постепенное расширение площади основания подземного очага, составляющего сейчас 1200 км.2, и согласно последним уточненным вычислениям объем горячего вещества увеличивается со скоростью 0,1 км. в год. А недавно вулканологи обнаружили, что отдельные магматические потоки (щупальца) под Йеллоустоуном поднялись настолько высоко, что находятся на глубине всего 480 м. под поверхностью.
О Йеллоустоунском Супервулкане заговорили только в последние десятилетия? Почему же его не обнаружили раньше? И что отличает обычный вулкан от Супервулкана?


                Природа и характер

 Вулканы постоянно сопровождают человечество, и в геологической истории Земли, они – как это ни парадоксально звучит – важное, необходимое условие для нормальной регуляции и функционирования биосферы. Одни из них – величественно-красивы, просто экзотичны, другие – смертоносны, такие как Везувий и Кракатау. Все дело в круговороте углекислого газа. Большие объемы выброшенного газа, ураганы превращают в жидкую углекислоту, реагируя с минералами, она образует известняки, которые смываются в океаны и осаждаются на дне. Если вулканы перестанут добавлять в атмосферу углекислый газ, Земля превратится в замерзший снежный ком.
 Однако, кроме обычных вулканов существуют Супервулканы. Они взрываются единожды в течение десятков и сотен тысяч лет, но последствия их извержений всегда глобальны. Это потрясение мирового масштаба, сравнимое с падением метеорита средних размеров.
 Одна из особенностей Супервулкана – неприметность. Он буквально может находиться у вас под ногами, а вы даже не будете подозревать об этом. У Супервулканов плоская, обманчивая структура и визуально их невозможно обнаружить (обычно, только по снимкам из космоса). Они заявляют о себе лишь во время извержения, когда подземная камера расплавленной породы опустошается, разрушается и незамедлительно схлопывается, при этом огромные массы земли обрушиваются, образуя округлую впадину, похожую на котел. Так возникает кратер – кальдера(6). Кальдеры Супервулканов такие огромные, что легко вписываясь в местный пейзаж, полностью сливаются с ним. В них могут произрастать леса, течь реки, в озерах будут обитать многочисленные виды рыб или по ленте автобана, ежедневно будут мчаться тысячи автомобилей. Но глубоко под землей могут концентрироваться разрушительные силы, далеко превосходящие мыслимые пределы. Откуда же у Супервулканов столько энергии?
 Почти все известные Супервулканы, а их на сегодняшний день известно более 40-ка, давно потухли (два Супервулкана на территории Великобритании, один во Флегрейских полях на территории Неаполя, один - в Новой Зеландии и др.). Кальдеры этих мертвых монстров практически невозможно идентифицировать, т.к. они ничем себя не проявляют - не имеют подземной камеры, не формируют магматический очаг. Однако активные геологические процессы планеты не прекращаются ни на секунду. Большинство действующих обычных вулканов расположено по краям тектонических плит, составляющих прочный внешний щит планеты. Вулканы Индонезийского архипелага, Калифорнии, Камчатки сконцентрированы как раз на границах литосферных плит(7) - в зоне субдукции(8), где тонкая океаническая плита "проседает" под континентальную. Именно здесь могут "дремать" старые или зарождаться новые Супервулканы. Удивительно, но природа Йеллоустоунского Супервулкана иная. Он находится над т.н. «горячей точкой» - гигантским плюмом(9) – областью, где большие раскаленные массы движутся из ядра планеты вверх и сталкиваются с основанием земной коры. «Горячая точка» - это неподвижная аномальная область, над которой медленно перемещается Северо-Американская плита в направлении Запад-Юго-Запад, при этом «горячая точка» движется на Восток-Северо-Восток. Она расплавляет над собой кору, образуя огромную магматическую камеру, которая в конечном итоге разрастается. Этот процесс продолжается уже десятки миллионов лет. Под поверхностью Земли существует около двадцати "горячих точек", где раскаленный жидкий мантийный материал - плюм - может за счет конвекции(10) пробиваться из мантии, достигая поверхности. По непонятным пока причинам положение "горячих точек" остается постоянным на протяжении десятков миллионов лет, и более двух миллионов лет назад одна из них оказалась под Йеллоустоуном. Время от времени она взрывалась с чудовищной силой, отмечая свой путь, словно шрамами, древними, потухшими кальдерами. На протяжении миллионов лет, Северо-Американская платформа сдвигалась относительно плюма и он раз за разом «прожигал» новые кальдеры.
 На сегодняшний день Супервулкан располагается на т.н. Йеллоустоунском плато, в среднем на высоте 2400 м. над уровнем моря (наивысшая территория парка - вершина горы Орлиный пик (Eagle Peak) - находится на высоте 3462 м. над уровнем моря; низшая, в долине ручья Риз (Reese Creek) - 1610 м. над уровнем моря). Верхние слои камеры начинаются на глубине 8 км., а сам ее размер просто поражает воображение. По данным сейсмографов USArray, с помощью которых была составлена трехмерная карта образования, гигантский плюм имеет цилиндрическую форму диаметром около 350-ти км. (!) и располагается под наклоном - одна его часть достигает глубинных слоев магмы, другая поднимается к поверхности. К примеру, вы знаете, какова высота Останкинской телебашни? 540 метров. Долгое время Останкинская башня удерживала рекорд, как самая высокая в мире в «своем классе»(11). Поставьте 15 таких башен одну на другую и получите глубину магматического пузыря Йеллоустоунского Супервулкана. При этом плюм постоянно и поступательно его расширяет, так что уже сейчас он вмещает в себя 300000000000000000 км.3 (!!!) расплавленных пород. При извержении не вся эта масса выплеснется наружу, но и того, что извергнется, будет достаточно, для остановки разумной жизни на Земле. Температура пузыря превышает 800*C на верхней границе. Температура вертикального потока плюма - 1600*C, а сам поток уходит на глубину до 250-ти-300-т км.


                История и перспективы

 Масштаб геологических сил сформировавших Йеллоустоунскую кальдеру настолько значителен, что не укладывается в рамки известных на сегодняшний день вулканических извержений. И современное состояние вулкана - не самое катастрофическое в его геологической истории, хотя этот факт оптимизма для человечества не прибавляет.
 Йеллоустоунский Супервулкан пробуждался неоднократно. Первое и наиболее  разрушительное извержение он пережил около 2,1 млн. лет назад. Тогда от взрыва распались горные цепи, выбросы поднялись на высоту 50 км. – до верхней границы стратосферы. В атмосферу было выброшено 2500 км.3 скальной породы, а вулканический пепел покрыл более четверти территории Северной Америки.
 75000 лет назад, в Индонезии, на о.Суматра, произошло чудовищное извержение Супервулкана Тоба – самое мощное за последние 250000000 лет. В атмосферу было выброшено 2800 км.3 пепла и скальной породы. Климатические последствия были настолько катастрофические, что произошло массовое вымирание животного мира. Средняя температура на планете упала на 10*C, погибло три четверти всех растений. От человечества уцелело 5-12 тысяч представителей и лишь чудом Homo Sapiens не исчез совсем. Спаслись лишь те земляне, что жили в Африке. Взрыв Супервулкана Тоба вызвал малый ледниковый период.
 250000000 лет назад в Восточной Сибири существовал Супервулкан еще более смертоносный, чем Тоба и Йеллоустоун. Во время его извержения в Пермский период, было истреблено до 90% всей растительности и животного мира на Земле. Эта катастрофа вызвала самое крупное массовое вымирание в истории. На территории в тысячи километров, сквозь разломы в коре, изливались сотни тысяч кубических километров лавы, образуя т.н. Трапповую провинцию(12), состоящую из сплошной, раскаленной магмы. Масштабы извержения, длившиеся несколько миллионов лет, до сих пор не вписываются ни в одну теоретическую модель геологических процессов и конечно, такие колоссальные по своей мощи и разрушительной силе взрывы и его последствия, ни человеческая психика, ни фантазия не способны воспринимать.
 Йеллоустоунский Супервулкан имеет одну особенность: он пробуждается циклически – примерно один раз в 600000 лет. Со времени последнего взрыва минуло уже 630000 лет, а это означает, что новое Суперизвержение «не за горами». Геологи, вулканологи, климатологи уверены – извержение обязательно произойдет, и оно станет катастрофой для человечества, концом Цивилизации в том виде, в каком мы ее знаем.
 Имея в распоряжении мощные компьютерные программы, они смоделировали последовательность, мощность и последствия Суперизвержения. Попробуем представить, что же произойдет в тот день, когда Йеллоустоунский Национальный Парк содрогнется от сильнейших землетрясений – предвестников Апокалипсиса.
 Прежде всего, почва парка нагреется до 60-70*C и поднимется на несколько десятков метров. В воздухе резко возрастет концентрация сероводорода. Затем последует ВЗРЫВ, мощностью около 1000 Хиросим, сопровождаемый разрушительным землетрясением, которое в той или иной степени будет ощущаться во всех уголках планеты. Землетрясение спровоцирует извержение нескольких десятков, а возможно и сотен обычных вулканов во всех концах света, которые последуют через три-четыре часа после Йеллоустоунского катаклизма и человеческие жертвы от этих вторичных извержений во много крат превысят потери от основного Суперизвержения (в частности,огромного стратовулкана Утурунку(13), накапливающего сейчас магму с такой скоростью, что при взрыве он превратится в Супервулкан и кошмар Южной Америки). Взрывы океанских вулканов породят множество цунами, которые смоют все прибрежные города. Ударная волна несколько раз обогнет земной шар, люди и животные, находящиеся в десятках километров от парка, погибнут от разрыва легких. Скальные куски, объемом 2500 км.3 подбросит на высоту до 100-а км., некоторые из них преодолев земное притяжение, останутся на орбите, как естественные спутники. Те, что задержатся в атмосфере, падая, накроют собой площадь в несколько тысяч квадратных километров. Даже человеку с бурной фантазией сложно представить такую картину, но это будет только началом конца. После взрыва, гигантская кальдера начнет раскрываться и извергать лавовые потоки. В первые минуты после начала катастрофы, все живое в радиусе более 700 км., будет уничтожено, и почти все – в радиусе 1200 км. Гибель наступит от удушья и отравления сероводородом. Затем наступит очередь пирокластического потока. Что это такое?
 Пирокластический поток - это высокотемпературная смесь обжигающего вулканического газа и очень горячего пепла. При взрыве вместе с горной породой из жерла вырвутся огромные объемы пепла и пемзы. Предположительно за первый час извержения в атмосферу будет выброшено 100000000 тонн абразива. Поскольку «крышка» над магматической камерой коллапсирует, в какой-то момент давление внутри газового столба резко упадет и серые раскаленные облака вокруг кальдеры начнут разлетаться горизонтально. Это и есть пирокластический поток или пирокластическая волна в действии – явление огромной разрушительной силы. Такие волны распространяются со скоростью реактивного лайнера (до 800 км./час), а температура внутри достигает 800*C. И хотя она имеет узкую направленность и ограниченный энергетический ресурс, рожденная в Йеллоустоуне волна будет способна опустошить территорию в 10000 км.2 вокруг. Выжить в аду такого масштаба просто невозможно, и по самым оптимистическим прогнозам, жертвы пирокластического потока составят до 100000 человек. Кроме этого раскаленные облака, разносимые ветром, разлетятся на тысячи километров от эпицентра, разогревая атмосферу до 600-700*C и испепеляя все живое. В радиусе 200 км. вокруг кальдеры даже в полдень не будет видно солнечного света. Люди вдыхая эту смесь будут обречены, т.к. данный пепел исключительно токсичен. И он особенный. Частицы пепла крошечные – до 100 микрон в диаметре, но это камень. Проникая при вдохе в легкие, увлажняясь и соединяясь с естественной жидкостью в организме, он образует смесь сродни бетону, забивает дыхательные пути, что приводит к удушью. От пепла могут погибнуть до 500000 человек. Он проникнет всюду, разрушит все, замкнет ЛЭП, отравит воду и почву, обрушит крыши зданий и жилых домов. Пепел в течение нескольких недель будет падать на территорию в несколько сотен километров. Даже в радиусе 300 км. его толщина составит не менее полуметра.
 Уже через день после начала извержения по всей Северной Америке начнут лить кислотные дожди, уничтожая большую часть растительности. Все Западное побережьем США превратится в мертвую зону. В остальных уголках Земли глобальные последствия начнут ощущаться примерно месяц спустя. Тучи пепла и золы закроют Солнце на всех континентах без исключения. В атмосферу попадет более 2000000000(!)тонн аэрозолей. Поднимаясь в стратосферу, серная кислота останется там на много лет, т.к. на такой высоте отсутствуют облака водяного пара, чтобы растворить ее. В результате, аэрозоли будут образовывать такую завесу, через которую солнечный свет не сможет проникнуть на поверхность, что через три недели станет причиной невиданного глобального похолодания. Температура воздуха упадет в различных районах земного шара от -15* до -50*C и ниже. Лед покроет обширные территории, сделав их непригодными для жизни, а северные страны, такие как Канада, Норвегия, Швеция, Финляндия просто перестанут существовать. Зима будет длиться беспрерывно минимум 2-3 года, гибель растений и животных приобретет массовый характер, природный баланс изменится навсегда. В тропиках прекратятся муссоны, температура упадет на 15*C. К вулканической зиме прибавится засуха. Животные и растения погибнут от кислотных дождей, долгих морозов и отсутствия света. Больше всего пострадают самые густонаселенные, зависимые от сельского хозяйства государства - Индия и Китай. Здесь от голода уже в ближайшие месяцы после начала катастрофы, погибнет до 1500000000 человек. Не будет растительности, не будет солнечной радиации, не будет фотосинтеза, изменится газообмен и в атмосфере уменьшится содержание кислорода. При этом сейчас текущих мировых запасов продовольствия заготовлено всего на один месяц. А это значит, что даже в самых благополучных, экономически развитых странах их жителей ждет голодная смерть.
 Мы живем в хрупком, неустойчивом мире. Мы копошимся в мелких бытовых проблемах и изобретаем большие мировые трудности. Мы уничтожаем природу, истощаем ее биосферу, убиваем друг друга в бесчисленных войнах. Мы живем жалкой, суетливой жизнью, не догадываясь, что будущее наше предопределено. Просвещенные ученые мужи убеждены - вопрос не стоит: произойдет извержение или не произойдет. Вопрос, КОГДА оно произойдет. Маловероятно, что катастрофа разразится в годы нашей жизни, но история знает немало примеров, когда прогнозы пасовали перед неумолимой действительностью.
 Мы не в состоянии предотвратить грядущий, чудовищный катаклизм. Мы почти наверняка не сможем пережить его. Мы можем лишь надеяться, что умрем в своих постелях и не станем свидетелями катастрофы.
 Супервулкан предполагает Суперизвержение. Его интенсивность и продолжительность зависят от многих факторов: размеров камеры, объема самого пузыря, структуры и температуры магмы. Ни один суперкомпьютер не даст ответа на вопрос, сколько оно будет продолжаться - недедю, месяц, полгода. Чем продолжительнее активная фаза, тем катастрофичнее агония человечества. От него нельзя убежать или спрятаться. Его невозможно предотвратить или перенести на отдаленное будущее. Йеллоустоунский Супервулкан – это конец Цивилизации.

(09.IV.14. – 20.V.14., 05-11.IX.16.)

Примечания:
                (1) - на северо-западе США, в штате Вайоминг - около 3% территории парка находится в штате Монтана, еще 1% - в штате Айдахо.
                (2) - Фумаролы - выделения горячего вулканического газа в виде струй и спокойно парящих масс из трещин или каналов, расположенных на дне и в стенках кратера.
                (3) - "...один из наиболее известных центров и заповедников" - 26-го октября 1976 года Йеллоустоунский парк получил статус международного биосферного заповедника. 8-го сентября 1978 года, был включен в список Всемирного Наследия UNESKO.
                (4) - Везувий - один из наиболее опасных и крупных действующих стратовулканов (высота - 1281 м., диаметр кратера - 750 м., глубина кратера - 200 м.) т.н. Романской щелочной провинции, входит в Средиземноморский подвижной комплекс простирающийся на 15000 км. от Западной Европы до Индонезии. Расположен на юге Италии, в 15-ти км. от г.Неаполь. Предположительно возник 25000 лет назад в результате столкновения двух тектонических плит. В историческую эпоху наиболее известное извержение произошло 24-го августа 79 г. до н.э., уничтожившее римские города Помпеи, Геркуланум, Стабии, Оплонтис. Пирокластический поток буквально выжег в них кислород и похоронил жителей под слоем 8-ми метрового пепла. Согласно Плинию Младшему (61 - 113 гг.), погибло 16000 человек. Последний раз извергался в 1944 году.
                (5) - Сент-Хеленс - активный стратовулкан, (высота - 2549 м., диаметр кратера - 3000 м., глубина кратера - 1500 м.), входит в т.н. Тихоокеанское огненное кольцо, включающее в себя 160 активных вулканов. Расположен в Каскадных горах, в округе Скамания, штат Вашингтон, в 154-х км. к югу от г.Сиэтл и 85-ти км. от г.Портленд (штат Орегон). Назван в честь британского дипломата Сент-Хеленса (1753 - 1839 гг.). Наиболее известен извержением редкого типа - "направленный взрыв" - 18-го мая 1980 года, унесшим жизни 57-ми человек, в результате которого уменьшился на 400 м. Из-за "трудностей перевода" многие ошибочно называют его вулканом Святой Елены.
                (6) - Кальдера - обширная циркообразная котловина с крутыми стенками и более или менее ровным дном вулканического происхождения. От кратера их отличает особенность формирования и большие размеры. Кальдеры достигают 10-20 км. в поперечнике и нескольких сот метров в глубину.
                (7) - Литосферная плита - крупный, стабильный участок земной коры, часть литосферы, ограниченный зонами сейсмической, вулканической и тектонической активности - границами плиты. Границы бывают трех типов: 1. дивергентные, 2. конвергентные, 3. трансформные. Обычно, в одной точке сходятся три плиты, конфигурация, где сходятся четыре и более плит, неустойчива и быстро разрушается. Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания; они могут раскалываться в результате рифтинга, и спаиваться из-за коллизии, формируя единое мощное образование.
                (8) - Зона субдукции - линейно протяженная зона, вдоль которой происходит погружение одних блоков земной коры под другие. Чаще всего в этих зонах океаническая плита пододвигается под континентальную окраину и погружается в мантию.
                (9) - Плюм - горячий мантийный поток двигающийся независимо от конвективных течений в мантии.
                (10) - Конвекция - (от лат. "convection" - "перенесение") - вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками. Т.н. естественная конвекция самопроизвольно возникает в веществе при его неравномерном нагревании в поле тяготения. Нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, верхние, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. Благодаря конвекции происходит движение тектонических плит.
                (11) - "...удерживала рекорд, как самая высокая башня в мире
                в "своем классе"" - долгое время Останкинская телебашня считалась самой высокой в мире, пока в 1976 году не была введена в эксплуатацию башня "CN Tower" ("Си-Эн Тауэр" (г.Торонто, Канада, высота 533 м.)). Ее рекорд был побит в 2012 году башней "Tokyo Sky Tree" ("Токийское Небесное Дерево" (г.Токио Япония высота 634 м.)). Согласно "Книге рекордов Гиннесса", в настоящее время - это самая высокая действующая телебашня в мире.
                (12) - Трапповая провинция - особый тип континентального магматизма, для которого характерен колоссально большой объем излияния базальта за геологически короткое время (миллионы лет) на огромных территориях. На океанической коре аналогом траппов являются океанические плато.
                (13) - Утурунку - стратовулкан на плато Альтиплано и самая высокая вершина (6008 м.) юго-западной части Боливии. Последний раз извергался 1500000 лет назад, в Четвертичном Периоде (Плейстоцен). В наши дни почва над ним поднимается со скоростью 1 см. в год.