Зачем нужна геология: краткая история прошлого и будущего нашей планеты

До недавнего времени в небольших деревеньках на лесистых склонах горы Пинатубо на филиппинском острове Лусон жили люди племени аэта — потомки полукочевых охотников-собирателей. По их верованиям, в горе обитал верховный бог — Апо Маллари. Однако весной 1991 года бог забеспокоился, а в июне полностью пробудился — в стратосферу взметнулся пепел от второго по величине извержения двадцатого века. К счастью, большую часть аэта эвакуировали, а некоторые сами успели убежать. Однако для многих катастрофа означала потерю родины: их постройки и хозяйства были уничтожены, сами они рассеялись по низинам, некоторые оказались во временных лагерях, которые стали для них постоянным жильем. Для аэта — группы племен, существование которой как единого целого и так было шатким — извержение стало почти смертельным ударом.

Вулкан не отличался избирательностью в разрушениях. В 18 километрах к востоку от Пинатубо находилась база ВВС США Кларк — крупнейшая база американской армии за пределами Соединенных Штатов: школа, торговый центр, кинотеатр и многое другое. Как и все вокруг, базу засыпало пеплом. Во время извержения лавина раскаленного пепла и пыли (на языке геологии — «пирокластический поток») с шумом помчалась в сторону базы и остановилась, лишь чуть-чуть не поглотив ее. Пепел заполнил двигатели самолетов и наземной техники, а его вес раздавил крыши ангаров. Вскоре весь объект был заброшен; с тех пор базу не пытались восстановить.

Пинатубо — всего лишь один из множества действующих филиппинских вулканов. Его извержение в 1991 году потрясло даже тех, кто видел только фотографии или видеозаписи; люди, которые видели его воочию, были в полном ошеломлении. Однако с геологической точки зрения это извержение не было каким-то необычным. По шкале вулканической активности, показывающей силу извержения, оно получило 6 баллов. В течение XX века наблюдалось три извержения такого уровня. (Это выше долгосрочного среднего показателя: за последние десять тысяч лет извержение такой силы происходило раз в несколько сотен лет). Как и шкала магнитуд землетрясений, шкала вулканической активности не ограничена сверху, а увеличение значения на 1 означает увеличение силы в 10 раз. Однако, в отличие от землетрясений, масштаб извержения определяется не только по реакции прибора. Оценка основывается на таких количественных параметрах, как объем выброшенного материала, высота пепловой колонны при извержении и продолжительность активного состояния. Для извержений в прошлом, которые никто не фиксировал, как правило, единственной возможной мерой является количество выброшенного материала. Его можно определить по толщине слоев вулканического пепла и потоков лавы, а также по их протяженности.

Вулкан Пинатубо находится в зоне субдукции, которая входит в так называемое огненное кольцо, окружающее Тихий океан. Как и большинство вулканов в этой зоне, он извергается взрывами, выбрасывая с большой скоростью газ, камни и сгустки расплавленной магмы. Энергия для таких взрывных действий исходит от воды и других летучих соединений, растворенных в магме. Когда магма приближается к поверхности, пузыри газов выходят наружу и быстро расширяются. Этому способствует химический состав магм зоны субдукции: они богаты кремнеземом и поэтому отличаются большой вязкостью. Вязкая лава удерживает расширяющиеся пузырьки газов, пока в вулканическом канале не создается очень высокое давление, что и приводит в результате к взрывным извержениям.

Извержение 1991 года нарушило почти пятисотлетнее молчание Пинатубо. Перед катастрофой гора не походила на действующий вулкан. Существовало несколько горячих источников, но свежих потоков лавы не было: сильная эрозия разрушила склоны, и они уже заросли густым лесом. Однако в середине марта 1991 года гору сотрясла серия землетрясений, а в течение следующих нескольких недель толчки ощущались еще сильнее. Вскоре стало понятно, что вулкан пробуждается от долгого сна: землетрясения — признак движения магмы к поверхности. В начале апреля возле вершины произошло несколько небольших выбросов перегретого пара, из-за чего в воздух взлетели тучи обломков, а окружающая местность покрылась тонким слоем вулканической пыли.

Землетрясения и небольшие извержения тревожили население, однако для стороннего наблюдателя не выглядели особо серьезными, поскольку не сопровождались излияниями лавы. Однако взрывы пара намекали, что под поверхностью находится мощный источник тепла, который перегревает грунтовые воды, пока пар не вырывается по трещинам в земле. Геологи из Филиппинского института вулканологии и сейсмологии и их коллеги из Геологической службы США осознали угрозу и быстро развернули на вулкане и вокруг него сеть приборов: сейсмометры для точного определения силы и местоположения мелких землетрясений и наклономеры для отслеживания формы горы, когда она начнет заполняться поднимающимися расплавленными породами.