Супервулканы и климатические катастрофы

Опубликовано: 14 июля 2021 г.
Рубрики:

 

 Природа вся в разломах...

 Здесь провал сильнее наших сил

 О. Мандельштам. «Ламарк» 

 

Строки Мандельштама относятся к живой природе. В ней наблюдаются синкопы эволюционного ряда, резкие границы между разными типами живых существ. Но разломы и провалы в равной степени характерны и для неорганической природы, в строении покрова планеты, на которой мы живем, и в организации жизни на Земле. 

Концепция о супервулканах, взрывы которых вызывают глобальные климатические катастрофы, сформировалась в последние десятилетия. Палеовулканологи и палеоклиматологи установили явную связь между извержениями супервулканов и последующими резкими похолоданиями и изменениями в биосфере –«вулканическая зима». На большой территории возникали «года без лета». Я кратко опишу подобные наиболее яркие события.

Сначала коснусь истории и географии. Важная роль в открытии феномена «разломов и провалов» принадлежит выдающемуся натуралисту, путешественнику и эволюционисту Альфреду Уоллесу (1823-1913). Он независимо от Ч. Дарвина пришел к концепции естественного отбора. В то же время А. Уоллес – создатель биогеографии, науки о закономерностях в распределении фауны и флоры на земле в пространстве и времени.

На протяжении 8 лет с 1854 по 1862 г.Уоллес систематически исследовал природный мир многих островов Малайского архипелага. Он обнаружил парадоксальную ситуацию, которая затем была названа «линия Уоллеса»: резкая граница между составом фауны Азии и фауной Новой Гвинеи–Австралии. Граница пролегает между островами малайского архипелага. Она разделяет соседние острова Борнео (Калимантан) и Сулавеси и два соседних острова Малого Зондского архипелага - Бали и Ломбок.

Контраст между животным миром островов Бали и Ломбок, разделенных проливом шириной всего 24 км, оказался больше, нежели между фаунами Англии и Японии! Истолкование этой загадки было получено многие годы спустя в рамках мобильной тектоники плит геолога А. Вегенера. Линия Уоллеса совпала с периметром австралийской плиты, которая около 55 млн лет назад откололась от древнего суперматерика Гондваны и стала дрейфовать в сторону юго-восточной Азии. Разгадка и материализация линии Уоллеса – замечательный триумф натуралистических исследований и эволюционизма в целом. 

 

Малайский архипелаг - самая горячая вулканическая область планеты. Здесь около 130 активных вулканов. Здесь сталкиваются тектонические плиты Евроазиатская и Индо-Австралийская с наползанием одной на другую (термин субдукция). Это приводит к вулканическим взрывам. И как раз в районе Малых Зондских островов зафиксированы извержения супервулканов. Острова лежат дугой к востоку от южной оконечности большого острова Ява. Основные из них: Бали, Ломбок, Сумбава, Флорес и Тимор. На карте показана линия Уоллеса между островами Бали и Ломбок.

 

Взрыв супервулкана Тоба на Суматре  

Около 73 000 лет назад произошло сверхмощное извержение супервулкана Тоба на острове Суматра. Сернокислые дожди изливались на землю в течение 6 лет. След этого извержения – гигантская кальдера, озеро Тоба. Его площадь 100 км х 30 км, а глубина до 500 м. Тобо – самое большое озеро в Индонезии и самое большое вулканическое озеро в мире. Огромный выброс вулканического пепла, объемом до 800 куб.км, покрыл всю территорию юго-восточной Азии вплоть до Аравии, часть акватории Индийского океана и Южно-китайского моря. Последовали глобальное резкое понижение температуры и «вулканическая зима» в течсние 10 лет.  

В Индии обнаружены толстые слои пепла, оседавшего после взрыва Тобо. Внезапное резкое похолодание с гибелью лесов на большей территории и изменением ландшафта вызвало резкое сокращение численности азиатской популяции гоминид до 5-10 тыс особей (Science 1993, № 262). Произошло резкое сокращение генетической изменчивости популяций –эффект «горлышка бутылки».

 

Катастрофа 1815 г. Извержение супервулкана Тамбора 

5 апреля 1815 г. произошло самое мощное в новейшей истории извержение горы Тамбора (Mount Tambora) на острове Сумбава в группе Малых Зондских островов. Высота горы уменьшилась после взрыва с 4.3 км до 2.8 км. От взрыва погибло более 70 000 человек. Взрыв вулкана был слышан в 2500 км от него. Мощные выбросы пепла распространились на 1300 км. от Тамборы. Их рассеяние привело в следующем 1816 г. к резкому похолоданию, вулканической зиме, «году без лета».  

На всем северо-западе США снег держался в июне, а в Квебеке июньский покров снега достигал 30 см. Весь июнь и июль на севере США вплоть до Нью-Йорка по ночам стояли морозы. Погибли все посевы зерновых. Весной 1817 г цены на зерно выросли в 10 раз, возник голод. Историк штата Массачусетс Уильям Аткинс фиксировал: «Каждый месяц стояли сильные холода, 7-8 июня выпал снег, зерновые вымерзли, вплоть до корней, в начале осени, когда наливаются початки кукурузы, ничего не созрело. Цены на хлеб и муку возросли настолько, что бедные люди часто голодали. Следует помнить, что железных дорог еще не было и житницы запада были недоступны. Люди полагались на собственные ресурсы и на то, что есть поблизости». В июле и августе озера и реки Пенсильвании покрылись льдом. Даже в Виржинии 20-21 августа наблюдался мороз. 

То же произошло в Англии, Германии, и в особенности Ирландии, где от голода умерло около 100 000 человек. В Китае погибли посевы риса и наступил голод. 

Вулканические аэрозоли окрашивали выпадавший снег в желто-коричнево-красные тона. Отсюда, как полагают, частые желтые тона на картинах английского мастера романтического пейзажа УильямаТэрнера (1775-1851. 

 

Социальные и культурные последствия. Многие десятки тысяч людей из Ирландии и стран Европы вынужденно эмигрировали в США. Из штата Вермонт в в 1816 -1817 гг. в более южные штаты переселилось до 15 000 чел. Среди них был проповедник Джозеф Смит (Joseph Smith), основатель религиозного движения мормонов. 

 Большой падеж лошадей, случившийся в Европе из-за бескормицы, инициировал немецкого изобретателя Карла Дреза (Karl Drais, 1785-1851) изобрести безлошадную двуколесную дрезину - прообраз велосипеда. Знаменитый немецкий химик Юстус Либих (1803-1873), переживший в 13 лет «год без лета» и голод в Германии, под впечатлением массового неурожая стал заниматься агрохимией и разработал принципы минерального питания растений и применения удобрений. 

 В Швейцарии в 1816 г. все лето шли холодные проливные дожди, постоянно стояли туманы. На одной вилле на берегу Женевского озера поселилась компания молодых людей: 19-летняя Мэри Годвин со своим будущим мужем, поэтом Перси Шелли, и ее 18-летняя сводная сестра Клер Клермонт со своим любовником лордом Байроном. Застигнутые жуткими погодными условиями, они решили сочинять и читать друг другу мрачные апокалиптические истории.

Мэри Годвин-Шелли создала знаменитого «Франкенштейна», Байрон сочинил поэму «Тьма». Сопровождавший Байрона молодой врач Джон Полидор написал повесть «Вампир» - прообраз литературы ужасов. Словно по злому року, Полидор в 1821г. впал в депрессию и покончил с собой. Перси Шелли утонул в 1822 г. накануне своего 30-летия на своей шхуне близ Ливорно. А спустя два года, в 1824 г., 36-летний Байрон поехал в Грецию на помощь повстанцам, боровшимся с владычеством турок, простудился и умер.

 

Извержение супервулкана Кракатау в 1883 г. 

27 августа 1883г. произошла серия взрывов и извержение супервулкана на острове Кракатау в районе Зондского пролива между островами Суматра и Ява. Взрыв оказался такой мощности, что был слышен на расстоянии до 3600 км в Австралии и до 4780 км к западу в районе острова Родригес в Индийском океане у юго-восточного побережья Африки. Облако вулканического пепла поднялось на высоту до 80 км и закрыло небо на 250 км от вулкана. Пепел распространился в стратосфере на площади до миллиона квадратных километров, несколько лет окрашивая закаты в желто-красные тона. От извержения и возникшего цунами высотой до 30 м. погибло около 120 000 человек. Сила взрыва составила 100-200 мегатонн в эквивалентах тротила. Это в 10 000 раз больше, чем взрыв атомной бомбы, уничтожившей Хиросиму. Воздушная волна три раза обошла земной шар. Глобальное похолодание и снежные бури наблюдались 3-4 года после взрыва.

 

1600 г. Извержение вулкана Huaynaputina в Андах и «год без лета» в России  

19 февраля 1600 г в Центральной вулканической зоне Анд, в южном Перу, произошел взрыв вулкана Huaynaputina – Уайнапутина. Название вулкана составное и состоит их двух слов Huaya – означает «новый» и Putina – огненная гора (см. Википедия). В этой географической зоне океанская плита Наска (Nazca Plate) заходит под континентальную Южно-Американскую Плиту.

 

В двух статьях, опубликованных в авторитетном журнале Nature 1998 ( v.393: 415-416), были приведены доводы, что следствием мощного извержения этого вулкана в Перуанских Андах стала вулканическая зима в Европе и России. При взрыве супервулкана произошел выброс в атмосферу более 10 куб. км расплавленной породы и рекордное число сульфатного аэрозольного пепла. Этот пепел, оседая, распространился до северного полушария. 

 Необычный холод охватил Европу. В Англии в июне каждое утро были морозы. В северной Италии морозы стояли до июля! 1601 г. оказался самым холодным в северном полушарии на протяжении предшествующих 600 лет. В 1601 г. в России случилась климатическая катастрофа. 10 недель подряд лили дожди. 28 июля в Москве, а 31 августа во Пскове ударил мороз. К середине августа река Москва замерзла. Весь урожай пропал. От «Великого голода» в 1601-1603 г. в одной только Москве умерли десятки тысяч человек. Произошли голодные бунты, реформы Бориса Годунова приостановились. Возникли слухи, что катастрофа и голод - кара Божья и царствие Бориса незаконно. После неожиданной смерти Годунова в апреле 1605 г. настала анархия, появились самозванцы, косвенно это повлияло на возникновение Смутного времени. Таков глобальный эффект извержения в Андах супервулкана Уайнапутина. 

Заключение. Вулканологи насчитывают на земле около 20 супервулканов, начиная с Тамбора. Их извержения происходят не часто, но сопровождаются катастрофическими последствиями на климат и экологию Земли. Большое озеро в пределах Йеллоустонского национального парка и многочисленные геотермальные источники и гейзеры рассматриваются ныне как гигантская кальдера, следствие извержений супервулкана (последнее - около 600 тыс.лет тому назад). Небольшие землетрясения в районе парка происходят постоянно. Почва в двух районах поднимается на 4-5 см в год. Как бы ни мал шанс нового извержения дремлющего супервулкана, предсказания и потенциальные последствия возможной катастрофы представляет важную научную проблему.