Необычайно резкие колебания амплитуд эруптивной газовой фазы (как она зовется на научном языке) были впервые выявлены Тонани, Эльскенсом и мной в 1963 году на Стромболи. Эти вариации, важные для понимания законов, управляющих вулканическими явлениями, затухают с расстоянием. Уже в метре от магмы температура часто падает примерно с 1000 °C до нескольких сот градусов, а содержание воздуха в аэрозолях превышает девять десятых объема. Оставшаяся часть – обедненная, окисленная, охлажденная – очень далека от картины, какую являли газы долю секунды до того, и уж, конечно, они не имеют ничего общего с «оригиналом». Восстановить по ним протекающие в огненной толще магмы процессы нет никаких шансов. О приближении эруптивной фазы могли бы сигнализировать газы в момент зарождения. Однако для этого следует брать пробы непосредственно в расплавленной массе.
Даже на постоянно действующем вулкане такая задача весьма и весьма непроста. Вспоминаю сейчас одну спокойную «лужу», мы натолкнулись на нее лет десять – пятнадцать назад где-то между центральным кратером и северо-восточной боккой. Когда мы ее увидели, она еще была жидкой, вишневого цвета и пускала пузыри, потом на глазах застыла. Тончайшая черная корочка заблестела на ее поверхности; корочка была не сплошная, а состояла из отдельных налезающих друг на друга пластин. Магма еще испускала газы, она уже частично дегазировалась в мощном центральном кратере, однако здесь, в «луже», скопившиеся газы все же приподнимали пластины корки, их черные челюсти раскрывались на мгновение, показывая раскаленную плоть. Отчетливо слышалось тяжелое свистящее дыхание. Потом базальтовые губы вновь смыкались над красной пульпой, и темная чешуя продолжала дрожать на теле умирающего дракона, время от времени раздвигаясь вновь…
Вот уже двадцать лет я веду с Жаком Лабейри классическую полемику о причинах вулканической активности. Началась она, если не ошибаюсь, в 1952 году, когда мы залезли в громадную каверну в Пиренеях – пещеру Пьер-Сен-Мартен. А продолжается спор и поныне. Суть его в следующем. Связан ли вулканизм с водой океанов, морей, близлежащих озер или даже подпочвенными водами? Почти во всех газовых пробах обнаруживается, причем в обилии, водяной пар. Как он туда попадает, извне или же выходит из глубин вместе с магмой? Как образуется углекислый газ – один из главных составляющих вулканических выделений, в магме или же в результате разложения под действием высоких температур известняков земной коры?
Я склонен считать, что и вода и углекислый газ абиссального происхождения, Жак убежден в обратном. Исследование проб углекислого газа могло бы дать в этой связи ценную информацию. Лабейри – физик университетского закала. Он всегда переполнен идеями, а поскольку под рукой у него есть необходимое обрудование (Жак руководит лабораторией слабой радиоактивности в СНРС[2] и возглавляет отдел электронной физики Центра ядерных исследований в Саклэ), он сразу же переходит к опытной проверке своих идей, ставит эксперименты и обрабатывает результаты.
… Итак, мы стояли вдвоем над «лужей», завороженно глядя, как она ворочается и дышит по-звериному. Возможно, сейчас мы сможем разрешить свой спор. Дыхание исходило прямиком из толщи расплавленных силикатов, еще не «зараженных» воздухом или водой с поверхности Земли. Входящие в состав двуокиси углерода изотопы должны различаться в зависимости от того, образовались ли газы в верхней мантии, под толщей земной оболочки, конкретно – в столбе магмы, прошедшей через эту оболочку, – или же под влиянием атмосферного воздуха. Пропорции содержания С12, С13 и С14 должны многое прояснить.
Сказано – сделано… Меж черных губ огненной змеи ввели трубку из красной меди, к свободному концу ее подсоединили маленький насос, заканчивающийся сосудом с чистым аммиаком, и, сменяя друг друга, принялись прилежно крутить рукоятку. Процедура длилась достаточно долго: мы хотели получить хотя бы минимум углекислого газа, необходимый для изотопных проб.
Место было спокойное. Северо-восточная бокка и Вораджине располагались по соседству, но много выше, так что грохот их взрывов поглощали толстые стены шлаковых конусов. А лавовые потоки изливались из щели ниже и были нам не видны. Наша чудесная лужица играла роль своего рода наружного манометра, реагировавшего на сотрясения магмы в большом кратере. К счастью, эти сотрясения едва чувствовались, ибо иначе находиться возле нее было бы небезопасно… Впрочем, мы и так держались настороже. То, что происходило за толстыми стенами шлакового бастиона, нас не беспокоило: мы были надежно изолированы от кратера. Но эти толчки, от которых раскрывались базальтовые трещины и дрожала кроваво-красная пульпа, эти толчки отзывались в нас беспокойством.
Операция прошла успешно, но результаты вышли обескураживающими: количества забранного углекислого газа не хватило для определения содержания С13 и С14. Придется ждать другого случая, чтобы «прокрутить» опыт более удачно, и тогда, возможно, разрешится наш долголетний спор.
Вулканы и вода
Мысль о том, что вулканизм обусловлен поверхностными водами, достаточно старая. Думаю, она родилась от физической близости моря к большинству вулканов. Достаточно бросить взгляд на карту полушарий: Анды, Алеутская цепь, цепи Камчатки, Курил, Японии, Филиппин, Индонезии, Меланезии, Новой Зеландии, Атлантики, Индийского океана, Южных морей, Антарктики, наконец, Средиземноморья, где даже «континентальные» вулканы Везувий и наша Этна стоят одной ногой в воде. С другой стороны, почти все вулканы Африки и многие другие удалены на сотни, а то и на тысячи километров от океана. Подчас там нет поблизости и озер (скажем, на плато Тибести в Сахаре, Судане, Танзании или Афаре). Следует заметить также, что вулканы Анд или Мексики, которые на мелкомасштабной карте прилегают к берегу Тихого океана, в действительности отстоят от него иногда на триста километров, что делает весьма сомнительным взаимодействие между их глубинными корнями и океаническими водами…
Роль воды в вулканическом процессе значительно преувеличивалась, и на то были свои причины. Дело в том, что почти все пробы вулканических газов содержат от 80 до 99 % Н20. Отсюда был сделан вывод: водяные пары составляют основу вулканических эманации. Следующий шаг был логичен – означенная вода берется из моря, а если его нет, то из озера или же из подпочвенных пластов.
Наши собственные результаты, однако, подтвердили данные редких предшествующих анализов, пробы для которых брались непосредственно из раскаленной лавы, а не из фумарол, более или менее удаленных от источника (даже «менее» в этом случае полностью искажает картину!). Оказывалось, что всякий раз, как взятие проб проходило в надлежащих условиях (непосредственно из жидкой лавы), содержание воды было далеко не столь значительным, а иногда просто падало до… нуля. Сказанное относится не только к континентальным вулканам, таким, как Ньирагонго или Эрта-Але, но и к тем, которые тесно связаны с морем, – Килауэа, Стромболи или Этна… Отсюда мое убеждение: поверхностные воды, и в частности океанические, не играют никакой роли в причинах вулканизма. Возможно, они каким-то образом влияют на форму извержений, но это уже вторичная роль.