Что такое суперизвержение: как один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба

По оценкам экспертов, от 5 до 10 вулканов во всем мире способны вызвать сверхизвержение, которое может катастрофически повлиять на глобальный климат. Один из этих вулканов прячется под водами озера Тоба на Суматре и вызвал два сверхизвержения за последний миллион лет. Но когда будет следующее? И можем ли мы заранее распознать его начало?

Чтобы ответить на эти вопросы, международная группа геологов во главе с Женевским университетом (UNIGE), Швейцария, и Пекинским университетом, Китай, разработала систему анализа уровней урана и свинца в цирконах — минералах, обычно обнаруживаемом при взрывных извержениях вулканов. Она поможет определить, сколько времени потребовалось вулкану, чтобы подготовиться к началу сверхизвержений. К сожалению, эти результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергают представление о том, что некие необычные геологические признаки будут предвещать неминуемое сверхизвержение. Не будет никаких аномалий и таинственных символов: вместо этого магма тихо накапливается во внутренних полостях вулкана, пока в один прекрасный день не выплеснется на поверхность огромным раскаленным потоком.

Вулкан Тоба на Суматре вызвал два крупнейших извержения, известных на Земле: первое — 840 000 лет назад, второе — 75 000 лет назад. Площадь каждого составила около 2800 км3, что достаточно, чтобы покрыть всю Швейцарию слоем пепла толщиной 7 сантиметров. Для сравнения, вулкан изверг в 70 000 раз больше магмы, чем в наши дни выплескивается из вулкана Ла Пальмы. Также геологи нашли свидетельства двух других, уже не таких крупных извержений: одно 1,4 миллиона лет назад, а другое 500 000 лет назад.

Геологи из UNIGE и Пекинского университета интересуются вулканом Тоба, потому что извержение такого масштаба неизбежно повлияет на глобальный климат и создаст многочисленные проблемы, особенно с точки зрения обеспечения продуктами питания, не говоря уже о миграции населения. «Вулкан Тоба образует кальдеру, а это означает, что предыдущие извержения создали большую область, которая сегодня занята водой», — объясняет Лука Карикки, профессор кафедры наук о Земле факультета естественных наук UNIGE и соавтор исследования. В центре озера находится остров, который поднялся из воды из-за толчка магмы, введенной в субвулканический резервуар. «Мы видим, что этот остров постепенно увеличивается в высоту, что указывает на то, что вулкан активен и что под ним накапливается магма», — добавил Пинг-Пинг Лю, профессор факультета наук о Земле и космосе Пекинского.

Так скоро ли нам ждать следующего суперземлетрясения?

Циркон — минерал, который содержится в продуктах взрывных извержений вулканов. «Одна из его характеристик заключается в том, что в его структуру входит уран», — объясняет Пинг-Пинг Лю. Со временем уран распадается на свинец. «Таким образом, измеряя количество урана и свинца в цирконе с помощью масс-спектрометра, мы можем определить его возраст», — уверяет геолог. Ученые определили возраст большого количества цирконов, извлеченных из продуктов различных извержений: самый молодой циркон дает информацию о дате извержения, а более старые цирконы раскрывают историю накопления магмы, предшествовавшую сверхизвержениям.

Метод, основанный на геохронологии циркона, также может быть использован для оценки скорости поступления магмы в магматический резервуар. «По нашим оценкам, на сегодняшний день около 320 км3 магмы могут быть готовы к извержению в резервуаре вулкана Тоба», — говорит Лука Карикки. Если бы такое извержение произошло сейчас, то оно обернулось бы настоящей катастрофой, которое сильно повлияет не только на густонаселенный остров Суматра, но и на глобальную окружающую среду. Геологи подсчитали, что в настоящее время около 4 км3 магмы накапливается в магматическом резервуаре Тоба каждые тысячу лет, и эта скорость была довольно стабильной на протяжении всей истории извержения. «Следующее супер-извержение размером с два последних должно произойти примерно через 600 000 лет», — продолжает он. Впрочем, и до этого срока могут случаться извержения поменьше — их тоже стоит опасаться.