СУПЕРВУЛКАНИ, ОДНА З ЕКОЛОГІЧНИХ ПРОБЛЕМ ЛЮДСТВА

Супервулкан мають особливість, через яку до недавнього часу ніхто навіть не підозрював про їх існування. Вони зовсім не схожі на звичні нам конусоподібні «шапки» з жерлом всередині. Це великі території тонкішої земної кори, під якою пульсує розпечена магма. Простий вулкан схожий на прищик, супервулкан - на величезне запалення. На території супервулкана можуть розташовуватися кілька звичайних вулканів. Вони можуть час від часу вивергатися, але ці викиди можна порівняти з випуском пари з перегрітого котла. Але уявіть собі, що вибухне сам котел! Адже супервулкани саме вибухають.
Супервулкани — вулкани з індексом вулканічної активності VEI = 6-8, висота хмар - 25 км і більше. Супервулкани створюють кальдери, — їх виявлено на Землі понад 20 у Північній Америці, Південній Америці, Італії, Індонезії, Філіппінах, Японії, Новій Зеландії.

У пізньому плейстоцені (73500 ± 3500 років тому) відоме виверження вулкану Тоба на Суматрі в Індонезії глобально вплинуло на атмосферу планети і клімату. Відклади попелу виявлені у кернах з дна Індійського океану, Південно-Китайського моря. Відклади попелу в Індійському океані оцінюються в 800 кубічних кілометрів твердої породи. Кліматичні ефекти Тоби привели до «вулканічної зими» і суттєвим змінам флори і фауни на планеті. Популяції різних тварин і людини пройшли етап різкого скорочення внаслідок цих змін - так званий ефект пляшкового горла.

Висунута гіпотеза, згідно з якою частота виверження супервулканів становить 50 000 років.

Потужність подібних вивержень може варіюватися. Проте обсяг продуктів виверження достатній, щоб радикально змінити ландшафт і значно вплинути на глобальний клімат планети, викликаючи катастрофічні наслідки для життя (наприклад, вулканічну зиму).

На Землі останнє таке виверження, за даними вулканологів, сталося 27 000 років тому на Північному острові Нової Зеландії. Воно сформувало озеро Таупо. Було викинуто 1170 км ³ попелу. З кратера разом з хмарами пилу і попелу було викинуто тоді до трьох мільярдів тонн сірчистого ангідриду. В результаті сірчисті дощі лилися на Землю протягом шести років. Якщо додати до цього пилові хмари, які ховають Сонце, то виходить щось схоже на картину ядерної зими.

Від звичайного вулкана супер-вулкан відрізняється приблизно так само, як гармата від пістолета і навіть ще значніше. На відміну від звичайного вулкана супер-вулкан являє собою не гору, а западину, яку називають кальдерой. Западина має такі гігантські розміри, що розгледіти її можна тільки з висоти кількох десятків кілометрів. У супер-вулкана немає кратера, його замінює все та ж багатокілометрова кальдера. Супер-вулкан не вивергається, а саме вибухає, і вибух його за потужністю перевершує звичайні вулканічні виверження у багато тисяч разів. По суті, за силою та наслідками він дорівнює удару астероїда середніх розмірів. І ще дві відмінності, але вже приємних для людства: супер-вулканів на Землі набагато менше, ніж вулканів звичайних, і вибухають вони набагато рідше.

Існують такі супервулкани: Кальдера долини. Це одна з найбільших кальдер на Землі, досягаючи 32 км у довжину (схід— захід) і 17 кілометрів у ширину (північ— південь). Висота дна кальдери становить 2 000 м на сході і 2 600 м на заході. Висота стін кальдери досягає 3 000-3 500 м, крім сходу, де стіни піднімаються тільки на 150 м до рівня 2 300 м. Долина сформовалася 760 тис. років тому, коли величезне виверження вулкана випустило дуже гарячий попіл. Виверження було таке велике, що шар магми, під зараз цілком знищеним вулканом, спорожнів настільки, що вулкан буквально провалився під землю. Обвал безпосередньо викликав навіть більше вторинне виверження попелу, так що сотні тисяч квадратних кілометрів навколи були вкриті та спалені. Попіл від цього виверження вкрив майже всю західну частину сучасних Сполучених штатів.

Ла-Гаріта-Кальдера - кальдера супервулкана на вулканічному полі Сан Хуан в одноіменних горах Сан Хуан на південному заході штату Колорадо, США. Виверження цього вулкану одне з найпотужніших в історії Землі.

Місема-Кальдера - кальдера супервулкана, який був активним 2704-2707 млн. років тому. Простягається в провінціях Онтаріо і Квебек, Канада і має в діаметрі 40-80 км. Місема-Кальдера є одним з найбільших і найстаріших вулканів Землі.

Таупо— кратерне озеро на Північному острові в Новій Зеландії. На берегах озера розташоване однойменне місто Таупо.

Таупо найбільше озеро в Новій Зеландії і найбільше прісне озеро в регіоні південної частини Тихого океану і Австралії. Площа — 616 км². Найбільша глибина — 186 м. Найбільша довжина — 44 км. Довжина берегової лінії — 193 км. Озеро виникло в кальдері супервулкана, яка виникла 27000 років тому. Вчені дуже раді, що знайшли цей новий супервулкан. Їм дуже складно робити досліди на супервулканах, до яких доступ обмежений. Навіть використовуючи дороге обладнання для буріння свердловин, не всі глибинні шари можуть бути обстежені. Шари магми які тверднули після виверження супервулкану лягали рівномірними шарами. Після чергового виверження вулкана його основа опускалася в глиб розплавленої магми і заповнювалася зверху бічними уламками і остиглої лавою.

Тоба — озеро і супервулкан, 100 км в довжину і 30 км в ширину і 505 м в своїй найглибшій точці. Розташовано в центрі північної частини індонезійського острова Суматра, рівень озера близько 900 м від поверхні моря. Це найбільше вулканічне озеро у світі. Крім того, воно є місцем виверження супервулкану, що відбулося 69000-77000 років тому, через яке відбулася зміна клімату планетарного масштабу. Це виверження, як вважають, є найбільшим на Землі за останні 25 мільйонів років. Згідно з теорією катастрофи вулкана Тоба деякі антропологи та археологи вважають, що воно мало глобальні наслідки, в результаті чого більшість людей які жили тоді загинули

У кратері вулкана Тоба, розташованого на півночі Суматри, утворилося найбільше в світі озеро вулканічного походження, глибина якого досягає 505 м, довжина становить 100 км, а ширина - 35 км. При виверженні в атмосферу було викинуто близько 800 кубічних кілометрів попелу, який сьогодні дослідники виявляють в Індії, Індійському океані, Бенгальській затоці і Південно-Китайському морі. Частинки, які потрапили в повітря, не пропускали значну частину сонячного світла до поверхні землі, що викликало настання «льодовикового періоду». Його тривалість, як показує аналіз кернів льоду з Гренландії, склала приблизно 1 800 років, за цей час температура встигла знизитися на 16 градусів.

Які ж наслідки мало виверження Тоба? Так званий «льодовиковий період», що наступив після виверження пояснює різке скорочення генофонду популяцій людей, яке відбулося 50-100 тисяч років тому. У цей час, як вважають генетики, люди перебували на межі вимирання.

Для того щоб оцінити вплив вулкану на наземні екосистеми, вчені проаналізували вміст пилку в зразках порід, піднятих з дна Бенгальської затоки. Густі ліси залишають відкладення, що мають характерний ізотопний склад, який дозволяє відрізняти їх від інших типів рослинності. Катастрофа викликала перехід від густого лісу до рідкого, збільшення площі луків і скорочення популяції папороті. Ці зміни яскраво проявляються в перших 5-7 сантиметрах осадової породи, розташованої над шаром попелу. Зникнення папоротей, які найкраще почуваються в умовах високої вологості, свідчить про те, що в центральній Індії як мінімум на одну тисячу років встановився більш сухий клімат». Сухий клімат також вказує на похолодання, оскільки кількість опадів зменшується саме при зниженні температури

Серро - Галан— супервулкан у аргентинській провінції Катамарка. На плоскогір'ї знаходиться одна з найбільших у світі кальдер (в перетині до 100 км), яка виникла 2,2 млн. років тому.

Чим же відрізняються супервулкани від вулканів? В супервулканах, коли магма знаходиться поблизу поверхні Землі, вона не досягає її, а натомість починає заповнювати величезні підземні резервуари. Магма плавить скельну породу і стає густішим і щільніше настільки, що вулканічні гази, які і викликають виверження в звичайних вулканах, не можуть пройти крізь неї. Тому величезна кількість розплавленої магми тисне знизу на поверхню Землі. Так продовжується протягом сотень тисяч років до тих пір, поки не відбувається виверження жахливої сили, яке підриває землю. Виникає нова кальдера.
Головна відмінність супервулканів - їх величезні розміри і сила виверження, в десять тисяч разів перевершує силу виверження звичайних вулканів

У наш час небезпека «вулканічної зими» загрозлива. Глибоко в надрах нашої планети постійно кипить магма, яка час від часу виривається наверх через тріщини, розломи та інші «дефекти» земної кори. У міру підняття магма виділяє гази, перетворюючись на вулканічну лаву, і виливається через верхню частину розлому, званого зазвичай жерлом. Застигаючи навколо жерла, продукти виверження і нарощують конус вулкана.
Знизу тиск магми на тонку поверхню землі поступово збільшується. Утворюється горб висотою кілька сот метрів і діаметром 15-20 кілометрів. По периметру горба виникають численні жерла і тріщини, а потім вся його центральна частина обрушується вниз, у вогняну безодню. Звалилися породи як поршень різко видавлюють з надр гігантські фонтани лави і попелу.
Сила цього вибуху перевершує заряд найпотужнішою ядерної бомби, ефект перевершить сотню Хіросім.
За кілька днів до вибуху земна кора над супервулканом підніметься на кілька метрів. При цьому грунт нагріється до 60-70 градусів. В атмосфері різко зросте концентрація сірководню і гелію.
Які ж наслідки від виверження супервулканів? Перше, що ми побачимо - хмара вулканічного попелу, яка підніметься в атмосферу на висоту 40-50 кілометрів. Шматки підкине на величезну висоту. Падаючи, вони накриють собою гігантську територію. У перші години нового виверження внаслідок руйнування буде піддана площу в радіусі 1000 кілометрів навколо епіцентру. На території в 10 000 квадратних кілометрів будуть бушувати потоки розпеченого бруду, так звана пірокластична хвиля - самий смертоносний продукт виверження. Вони виникнуть, коли тиск б'є високо в атмосферу лави ослабне і частина стовпа обрушиться на околиці величезної лавиною, що спалює все на своєму шляху. У пірокластичні потоках таких масштабів вижити буде неможливо. При температурі понад 400 градусів людські тіла просто зваряться, плоть відокремиться від кісток.
Гаряча жижа вб'є близько 200 000 чоловік в перші хвилини після початку виверження. Але це - зовсім незначні втрати в порівнянні з тими, що станеться в результаті серії землетрусів і цунамі, які спровокує вибух. Вони понесуть уже десятки мільйонів життів. Це за умови, що північноамериканський континент взагалі не піде під воду, як Атлантида.
Потім хмара попелу з вулкана почне поширюватися вшир. Вулканічний попіл - тільки звучить необразливо, а насправді це найнебезпечніше явище при виверженні. Частинки попелу настільки дрібні, що від них не охороняють ні марлеві пов'язки, ні респіратори. Потрапляючи в легені, попіл змішується зі слизом, твердне і перетворюється в цемент.
Найбільшої небезпеки можуть піддатися території, що знаходяться за тисячі кілометрів від вулкана. Коли шар вулканічного попелу досягне товщини в 15 сантиметрів, навантаження на даху стане занадто великий і будівлі почнуть валитися. За розрахунками, від одного до п'ятдесяти чоловік у кожному будинку загинуть або будуть серйозно травмовані. Це стане основною причиною смерті в обійдених хвилею районах навколо, де шар попелу буде ніяк не менше 60 сантиметрів.
Інші смерті підуть від отруєнь. Адже опади будуть дуже отруйні. На те, щоб перетнути Атлантику і Тихий океан, хмарам попелу та золи потрібно дві-три тижні, а через місяць вони закриють Сонце по всій Землі.
Колись радянські вчені передбачили, що найстрашнішим наслідком глобального ядерного конфлікту стане так звана «ядерна зима». Те ж саме відбудеться в результаті вибуху супервулкана.
Через два тижні після того, як сонце сховається в пилових хмарах, температура повітря на земної поверхні впаде в різних районах земної кулі від -15 градусів до -50 градусів і більше. Середня температура на поверхні Землі складе близько -25 градусів.
Зима буде тривати не менше півтора років. Цього достатньо, щоб назавжди змінити природний баланс на планеті. Через тривалість морозів та відсутності світла загине рослинність. Оскільки рослини беруть участь у виробленні кисню, дуже скоро усім, що на планеті дихати стане важкувато. Тваринний світ Землі буде болісно гинути від холоду, голоду та епідемій. Людському роду доведеться переміститися з поверхні землі в підпіллі як мінімум років на три.

Але, загалом, цей сумний прогноз в основному стосується жителів західної півкулі. У жителів інших частин світу, в тому числі в українців, шанси вижити набагато вищі. Та й наслідки будуть, мабуть, не настільки катастрофічні. А ось для населення Північної Америки шанси на виживання мінімальні. Запобігти вибуху людство в цілому не в силах. В результаті катастрофи загине дві третини населення, буде зруйнована економіка, дезорганізовані транспорт і зв'язок
Отже можна зробити висновок, що запобігти виверженню супервулканів не можна. Нас рятує те, що вони вивергаються досить рідко. Ми можемо лише спостерігати, адже, якщо виверження все таки станеться, то ніяка техніка, навіть надсучасна нам не допоможе.

Література:

1. Безпека життєдіяльності: Навч. посіб. / За ред.. В.Г. Цапка. – 4-те вид., перероб і доп. – К.: Знання, 2006. – 397 с.

2. Желібо Є.П., Заверуха Н.М., Зацарний В.В. Безпека життєдіяльності: Навч. посіб./ За ред.. Є.П. Желібо. 6-е вид. – К.: Каравела, 2010. – 344 с.

3. Мягченко О.П. Безпека життєдіяльності людини та суспільства. Навч. пос. – К.: Центр учбової літератури, 2010. – 384 с.

4. Яким Р.С. Безпека життєдіяльності людини: Навч. посібник. – Л.: Бескид Біт, 2005. – 304 с.

5. uk. wikipedia.org/wiks/ супервулкани.

6. www.liveinternet.ru/tags/ супервулкани.