историческое изучение предшествовавших извержений, прогноз возможности возникновения грязевых потоков, определение масштабов лавовых потоков. Для этого привлекаются сведения о предполагаемом составе и вязкости магмы, а также результаты изучения топографии вулкана. Склоны вулкана Келуд в Индонезии подразделены на зоны по степени опасности возникновения грязевых потоков, а вулканы Гавайских островов размечены на зоны по вероятности затопления лавой. Самые лавоопасные площади на острове Гавайи располагаются вдоль активной рифтовой зоны Килауэа. Здесь для каждого дома есть риск (один из сорока) быть разрушенным лавой в ближайшие 25 лет. Архитекторы и инженеры могут использовать эту цифру при планировании строительных работ.
Вулканы Каскадных гор на северо-западе США также изучались с целью подразделения их на зоны по степени риска; это тем более важно, что в этом районе находится несколько крупных городов. Прошлый опыт показал, что примерно раз в 100 лет какой-либо из вулканов извергается. В самых опасных зонах лавовые потоки могут распространяться вниз по долине на расстояние до 15 км от источника, грязевые потоки — до 20 км, а пепел по ветру — на 40 км. Кроме того, вулканы Каскадных гор достаточно богаты кремнеземом, что может обусловить сильные извержения. Но возможность поистине грандиозного катастрофического извержения настолько маловероятна, что с экономической точки зрения ее даже не следует принимать во внимание.
Прогноз вулканической деятельности — трудное и дорогостоящее мероприятие, хотя затраты на него себя оправдывают, если учесть, какой колоссальный материальный ущерб наносят извержения вулканов. Даже в небольшом масштабе давать прогноз нелегко, поскольку мы имеем дело со стихией. Так, в 1976 г. два англичанина поднимались на относительно спокойный вулкан Сангай в Эквадоре и погибли, когда совершенно неожиданно дождь вулканического пепла на мгновенье сменился ливнем обломков раскаленной докрасна лавы. Истинную потенциальную опасность вулканической деятельности, даже относительно слабой, предсказать трудно. И меры защиты бывают иногда весьма необычными. Например, во время извержения Этны в 1971 и 1974 г. итальянской полиции пришлось дубинками разгонять толпы туристов, рвущихся к огнедышащему потоку лавы.
При малых масштабах непосредственной опасности любой прогноз, способствующий сохранению жизни людей, является приемлемым и ценным. Но при крупных масштабах бедствия вулканологи сталкиваются с другой проблемой: тревожные сигналы о катастрофах, происходящих в отдаленных районах, поступают лишь тогда, когда уже поздно что-либо предпринимать. В большинстве случаев прогнозы не могут быть точными, а ведь после массовых эвакуации, вызванных ложными тревогами, на оповещения о стихийных бедствиях население просто перестает обращать внимание. Если вулкан не извергается постоянно, людей очень легко успокоить. Об этом свидетельствует хотя бы успех воззвания «Не надо паники!», обращенного к жителям города Сен-Пьер перед его разрушением в 1902 г. Обнадеживает тот факт, что наука о предсказании извержений вулканов в наши дни начинает давать многообещающие результаты.
Самый точный прогноз вулканических извержений, очевидно, можно было бы составить, изучая цикличность вулканической деятельности или анализируя последовательность связанных с нею событий. Но, к сожалению, первый способ редко бывает действенным, поскольку ни один вулкан мира не продемонстрировал до сих пор четко выраженной цикличности извержений. Поэтому время следующего извержения конкретного вулкана трудно предсказать с разбросом менее чем 10 лет. Кроме того, сильные и разрушительные извержения вулкана Ламингтон на Новой Гвинее в 1951 г. и извержение вулкана Безымянный на Камчатке в 1956 г., которые считались потухшими, значительно снизили достоверность прогнозов, сделанных на основании анализа периодичности предыдущих катастроф.
Гораздо большую пользу приносит изучение характера вулканической деятельности в период извержения. Например, из вулкана Парикутин лава всегда начинала истекать через некоторое время после того, как пеплопады достигали максимума и затем внезапно прекращались. Сейчас признается опасность, таящаяся за резким прекращением вулканической деятельности потенциально грозных вулканов, лава которых богата кремнеземом. Примером тому служит вулкан Мон-Пеле. В 1902 г. вулканическая деятельность этого вулкана, казалось, достигла апогея, а затем вдруг резко, хотя и ненадолго, прекратилась. Вулкан словно замер, а тем временем внутри его в течение 4 ч возрастало давление газа. В результате произошло катастрофическое извержение, известное всему миру. Ныне подобное развитие событий послужит сигналом к немедленной эвакуации из данного района, как это было сделано в окрестностях вулкана Суфриер в 1976 г.
При прогнозе вулканических извержений необходимо учитывать и возможное влияние внешних (по отношению к вулкану) процессов. Оказывается, что извержение некоторых вулканов совпадает во времени с климатическими изменениями или с действием земного прилива. Вулкан Пуиеуе в Чили, например, начал извергаться в 1960 г. через 48 ч после того, как произошло сильное землетрясение, эпицентр которого находился на расстоянии 300 км от вулкана. К сожалению, подобные механизмы, приводящие в действие вулканы, до сих пор настолько плохо изучены, что использовать их как критерии прогноза извержений почти невозможно.
В качестве предвестников близкого извержения могут выступать разнообразные признаки: повышение температуры горных пород и природных вод, изменение состава газов и др. Когда магма поднимается к жерлу внутри вулкана, ее тепловое воздействие на горные породы иногда может быть обнаружено прежде, чем начнется извержение. Для этого используется аэрофотосъемка в чувствительных к температуре инфракрасных лучах. Но заметное увеличение температуры горной породы далеко не всегда является предвестником извержения, и эти наблюдения не приносят существенной пользы. Вследствие нагревания магмой может повыситься температура источников и фумарол, причем этот эффект становится заметным гораздо раньше, чем потепление пород. Так, извержение вулкана Тааль на Филиппинах в 1965 г. удалось предсказать благодаря тому, что значительно повысилась температура воды в кратерном озере. На этом основании было принято решение о немедленной эвакуации жителей района; погибло всего 190 человек, хотя извержение было очень сильным.
Нагревание приводит также к размагничиванию пород, если температура магнитных минералов превысит точку Кюри. Это воздействие можно контролировать проведением наземной магнитной съемки. Значительные потери намагниченности горных пород были зарегистрированы перед извержением вулкана Осима в Японии, магматический очаг которого располагался относительно неглубоко. На гавайских же вулканах, которые, очевидно, питаются магмой из более глубоких очагов, магнитных эффектов обнаружено не было.
Весьма вероятно, что достаточно надежным может быть прогноз, основанный на изучении состава газов из фумарол. Вулканологической службой Японии было обнаружено, что в фумароль-ных газах некоторых вулканов непосредственно перед извержением заметно повышалось содержание хлора и сернистого газа. Хотя на примере других аналогичных вулканов Японии этот факт и не подтвердился, но тем не менее он весьма интересен. Поскольку поведение газов непосредственно связано с механизмом извержения, их изучение, вероятно, позволит выявить надежные методы прогноза.
Перед извержением должны переместиться вверх миллионы тонн расплавленной породы; очевидно, что для прогноза достаточно обнаружить это движение. Практически это можно осуществить двумя путями: измерением небольших поверхностных смещений и сейсмической регистрацией толчков и сотрясений от глубинных подвижек. Магма образуется в земной коре на значительной глубине, а затем движется вверх благодаря своей пониженной плотности по сравнению с окружающими более холодными твердыми породами. Перед самым извержением приближение магмы к земной поверхности вызывает ее региональное воз-дымание и приподнимает купол вулкана. Это можно обнаружить детальными измерениями превышений и расстояний между точками на участке поднятия, а также определением углов наклона местности. Последняя операция проводится с помощью особых приборов — наклономеров, которые представляют собой заполненные жидкостью трубки, соединяющие два резервуара. Наклономеры просты в обращении, дешевы, высокочувствительны и позволяют определять изменение углов наклона с погрешностью до одной миллионной доли градуса.
Геологическая служба США подробно изучает состояние вулкана Килауэа на острове Гавайи. Хотя общее поднятие вершины вулкана не превышает там 1 м, при наблюдениях чаще всего используются наклономеры. В течение 1958 и 1959 г. эти приборы постоянно регистрировали воздымание поверхности вулкана, предсказывая возможность его извержения в ближайшем будущем. В ноябре 1959 г. действительно
