километров магма находится далеко не в жидком состоянии, по крайней мере в том смысле, какой обычно придается этому слову. Эта точка зрения появилась в результате глубокого изучения поведения сейсмических волн, то есть волн, расходящихся лучами из глубинных очагов землетрясений; иногда, пройдя сквозь всю толщу Земли, они регистрируются соответствующими приборами сейсмических станций – сейсмографами.
Изучение сейсмических волн открыло некоторые интересные особенности магмы. Она твердая в малом масштабе и жидкая в большом. Так же как кажущийся нам твердым лед стекает по склонам гор или по поверхности материков, так и глубинная магма может течь потоками. В ее недрах могут образоваться конвекционные токи, распределенные по отдельным ячейкам.
Представьте себе, что в некоторых областях нашей планеты потоки магмы под земной корой текут более активно и относительно быстрее, приблизительно со скоростью 50 сантиметров в год; обычно это происходит там, где от середины какого-нибудь конвекционного течения к его периферии (то есть от восходящей центральной части к нисходящей, внешней) отходят более или менее горизонтальные потоки. Представьте себе также колоссальную вязкость этой «жидкости», благодаря которой ее твердость до тех пор, пока она подвергается давлению из глубин, намного превосходит твердость стали при нормальной температуре. Из всего этого выведите теперь порядок величин тех сил, которые развивают эти течения, и того давления, которое они оказывают снизу на земную кору.
Если толщина поверхностной оболочки Земли по отношению ко всей планете не больше, чем скорлупка по отношению к яйцу, и если эта оболочка подвергается давлению, равному от 5 до 10 тысяч килограммов на квадратный сантиметр, то не удивительно, что она имеет тенденцию растягиваться, а когда натяжение превышает предел эластичности – трескаться. Так образуется сеть разломов, иногда рассекающих целые континенты. Разрывы такого рода отделили Аравию от Африки, причем воды океана заполнили опустившуюся область; так образовалось Красное море, окаймленное вулканами и усеянное вулканическими островами. Такие же трещины прорывают дно Тихого океана, и именно в этих местах расположены вулканические острова Гавайи, Самоа, Туамоту, Маркизские и другие архипелаги вулканического происхождения.
Гигантские разломы в Атлантическом океане отмечены вулканами на островах Ян-Майен, Исландии, Тенерифе, Вознесения и Святой Елены. Подобные же явления наблюдаются в Южных морях, в Антарктике, а также и на Африканском континенте, где вулканы появились в больших понижениях, образовавшихся благодаря параллельным трещинам – в огромных долинах, известных под названиями Большой сбросовой долины на востоке и грабена Великих озер на западе.
Именно в пределах грабена Великих озер находятся горы Вирунга. Их возникновение обязано трещинам, пересекающим почти под прямым углом разломы Грабена и простирающимся далее на северо-восток.
В точках пересечения этих трещин находящаяся под колоссальным давлением глубинная магма медленно поднимается кверху. По мере уменьшения давления обильные газы, растворенные в этой своеобразной жидкости, начинают выделяться. С течением времени этот процесс ускоряется: давление извне уменьшается, газы все больше освобождаются, магма делается все более жидкой и тем самым облегчается ее поднятие.
Наконец магма проникает сквозь кору и подступает к поверхности Земли. Выделяющиеся в виде пузырьков газы делают ее легкой и приводят в состояние кипения. Они действуют абсолютно так же, как углекислота, растворенная в пиве и появляющаяся в виде пены, когда снимают капсулу с бутылки.
Последние метры, вернее, последние десятки метров магма проходит быстро вследствие почти полного освобождения от давления уже в совершенно жидком состоянии. Наконец она извергается на поверхность, и тогда мы называем ее лавой.
В зависимости от количества присутствующего в лаве газа извержение будет более или менее бурным. С другой стороны, текучесть лавы целиком зависит от ее химического состава. Она может быть вязкой, как расплавленное стекло, но может и течь, как кипящая смола. Процесс истечения лавы станет понятным, если сравнить его с бутылкой шампанского. Вы можете сколько угодно смотреть сквозь стекло бутылки и не заметить никаких следов присутствия газа, но выньте пробку, и он немедленно появится и вылетит с такой силой, что увлечет за собой часть вина. При этом, чем его больше, тем сильнее будет расширение газа. То же самое и с лавой: она бьет вверх до тех пор, пока новые порции, наполненные газом из нижних частей, будут увлекать ее к земной поверхности. Но когда летучих веществ в ее составе останется слишком мало для дальнейшего извержения, она (если позволяет ее химический состав) будет продолжать кипеть в глубине кратера.
Итак, можно сказать, что конвекционные течения, возникающие на глубинах, являются исходной причиной поднятия магмы к поверхности, а газы – основной движущей силой вулканического явления, как такового.
Когда новые трещины позволяют магме достигнуть поверхности в какой-то новой точке, появляется новый вулкан. Обыкновенно вулкан живет и развивается на протяжении тысячелетий – иногда, как мы видели, с периодами покоя, могущими длиться очень долго, а иногда совершенно без передышки[7]. Вполне возможно также, что равнодействующая сила, развивающаяся конвекционными токами, вызывает появление новых трещин меньших размеров, которые соединяются на глубине с главными разломами, питающими крупные, постоянно действующие вулканы. Тогда магма находит себе выход на поверхность, давая начало новому вулканическому аппарату. Когда излияние из таких вторичных трещин кончается, тогда по-видимому, источник магмы иссякает, и вулкан отмирает навсегда. Так обстояло дело с горами в Оверни, а также с тысячами маленьких шлаковых конусов, усеивающих гигантское сооружение Этны и вулканические поля Вирунги. Они представляют собой черные холмы, иногда исчерченные красноватыми или желтыми полосами отложенных фумаролами солей (конические груды шлака высотой в несколько десятков или сотен метров); на их вершине всегда есть неглубокая воронка с забитым кратером.
На счет деятельности глубинных конвекционных течений можно было бы отнести и эту трещину длиной в 7 километров, внезапное появление которой было отмечено сейсмическим толчком в ночь на 29 февраля. Но, судя по виду трещины, эруптивная деятельность на ее протяжении была далеко не одинаковой силы. Различие в степени активности, вероятно, зависело от неравномерного распределения газов, первоначально растворенных в магме и освобожденных в процессе ее поднятия. В то время как за нашей спиной они с шипением и свистом вырывались из кратера, тут все было тихо и спокойно; только кое-где еще лениво поднимались струи фумарол, больше ничего. Но и здесь также были следы хотя и недолгой, но интенсивной активности, о чем свидетельствовали вывороченные с корнем деревья и скрипящий слой шлака, по которому мы шли. Шлак при расширении газов выбрасывался в воздух в виде сгустков жидкой лавы и застывал в форме хрупких, полных пустот комков синевато-черного или радужного цвета; они образовали слой в фут толщиной, покрывший землю на расстояние в 100 метров по ту и другую сторону трещины.
На засохших сучьях деревьев, росших у самой опушки, висели, как лохмотья, клочья лавы, теперь уже остывшей, но во время падения еще сохранявшей мягкую консистенцию. Здесь особенно ярко была видна быстрота охлаждения магмы, излившейся на поверхность. Падая на деревья еще в тестообразном состоянии, она должна была иметь температуру не меньше 900°. Но такая температура держалась недолго, и лава не успевала сжечь ветку иногда толщиной всего с палец; ветка обугливалась более чем на 2 миллиметра, остальная же ее часть только высыхала.
На следующей неделе я вернулся опять с Мюнками, чтобы исследовать эту часть трещины.
Наш отряд рассеялся по длинной просеке, каждый занимался осмотром какой-нибудь отдельной детали. На дне ямы глубиной около 2 метров я обнаружил прекрасные оранжево-желтые кристаллы, отложенные фумаролами, и стал спускаться в воронку, чтобы отобрать несколько образцов.
Едва я коснулся ногами дна, как вдруг почувствовал, что слабею и начинаю складываться, как аккордеон: сначала подогнулись колени, потом я согнулся в пояснице и наконец стал клониться вниз. Последнее ощущение было такое, будто чья-то сильная рука тащит меня за воротник.
Затем... я оказался лежащим на спине, глядя на вырисовывавшиеся на фоне неба испуганные лица.
– Ну как, старина? – раздался добродушно-шутливый, но все же немного взволнованный голос Адриена.
