Syvällä maanpinnan alla, kaksi käsittämättömän kiihkeyttä supervolveania makaa lepotilassa Yhdysvaltojen Kalifornian osavaltioissa ja Wyomingissa. Jos ne räjähtää, Yhdysvaltojen koko länsiosa peitetään muutamassa tunnissa paksulla vulkaanipölykerroksella. Jokainen näistä tulivuoreista on räjähtänyt vähintään neljä kertaa viimeisen kahden miljoonan vuoden aikana! Samankaltaiset voimat tulella hengittävät hirviöt odottavat aikansa Indonesian ja Uuden-Seelannin syvyyksissä.
Lähtölaskenta on alkanut
Supervolkaanin purkautumista tuhovoimassa voidaan verrata vain keskikokoisen asteroidin pudotukseen. Mutta tämä hirviö herää kymmenen kertaa useammin - noin kerran useita satoja tuhansia vuosia - ja aiheuttaa dramaattisimman luonnonkatastrofin, joka voi tulla ihmiskunnan kohteeksi. Tämän traagisen tapahtuman hetkellisten seurausten lisäksi tapahtuu myös esimerkiksi epätodennäköisiä muutoksia globaalissa ilmastossa. Siksi ei ole yllättävää, että tutkijoiden suuri halu ymmärtää tämän ilmiön syyt niin, että jos ei estä tätä murhaista kataklysmia, jota tietysti ihmiset eivät voi tehdä, niin ainakin ennakoida sitä. Tutkijat ovat käsitelleet tätä ongelmaa 1950-luvulta lähtien, mutta vasta viime vuosikymmeninä on tapahtunut konkreettinen läpimurto ylikuorvenaaneissa toimivien mekanismien ymmärtämisessä.
Calderas
Sana “caldera” tulee Espanjan kalderasta, joka tarkoittaa”suurta pataa” ja viittaa tulivuoren yläosassa olevaan soikeaan tai pyöreään syvennykseen, joka yleensä muodostuu purkauksen jälkeen. Kaldereita on kooltaan 30–60 km ja syviä. Niillä on taipumus syntyä, kun tulivuorten alla sijaitsevat maanalaiset tyhjiöt (vulkanologit kutsuvat niitä magmakammioiksi) ylivuotoja, ja korkeapaineinen magma murtuu aukkojen läpi, jotka on jähmettyneiden kivimassojen "sulkema". Ja siellä on räjähdys! Edellä mainitut valtavat kalderat tuottivat oikeita supervolveaneja, jotka olivat satoja ja tuhansia kertoja suurempia kuin tutkijoiden tiedossa! On selvää, että näiden kalderoiden alla olevat magmakammiat olivat kooltaan hirvittäviä.
Yellowstonen kansallispuistossa asuu kolme suhteellisen nuorta supervoltaanien kalderaa. Ne muodostettiin eri aikoina - 640 tuhatta vuotta sitten, 1,3 miljoonaa ja 2,1 miljoonaa vuotta sitten.
Mainosvideo:
Magma-kammiot
Viimeisen kahden miljoonan vuoden aikana neljä supervulkaania Wyomingin Yellowstonen kansallispuiston, Kalifornian Long Valleyn, Sumatran Toban ja Uuden-Seelannin Taupon alueilta on karkanut 750 kuutiometriä magmaa planeettamme suolista!
1970-luvun puolivälistä lähtien on tehty tutkimuksia magmakammioiden muodostumisen erityispiirteistä. Superpurkaukset esiintyvät seurauksena siitä, että magman paineen vaikutelmassa pystysuoria halkeamia ilmaantuu maan pinnalle. Magma nousee näitä halkeamia pitkin kertomalla niiden lukumäärä ympyrässä. Muokattu rengas muodostetaan, jonka sisälle muodostetaan massiivinen sylinteri, ilman tukea. Se romahtaa tyhjään magmakammioon, kuten seinien kadonneen talon katto! Tämä romahtaminen puristaa kammiossa jäljellä olevan magman ja kaasut, ryntäen rengasmaisiin tuuletusaukkoihin.
Pienet kiteet ratkaisevat suuren ongelman
On jo kauan havaittu, että vulkaanisen kivin palat koostuvat pienistä kiteistä. Kuitenkin vasta 1980-luvun lopulla oli mahdollista aloittaa perusteellisempi tutkimus niistä. Viime vuosikymmenen aikana geokemiat ovat olleet vakavasti kiinnostuneita zirkon mineraalikiteistä, jotka ovat osa vulkaanisia kiviä. Mineraali herätti heidän huomionsa korkealla lämpötilan ja paineen kestävyydellä. Kävi ilmi, että zirkonikiteet sisältävät happea-18, jossa atomiytimessä ei ole 8 neutronia, kuten ilmakehän happea, mutta 10! Lisäksi tutkituissa zirkonikiteiden näytteissä oli vähän happea isotooppia - vähemmän kuin magmassa! Tämä tarkoitti, että zirkoni muodostui sateen tai murenevan lumen pesemistä kivistä!Zirkonkiteiden tutkimuksen perusteella geokemiat pystyivät kehittämään menetelmän lähestyvien supervulkaanipurkausten todennäköisyyden arvioimiseksi. Totta, annettujen arvioiden tulkinnasta ilmaistaan erilaisia mielipiteitä. Ainakin jotkut geokemistit ennustavat uuden tulivuorisyklin välittömän alkamisen.
Superpurkausten seurauksista syntyi erimielisyyksiä. Magman vapautumisen räjähdysluonteesta magman kammioista määrätään kahdesta tekijästä - tämän aineen viskositeetista, toisin sanoen sen ulosvirtausnopeudesta, ja paine-erosta magman kammiossa ja maan pinnalla. Tämän oletuksen testaamiseksi tehtiin erityistutkimuksia. Tutki erityisesti magman ulosvirtauksen luonnetta mikroskooppisella tasolla.
Superpurkausten seuraukset
Näiden prosessien useita malleja harkittiin. Yhdessä versiossa simuloitiin Long Valleyssa ja Yellowstonen kansallispuistossa tapahtuvaa supertulveneiden laajamittaista purkamista tuhkan ja kaasujen ylikuumenemisen olosuhteissa, mikä tässä tapauksessa kiirehtii stratosfäärin ylemmiin kerroksiin 50 kilometrin korkeudelle. Kun magmakammion "katto" romahtaa, tuuletusaukosta purkautuvat valtavat harmaat pilvet leviävät vaakatasossa kalderan ympärille. Nämä virtaukset, jotka ovat välimuodostelmia laavan ja tuhkan välillä, leviävät erittäin nopeasti - nopeudella jopa 400 kilometriä tunnissa! Autot ja jopa kevyet lentokoneet eivät pääse "pakenemaan" niistä. Lisäksi harmaat pilvivirrat ovat erittäin kuumia - lämpötilaan 600-700 celsiusastetta.
Tämä tarkoittaa, että ne polttavat kaiken ympärillä kymmenien kilometrien säteellä. Edellä mainitut harmaat pilvet jättävät vielä enemmän pahaenteisiä ja kauaskantoisia seurauksia.
Satojen kilometrien päällä supervulkaanin ympärillä valko-harmaan tuhkan tiput putoavat useita päiviä tai jopa viikkoja. Jopa 300 kilometrin sisällä pudonneen tuhkan paksuus on vähintään puoli metriä. Jos se sekoittuu sateeseen, märkä ja siksi raskas tuhka romahtaa monien asuinrakennusten kattojen. 200 kilometrin säteellä kalderan ympärillä, jopa keskipäivällä, se on yhtä tumma kuin hämärä. Sanotun lisäksi mainitsemme kaupunkien sähkökatkokset, purjehduskelpoisten jokien tuhkan tukkeutumisen, maataloudelle aiheutuvat korjaamattomat vahingot.
Toinen tekijä on rikkihappo
Monista tulivuorien lähettämistä kaasuista rikkidioksidi on erityisen haitallista ympäristölle. Reagoi ilmakehän hapen ja veden kanssa, muodostaa pisaroita erittäin myrkyllistä rikkihappoa. Juuri nämä pisarat estävät auringonvalon, muuttaen päivästä yöksi ja "tarjoamalla" planeetallemme kylmän napsautuksen. Tilanne on tulossa samanlaiseksi pahamaineisen "ydintalven" kanssa, jonka ennustetaan olevan ydinsotaa tuhoisa. Maapallon hydrologisten syklien erityispiirteet ovat sellaiset, että maapallon omapuhdistuminen supervulkaanisen purkauksen seurauksista vie vuosikymmeniä! Mielenkiintoista se, että glaciologit tutkivat vuonna 1996 Grönlannin ja Antarktikan jääpeitenäytteitä ja löysivät siellä rikkihapon jälkiä kerroksissa, jotka vastaavat ajallisesti Sumatran Toban tulivuoren purkausta, joka tapahtui 74 tuhatta vuotta sitten!Sitten planeetan suolista karkotettiin 2800 kuutiometriä laavaa ja tuhkaa, ja maailmanlaajuinen ilman lämpötila laski keskimäärin 5-15 astetta! Tutkijat muuten havaitsivat, että suurin osa rikkihaposta haihtii jäästä kuudessa vuodessa!
Älkäämme unohtako otsonia
Geokemiat tekivät erityistutkimuksen erityisen tehokkaasta hapettimesta - otsonista. Se on kaasu, joka suojaa koko maapallon elämää auringon haitalliselta ultraviolettisäteilyltä. Kun stratosfäärin otsoni on vuorovaikutuksessa rikkidioksidin kanssa, muodostuu happoa, joka putoaa maahan sateen mukana. Täällä hän on vuorovaikutuksessa vulkaanisen tuhkan kanssa. Siten suojaavan otsonikerroksen oheneminen tapahtuu.
Filippiineillä sijaitsevan Pinatubon vuoren purkauksen seurauksena ilmakehän suojaava otsonikerros ohennettiin 3–8 prosentilla!
Aikakauslehti: 1900-luvun salaisuudet №22. Kirjoittaja: Leonid Prozorov