Извержения на Гавайях

Крупнейшее из землетрясений, отмеченных на Гавайских островах после 1868 г., произошло ранним утром (в 4 ч 47 мин по местному времени) 29 ноября 1975 г. Фокус его располагался на глубине около 5 км, эпицентр был приблизительно в 45 км южнее Хило, на юго-восточном побережье острова Гавайи (рис. 1). Примерно за час до этого был отмечен более слабый предварительный толчок, гипоцентр которого находился прибли­зительно в том же месте.

Землетрясение сопровождалось еще двумя явлениями. Под­вижка по разлому под океаном, вызвавшая землетрясение, поро­дила также и океаническую «приливную» волну-цунами. У неко­торых участков побережья острова Гавайи высота гребня этой волны достигала 12 м, но в большинстве мест высота волны не превышала 6 м. Цунами затопило кемпинги у пляжа Халапе, где 36 человек проводили уик-энд перед Днем благодарения. По меньшей мере один человек погиб, а другие попали в больницу с легкими ранениями. Как можно видеть на рис. 2, дома и дру­гие легкие постройки в районе Пуналуу были уничтожены; волна захлестнула там берег на 150 м. В нескольких местах вдоль побе­режья, например в Хило, где высота волны в устье реки Ваилоа достигала примерно 4 м, цунами нанесло повреждения докам и стоявшим у берега судам. (Такое цунами нельзя считать каким-то сюрпризом. Землетрясение, происшедшее в том же районе 2 апреля 1968 г., сопровождалось цунами, которое имело в Хило высоту почти 3 м.)

Извержения на Гавайях
Вторым примечательным явлением того же дня было извер­жение вулкана Килауэа. Лава появилась на дне кальдеры этого вулкана меньше чем через час после главного толчка. Она изли­валась через трещины, и лавовые фонтаны поднимались в воздух на 50 м. Открылись новые трещины на восточном борту кратера Халемаумау, расположенного внутри кальдеры. К утру следую­щего дня, 30 ноября, менее чем через 18 часов после начала из­вержения, вулканическая деятельность прекратилась.

Извержения на Гавайях

Рис. 2. Разрушения в районе Пуналуу (о. Гавайи), причиненные волной цунами, которая возникла при землетрясении 29 ноября 1975 г. Очаг землетрясения рас­полагался под дном океана недалеко от Калапаны (о. Гавайи). (С разрешения К. Роджана и Б. Дж. Моррилла, Геологическая служба США.)

Само землетрясение произвело на острове значительные раз­рушения, ущерб превысил 4 млн. долларов. Были повреждены дороги, некоторые из них стали непроезжими в результате оползней и обвалов. В ряде районов вышло из строя электро­снабжение. В Хило-городе, ближайшем к очагу землетрясения,— сейсмические колебания вызвали преимущественно легкие и уме­ренные повреждения. В магазинах, помещавшихся в старых домах с деревянным каркасом, разбились зеркальные стекла ви­трин, мебель оказалась сдвинутой или опрокинутой, несколько более старых домов частично обрушились. К счастью, в городе были установлены сейсмографы для измерения сильных движе­ний, и они записали истинные колебания грунта при этом земле­трясении. Согласно полученным записям, сильные колебания продолжались около 14 с.

Сочетание трех видов высвобождения энергии: землетрясения, цунами и вулканические извержения,-наблюдавшееся на Гавай­ских островах в 1975 г., представляет подходящий пример для исследования связей между этими явлениями. В предыдущей гла­ве мы отметили, что землетрясения и вулканы часто, но отнюдь не всегда сопровождают друг друга в определенных тектониче­ски активных районах, в частности вдоль срединно-океанических хребтов и вблизи глубоководных желобов. В зонах субдукции, т.е. вдоль желобов, физическим процессом, связывающим ука­занные явления, служит нисходящее движение литосферных плит в глубь Земли. Его схематически иллюстрирует рис. 3. Когда по­верхностные горные породы погружаются вниз в районе желоба, они нагреваются и в них возникают разрывы, что приводит к зе­млетрясениям. Одновременно происходит локальное плавление погружающейся плиты, химический состав пород изменяется и жидкая фракция (расплав) пробивается к земной поверхности. На своем пути расплав может временно накапливаться в магма­тических камерах-громадных резервуарах, находящихся под жерлом вулкана. Из этих камер высокого давления магма время от времени поднимается вверх и извергается в виде лавы. В ме­стах, где в отличие от описанной ситуации две тектонические плиты встречаются вдоль трансформного разлома или в зоне столкновения (как, например, в Гималаях), вулканы обычно отсутствуют.

Извержения на Гавайях
Рассмотрим теперь подробнее вулканы того типа, который представлен на Гавайских островах, где нет никаких признаков погружения плиты. Бытующее- сейчас мнение-и для него есть много оснований-состоит в том, что такие места указывают на наличие в недрах Земли областей с особенно высокой температу­рой. Когда тектоническая плита проходит над такой горячей точкой (на самом деле это довольно крупное «горячее пятно»), породы подвергаются местному плавлению и магма извергается на поверхность плиты. Таким образом, цепь Гавайских вулканов -это результат ряда извержений над центрально-тихоокеанской горячей точкой; возраст вулканов Гавайских островов умень­шается на юго-восток.

Вулканическая деятельность и местные землетрясения сопут­ствуют друг другу в двух случаях. Во-первых, слабая сейсмиче­ская активность, представленная вулканическими землетрясения­ми, часто возрастает в окрестностях вулкана перед извержением. На глубине нескольких километров от жерла вулкана очень горя­чая вязкая магма под огромным давлением газов лениво движет­ся по сети широких и узких каналов от одной камеры к другой. Там, где это происходит, отдельные блоки окружающих пород становятся горячее и постепенно деформируются, когда магма протискивается через них. Возникающие силы вызывают в сосед­них породах дробление, и деформация высвобождается посред­ством процесса упругой отдачи, рассмотренного в гл. 4.

Во-вторых, вспарывание разрыва иногда может предшество­вать движению магмы и излиянию лавы. Как в случае землетря­сения, происшедшего в ноябре 1975 г. на Гавайях, сейсмические волны от вспарывающего неподалеку разрыва могут вызывать колебания в расплавленном материале, находящемся в магмати­ческой камере под вулканом. Как вспенивается жидкость при сильном взбалтывании бутылки с содовой шипучкой, точно так же пар и газ, которые были растворены в магме, начинают тогда выделяться из расплава. При этом образуются пузырьки перегре­того пара, которые ускоряют выход лавы из вулканических кана­лов на поверхность, а затем улетучиваются в атмосферу в соста­ве газовой фракции. Высвобождение перегретого пара и газов в свою очередь нарушает неустойчивое равновесие в магме, на­ходящейся ниже жерла вулкана, вызывая тем самым дальнейшее течение магмы по подземным трубам и возбуждая местные вул­канические землетрясения.

Для населения, живущего около действующих вулканов, суще­ствует реальная угроза уничтожения посевов и имущества ла­вовыми потоками или в некоторых районах мощными выброса­ми газа, перегретой воды, горячей грязи и другого вулканическо­го материала. Как и по отношению к угрозе других стихийных бедствий, вызываемых геологическими причинами, каждый жи­тель должен в этом случае решить, оправдан ли такой риск — жить около вулкана. На Гавайях большинство жителей считают, что этот риск не слишком велик и вулканическая опасность не хуже, чем угроза стихийных бедствий, которым подвержены дру­гие районы, например опасность торнадо. Страхование от вулка­нической опасности в некоторых странах осуществляется, но обычно стоит довольно дорого.

Два обстоятельства уменьшают риск, связанный с вулканиче­ской деятельностью. Прежде всего, даже если лава покроет ка­кую-либо площадь, эту землю вскоре, через несколько десятков лет, можно будет использовать снова, по крайней мере для опре­деленных видов сельского хозяйства. Кроме того, когда вулкан начинает извергаться, обычно появляются предупреждающие признаки, позволяющие заранее провести эвакуацию населения из опасного района. Конечно, точный прогноз опасных изверже­ний до сих пор невозможен, и вряд ли его когда-либо удастся осуществить практически. Тем не менее некоторые явления мож­но считать признаками готовящегося извержения. Причиной для беспокойства может быть возрастание температуры фумарол и изменение состава выделяющихся газов. Обнаружено также, что извержениям иногда предшествует деформация земной по­верхности вокруг вулканов. Одно из предложенных объяснений вспучивания поверхности состоит в том, что в это время магма наполняет резервуары под жерлом вулкана; следовательно, мож­но ожидать скорого излияния лавы. В качестве инструмента для прогноза используются и сейсмографы, так как сеть таких при­боров, установленных вокруг действующих вулканов, позволяет заметить происходящее время от времени значительное измене­ние фоновой сейсмичности. Например, иногда очаги роев земле­трясений мигрируют с одного места на другое, что может озна­чать подъем магмы.

Эта идея не осталась без подтверждения. Возьмем, например, недавнее извержение вулкана Мауна-Лоа на острове Гавайи. Со­трудники Гавайской вулканологической обсерватории обнаружи­ли признаки растущего под землей возбуждения в апреле 1974 г., когда было отмечено заметное возрастание числа слабых земле­трясений вблизи вершины этого крупного вулкана. В дальней­шем вплоть до июля 1975 г. частота землетрясений менялась мало. Затем регистрируемая сейсмичность сильно возросла, а глубина очагов землетрясений уменьшилась. Зарево от извер­гающейся лавы было замечено незадолго до полуночи 5 июля, а ранним утром 6 июля наблюдатели увидели с самолета линию лавовых фонтанов, протянувшуюся по всей длине вершинной кальдеры. Мауна-Лоа проснулся после 25-летнего молчания: предыдущее его крупное извержение было в июне 1950 г. На этот раз извержение длилось двое суток, новая лава покрыла террито­рию площадью приблизительно 13,5 км2. Жители были преду­преждены о возможной опасности, но лавовые потоки не дости­гли обжитых мест.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 34 | 0,675 сек. | 8.67 МБ