Супервулкан

Супервулкан — вулкан, извержение которого может спровоцировать изменение климата на планете (8 баллов по VEI). На Земле существует около 20 известных науке супервулканов. В среднем извержения происходят раз в 100 000 лет^[1].

Карта известных супервулканов по всему миру: Показатель вулканической эксплозивности (VEI) 8 Показатель вулканической эксплозивности (VEI) 7

Происхождение терминаПравить

Термин «Супервулкан» не является строго научным. Понятие впервые было использовано в 2000 году в научно-популярном документальном телесериале «Горизонт» (Horizon) на телеканале BBC для обозначения очень мощных вулканических извержений^[2]. С 2003 года извержения, достигающие 8 баллов по шкале вулканического эксплозивного индекса (VEI), иногда классифицируются вулканологами как «суперизвержения» (магматические провинции и массивные извержения). Понятие «мегакальдера» иногда используется для обозначения очень больших кальдер, подобных кальдере Blake River Megacaldera Complex — версия статьи «Блэйк-Ривер» на английском языке Блэйк-Ривер (англ.) (рус., находящейся в Абитибском поясе (канадские провинции Онтарио и Квебек). Супервулканы отличаются от обычных стратовулканов отсутствием ясно выраженных конусов. Так, крупнейший из известных и наиболее «созревший» для извержения^{[источник не указан 2564 дня]} Йеллоустонский супервулкан, кальдера которого имеет размеры 55×75 км, географически может быть описан как слабо всхолмлённая местность, окружённая горами.

ПримерыПравить

Геотермическая активность в Йеллоустонском парке.

На Земле последнее такое извержение, по данным вулканологов, произошло 27 тысяч лет назад на Северном острове Новой Зеландии. Оно сформировало озеро Таупо. Было выброшено 1170 км³ пепла.

Исследуя потухший вулкан в районе озера Тоба на острове Суматра, геолог Майкл Рампино из Нью-Йоркского университета восстановил картину его катастрофического извержения 73 тыс. лет назад (выброшено было почти 3 тыс. км³ пепла). По его расчётам, из кратера вместе с тучами пыли и пепла было выброшено тогда до трёх миллиардов тонн сернистого ангидрида. В результате губящие растительность сернокислые дожди лились на Землю в течение шести лет (это показали образцы из глубинных слоёв ледяного щита Гренландии). Если добавить к этому пылевые тучи, надолго сокрывшие Солнце, то получается нечто похожее на картину ядерной зимы. Рампино считает, что это «мега-извержение» и явилось причиной зафиксированного антропологами именно в ту эпоху демографического кризиса, когда, как считают учёные, на всей Земле осталось не больше десяти тысяч человек^[3]^[4].

Йеллоустонский супервулкан (на территории Йеллоустонского национального парка, США) не извергается уже шестьсот тысяч лет. Установлено, что за последний миллион лет вулкан извергался лишь дважды^[5]^[4].

В районе чилийских Анд формируется супервулкан^[6]^[7]^[8]^[9]^[10].

ПоследствияПравить

Мощность извержений может варьироваться. Однако объём продуктов извержения достаточен, чтобы радикально изменить ландшафт и значительно повлиять на глобальный климат планеты, вызывая катастрофические последствия для жизни (например, вулканическую зиму).

Например, извержение Йеллоустонского супервулкана (произошло около 640 тыс. лет назад), привело, по оценкам, к выбросу в атмосферу более 1000 км³ пыли и лавы. Такого количества материала достаточно, чтобы покрыть крупный город слоем в несколько километров^[1].

Существует мнение, что опасность извержения супервулканов сравнима с ударом астероида: вероятность события мала, но возможны катастрофические последствия^[1].

В зависимости от того, находится супервулкан на суше, или на дне океана, следует ожидать различные климатические последствия в результате его извержения.

Извержение супервулкана на суше будет сопровождаться выбросами в атмосферу огромного количества вулканического пепла и вулканических газов — $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\ce {H2S}}$ , $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\ce {SO2}}$ , $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\ce {HCl}}$ , $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\ce {CO2}}$ , $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\ce {CO}}$ и др. Отличие извержения супервулкана от извержений рядовых вулканов заключается в том, что основная масса вулканических продуктов представлена не жидкими, текучими лавами, образующими вулканические конусы (Ключевская сопка, Фудзияма, Везувий) и щиты (Килауэа), а тучами горячих газов и «пепла», состоящего из мелких частичек обсидиана. Попавшая в стратосферу пыль и смесь газов создадут слабопроницаемый для солнечного света экран, что изначально приведёт к охлаждению нашей планеты по эффекту «ядерной зимы» на годы и, может быть, на десятилетия. Затем, после осаждения пыли и просветления атмосферы, из-за огромного количества углекислого газа, попавшего в атмосферу при извержении супервулкана, начнёт доминировать парниковый эффект и продолжится нагрев планеты — вулканическая зима сменится вулканическим летом. Извержение супервулкана, расположенного на дне океана, будет сопровождаться мощными цунами, которые могут вызвать обширные разрушения на суше, а также выбросами большого количества водяного пара в атмосферу, что впоследствии (в близкой перспективе) может привести к аномально сильным ливням и обширным локальным суперпотопам на суше. Огромное количество выброшенного супервулканом углекислого газа попадёт в атмосферу и надолго усилит парниковый эффект и нагрев планеты.

Последствия суперизвержения могут стать катастрофическими для континента: взрывное извержение супервулканов приведёт к возникновению супермощных пирокластических потоков — «ураганов» из вулканических газов, камней и пепла, которые покроют территории в тысячи и десятки тысяч квадратных километров, — ни одно живое существо, попавшее в такой поток, не выживает. За пределами этих областей извержение может привести к серьёзным последствиям для сельского хозяйства: покрытие почвы вулканическим пеплом толщиной всего в один сантиметр приведёт к гибели агрокультур. Кислотными дождями суперизвержение приведёт к загрязнению источников водоёмов в ещё большем радиусе вокруг извергающегося супервулкана.

Суперизвержение может быть губительным для всего населения планеты в результате длительного снижения температуры на всей планете, гибели растительности и изменения состава атмосферы^[11].

МеханизмПравить

Экспериментальные исследования, проведённые в 2013 году на ускорительном комплексе в Гренобле (ESRF) показали, что извержения происходят из-за «всплывания» жидкой магмы через земную кору. При «всплывании» с глубины более 10 км происходит резкое расширение магмы, приводящее к взрыву^[1].

Понимание механизма извержений позволяет уточнить методы прогноза. По мнению исследователей, признаком опасности может служить значительное, — на сотни метров, — поднятие поверхности в районе возможного извержения^[1].

На других планетахПравить

Супервулканы были также замечены на спутнике Юпитера Ио и спутниках Сатурна автоматической межпланетной станцией «Вояджер-2». Однако вулканы за пределами Главного пояса астероидов являются преимущественно криогенными, а не магматическими. Также кратеры супервулканов обнаружены на Марсе.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Supervolcano eruption mystery solved
↑ BBC Horizon Supervolcanoes
↑ Майкл Рампино. Супервулканизм и другие катастрофические геофизические процессы (пер. с англ.)
↑ ¹ ² Александр Волков Супервулканы // Знание-сила. — 2015. — № 5. — С. 73—85
↑ YELLOWSTONE SUPERVOLCANO GETTING READY TO BLOW ITS CORK Архивировано 31 октября 2011 года.
↑ Шэннон Холл. Скрытый ад // В мире науки. — 2019. — № 1/2. — С. 134-141.
↑ Nature 27 Feb. 2014 Kari M. Cooper; Adam J. R. Kent Rapid remobilization of magmatic crystals kept in cold storage.
↑ Science 16 Jun. 2017 Allison E. Rubin et al Rapid cooling and cold storage in a silicic magma reservoir recorded in individual crystals
↑ N.L. Andersen et al Incremental heating of Bishop Tuff sanidine reveals preeruptive radiogenic Ar and rapid remobilization from cold storage // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | 9 Nov 2017
↑ Nathan L.Andersen et al Petrochronologic perspective on rhyolite volcano unrest at Laguna del Maule, Chile // Earth and Planetary Science Letters, Volume 493, 1 July 2018, Pages 57-70
↑ «Would a supervolcano eruption wipe us out», BBC, 24.07.2017

СсылкиПравить

Майкл Рампино. Супервулканизм и другие катастрофические геофизические процессы
Супервулкан. В ожидании конца света
Rampino, M. R., and S. Self. Climate-volcanism feedback and the Toba eruption of ~74,000 years ago, 1993

[bbc_news-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Supervolcano eruption mystery solved

[2] BBC Horizon Supervolcanoes

[3] Майкл Рампино. Супервулканизм и другие катастрофические геофизические процессы (пер. с англ.)

[ZNA2015-4] ¹ ² Александр Волков Супервулканы // Знание-сила. — 2015. — № 5. — С. 73—85

[5] YELLOWSTONE SUPERVOLCANO GETTING READY TO BLOW ITS CORK Архивировано 31 октября 2011 года.

[WMN201902-6] Шэннон Холл. Скрытый ад // В мире науки. — 2019. — № 1/2. — С. 134-141.

[7] Nature 27 Feb. 2014 Kari M. Cooper; Adam J. R. Kent Rapid remobilization of magmatic crystals kept in cold storage.

[8] Science 16 Jun. 2017 Allison E. Rubin et al Rapid cooling and cold storage in a silicic magma reservoir recorded in individual crystals

[9] N.L. Andersen et al Incremental heating of Bishop Tuff sanidine reveals preeruptive radiogenic Ar and rapid remobilization from cold storage // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | 9 Nov 2017

[10] Nathan L.Andersen et al Petrochronologic perspective on rhyolite volcano unrest at Laguna del Maule, Chile // Earth and Planetary Science Letters, Volume 493, 1 July 2018, Pages 57-70

[11] «Would a supervolcano eruption wipe us out», BBC, 24.07.2017

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]