Что бы вы увидели, спустившись на дно вулкана

Одним из немногих мест, где вы еще не бывали, является... вулкан! Это отверстие в земной коре, через которое горячие газы, расплавленная порода и прочее попадают на поверхность планеты. Но какой же выбрать? Есть разные виды вулканов. Например, щитовидные вулканы почти полностью состоят из окаменелых потоков лавы. Вулканические купола образованы из небольших скоплений лавы, слишком густых, чтобы преодолевать солидные расстояния. Еще можно выбрать шлаковый конус. Это простейший вид вулкана. Он состоит из сгустков почти твердой лавы, которая извергается из единственного жерла. Лава выбрасывается в воздух с огромной силой и затем распадается на крошечные кусочки, которые затвердевают и возвращаются в виде пепла. Со временем они образуют овальный или круглый конус вокруг жерла. Такие конусы редко поднимаются выше трехсот метров.

А может, выбрать что-то более внушительное? Как насчет того, чтобы спуститься в стратовулкан — огромный, скалистый и мощный? Принимая решение, вы также делаете выбор в пользу активного вулкана, который извергается прямо сейчас. То, на что вы смотрите, — это раскаленная лавина. Вулкан только что изверг огромную порцию лавы, образовавшей пирокластический поток. Его температура может достигать сумасшедших семисот градусов Цельсия! Вы видите, как поток формируется из обломков пород и растекается вниз по склону со скоростью несколько сот километров в час! На землю сыплется пепел, подобно серому рыхлому снегу. Вулканический пепел состоит из крошечных частиц измельченной породы, вулканического стекла и минералов. Смешиваясь с водой из горных течений и рек, пепел образует бушующие селевые потоки.

Несмотря на пугающий вид, вы подходите ближе. Хорошо, что на вас надет защитный костюм, выдерживающий ЛЮБУЮ температуру. Поднимаясь выше, вы видите всё больше фумарол. Это своеобразные отверстия и расщелины в основании вулкана и на его склонах. Они испускают огромные облака пара и вулканических газов: диоксида углерода и диоксида серы. Некоторые из щелей настолько большие, что через них можно протиснуться и заглянуть внутрь вулкана. Но у вас другой пункт назначения — кратер.

На своем пути вы замечаете необычное конусовидное образование на склоне вулкана. Оно похоже на рог, растущий на главном конусе. Должно быть, это побочный конус (также известный как паразитический). Такие структуры образуются вокруг второстепенных выводных каналов на поверхности крупных вулканов. В этом случае извержение может происходить не только через основное жерло, но и через эти дополнительные «отверстия». В любом случае вам не туда. Вскоре вы добираетесь до кратера. Это массивная цилиндрическая котловина. Если вы встанете на кромку кратера и посмотрите вниз, то увидите, что она еще и глубокая. Лавовый колодец — место, куда вам надо, — находится на дне кратера.

Но перед тем, как опуститься в жерло, под потоком лавы вы замечаете какие-то странные трубки. Это лавовые трубки — природные тоннели, по которым движется свежая жидкая лава под слоем лавового потока. Вы решаете сделать крюк и следуете по одному из тоннелей. Это основная лавовая трубка. Вы также замечаете несколько трубок поменьше. Они поставляют лаву в один или более лавовых потоков. Если бы вулкан сейчас не извергался, то лава бы вытекла из этой системы трубок. На стенах тоннелей были бы лавовые отметины, дно было бы плоским, а с потолка свисали бы сталактиты. Но даже сейчас над потоком лавы есть немного свободного пространства. Всё потому, что лава разъела слой породы и сделала трубку глубже.

Но вам уже пора возвращаться. Вы сворачиваете и идете обратно к кратеру. Вы ждете, пока вулкан не извергнет очередную порцию кипящей лавы, и ныряете в самое жерло. Это «вход» в вулкан. Лава и вулканический пепел выбрасываются отсюда. Жерло вулкана широкое: вы легко спускаетесь всё глубже. Вокруг вас пылает лава красного и оранжевого цвета. Дело в том, что перед выплескиванием на поверхность температура лавы может достигать тысячи двухсот градусов Цельсия! Этого хватит, чтобы расплавить железо. Вы спускаетесь в главный выводной канал вулкана. Это слабое место в коре нашей планеты. Там раскаленная магма умудряется выбраться из своей камеры на поверхность. Опускаясь всё ниже в жерло, вы замечаете силлы.

Иногда лава внедряется через трещины в кору, оседает там и кристаллизуется. Вследствие этого образуются залежи пепла и затвердевшей лавы. Вот что такое силлы. Совсем скоро вы добираетесь до магматической камеры. Это крупный бассейн расплавленной породы. Тот, в котором вы сейчас находитесь, довольно неглубокий. Всё потому, что он не основной. Спустившись еще на несколько километров, вы добираетесь до другой магматической камеры, на этот раз огромной. Она снабжает маленькую камеру под основанием вулкана. Главная магматическая камера лежит в земной коре и может достигать семидесяти километров в глубину. Там расплавленная порода находится под мощнейшим давлением. А температуры внутри невероятно высокие.

Со временем порода вокруг магматической камеры начинает трескаться и разрушаться. Это образует выходные отверстия для магмы. Поскольку она состоит из менее плотного вещества, чем окружающая ее порода, магма начинает просачиваться через трещины в поверхности. Из основной камеры магма поднимается в камеру повыше, а затем выходит на поверхность в форме мощного извержения. Вы рассматриваете магматическую камеру и решаете спуститься еще ниже. Туда, откуда вся эта расплавленная порода попадает в магматическую камеру. Вы проходите через кору. Вулкан расположен на суше, поэтому такое путешествие длится дольше, чем путешествие через океаническую кору. Ее толщина составляет всего от пяти до десяти километров.

Континентальная же кора намного толще, в некоторых местах ее толщина может достигать сорока пяти километров. Пробираясь сквозь кору, вы не можете не заметить ее светлый цвет. Она состоит в основном из гранита. Если бы вы пробирались через океаническую кору, то окружающая вас материя была бы темной или почти черной из-за другого состава. Чем глубже вы спускаетесь, тем жарче становится. Конечно, температура здесь не такая высокая, как в магматической камере, но всё же на границе с мантией ваш термометр покажет четыреста градусов Цельсия. На глубине около тридцати двух километров вы достигаете границы между корой и верхней мантией Земли. Давление здесь просто нереальное: десять тысяч атмосфер. Вот отсюда и исходит магма. Здесь вы могли бы закончить свое путешествие и вернуться на поверхность. Но любопытство берет верх.

Вы решаете опуститься еще ниже, прямо к центру Земли! Следующий слой на вашем пути — мантия. На нее приходится две трети массы нашей планеты и восемьдесят три процента ее объема. Толщина мантии составляет три тысячи километров. Ближайшие к нижней мантии породы — полутвердые, словно конфета из карамели. Верхняя часть мантии, как и кора, разбита на массивные куски. Всё это похоже на гигантскую мозаику. Так выглядят тектонические плиты. Они дрейфуют со скоростью от двух с половиной до пяти сантиметров в год. Вы проходите сквозь верхнюю мантию и ощущаете, как температура поднимается до восьмисот семидесяти градусов Цельсия. А недалеко от границы с ядром температура достигает четырех тысяч градусов!

Давление в нижней мантии достигает двухсот сорока тысяч атмосфер. Представьте, что три тысячи триста слонов сделали башню у вас на голове. На глубине около трех тысяч километров вы видите границу между мантией и внешним ядром. Недра планеты вокруг вас нагреты до пяти тысяч градусов Цельсия. Этой температуры хватает, чтобы внешнее ядро оставалось жидким. Давление там составляет почти два миллиона атмосфер. Но этого недостаточно, чтобы железо, из которого сделано ядро, снова затвердело. Толщина внешнего ядра — две тысячи четыреста километров. Оно вращается в массивных турбулентных потоках и генерирует магнитное поле. В области внешнего ядра магнитное поле Земли в пятьдесят раз мощнее, чем на поверхности.

Вы находитесь на расстоянии пять тысяч километров под землей. Вы добрались до внутреннего ядра. Это твердая металлическая сфера около двух тысяч четырехсот километров в диаметре. Внутреннее ядро необычайно плотное и вращается быстрее самой планеты. Температура там такая же высокая, как на поверхности Солнца, — пять тысяч четыреста градусов Цельсия. А давление внутри внутреннего ядра в три миллиона раз выше, чем на поверхности Земли. Ядро формировалось на протяжении примерно пятисот миллионов лет. А значит, оно моложе некоторых участков земной коры!