Уже упоминавшийся нами академик А.П. Павлов считал вымирание организмов следствием изменения состава атмосферы. Видный ученый предлагал обратить внимание на то, что две великие эпохи гибели животных в конце палеозойской эры, 200 миллионов лет назад, и в конце мезозойской эры, 70–80 миллионов лет назад, совпадают по времени с двумя “великими геологическими революциями”. Это были периоды бурных вулканических извержений, наземных и подводных. Большое число извержений должно было существенно влиять на газовый состав атмосферы и солевой состав морей, и это могло стать причиной вымирания и морских, и наземных обитателей.

Истинную причину вымирания динозавров сегодня установить практически невозможно. Но и эта ужасная катастрофа имела благоприятный для дальнейшего эволюционного развития аспект: были освобождены огромные пространства для совершенствования млекопитающих животных. Начали расти и размеры этих животных, а ведь сначала млекопитающие были совсем маленькими. Предком обезьян и человека, например, было небольшое млекопитающее существо размером с кошку, а древняя лошадь имела высоту собаки. Пожалуй, стоит подумать над тем, кем бы мы были сейчас, если вообще были бы, не вмешайся в ход эволюционной истории загадочная катастрофа, приведшая к массовой гибели динозавров.

Ученые считают, что на второй стадии процесса формирования земной коры поверхность нашей планеты была сплошь покрыта вулканами. Но те вулканы, которые можно увидеть сейчас, не имеют отношения к этому далекому периоду. Они образовались не так давно, в четвертичный период, то есть на последнем этапе геологической истории, продолжающемся и по ныне.

Согласно определению, вулкан (от латинского vulcanus — огонь, пламя) — геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым во время извержения вулкана поднимается на земную поверхность раскаленная лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. Сегодня ученые не пришли к единому мнению по вопросам структуры механизма, заставляющего вулканы извергаться, природы подземной энергии, а также по поводу других проблем, касающихся вулканической деятельности. Многое пока здесь остается неясным, видимо, пройдет еще немало времени, прежде чем человек сможет сказать, что знает о движущих силах вулканических извержений все.

Современный взгляд на то, что представляет собой жизненный цикл вулканов, таков. В самой глубине земных недр на раскаленные породы давят огромные толщи вышележащих пород. Согласно физическим законам, чем сильнее давление, тем выше температура кипения вещества, поэтому магма, находящаяся далеко от земной поверхности, пребывает в твердом состоянии.

Однако если ослабить давление на нее, она станет текучей. В тех местах, где земная кора растягивается или сжимается, давление, оказываемое породами на магму, падает, и образуется зона частичного плавления. Существуют такие зоны и в горячих точках, о которых подробнее рассказывается ниже. Полурасплавленная порода, имеющая меньшую плотность по сравнению с окружающим твердым веществом, начинает подниматься к поверхности, формируя гигантские капли — диапиры. Диапира медленно идет вверх, при этом давление на нее уменьшается, и, как следствие, все больше вещества в гигантской капле переходит в расплавленное состояние. Поднявшись до определенной глубины, диапира становится магматической камерой, или по-другому, очагом магмы, служащим непосредственным источником вулканической активности. Расплавленная порода может не извергнуться сразу, а остаться внутри земной коры. Она будет охлаждаться, при этом произойдет процесс разделения магматического вещества на слои: более плотные вещества затвердеют первыми и осядут на дно камеры. Процесс будет продолжаться, и верхнюю часть резервуара займут легкие минералы и растворенные газы. Все это какое-то время будет находиться в равновесном состоянии. По мере отделения газов от расплавленного вещества давление в магматической камере будет расти. В определенный момент оно может выйти за границу прочности вышележащих пород, тогда магма сможет проложить себе путь и выйти на поверхность. Этот выход будет сопровождаться извержением. Иногда в очаг может попасть вода, при этом образуется огромное количество водяного пара и неизбежно прозвучит мощный вулканический взрыв. Если в камеру неожиданно поступит новая порция магмы, то произойдет перемешивание устоявшихся слоев и возникнет бурный процесс выделения легких компонентов, что станет причиной резкого возрастания внутрикамерного давления. Извержение может стать следствием тектонических процессов — таких, как землетрясение, ведь при этом могут образоваться трещины, вскрывающие очаг магмы, давление внутри него при этом сразу падает, содержимое камеры устремляется вверх.

Очаг магмы связан с поверхностью Земли каналом. В нем протекают процессы, схожие с тем, что происходит, когда мы открываем бутылку шампанского. Все, пожалуй, знают, как это бывает: газ выходит из бутылки под большим давлением, выбивает пробку, раздается хлопок, и струи газированного напитка летят к потолку. Но магма более плотное, чем шампанское, вещество, обладающее большой вязкостью, потому газы заставляют ее не только пениться, но и разрывают, клочьями выбрасывая наружу.

Вытекшая на поверхность лава, застывая, образует конусообразную гору, которая слагается так же из обломков горных пород и пепла. Однако растут вулканические горы вовсе не до бесконечности. Наряду с процессом возвышения, наблюдается время от времени явление, уничтожающее верхушку вулкана, происходит обрушение конуса и образование кальдеры — котлообразной впадины с круглыми склонами и ровным дном. Caldera — испанское слово, буквально означающее “большой котел”. Механизм возникновения кальдеры таков: когда вулкан выбрасывает все из магматического резервуара, находящегося непосредственно под вершиной, то оказывается опустошенным, и стенки кратера лишаются внутренней поддержки, тогда они рушатся и образуется гигантская яма. Кальдеры могут иметь по истине огромные размеры, например весь Йеллоустонский Национальный парк — кальдера. Бывает так, что кальдеру заполняет вода и образуется большое кратерное озеро. Примером может служить озеро Крейтер в штате Орегон, являющееся кальдерой вулкана, извержение которого произошло около 7 тысяч лет назад. Довольно часто случается, что внутри кальдеры снова начинает расти купол, это означает, что у вулкана начинается новый цикл активной жизни.

Вот как описывает свои ощущения от встречи лицом к лицу с действующим вулканом доктор геолого-минералогических наук Е. Мархинин: “Я подхожу к кромке кратера и останавливаюсь, зачарованный: со дна мрачной котловины, сквозь пары фумарол с треском и грохотом вылетают докрасна раскаленные куски шлака… Мы видим на дне кратера два черных, как кучи углей, шлаковых конусов высотой несколько десятков метров. В центре конуса зияют небольшие круглые огненно-желтые отверстия, из которых то и дело вырываются струи раскаленного шлака и вулканических бомб… Многие бомбы летят на высоту более трехсот метров.

Взрывы сотрясают тело вулкана… В полной темноте в восточной части огромного кратера светится длинная огненная полоса. Это лавовый поток… Мы можем свободно и долго смотреть в самое жерло извергающихся кратеров, что мало кому еще посчастливилось”.

Ученые выделили несколько различных типов вулканических извержений:

1. Плинианский тип — лава вязкая, с высоким содержанием газов, она с трудом выдавливается из жерла. При этом газ скапливается и взрывается — на многокилометровую высоту взлетают вверх огромные массы пепла и вулканических бомб, так возникает на вершине гигантская черная колонна из пепла и газов, именуемая плинианским столбом. Извержение Везувия — типичный пример такого рода природного катаклизма.

2. Пелейский тип — лава очень вязкая. Она практически закупоривает жерло, закрывая путь наверх вулканическим газам. Смешанные с раскаленным пеплом, они находят выход на свободу в другом месте, пробивая брешь в склоне горы. Именно этот тип извержений порождает страшные палящие тучи, состоящие из раскаленного газа и пепла. Самым лучшим примером такого типа извержений может служить вулкан Мон-Пеле.

3. Исландский тип — извержение происходит по трещинам. Жидкая лава изливается небольшими фонтанами, быстро течет, может затопить обширные территории. Примером может служить извержение вулкана Лаки в Исландии в 1783 году.