Этна и вулканологи

Тазиев Гарун

После того, как воде отвели ее законное, достаточно скромное место в вулканическом процессе, на первый план вышли другие элементы газовых эманации. Речь идет прежде всего о двуокиси углерода; как правило, это самая обильная доля выделений. Откуда берется этот С02? Вот в чем вопрос. Будем надеяться, что это тоже выяснится рано или поздно в результате анализов изотопов углерода, несмотря на неудачу, постигшую нас возле лавовой лужицы, и две-три другие столь же неплодотворные попытки.

Резонно подозревать этот углерод в поверхностном происхождении, то есть что его выделяют известняки, в свою очередь являющиеся окаменелыми останками живых организмов.

Что касается серы, то ее глубинное происхождение не подвергается сомнению, по крайней мере до настоящего времени. Вулканические эманации иногда

богаты двуокисью серы S0₂ (сернистый ангидрид) и довольно часто содержат сероводород H₂S, последний легко угадать по характерному запаху тухлых яиц. Редко когда можно наблюдать чистую серу в газообразном состоянии. Единственный раз я видел это в удивительнейшем кратере вулкана Иджен, который напоминает сытого кота, дремлющего на восточной оконечности Явы. Причудливые золотистые завихрения, поднимающиеся с широкой поверхности молочно-бирюзового озера, заполнившего кратер, являются не чем иным, как смертоносной смесью кислот. Бывает, что в газах, выходящих из скважин перед извержением, оказывается в значительной пропорции водород. Вполне возможно, что именно он провоцирует определенного типа взрывы, которые мы наблюдали, в частности, на Этне в апреле 1971 года. Тогда помимо обычных вспышек чисто механического свойства (то есть обусловленных разрывами расплавленной лавы или скальных пород) раздавались сухие очень короткие взрывы. При этом они сопровождались не гирляндами выбросов, а довольно странными явлениями. В течение доли секунды было видно, как из раскаленной жидкости вдруг показывается быстро раздувающаяся газовая сфера. Мгновением позже она вдвое, вчетверо, вдесятеро увеличивала свой объем и лопалась. Ошметки лавы включались в очередной фонтан, добавляя ему жару. Вполне вероятно, что эти короткие изотопические взрывы и были следствием мгновенной реакции вулканического водорода с кислородом воздуха.

Газовые выбросы

Одну из трудностей для исследования представляет непостоянство газовых смесей, выходящих, как правило, при температуре 1000–1100° С из питающего жерла. В атмосфере температура резко падает в первую же секунду – на несколько сот градусов в метре над воронкой. Компоненты газовой смеси действуют соответственно своей физической и химической природе: одни собираются в капельки, другие выпадают в виде микрокристаллов, третьи вступают во взаимодействие между собой и окисляются. Едва оторвавшись от магмы, газы уже не являются «оригинальными». Вот почему мы с таким упорством подбирались как можно ближе к источнику.

Наша настойчивость дала кое-какие плоды. Скажем, мы выявили крайнюю изменчивость химического состава эруптивных газов; удалось установить также, что вода не является их главной составной частью. Не обошлось и без треволнений на северо-восточной бокке.

Инцидент произошел в то время, когда у нас все еще не было никаких кредитов и мне каждый раз надо было выискивать средства на продолжение перспективных работ. Я, правда, надеялся, что, если результаты первых наблюдений подтвердятся, мы в конце концов сможем убедить кредитоспособные инстанции. Действительно, так оно и случилось несколько лет спустя, когда СНРС взял шефство над нашими изысканиями. Но тогда, в 65-м, нам приходилось довольствоваться собственными ресурсами, скудность которых, к счастью, восполняли блестящая изобретательность и отменные теоретические познания Франко Тонани, а также выдумка химика Эльскенса. Горячее рвение в таких условиях многим исследователям показалось бы сегодня совершенно неприемлемым. Но наша воля была прочна, а дух непреклонен.

Воля в особенности нужна была Эльскенсу, который боялся вулканов и не скрывал этого. Страх поселялся в нем, едва он покидал свою лабораторию при Брюссельском университете и садился в самолет на Катанию. Страх возрастал, по мере того как сокращалось расстояние между ним и кратерами. Нельзя было не восхищаться его мужеством, глядя, как он идет со всеми, хотя для всех остальных этот поход был не страшнее загородной прогулки на автомобиле.

В тот день мы использовали разработанную Эльскенсом технику для взятия серии проб на хорнито, возникшем над скважиной в подножии северо-восточного конуса. Хорнито – особенно благоприятные образования для

такой работы. Их сооружают лавовые фонтаны, когда, падая на землю достаточно горячими, они спаиваются друг с другом. Таким образом, выходящие через отдушину в вершине хорнито газы почти не успевают смешаться с воздухом. Кроме того, возле этих побочных скважин можно стоять сколько угодно, не очень страдая от жары.

Хорнито имеют и минусы: выходящие оттуда газы в отличие от тех, что выделяет жидкая лава, являются остаточными. Основная дегазация происходит в кратере, куда непосредственно подходит столб глубинной магмы.

Мы провели на хорнито добрых два часа. И все это время я с вожделением поглядывал наверх: в ста метрах над нами из губы рокочущей бокки выходил дивный фумарол. Он резко утолщался при каждом взрыве (их раздавалось по дюжине ежеминутно). Подобная синхронизация означала, что между боковым фумаролой и кипящей в кратере лавой существует тесная связь. Газы были смешаны с воздухом и водой, поскольку им пришлось пройти несколько сот метров сквозь еще горячую, но уже успевшую окрепнуть породу, между слоями которой наверняка набрался воздух. Но как бы там ни было, фумарол, меняющий свой объем при каждом взрыве, несомненно, представлял интерес. Вожделение мое все росло…

Правда, до фумарола надо было суметь добраться и простоять там нужное время, пять – десять минут, иначе не собрать образцов для полного химического цикла. К счастью, кратер не слишком «бомбил» тот край. Сильный северный ветер, как часто бывает на Этне, относил в противоположную сторону вулканические снаряды. За эти два часа их вылетело несколько тысяч, и ни одна бомба не изменила траектории.

Решено, как только закончим работу у подножия хорнито, полезем наверх. Возможно, там удастся сделать серию замеров, наглядно подтверждающих крайнюю изменчивость газовых выбросов.

Сказано – сделано. Взяв последнюю пробу, я оставил своих спутников складывать оборудование, а сам взвалил рюкзак на плечи и начал карабкаться по склону. Идти было довольно легко, если не считать опасных колебаний почвы. Бомбы и шлаки, скопившиеся на склоне, держались на честном слове: стоило потревожить один камень, как он грозил вызвать лавину. К счастью, на сей раз можно было помогать себе руками, не боясь их обжечь.

Однако на практике сто пятьдесят метров до вершины значительно растянулись: приходилось на каждом шагу останавливаться и следить за полетом бомб. Это могло бы показаться лишним после того, что я рассказал: ветер по-прежнему, как и два часа назад, услужливо относил к югу хвостатые кометы, безостановочно возносившиеся над кратером. Однако правила предосторожности следует выполнять на вулкане строжайшим образом, равно как в альпинизме, спелеологии, при подводных погружениях и на автостраде…

Друзья следовали в пятидесяти метрах ниже. Кто-то окликнул меня: оказывается, несмотря на все верные рассуждения, я забыл внизу шлем; вот вам и осторожность… Но меня снедало нетерпение, хотелось как можно скорее добраться до фумарола. Я не стал ждать. К тому же за все утро на этом склоне ни разу не возникло опасной ситуации. Надо заметить, что наши шлемы собственной конструкции очень удачны: они легки, а их надежность не раз испытана под обстрелом. Шлемы были выполнены из пластифицированного стекловолокна. Они опирались на плечи, а не на голову: в случае попадания бомбы основной удар приходился не на слабые мышцы шеи, как в обычной каске, а на мощные мышцы спины. Шлем хорошо защищал от прямых падений сверху, но против боковых ударов он был слабой защитой.

Когда я добрался до моего фумарола, газы со свистом вырвались наружу – добрый знак. Значит, их давление намного превышало атмосферное, и, таким образом, был лишний шанс сохранить первозданную чистоту.

Первый взрыв в кратере, к моему удивлению, не был слышен (по прихоти акустики я оказался в зоне тишины, своего рода колоколе, куда не доходили мощные звуковые волны с противоположной стороны конуса). Я угадал взрыв лишь по внезапному утолщению фумарола. Поднял глаза – все бомбы исправно летели на юг. Товарищи были уже в каких-то двадцати метрах, и я обернулся, показывая, что все в порядке, у этой скважины можно будет плодотворно поработать. Учитывая постоянство северного ветра, обстановка складывалась благоприятно, даже больше – комфортабельно.