хотом треснула вершина горы, и наружу вырвалась огромная палящая туча раскаленных газов - огненная стена, с бешеной скоростью (свыше 500 км/ч) помчавшаяся вниз по склону (рис. 16.4). В считанные минуты она достигла города Сен-Пьер, и тот исчез в ее пламени. В течение нескольких минут погибло около 40 тыс. человек.

В ноябре 1985 г. началось мощное извержение вулкана Аренас в Колумбии. Этот вулкан дремал в течение пяти столетий. Его кратер, находящийся на высоте 5400 м, был окружен ледником Дель-Руис. Извержение вызвало бурное таяние льда и вечных снегов, мощные потоки грязи, пепла, камней хлынули в долины. Они затопили ряд селений, в том числе город Армеро, где сразу погибло около 70% жителей. Большие разрушения произошли также в городе Чинчина. В результате тая-

ния снегов вышли из берегов реки. Общее число погибших превысило 25 тыс. человек.

Путешествие в недра Земли. Предположим, что в некоторой точке Земли произошло землетрясение. Тотчас во все стороны от очага землетрясения побегут сквозь земную толщу упругие волны. Они воспринимаются приборами сейсмологических лабораторий в отдаленных районах. Исследуя эти волны и, в частности, измеряя их скорость, можно тем самым как бы прослушивать недра Земли.

Накопленные учеными данные сейсмических исследований позволяют нам совершить сегодня мысленное путешествие в глубь Земли. Оно поможет разобраться в физической природе вулканизма. Мы спустимся относительно неглубоко - на расстояние примерно до 200 км от земной поверх-

ности. По мере спуска мы пройдем сквозь твердую наружную оболочку земного шара - литосферу, имеющую толщину в среднем около 100 км, и окажемся внутри так называемой асгеносфе-ры (от греческого астенес - мягкий), простирающейся до глубин в 300 км. В определенном смысле твердая литосфера как бы плавает на мягкой астеносфере. Заметим, что слово плавает не следует понимать в буквальном смысле. Здесь следует уточнить, каким в действительности является вещество астеносферы.

Известно, что по мере спуска в недра Земли температура постепенно повышается. Это обстоятельство и сам факт извержения вулканами жидкой лавы невольно наталкивали на мысль, что на определенных глубинах вещество земного шара находится в жидком состоянии. Однако на самом деле все не так просто. Одновременно с повышением температуры растет давление в земных глубинах. А ведь чем больше давление, тем выше температура плавления. Это иллюстрирует типичная кривая плавления, показанная качественно на рисунке 16.5 (р - давление, Т - температура). В области / на рисунке вещество находится в твердом состоянии, а в области - в жидком.

Согласно современным научным данным, большая часть земных недр сохраняет твердое состояние, и лишь некоторые отдельные области могут рассматриваться как находящиеся в-жидком состоянии. Лучше сказать, что вещество астеносферы находится в почти расплавленном состоянии. Так будем называть твердое состояние, которое легко переходит в жидкое (расплавленное) при не-

большом понижении давления или повышении температуры. На рисунке 16.5 такому состоянию соответствует, например, точка А. Видно, что при небольшом увеличении температуры (стрелка jf) или при небольшом понижении давления (стрелка 2) происходит переход из области / в область - вещество переходит из твердого состояния в расплавленное, возникает жидкая магма.

Магма и лава... Жидкие расплавы, поднимающиеся по жерлу вулкана, называются магмой. Когда магма достигает поверхности и изливается, ее называют уже по-другому - лава. Лава отличается от магмы не-только температурой, но и по составу: содержащиеся в магме различные газы могут практически отсутствовать в лаве, они выделяются из магмы и поступают в земную атмосферу.

Источником первичных расплавов магмы является астеносфера. Если в каком-то районе вдруг снижается давление (например, при смещении участков литосферы, о чем мы еще поговорим позднее).

твердое вещество астеносферы тотчас превращается в жидкий расплав, т. е. в магму. По глубинным разломам магма может подняться в область литосферы и в конечном счете вызвать вулканические явления на поверхности Земли.

Мысленно поднимемся вслед за магмой из астеносферы в литосферу и сделаем там остановку, чтобы внимательно оглядеться. Верхний слой литосферы отличается повышенной твердостью, его называют земной корой. Толщина земной коры равна 30...50 км на материках и всего 5... 10 км под океанами. Материковая часть коры состоит, в свою очередь, из двух слоев. Сверху находится гранитный слой толщиной 15...20 км. Он образован горными породами с относительно высоким содержанием кремнезема ЗЮг (гранитами, гнейсами, различными осадочными породами); плотность гранитного слоя составляет в среднем 2,7 г/см. Ниже находится базальтовый слой, его плотность в среднем 3,0 г/см. Под океанами земная кора состоит только из базальтового слоя.

Концепция тектоники литосфер-ных плит, с 40-х годов нашего столетия начались интенсивные исследования рельефа дна океана. Применяя эхолокацию, ученые внимательно изучили океаническое дно и составили подробные карты его рельефа. Оказалось, что на дне океанов имеется разветвленная система подводных горных хребтов. Общая протяженность хребтов около 100 тыс. км. Их высота изменяется примерно от 3 до 5 км, ширина составляет в среднем 1000 км. Установлено,

что каждый подводный хребет рассечен по своей продольной оси глубокими трещинами - так называемыми рифтами. Трещины и разломы пересекают хребет во многих местах также и в поперечном к оси направлении. Геофизические исследования позволили сделать еще одно важное открытие - оказалось, что вблизи некоторых побережий (например, у Тихоокеанского побережья Южной и Северной Америк, вблизи Индонезийского архипелага. Японских, Курильских и Алеутских островов) океаническая литосфера опускается наклонно под материковую область. Здесь материк всей своей тяжестью проминает, как бы подавляет края океанической литосферы. Места, где это наблюдается, стали называть зонами субдукции (от английского subdue- подавлять) или, проще, желобами.

Во второй половине 60-х годов ученые пришли к выводу, получившему название концепции тектоники плит. Эта концепция имеет решающее значение для объяснения землетрясений и вулканической деятельности. Ученые пришли к выводу, что литосфера представляет собой мозаику из отдельных плит больших или меньших размеров.

Границами соседних плит являются либо рифтовые хребты, либо желоба (зоны субдукции). Именно на границах (краях) плит и располагаются практически все вулканы; в этих районах наиболее часто происходят землетрясения. Подводные вулканы сосредоточены вдоль подводных рифтовых хребтов, а наземные вдоль желобов, а также там, где океанические рифтовые хребты возвышаются над водой (например, Исландия,