Эльбрус: Спящий красавец

Российские ученые, проводившие исследования ледников Кавказа, пришли к неожиданному выводу: гора Эльбрус - не что иное, как активный вулкан, который задремал на время, но в любой момент может проснуться и показать свой суровый характер. Мало никому не покажется

Затишье перед бурей

Что произойдет в прилегающих к Эльбрусу районах в случае его извержения? Поиск ответа на этот вопрос стал лейтмотивом исследований, в которых принимали участие специалисты Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Института вулканической геологии и геохимии Дальневосточного отделения РАН, Геологического института РАН, Кабардино-Балкарского государственного университета. Чтобы понять, что будет, вулканологи решили узнать, что же было. Для этого пришлось мысленно вернуться на несколько тысячелетий назад и проанализировать, что происходило в те далекие времена в результате извержения Эльбруса.

"Чем длиннее у вулкана период покоя, тем сильнее он будет извергаться в будущем, - говорит кандидат геолого-минералогических наук, сотрудник геологического факультета МГУ Анатолий Гурбанов, - а следы катаклизмов прошлого можно увидеть на обширной территории и по сей день".

Ученые тщательно исследовали все Приэльбрусье и установили, что несколько тысячелетий назад этот район сотрясали разрушительные землетрясения, со склонов Эльбруса неоднократно спускались сели. В период голоцена Эльбрус выбрасывал большие объемы пепла, который разносился на сотни километров. 120 тысяч лет назад Эльбрус выбросил столько пепла, что его следы ученые нашли сегодня между Астраханью и Волгоградом, получается, что по воздуху пепел перенесся на расстояние более 700 километров. В более позднее время разнос пепла уже не был таким большим.

Несомненно, выход на поверхность Эльбруса лавы представляет наибольшую опасность. Когда расплавленное вещество, температура которого составляет приблизительно 1100 градусов, достигнет поверхности, возможен самый катастрофический сценарий. Ледники, площадь которых на Эльбрусе составляет около 140 квадратных километров, начнут резко таять. И тогда вал горячей воды с обломками горной породы устремится вниз со скоростью 100 километров в час. Вся эта масса без труда преодолеет узкие каньонообразные долины Приэльбрусья, переполнит реки Малку, Баксан и смоет подчистую населенные пункты и дороги.

Есть опасность, что излившаяся лава перегородит реки и это приведет к образованию многочисленных запрудных озер. Они могут достигать 50 метров в глубину и простираться на несколько километров. Но перекрытые реки рано или поздно все равно промоют себе путь, и вот тогда произойдет прорыв гигантской массы воды. Она с бешеной скоростью обрушится вниз, часть ее попадет в русло реки Кубань, и водяной вал подойдет к Черкесску, где находится так называемое Черкесское море. Вода пойдет дальше - на Краснодарский край.

Поскольку Эльбрус находится между Черным и Каспийским морями, многие города с развитой промышленной инфраструктурой, с потенциально опасными предприятиями по обе стороны этого водораздела окажутся в зоне небывалого бедствия. Страшно даже представить себе масштабы возможной катастрофы. И все это не досужие домыслы ученых. Подобные природные катастрофы происходили в далеком прошлом, но, естественно, не несли столь пагубных последствий. Например, следы запрудных озер вулканологи нашли по берегам реки Малки.

Возможные варианты подобных наводнений моделируют в лаборатории геоинформатики Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН. Здесь вычисляют, что может произойти, если, к примеру, растает 10 или 20 процентов ледников Приэльбрусья. Тем более что спящий вулкан время от времени дает о себе знать. Например, в 2000 году в Тырныаузе с горы сошел мощный сель. Его масса снесла в долине Баксана четыре пятиэтажных дома, перегородила долину, затопила двенадцать домов до уровня второго этажа. Ученые не исключают возможности, что сель сошел в результате сейсмического толчка, который напрямую связан с вулканической активностью Эльбруса. Да и сход печально известного ледника Колка - это отголосок спящего Эльбруса. Дело в том, что 13 и 16 сентября 2002 года в этом районе были зафиксированы сейсмические толчки и местные жители слышали в горах какой-то грохот. Скорее всего, считают ученые, это трескался лед или горные породы. А спустя четыре дня от крутой северо-восточной стенки горы Джимара на высоте 4300 метров откололась громадная пластина сланца и упала на язык ледника. К тому времени ледник уже подтаял в нижней части. И когда каменная масса упала, в результате мощного динамического удара под ледником образовался вакуум, а потом произошел резкий приток воздуха. Оторвавшийся ледник поднялся на воздушной подушке и пошел вниз. Что случилось дальше, известно всем.

Научно выражаясь...

По принятой вулканологами всего мира классификации вулкан может считаться активным, если он извергался последний раз не более чем 7 тысяч лет назад. Чтобы выяснить, когда в последний раз просыпался Эльбрус, было решено провести радиоуглеродный анализ его пород. Обычно для этой цели берутся пробы почвы у основания древнего лавового потока. Но на Эльбрусе основная часть древней вулканической постройки находится на высоте более 3 тысяч метров над уровнем моря. Под ледниками, расположенными на этой высоте, найти какую-либо лаву, а тем более почву весьма проблематично. Поэтому ученые были вынуждены прибегнуть к новому методу - анализу породообразующего кварца. Дело в том, что в кварце при остывании лавы формируются определенные центры кристаллизации, и по их концентрации можно определять возраст извержения. Так вулканологи смогли совершенно точно установить, что Эльбрус извергался 6200, 4500 и 2500 лет назад. А в последний раз лава изливалась из его жерла в I и II веках нашей эры.

Количество информации, подтверждающей активность, казалось бы, потухшего вулкана, нарастало как снежный ком. Неожиданные выводы нуждались в перепроверке. После обработки спутниковых снимков ученые решили провести гравиметрическое профилирование вершины, чтобы выяснить, на каких глубинах могут залегать магматическая камера и глубинный очаг вулкана. Подошва камеры, как показало профилирование, расположена на глубине 10 километров ниже уровня моря, а верхняя ее часть - на глубине 2-3 километров. Прямо под магматической камерой находится глубинный очаг, кровля которого расположилась на глубине 20 километров, а подошва - 40 километров. А это уже практически на границе с мантией.

Теперь вулканологам предстояло изучить, в каком состоянии пребывает мантия под Эльбрусом. "Мы проанализировали состав всех минеральных источников, находящихся в окрестностях, - рассказывает Анатолий Гурбанов. - По соотношению некоторых микроэлементов в газах источников был сделан вывод об активности мантии. Она подпитывает своим жаром очаг вулкана, где в свою очередь происходит плавление вещества, которое медленно поднимается вверх, в магматическую камеру. Объем камеры постепенно увеличивается, и когда-нибудь расплав вырвется на поверхность".

Теперь, зная глубину залегания и скорость перемещения расплава, ученые теоретически могли вычислить, когда он достигнет поверхности. Но для точных вычислений недоставало сведений о тектоническом строении района исследований, поскольку по одним разломам расплав может подниматься быстрее, а по другим он может и не выйти на поверхность. К тому же ученые не исключают и того, что тепло из мантии не будет поступать в очаг вовсе и тогда вещество в нем станет кристаллизоваться и, естественно, уменьшаться в объеме. Такое развитие событий вызовет просадку грунта на поверхности, и вулкан перейдет в стадию умирания.

И потому ученые пошли дальше в своих исследованиях - разработали систему наблюдения за состоянием вулкана. С помощью станций GPS и специального зондирования они теперь смогли увидеть перемещение расплава внутри вулкана. Работает система следующим образом. В твердую горную породу забуривается штырь, на его верхней части укрепляются гравиметр, станция зондирования и приемник. Получается своеобразный сканер горного хребта, при помощи которого можно наблюдать, что происходит внутри Эльбруса, как располагаются в его чреве подъемы, разломы и провалы.

В ближайшем будущем ученые хотят определить, в каком месте Эльбруса может произойти извержение, поскольку выброс лавы необязательно приходится на самую вершину. Например, в 20 километрах к северо-востоку от Эльбруса тысячи лет назад функционировал маленький вулкан Таш-Тебе. Он, как установили ученые, питался из одного с Эльбрусом очага.

Эльбрус хранит в своих недрах большую опасность. Однако исследователи уверены, что в ближайшие несколько сотен лет вулкан не проснется. Но держать руку на тектоническом пульсе Земли надо.

Дмитрий Серков
http://www.itogi.ru