Чудо природы
На северо-западе центральной части США, в штате Вайоминг у границы с Монтаной и Айдахо, на Йеллоустонском горном плато, находится уникальный природный оазис. Это край озер, рек, лесов и скал, но центральную роль в этом оазисе играют геотермальные воды.
«Кипящие источники и огромные глубокие бассейны чистейшей зеленой и лазурной воды — тысячи их — бурлят и плещутся в этих высоких, прохладных горах, словно под каждым из них яростно пылает огонь печи. Сотни гейзеров, белые потоки кипящей воды и пара, словно перевернутые водопады, постоянно вырываются из горячего, черного подземелья», — писал об этом натуралист Джон Мьюир в конце XIX века.
Когда американцы открыли это место, то сразу поняли, что его необходимо защитить от вмешательства человека, чтобы лес не пустили на древесину, плоскогорья не застроили коттеджами, а горячие источники не превратили в купальни. Так 1 марта 1872 года возник Йеллоустонский национальный парк — крупнейший в мире очаг нетронутой природы, заповедник для крупных травоядных и хищных зверей — от бизонов и оленей до волков, пум и медведей.
Главная достопримечательность парка — его гейзеры — получают тепло от гигантской вулканической кальдеры, которая при более пристальном изучении геологами оказалась дремлющим супервулканом. Трижды в истории он уже извергался: два миллиона, полтора миллиона и 600 тысяч лет назад, и каждое такое извержение могло выбросить из земли сотни и тысячи кубических километров магмы и пепла. Следы этих извержений в виде туфовых отложений покрывают практически весь центр современных США, и если бы такое событие повторилось в наши дни, экономике и сельскому хозяйству, да и вооруженным силам этой страны был бы нанесен удар катастрофической силы.
В связи с этим в годы геополитических обострений в публицистике ряда стран, недружественно настроенных к США, периодически поднимается идея превратить супервулкан в оружие и спровоцировать его извержение, например, взорвав над ним атомную бомбу.
Это было бы беспрецедентным актом экологического вандализма и атакой на памятник природы, сродни установке ядерных морских мин на Большой барьерный риф, а мегаизвержение может иметь глобальные климатические последствия и вызвать вулканическую зиму (похожую на гипотетическую ядерную зиму, которая, согласно последним исследованиям, очень маловероятна). Но осуществима ли эта идея с технической точки зрения?
Вулкан — не пузырь, готовый лопнуть
Прежде всего, Йеллоустонский супервулкан — это не надутый воздушный шарик, который можно «лопнуть». Под гейзерами лежит крайне сложно устроенная геологическая система, устройство которой ученые поняли относительно недавно и не до конца.
Ядро Земли — это астрономических размеров ядерный реактор, распад радиоактивных элементов в котором производит колоссальные объемы тепла. Этот нагрев ведет к тому, что внутри планеты жидкий материал формирует потоки, и некоторые из них — мантийные плюмы — могут достигать земной коры. Один из этих плюмов проходит под Йеллоустонским парком на глубине около 70 км.
Его жар нагревает два магматических пузыря, расположенных выше один под другим. Нижний состоит из базальтовой магмы и залегает на глубине 30–50 км. От него тепло поступает в верхний, наполненный более холодной риолитовой магмой и скрытый под землей на глубине около 5–20 км. Этот пузырь нагревает воду, которая и вырывается на поверхность в виде гейзеров.
При этом, как показали исследования в течение последних десятилетий, магма в этих пузырях почти вся затвердела: в верхнем жидкой фракции не больше 15%, а в нижнем около 2%. Один только этот фактор работает против извержения и делает его практически невозможным, поскольку вулканы обычно не извергаются, пока доля жидкого материала не достигнет половины.
Изучив застывшие кристаллы в старых лавовых потоках Йеллоустона, геологи выяснили, что прошлым извержениям предшествовало перемещение жидкой магмы из более глубоких слоев в менее глубокие камеры.
Такое движение не может остаться незамеченным и неизбежно вызовет мощные землетрясения и зримое поднятие земли, намного большее, чем нынешние несколько сантиметров в год. Это происходит не за день, не за неделю и не за месяц, и работающая в парке вулканическая лаборатория заранее предупредит о любой исходящей от кальдеры опасности — возможно, даже за годы и десятилетия.
Таким образом, сам по себе Йеллоустонский супервулкан извергаться в обозримом будущем не собирается. Возможно, нового извержения не будет вовсе. Но могут ли на это повлиять человеческие руки?
Люди не боги
Вторая половина XX века вселила в людей веру в безграничную силу технологий. Особенно эта вера касается ядерного оружия, которое предстает орудием рукотворного апокалипсиса или, при другом использовании, способом людей влиять на процессы во Вселенной хотя бы в масштабах планет. Но, хоть мощь ядерного оружия велика, до силы природы ему еще далеко.
Идея ядерной бомбардировки Йеллоустонского супервулкана считается в научной среде крайне маргинальной, поэтому не существует ни одной научной статьи в уважаемом рецензируемом журнале, которая бы рассматривала этот вопрос. Однако геологи Йеллоустонской вулканической лаборатории не столь надменны и не против полемики с публицистами. Поэтому они поделились своим видением этой проблемы в формате блога — это не научная работа, но экспертная оценка людей, которые изучают супервулкан долгие годы.
По их мнению, традиционное ядерное и термоядерное оружие при обычном его использовании ни при каких обстоятельствах не может спровоцировать извержение в нынешнем состоянии кальдеры.
Она гораздо устойчивее, чем люди могут представить, и пережила уже много попыток себя дестабилизировать.
Землетрясения выделяют колоссальную энергию, которую можно очень грубо сравнить с ядерным взрывом. Например, если его магнитуда превышает 9 баллов, как у землетрясения 2011 года в Японии, то его ядерный эквивалент примерно равен 2000 мегатоннам — это намного больше советской «царь-бомбы». Такое устройство невозможно сделать в виде бомбы или поместить на ракету, поскольку его масса измерялась бы многими сотнями тонн (если бы у инженеров вообще получилось его спроектировать и собрать).
Настолько крупных землетрясений в районе Йеллоустонского парка за время наблюдения не случалось, но приборы несколько раз фиксировали толчки послабее — например магнитудой 6,1 в 1975 году и 7,3 в 1959 году (на озере Хебген). Хебгенское землетрясение по выделению энергии можно сравнить с типичной термоядерной боеголовкой мощностью около двух мегатонн. Более того, толчки были зафиксированы на глубине около 10 км, то есть в непосредственной близости от магматического пузыря. Как легко догадаться, к извержению это не привело.
Это далеко не первое землетрясение на этом озере в геологической истории, и ученые считают, что с момента последнего излияния магмы из Йеллоустонской кальдеры (не мегаизвержения) 70 тысяч лет назад она пережила более дюжины крупных землетрясений. Мощные далекие толчки вызывали землетрясения в парке и меняли, например, поведение гидротермальных источников, но катастрофического извержения не происходило.
Важно помнить, что при воздушном или наземном ядерном взрыве очень мало его энергии уходит под землю. Ядерные испытания в ходе XX века показали, что близкий взрыв не самой мощной бомбы способны пережить даже неглубокие станции метро, а бункеры на глубине в многие сотни метров выдерживают десятки мегатонн. Для создания искусственного аналога землетрясения взрывное устройство потребовалось бы поместить в шахту — но вряд ли правительство США на это согласится, да и вероятность успеха все равно бы стремилась к нулю.
Для извержения необходимо было бы увеличить долю жидкой магмы, переместить ее ближе к поверхности и серьезно изменить тепловые потоки. У геологов есть наброски идей, как это гипотетически можно было бы исполнить, — в основном это побочный продукт проектов по строительству в кальдере геотермальных станций. Ученые опасаются, что при неправильном бурении шахт для воды можно спровоцировать извержение, по пока все такие проекты находятся на стадии концептуальной проработки.
Так что о превращении Йеллоустонского супервулкана в оружие можно забыть. Ядерная атака на него убьет тысячи невинных зверей, спровоцирует ответный удар США — а Земля ничего этого даже не почувствует.