Естественно, вулканы вызывали у людей страх и трепет. Когда средневековые христиане наблюдали извержение вулкана Гекла в Исландии и видели клокочущие потоки мягкой лавы, скапливающиеся на вершине, они полагали, что видят души грешников, ожидающие погружение в ад. При этом были добросовестно зафиксированы «жуткие завывания, стенания и скрежет зубовный». Считалось, что сияющие красные озера и серные газы в кальдере Геклы – самый настоящий уголок подземного мира, полностью подтверждающий расхожие представления об аде и, соответственно, о рае.

На самом деле вулкан – это лазейка в подземный мир, гораздо более обширный, чем населенная людьми земная поверхность, и значительно более враждебный. Лава, извергающаяся из вулкана, – это жидкие горные породы, то есть разогретые выше точки плавления, которая обычно составляет около 1000 ℃. Лава вытекает из расщелин в земле; остывая и затвердевая, она формирует, а затем и видоизменяет склоны вулкана.

Регионы, отличающиеся наибольшей вулканической активностью, на Земле вытянуты вдоль срединно-океанических хребтов и островных дуг, то есть на стыках океанической коры двух больших плит. При этом плиты либо отделяются друг от друга, либо одна из них заходит под другую. На дне океана существуют протяженные зоны вулканических извержений, где также случаются многочисленные землетрясения, поднимаются клубы глубоководного дыма и горячей воды. Мы только начинаем исследовать такие области в ходе роботизированных экспедиций и на специальных подводных аппаратах с экипажем на борту.

Извержения лавы, очевидно, означают, что недра Земли очень горячие. Действительно, по данным сейсмологов, всего в нескольких сотнях километров под поверхностью планеты практически весь земной шар слегка расплавлен. Недра Земли такие горячие отчасти потому, что там содержатся радиоактивные элементы (например, уран), при распаде которых выделяется тепло. Кроме того, Земля сохраняет часть того первичного тепла, которое выделилось при ее образовании, когда планета сформировалась в результате слияния множества мелких тел под действием их взаимного притяжения, а железо опустилось вниз, и из него возникло земное ядро.

Расплавленные породы (магма) поднимаются по трещинам в окружении более тяжелой и твердой земной коры. Можно представить себе обширные подземные полости, наполненные сияющей красной клокочущей вязкой жидкостью, которая фонтаном вырывается на поверхность, если только представится возможность и обнаружится подходящий канал. Магма, которая называется лавой, если вытекает из кальдеры на вершине вулкана, действительно поступает из-под земли. Души грешников в ней пока не обнаружены.

Когда вулкан полностью сформируется в результате последовательных излияний лавы и она больше не будет скапливаться в кальдере, вулкан становится похож на самую обычную гору – он медленно разрушается под действием ветра и воды, а также в конечном итоге под влиянием дрейфа тектонических плит. «Сколько может простоять гора, прежде чем ее смоет море?» – спрашивал Боб Дилан в своей балладе «В дуновении ветра». Ответ зависит от того, о какой планете мы говорим. Для Земли срок жизни горы обычно составляет около 10 млн лет. Поэтому горы, как вулканические, так и обычные, должны формироваться примерно за такое же время; в противном случае Земля повсюду была бы такой же плоской, как Канзас[47]. При извержениях вулканов в стратосферу могут выбрасываться огромные массы вещества – преимущественно в форме мелких капелек серной кислоты. После этого в течение одного-двух лет они отражают в космос солнечный свет и остужают Землю. Такое явление недавно произошло после извержения филиппинского вулкана Пинатубо, а в 1815–1816 гг. достигло катастрофических масштабов в результате извержения индонезийского вулкана Тамбора. Наступил «год без лета», обернувшийся массовым голодом. Извержение вулкана Таупо в Новой Зеландии, случившееся в 177 г., вызвало похолодание на другом конце планеты – в Средиземноморском регионе. Частицы пыли от этого извержения выпали даже во льдах Гренландии. Извержение вулкана Мазама в Орегоне (от которого осталась кальдера, ныне именуемая «озеро Крейтер») в 4803 г. до н. э. вызвало изменения климата во всем Северном полушарии. Именно при изучении влияния вулканических извержений на климат в итоге был открыт эффект ядерной зимы. Такие извержения очень важны для проверки наших компьютерных моделей, выстраиваемых для прогнозирования будущих климатических изменений. Частицы вулканической пыли, попадающие в верхние слои атмосферы, являются одной из причин истончения озонового слоя.

Итак, крупное извержение в каком-нибудь затерянном и малоизвестном уголке мира может оказать глобальное воздействие на окружающую среду. Своим происхождением и эффектами вулканы напоминают, как мы уязвимы даже перед незначительными «чихами» глубинного земного метаболизма и насколько важно для нас понимать, как работает эта подземная топка.

СЧИТАЕТСЯ, ЧТО НА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ ЭТАПАХ формирования Земли – а также Луны, Марса и Венеры – под ударами мелких небесных тел возникали глобальные океаны магмы. Расплавленные породы заливали существовавшие ранее ландшафты. Это были великие лавовые потопы, когда настоящие цунами текучей красной горячей магмы достигали нескольких километров в высоту. Они вздымались из недр Земли и топили под собой все, что попадалось на пути: горы, каналы, кратеры, может быть, даже последние свидетельства гораздо более ранних и благоприятных времен. Геологический одометр обнулялся. Все имеющиеся свидетельства о поверхностной геологии отсчитываются лишь с момента последнего глобального магматического потопа. Прежде чем остыть и затвердеть, океаны лавы могли достигать глубины в сотни или даже тысячи километров. В наше время, наступившее миллиарды лет спустя, поверхность подобного мира может быть спокойной, неактивной, без малейших признаков современного вулканизма. Либо – как на Земле – могут сохраняться небольшие, но активные отголоски той эпохи, когда вся планета была залита жидкими горными породами.

На заре астрогеологии мы располагали только теми данными, которые можно было получить при помощи наземных телескопов. Полвека шли яростные дебаты о том, какое происхождение имеют лунные кратеры – ударное или вулканическое. Было обнаружено несколько низких холмов с кальдерами на вершинах – практически наверняка это были лунные вулканы. Но большие кратеры, напоминавшие по форме чашу или сковороду и расположенные прямо на поверхности, а не на вершинах гор, явно имели иную природу. Некоторые геологи усматривали в них сходство с сильно разрушенными земными вулканами. Другие – нет. Наилучший контраргумент таков: нам известны астероиды и кометы, пролетающие мимо Луны; иногда они должны попадать в Луну, и на месте столкновений будут образовываться вмятины. За всю историю Луны было выбито множество подобных лунок. Итак, если те кратеры, которые мы видим, – не ударные, то где же ударные кратеры? В настоящее время непосредственные лабораторные исследования лунных кратеров позволяют заключить, что практически все они имеют ударное происхождение. Но четыре миллиарда лет назад этот маленький мир, сегодня почти мертвый, пузырился и клокотал под действием первозданного вулканизма, подогреваемый давно истраченным внутренним жаром.