Землетрясения и вулканы
Повсюду, где земля непрерывно колебалась в течение нескольких месяцев, как это было на Ямайке в 1663 году, в Лиссабоне в 1755 году, в Пьемонте в 1808 году, население ожидало увидеть появление нового вулкана. Забывают, что очаги, или центры, землетрясений следует искать далеко от поверхности земли… что самые сильные катастрофы происходили не у подножия действующих вулканов, а в горных цепях, сложенных самыми разнообразными породами.
К миру наклонно тонущих плоскостей трудно привыкнуть. Это странный мир нынешних наук о Земле. И только сейчас ученые решаются робко ступить в это наклонное пространство, пространство, которое набекрень.
В самом конце 1974 года к нам в Гарм прислали только что выпущенный сборник статей наших коллег — камчатских сейсмологов. И мы не без удовлетворения заметили, что не одиноки в попытках освоить это пространство. П. И. Токарев раскладывает его на планшете, делит специально придуманными "параллелями и меридианами". И наносит на этот планшет точки — землетрясения. Их много, очень много, и Токарев упрощает картину, наносит на план в изолиниях сейсмическую активность. Активность падает с глубиной, но падает неравномерно и примерно так. До глубины 80-120 километров — быстрое падение. Потом сейсмическая активность, примерно постоянна до глубины 160 километров. Потом снова резкое падение. На этом падении очень своеобразно повела себя изолиния 0,17 (в условных единицах активности). Эта изолиния вытянулась почти прямо вдоль всей карты наклонной плиты. И самое удивительное: именно на эту линию спустились вертикали, проведенные исследователем от каждого камчатского вулкана вниз через мантию, к наклонной плоскости тонущей плиты.
...Ученые давно и много спорят о том, как связаны между собой вулканическая и сейсмическая стихия Земли. С одной стороны, если нанести вулканы мира на карту, они всегда окажутся там, где землетрясений много. Значит, связь есть. С другой — вулканы будто избегают районов самых сокрушительных землетрясений, а сильные землетрясения как в пространстве, так и во времени будто стремятся "обойти" вулканы и вулканические извержения.
И вот работа Токарева, его выход в непривычное пространство набекрень пролили новый свет на этот парадокс. Да, вулканы связаны с тектоникой и землетрясениями. Вокруг Тихого океана они всегда располагаются на определенном расстоянии от глубоководного желоба, отмечающего поворот литосферы вниз (на Камчатке--на расстоянии 125 километров). Дуга вулканов параллельна дуге желоба. И как выясняется, самые мелкие детали извивов этой дуги привязаны к сейсмической активности в недрах тонущей плиты. В одном месте на планшете наклонной фокальной поверхности есть резкое местное аномальное падение активности, и именно в этом месте несколько вулканов как бы отрываются от дуги и отступают назад, располагаясь уже не узкой ниточкой, а этаким "мысом".
Итак, связь есть, но связь обратная: вулканы располагаются над тем местом, где сейсмическая активность резко падает. Что-то такое происходит в наклонной плите, что большую часть выделяемой в пути энергии она на глубине 160 километров перераспределяет из сейсмической формы в вулканическую.
Детали этого процесса еще не ясны. Как эта энергия передается вверх, к вулкану, тоже еще не известно. Сам вулканический очаг, нащупываемый сейсмологами по затуханию в нем поперечных сейсмических волн, располагается гораздо выше, уже в коре. Под ним на глубине 30-100 километров расположен гораздо более обширный магматический очаг (его, кажется, нащупали С, А. Федотов и О. В. Потапова с помощью сейсмических методов). Видимо, и это не самый нижний этаж сложного аппарата вулкана, ибо еще ниже на той же вертикали находятся найденные Токаревым области утечки сейсмической энергии из тонущей плиты.
Пока не ясно, что за энергия перекачивается из сейсмической формы в вулканическую. Может быть, именно на глубине 160 километров тонущая плита попадает в такие условия все возрастающего давления и температуры, что самые верхние слои тонущей твердой литосферы начинают плавиться, течь, с одной стороны, смягчая жесткость плиты (и оттого на этой глубине меньше землетрясений), с другой — поставляя расплав, магму для огненной фабрики вулканизма...