Около 350 000 лет назад центр Северного острова Новой Зеландии выглядел совсем иначе, чем сегодня. Вместо горного ландшафта с кустарниками там были более холодные и суровые условия ледникового периода, а огромные буковые и подокарповые леса давали приют множеству местных птиц.
Именно на этом спокойном фоне произошло одно из самых мощных извержений на Земле. Оно выбросило столько материала, что значительная часть страны могла оказаться покрыта вулканическими отложениями.
Теперь учёные смогли собрать воедино следы этого события и впервые подробно восстановить, как разворачивалась катастрофа. Это помогает лучше понять редкие, но крайне разрушительные явления, известные как суперизвержения.
Речь идёт о суперизвержении Whakamaru — одном из крупнейших в истории Земли и самом мощном из тех, что произошли в знаменитой вулканической зоне Таупо в Новой Зеландии.
Эта зона тянется от Whakaari/White Island до Руапеху. Она возникла из-за двух мощных геологических процессов: Тихоокеанская плита погружается под Австралийскую, а центральная часть Северного острова одновременно растягивается.
Сегодня здесь находятся горячие источники, грязевые котлы, геотермальные поля, кальдеры и активные стратовулканы. За 2 млн лет существования зона пережила четыре события настолько огромного масштаба, что они официально относятся к суперизвержениям — то есть к максимальному, восьмому уровню по шкале вулканической взрывчатости.
Таких событий в мире известно всего несколько десятков. Самым недавним было извержение Ōruanui, которое около 25 300 лет назад помогло сформировать озеро Таупо.
Для вулканологов суперизвержения остаются одной из главных загадок. Как под землёй может накопиться столько магмы? Почему она затем извергается почти сразу? И что происходит с окружающим ландшафтом?
Чтобы ответить на эти вопросы, учёные изучают сохранившиеся вулканические отложения. Они бывают двух основных типов: потоки и выпадения. Потоки — это горячие и опасные массы газа и породы, несущиеся по земле. Выпадения — это пепел, кристаллы и вулканическое стекло, которые падают сверху.
Проблема в том, что обычно сохраняются только фрагменты таких отложений. Они часто разбросаны на огромных расстояниях.
В случае Whakamaru мощные пирокластические потоки оставили толстые слои плотной вулканической породы в районах Whakamaru и King Country. А пепел и пемза распространились гораздо дальше, покрыв значительную часть Северного острова и участки Тихого океана.
Одним из первых шагов исследования стало создание базы этих отложений. Учёные сопоставляли их по уникальному химическому составу вулканического стекла, возникшего во время извержения.
Этот метод похож на криминалистику: отпечатки могут указать на подозреваемого, но ДНК подтверждает совпадение. В вулканологии отложения дают подсказки, а химический состав связывает их с конкретным извержением.
Так исследователи изучили более 30 мест в Новой Зеландии и южной части Тихого океана. Все они оказались связаны с суперизвержением Whakamaru.
Картина события получилась впечатляющей.
В начале извержения в центре Северного острова, вероятно, находилось большое озеро — похожее на современное озеро Таупо. Когда магма достигла поверхности, она попала прямо в воду. Это вызвало крайне бурное взаимодействие магмы и воды и запустило первую фазу извержения.
Похоже, сначала процесс питался одним крупным магматическим телом. Но по мере развития катастрофы озеро постепенно разрушалось и заполнялось вулканическим материалом. Вулканизм становился более “сухим”.
Одновременно извержение под землёй превращалось в гораздо более сложное событие. Вместо одной магматической камеры в процесс, вероятно, включилась целая цепочка — как минимум пять отдельных магматических тел начали извергаться одновременно.
Масштаб выброса пепла был огромным.
Большая часть Северного острова, а также далёкий остров Чатем, могли быть покрыты слоем материала толщиной около 30 см или больше. Районы ближе к месту извержения оказались погребены под слоем пепла до 4,5 м.
Горячие плотные пирокластические потоки также прошли по ландшафту и оставили рядом с источником извержения отложения толщиной до сотен метров.
Всего, по оценке учёных, извержение выбросило около 2 300 кубических километров вулканического материала. Если бы распределить его равномерно от мыса Рейнга до Инверкаргилла, этого хватило бы, чтобы покрыть всю Новую Зеландию слоем обломков примерно в 9 м.
Сегодня вулканическая зона Таупо остаётся одной из самых активных и мощных вулканических систем на Земле.
Суперизвержения вроде Whakamaru происходят редко. Но вулкан Таупо за свою историю давал и меньшие, хотя всё равно разрушительные извержения. Они могли серьёзно влиять не только на Новую Зеландию, но и на более широкий регион.
Понимание того, как работают такие вулканы, важно сразу по двум причинам. Это помогает готовиться к будущим извержениям и лучше понимать, как древние катастрофы сформировали ландшафт, который мы видим сегодня.
