Эндогенное тепло Земли подогревает океан и влияет на климат

КАРТА САЙТА

Эндогенное тепло Земли подогревает океан и влияет на климат

А.В. Галанин © 2011

Наблюдения в шахтах и буровых скважинах, а также вулканическая деятельность свидетельствуют о высоких температурах в недрах Земли. В центре планеты температура превышает 5500° С, а в ядре Земли давление более 3600 кбар (http://memphis17.narod.ru/zemlya.htm). При такой температуре металлы и металлоиды (камень) находятся в расплавленном состоянии. Только сверхвысокое давление в земном ядре при такой высокой температуре делает ядро Земного шара твердым. Но стоит снизиться давлению, и ядро расплавится. Тепловая энергия Земли движет многие эндогенные геологические процессы и является причиной эволюции мантии и земной коры, вызывает дегазацию Земли, приведшую к возникновению мирового океана и атмосферы, вызывает горообразование, вулканизм, формирование месторождений полезных ископаемых. Знание распределения земного тепла в пространстве и во времени необходимо для понимания эволюции Земли. Для этого необходимо знать:

2) природу и распределение источников тепла;
3) структуру теплового поля на поверхности Земли в настоящее время;
4) изменение температуры с глубиной;
5) распределение теплофизических свойств (теплоемкость, теплопроводность и т.д.) с глубиной ;
6) механизм переноса тепла.

Большинство этих параметров неизвестны или известны частично (например, распределение температуры с глубиной). В общем, горячая Земля отдает тепло в океан и атмосферу, где оно добавляется к теплу, получаемому от Солнца, а в конечном счете рассеивает это тепло в холодном космическом пространстве. Плотность земного теплового потока q выражает потери тепловой энергии Земли через единицу ее поверхности в единицу времени. Величину q обычно сокращенно называют тепловым потоком. Он равен произведению геотермического градиента по нормали к земной поверхности (Grad Tn) на теплопроводность среды (k). Однородные тектонические структуры характеризуются одинаковой величиной теплового потока. Стабильным областям свойственно однородное распределение теплового потока. Минимальные значения q имеют древние докембрийские платформы. В областях геологически молодых фанерозойских платформ поток эндогенного тепла увеличивается. Еще в большей степени он увеличивается в районах фанерозойской складчатости, возрастая от более древних структур к более молодым. Таким образом, Земля обладает немалой тепловой энергией, которая поступает в космическое пространство через ее поверхность и рассеивается. Разумеется, поток этой энергии меньше, чем поток солнечной энергии, который достигает нашей планеты и нагревает ее поверхность, воду океана и атмосферу. Надо пояснить, что при всех равных условиях, чем холоднее поверхность Земли, тем интенсивнее поток эндогенного тепла.

Средний поток солнечного тепла, достигающий поверхности Земли на континентах, составляет 1/100 кал на кв. см в сек. Прямое измерение теплового потока в скважине «Рукхоуп» на севере Англии оценивается значением 0,00216±0,07 кал на кв. см в сек. К сожалению, надежных данных о величине этого параметра очень мало.

Температура у поверхности Земли зависит от отражательной способности планеты - ее альбедо. Альбедо поверхности - это отношение величины потока энергии отраженных солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей, выраженное в процентах или долях единицы. Альбедо Земли в видимой части спектра - в среднем около 40%. Значительная часть энергии солнечного света, падающего на нашу планету, отражается облаками. В отсутствие облаков альбедо было бы около 15%. Но альбедо зависит не только от облаков, оно зависит от многих факторов, в том числе от снежного покрова и длительности его сохранения в течение года, цвета горных пород, цвета растительности, наличия ледников.

Пока что климатологами при расчете теплового баланса Земли учитывается только один источник тепла, получаемого планетой - энергия Солнца. Но есть еще один источник - эндогенная энергия самой планеты. К сожалению, ее роль в тепловом балансе Земли и в климатологии не учитывается.

Поток солнечного излучения, приходящийся на единицу поверхности Земли, закономерно уменьшается от экватора к полюсам.

Распределение значений внутреннего теплового потока по поверхности Земли неслучайно. Регионы с более высокими (положительными) аномалиями теплового потока называются «горячими точками». В настоящее время все еще ведутся споры относительно того, движутся ли эти горячие точки вместе с тектоническими плитами во время их дрейфа, или же они имеют более глубокое происхождение в мантии.

Таблица 8.2.

Средние значения теплового потока в микро калориях на кв. см в сек. в регионах с различными типами геологического строения коры (Стейси, 1972; с. 270)

Материки
Докембрийские щиты
Последокембрийские неорогенические области
Последокембрийские орогенические области
Зоны Кайнозойского вулканизма
Среднее для материков (кроме геотермальных областей)
«Среднесеточное» для материков *)

0.92 ± 0.17
1.54 ± 0.38
1.48 ± 0.56
2.16 ± 0.46
1.43 ± 0.56
1.41 ± 0.52

Океаны
Основная часть бассейнов
Океанические хребты
Желоба
Прочие (шельфы и др.)
Среднее для дна океана
«Среднесеточное» для океанов *)
.28 ± 0.53
1.82 ± 1.56
0.99 ± 0.61
1.71 ± 1.05
1.60 ± 1.18
1.42 ± 0.78

Среднее для Земли ( по всем значениям)
«Среднесеточное» для Земли *) 1.58 ± 1.14
1.43 ± 0.75

*) Каждое значение, использованное для получения «среднесеточного», представляет
собой среднее из всех измерений, попадающих на квадрат 5х5 градусов (300х300 морских миль).

Дело в том, что интенсивность потоков эндогенного тепла на континентах и в океанах примерно равная, и это противоречит теории тектоники плит. Это особенно удивительно, если вспомнить, что литосфера под континентами и океанами имеет разное строение: континентальные породы содержат вблизи поверхности намного больше радиоактивных веществ, чем океанические. Это различие должно было бы каким-то образом уравновешиваться на глубине.
Из сравнения регионов разного типа следует, что чем раньше закончились магматические процессы, связанные с орогезом, тем меньше величина современного теплового потока. Этот общий вывод, по-видимому, верен, но не нужно забывать, что существуют значительные изменения теплового потока местного характера. В частности, они наблюдаются над такими структурами, как Срединно- Атлантический хребет, где, вероятно, имеются локализованные источники тепла, находящиеся на глубинах до нескольких десятков километров. Ученые почему-то думают, что вклад этих потоков тепла в глобальное распределение эндогенного тепла мал.

Прежде я уже писал о том, что роль эндогенного тепла Земли совершенно напрасно не берется в расчет климатологами и океанологами. Покопавшись в публикациях, я нашел кое-что интересное на эту тему, что подтверждает высказанную ранее гипотезу о влиянии тепла, идущего из недр нашей планеты, на ее климат. Как известно, земная кора на дне океанов значительно тоньше, чем под материками. Она более плотная и имеет больший удельный вес, а следовательно, ее теплопроводность выше. Это значит, что на дне океанов в воду эндогенной тепловой энергии поступает больше, чем через материки в атмосферу.

Извержение "черного курильщика". Можно себе представить, каким должно быть давление в недрах этого вулканчика, чтобы преодолеть давление в 200 атмосфер и выбрасывать эти клубы горячей воды.

В 70-х годах прошлого века было сделано важное открытие, которое перевернуло многие представления ученых. Возле Галапагосских островов на глубине от 2 до 4 тысяч метров были обнаружены разломы, из которых в океан поступала горячая вода. На дне были обнаружены маленькие вулканы – гидротермы. Происхождение гидротерм объясняют так: морская вода по разломам попадает в толщу океанической коры, там разогревается за счет эндогенного тепла планеты, в ней растворяются различные химические элементы, затем горячая вода под сильным давлением выбрасывается из недр по разломам и поступает в океан. Здесь, остывая, она выделяет разные минералы, в том числе и полезные ископаемые. В местах выброса гидротермальной воды образуются небольшие вулканы высотой до 40 метров. Эти вулканы и назвали «черными курильщиками» из-за того, что вода выходящая из них, черного цвета.

"Черных курильщиков" обнаружили на дне Красного моря, а затем их стали находить и в других районах Мирового океана. Температура выходящих из них растворов достигает 350° С. А вот в Калифорнийском заливе "курильщики" представляют собой башни, сложенные сульфидными породами. Из грифонов этих "урильщиков" на высоту до 150 м поднимаются султаны чёрного "дыма". На участке в 14 квадратных километров этого залива насчитали около 80 "курильщиков". В условиях полной темноты, при давлении в 200 атмосфер и при температуре порядка 40° С вокруг "курильщиков", в среде, содержащей свинец, живут и превосходно себя чувствуют сотни видов животных. Некоторые из них достигают метровых и даже двухметровых размеров.

Возле "черных курильщиков" на дне океана есть иная жизнь, энергетической основой которой является не фотосинтез, а хемосинтез. В кромешной темноте здесь живут не только примитивные организмы, но и высоко организованные многоклеточные - даже ракообразные и рыбы.

В зоне рифтов происходит снижение давления, плавится океаническая кора и образуется магма, которая подступает к поверхности. Контакт магмы с морской водой приводит к выщелачиванию базальтов, к обогащению воды металлами. В результате этих процессов образуются настоящие причудливой формы железистые и марганцевые конуса высотой в сотни метров. На склонах этих конусов в изобилии находятся подводные гидротермы в виде чёрных курильщиков.

К западу от глубоководного Марианского жёлоба, глубина которого достигает 11022 м, а протяжённость 1340 км при ширине 59 км, открыта подводная гора высотой 2500 м над океанским ложем. Тёмные клубы исходят из труб на склонах этой горы. Вначале акванавты решили, что это обычные "чёрные курильщики". Но оказалось, что вода, фонтанирующая из них, холодная и сильно минерализованная. Минеральный состав этой воды отличался от минерального состава воды обычных "чёрных курильщиков". Если "чёрные курильщики" обязаны своим происхождением вулканической деятельности, то новые образования имели невулканическое происхождение. Трубы были сложены серпентинитами и частично карбонатами, оливинами, пироксенами. Причиной выброса холодной воды из недр в этом случае является высокое давление в океанической коре при отсутствии ее разогрева.

Гидротермальные источники обнаружены в непосредственной близости от Северного Ледовитого океана. Пять источников найдены между северными границами Норвегии и Гренландии, почти на 74° северной широты. Температура кипящей воды, извергаемой этими источниками, близка к 300° С. В 2005 году "курильщики" были обнаружены у побережья Гренландии. В районах горячих источников и на Сенвере флора заметно богаче, а жизнь активнее, чем вне воздействия таких источников ("Информационный портал Сайберсекьюрити Ру" ). Накопленные вокруг "курильщиков" массивные залежи сульфидов говорят о том, что "курильщики" активны здесь уже много тысяч лет. Можно сделать вывод о том. что экосистемы вокруг «арктических вентилей» представляет собой уникальные образования (AllTravels.com.ua.htm).

"Черным курильщикам" свойственны большие дебиты (несколько кг/сек.) и высокие температуры (до 350-365° С), тогда как "белые курильщики " характеризуются относительно вялой разгрузкой и температурами не выше 330° С (Короновский, 1999). Гидротермальные образования в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, характеризующихся низкой, средней и высокой скоростью спрединга, в целом похожи, хотя существуют и некоторые различия. Там, где скорость спрединга высокая, гидротермальные образования располагаются внутри осевого, наиболее молодого трога, находящегося в центральной части рифта, причем они связаны с открытыми раздвиговыми трещинами, так называемыми гьярами. Если скорость спрединга низкая и средняя, гидротермальные постройки могут располагаться и вне трещин, например в Срединно-Атлантическом хребте (Короновский, 1999).

Когда вода извергается из жерла курильщика, она разогрета до 400° С. Но, соприкасаясь с морской водой, она быстро остывает, отдавая тепло в океан. Во время осмотра горного массива посреди Атлантического океана были обнаружены громадные, ослепительно белые башни. Их высота достигала шестидесяти метров. Они были похожи на сталагмиты. Рядом с этими башнями, занимавшими площадку размером с футбольное поле, виднелись три с лишним десятка выступов и зубцов метровой высоты, а также многочисленные расщелины, заполненные белой породой. Это были гидротермальные источники неизвестного прежде типа; не похожие на «черных курильщиков» (А. Зайцев). Как полагает Дебора Келли, такие источники встречаются даже чаще черных курильщиков, ведь те можно найти лишь вдоль границ тектонических плит, а эти распространены на большом расстоянии от этих границ. полагает Дебора Келли. В водах Атлантического океана на глубине около 3 километров обнаружили гидротермальный источник, подающий воду в океан разогретую до рекордной температуры в 464° С. Этот источник расположился на гигантском пузыре магмы, скопившейся в разломе в южной части Срединно-Атлантического хребта (Andrea Koschinsky - Fritsche, Jacobs University Bremen).

В Южной Атлантике также был обнаружен горячий подводный гидротермальный источник из класса «черных курильщиков». Открытие совершила экспедиция Международного университета Бремена под руководством Анджея Кочинского. Температура этого «курильщика» 407°C. Критическая точка морской воды находится на отметке давление в 298 атмосфер и температура 407° С. При достижении этой точки перегретая вода переходит в состояние, когда пар и жидкость неотличимы друг от друга. Обычная морская вода проникает в разломы на дне, где нагревается, сдавливается подступающей магмой и переходит в необычное состояние. Будучи менее плотной,такая жидкость-пар “выстреливает” вверх, и образуются те самые "чёрные курильщики“.

Уникальное образование обнаружено в месте схождения Африканской и Южноамериканской литосферных плит. Скорость движения плит в этом месте составляет 3,2 см в год. Как говорит Кочинский, никто не мог подумать, что такие «курильщики» нужно искать в Атлантике, а не в Тихом океане, где скорость движения плит в пять раз выше. А это ставит под сомнение распространенное мнение, что вулканическая активность напрямую связана со скоростью движения плит. Даже наоборот, при движении плит много энергии недр тратится на работу по их перемещению. Если же плиты движутся медленно, то энергия выделяется в форме тепла разогретой магмы и передается воде, нагревая ее до критической температуры. Длина Срединного хребта в Атлантическом океане более 18 000 км. Отдельные участки его носят собственные названия: в Норвежско-Гренландском бассейне - хребет Книповича, южнее - хребет Мона, далее - Исландско-Янмайенский хребет, южнее Исландии - хребет Рейкьянес и Северо-Атлантический хребет, южнее экватора - Южно-Атлантический хребет.

Схема строения континентальных и океанических вулканов

В 1954 году геолог Х. Хесс предложил гипотезу, согласно которой океанское ложе состоит из базальтов, а под ним простирается перидотитовая мантия. Перидотит - тёмная, с зеленоватым оттенком порода, состоящая на 60% из оливина, 31% пироксена; остальное - апатит, рудные минералы и пр. Из мантийных глубин к поверхности ложа океана идут ювенильные водные массы. Взаимодействие этих вод с перидотитом приводит к образованию серпентина. Этот процесс должен быть особенно активным в районах серединных океанических хребтов. Эти процессы играют в жизни планеты заметную роль, так как система срединно-океанических хребтов простирается на теле Земли почти на 70 000 км.

Однако гипотеза Хесса противоречит концепции тектоники плит, поэтому тогда она была отвергнута геофизиками. Но в семидесятых годах к этой гипотезе вновь обратились. Сейсмические исследования указывают, что в некоторых местах Тихого океана непосредственно под толщей воды находятся массивные тела, сложенные серпентинитами. Геофизики отмечают высокую температуру, свойственную Марианским подводным вулканам в зонах залегания серпентинитов.

Гидротермальные источники срединно-океанических хребтов на дне океанов многочисленны. Их вклад в тепловой поток, идущий из недр Земли, составляет порядка 20%. Ежегодно из этих источников истекает в океаны порядка 3,5 миллиардов тонн горячей (350°C) воды через чёрные курильщики , и порядка 640 миллиардов тонн из низкотемпературных источников (20°C).

Но не только "курильщики" подогревают воды океанов. На дне морей и океанов извергаются и настоящие вулканы, изливающие огромные количества лавы, разогретой до 1200° С. И таких вулканов немало. Соприкасаясь с водой, лава отдает тепло и застывает. Мне думается, что учитывать их вклад в тепловой баланс океана просто необходимо. Особенно, если мы хотим делать климатические и океанологические прогнозы. Нагревая воду в месте извержения, вулканы создают в океане температурные градиенты и заставляют толщи воды двигаться из мест горячих в места более холодные. Например, усилилась вулканическая деятельность подводных вулканов в экваториальной зоне Атлантического океана и усилились течения в сторону Ледовитого океана, отчего увеличился перенос тепла в Арктику, и не только тепла эндогенного, но и экзогенного солнечного. Усилилась вулканическая деятельность на дне Ледовитого океана, и притормозилось течение Гольфстрим, так как вода в Ледовитом океане стала чуточку теплее за счет эндогенного тепла.

Подводные вулканы в Тихом океане

Вулканические извержения под водой также (а возможно и более) часты и сильны, как и на суше. С кораблей мореплаватели замечают внезапное появление над водой столбов пара, газа и пламени, или плавающую на поверхности в большом количестве пемзу. Иногда наталкиваются на вновь появившиеся островки, которые со временем опять исчезают. Если в извержении преобладают пепел, шлак, пемза, то сооружение быстро размывается водой; если же подводный вулкан извергает больше лавы, то вулкан выходит на поверхность воды, быстро увеличиваясь в размерах. Таковы вулканические острова Гаваи и Стромболи. Вулкан Катмаи возле Аляски вырос из-под воды и образовал остров Иоанна Богослова. Выступив на поверхность моря, он в течение двадцати лет продолжал извергаться и расти; постепенно лава сделала остров прочным, не поддающимся разрушению морских волн и ветров. К югу от Новой Зеландии почти на глазах мореплавателей возник о-в Пемза. Температура воды в районе этого острова достигала 60° C.

Древний и современный океанический вулканизм имеет более широкое распространение, чем наземный. Только на дне Тихого океана находится около десяти тысяч вулканов высотой более одного километра. Почти все подводные горные вершины в этом океане представляют собой вулканы. В основании коралловых островов лежат потухшие вулканы. Подводный вулкан Loihi на юго-западе Гавайев в 1996 году взорвался в первый раз, и с тех пор небольшие землетрясения случаются там едва ли не каждый день.

Извержение подводного и надводного вулканов. Конус вырос из-под воды в течение нескольких недель. Отчетливо видно, что океан в зоне извержения кипит.

Извержение подводного вулкана

Жизнь вокруг "черного курильщика" очень активна, хотя в основе ее не энергия Солнца, а энергия земных недр. В сущности это иная биосфера. Возможно, такая жизнь существует на спутнике Юпитера Европе, где океан покрыт толстым слоем вечного льда. Но за счет эндогенного тепла спутника Юпитера Европы на дне этого океана может быть хемосинтетическая жизнь.

Вполне возможно, что жизнь в глубоководных частях океана возле "черных курильщиков" появилась много раньше, чем привычная нам жизнь, основанная на использовании энергии Солнца.

Японско-американской группе исследователей удалось в деталях заснять подводное извержение вулкана примерно в 100 км к северу от тихоокеанского острова Гуам в районе Марианской впадины. Извержение происходило на глубине 533 м от уровня моря. В 2004 году автоматический японский батискаф подробно заснял выбросы лавы и ее взаимодействие с морской водой, сопровождающееся мощными взрывами. Из 15-метрового кратера вулкана под водой вырывались клубы пепла и пемзы, а вокруг лавы образовывались облака пены из углекислоты.

После 158-летнего покоя 30 января 1866 г. началось новое подводное извержение вулкана Санторин в западной части Средиземного моря. Вода в Санторинской бухте стала нагреваться, с поверхности бухты отделялись легкие облачка газа, распространявшие запах серы, на островах наблюдались толчки землетрясения. Первого февраля посредине бухты появилась черная зубчатая скала, окруженная белым паром. Количество пара увеличивалось, и 6 февраля столб его достиг 26 м в высоту. Температура воды в бухте равнялась 46°, а в озерах на острове достигала 84° С. Двадцатого февраля произошло сильное извержение, из бухты изверглись кластеры лавы, пепла и пары. Куски лавы выбрасывались на высоту до 500 м, а столб пепла и пара достигал высоты километра. На дно бухты в результате этого извержения вылилось большое количество лавы.

В районе Азорских островов в 1957 г. произошло подводное извержение вулкана, в результате чего в группе 9 Азорских островов возник десятый остров.

Так выглядит извержение глубоководного вулкана. Горячая красная лава, перегреый пар, летящие вулканические бомбы. И этим выбросом тепла в океан можно пренебречь?...

Новозеландский пилот наблюдал с самолета рождение в Тихом океане острова в центре архипелага Тонга. В течение недели, пролетая над этим местом, пилот видел, как из кипящих вод океана поднималась скала. За неделю остров достиг шестнадцати километров в диаметре, а высота его составила одну тысячу шестьсот метров. С наблюдательной вышки, охотники за кашалотами в Азорском архипелаге на острове Фаял заметили странное волнение водной поверхности. Сначала они посчитали его предвестником появления большого кита, охота на которого сулила неплохой заработок. Но вскоре гарпунерам стало не до заработка: они увидели, как из воды вырос огромный столб пара, затем остров стали сотрясать могучие толчки. Так 27 сентября 1957 года в Атлантическом океане началось извержение подводного вулкана, названного Капилиньюш. Только за сутки из твердых продуктов извержения над поверхностью океана образовался холм. На восьмой день суша поднялась над водой уже на сто пятнадцать метров. Но кратер вулкана пока еще находился ниже уровня океана. Земная кора в месте извержения словно дышала, то, поднимая, то, опуская новый остров. На восемьдесят первый день деятельности кратер вулкана поднялся над водой, и из его жерла потекли в океан огненные реки базальтовой лавы. Не успевало рассеяться грибовидное облако одного взрыва, как следующий взрыв взметал в небо лавину вещества из недр земли. Наиболее мощные взрывы были немыми: не было слышно не только страшного грохота, но и какого-либо шума. Звук, видимо, гасился устремлявшейся в пасть кратера водой. Ночью океан и небо пылали. По подсчетам бельгийского геолога Г. Тазиева, жидкие, твердые и газообразные вещества выбрасывались из недр земли в небо со скоростью 300-400 километров в час. Расход только кинетической энергии составлял от 10 до 30 миллионов лошадиных сил в секунду. Деятельность вулкана Капилиньюш продолжалась тринадцать месяцев. За это время было извергнуто восемьдесят четыре с половиной миллиона кубометров лавы, температура которой превышала 1200° C.

И этой энергией можно пренебречь при создании тепловой модели Земли? Не дай бог оказаться в зоне этого ада кораблю или самолету.

Извержение подводного вулкана не в силах удержать толща океана.

Извергается подводный вулкан Сюртсей вблизи Исландии. В атмосферу вулканом выброшено огромное количество электрически заряженных частиц - ионов. Проводимость воздуха от этого увеличилась и замкнулись пластины планетарного конденсатора - ионосферы Земли и поверхности Земли. Смотрите, какие молнии сверкают вокруг извергнутого столба пара.

Извергается подводный вулкан на юге Тихого океана. Правда, похоже на подводный ядерный взрыв?

Изливающаяся из жерла вулкана лава содержит огромное количество тепловой энергии. Когда такая лава извергается на дне морей и океанов, то она отдает тепловую энергию воде, подогревая таким образом моря и океаны в глубине.

Попробуйте вылить в ведро воды стакан горячей лавы и посмотрите, насколько нагреется вода в ведре. Помню, как моя бабушка нагревала воду для стирки в деревянной кадке, бросая туда нагретые в русской печке докрасна камни. От 2-3 таких нагретых речных галек вода в 3-х ведерной кадке буквально закипала. А климатологи говорят, что эндогенным теплом Земли "можно пренебречь".

Море у берегов Гаваев буквально кипит от выливающейся в него базальтовой лавы. Ну прямо как в кадке у моей бабушки!

Если такое количество лавы выльется на дне океана, то температура воды в придонном слое не может не повысится на несколько градусов. Кипящая на лаве вода будет подниматься к поверхности, а на ее место будет опускаться сверху холодная вода. Скорее всего в этом месте возникнет вертикальная циркуляция в виде гигантского водоворота. Не в таких ли местах пропадают корабли в Бермудском треугольнике?

Поток расплавленного камня имеет температуру от 1090 до 1640° C. Недавно на видео засняли извержение West Mata Volcano на дне глубокой морской впадины ( http://www.mygeos.com/2010/12/09/vulkany-v-okeane-1-chast ). Морские геологи из США во главе с химиком-океанографом Джозефом Резингом из Вашингтонского университета стали свидетелями извержения глубочайшего подводного вулкана West Mata. Невероятное действо, происходившее на глубине 1 220 метров, было снято на видео с помощью специального робота. По словам ученых, ярко-красные пузыри магмы лопались, выпуская похожие на дым клубы серы. Они почти сразу же застывали в холодной морской воде и образовывали черные камни, которые тут же опускались на дно. Робот кружил рядом с вулканом и собирал образцы. Любопытно, что вода вокруг вулкана была более кислой, чем электролит аккумулятора, однако креветки и некоторые виды микробов сумели выжить даже в таких суровых условиях.

Охлаждаясь, лава покрывается твердой коркой, под которой расплав некоторое время сохраняет очень высокую температуру. Соприкасаясь с твердой горячей коркой вода быстро закипает, не смотря на очень высокое давление на дне океана. Поднимаясь нагретая вода попадает в слои с меньшим давлением и превращается в перегретый пар, который, вырываясь в атмосферу, может создавать эффекты Бермудского треугольника. Я не могу понять, почему вклад эндогенного тепла в подогрев океанов и морей не принимается в расчет гидрологами и климатологами. Выбросы тепла в придонные слои в океане могут вызывать не только вертикальную циркуляцию воды, но и горизонтальную, вызывая океанические течения. Такой механизм может быть у течения Северо-Атлантического течения Гольфстрим и тихоокеанского течения Эльниньо, которые то усиливаются, то ослабевают, оказывая сильное влияние на атмосферные процессы. Так, в результате резкого замедления течения Эльниньо произошла аридизация климата в Мезоамерике, в результате которой, вероятно, и погибла цивилизация Майя.

Застывающая лава еще долго будет подогревать соприкасающиеся с ней воздух или воду.

Но не всегда извержения подводных вулканов столь впечатляющи. Они, как правило, остаются неизвестными, если макушка вулкана находится на глубине 3-4 км от поверхности океана. О деятельности подводных вулканов иногда узнавали по появлению на поверхности океана плавающей пемзы. Но то, что происходило в глубинах, оставалось загадкой. Советское научно-исследовательское судно «Михаил Ломоносов» в ноябре 1958 года находилось в Азорском Архипелаге посреди Атлантического океана между островами Фаял и Флориш, когда исследователи заметили извержение океанического вулкана. Наблюдения за его деятельностью проводились в течение трех экспедиций. И каждый раз океанский вулкан выбрасывал подводное «облако» жидких и летучих веществ, вытекающих под давлением из его кратера. Продукты извержения регистрировали приборы. Рельеф дна этого пролива хорошо изучен, и глубины в нем, согласно морским картам, изменяются в пределах от шестисот до тысячи четырехсот метров. Вдруг почти на середине пролива эхолот записал на ленте профиль подводной горы с углублением на вершине. Перо самописца зарегистрировало отметку в 188метров там, где на карте показана глубина 800 метров. Кроме линии дна, прибор зафиксировал на эхограмме расположенное в толще воды непонятное «облако» с неровными очертаниями, которое начиналось над углублением в вершине горы и вытягивалось в восточном направлении.

Извергающийся на дне океана вулкан выбросил много пироклстического материала, который покрыл поверхность океана на десятки квадратных километров. Поднимаясь со дна, этот выброшенный вулканом горячий пепел отдал океану немало тепловой энергии.

След от прошедшего корабля в пемзе, покрывающей поверхность океана. Там в глубине идет извержение подводного вулкана.

Как известно, ультразвуковые колебания, посылаемые вибратором эхолота вниз, отражаются не только от дна, но и от любых достаточно плотных веществ, находящихся в толще воды, будь то скопления мельчайших растений или животных, косяки рыб. Но вырисовывающееся на эхограмме «облако» не походило на что-либо известное ранее. Не сразу поняли исследователи, что «Михаил Ломоносов» находится над действующим подводным вулканом. Со склонов горы с помощью дночерпателя были подняты образцы пород, имевших характерную для быстро застывших лав стекловидную корку и пузыристую структуру, а также образцы базальта, вулканические шлаки и бомбы. Одновременно со свежими породами были подняты и базальты более ранних излияний. После этого ни у кого уже не вызывало сомнения вулканическое происхождение горы. Но на поверхности океана не было ни бурунов, ни пузырьков газа. Из жерла вулкана, которым, как и предположили по эхолотной записи, оказалось углубление на вершине горы, поступал в океан поток минерализованных вод. Количество кремния в них, к примеру, в 20 и более раз превышало концентрацию этого элемента в воде океана. То же произошло с рядом других химических компонентов. Эта первородная вода недр разбавляла воду океана на двести километров по течению. Вулкан назвали по именем «Михаила Ломоносова».

Известные вулканы Арктики ( http://shrrr.gorod.tomsk.ru/index-1271591642.php)

1. Подводный вулкан хребта Ломоносова 88.27°N 65.60°W

2. Подводный вулкан хребта Гаккеля 85.58°N 85.00°E

3. Ян-Майен 71.08°N 8.17°W

4. Колбейнси Ридж 66.67°N 18.50°W

5. Эспенберг 66.35°N 164.33°W **

** значения координат приведены по данным Alaska Volcano Observatory

Подводные вулканы срединно- океанического хребта Гаккеля (http://shrrr.gorod.tomsk.ru/index- 1271591642.php)

Ученые из американского океанографического института (Woods Hole Oceanographic Institution) обнаружили свидетельства взрыва подводного вулкана подо льдами Северного Ледовитого океана в срединно-океаническом хребте Гаккеля. Хребет Гаккеля протянулся почти на 1800 километров между северо-восточной оконечностью Гренландии и морем Лаптевых - там, где соседствуют две литосферные плиты, Евразийская и Северо-Американская.
Ученым удалось найти массу неровных стекловидных фрагментов на площади в 10 квадратных километров среди небольших вулканических кратеров, расположенных на глубине 4000 метров вдоль хребта Гаккеля. Три вулканических кратера получили названия скандинавских богов: Локи (Loke), Один (Oden) и Тор (Thor).

Подводные вулканы расположены на океанском дне не равномерно, а группами. В Атлантическом океане они в большинстве своем сосредоточены на Срединном Атлантическом хребте, видимая часть которого на севере — это острова Ян-Майен и Исландия, а южнее — Азорский архипелаг, далее на юг — острова Вознесения, Святой Елены, Тристан-да-Кунья; на юге завершают эту цепь острова Буве. Обособленно от хребта расположены в Атлантике вулканы Канарского архипелага и островов Зеленого Мыса. В Тихом океане вулканы тяготеют к цепи архипелагов Са-моа-Маршаллова-Каролинского-Кука-Тубуаи-Туамоту, а также к подводному хребту Императорских гор и горному образованию, проходящему от атолла Джонетон через архипелаг Туамоту. Кроме того, в этом океане вулканически активны Восточно-Тихоокеанский хребет с островом Пасхи, Галапогосский вулканический архипелаг и вулканический подводный хребет Сала-и-Гомес, заканчивающийся на востоке хребтом Наска. В Индийском океане вулканы расположены преимущественно в западной его части. Вулканы сосредоточены здесь на Коморских островах, а также на дугообразной подводной возвышенности между Сейшельскими и Маскаренскими островами. В Индийском океане существуют и другие горные образования, которые увенчаны вулканическими островами. Среди них можно назвать Мальдивские и Чагос. Подводный вулканизм есть и в Северном Ледовитом океане, и в водах Антарктики в тридцати милях друг от друга в районе шельфа Ларсен. Эти вулканы находятся в активной фазе, и один из них недавно извергался.

Извержение подводного вулкана у берегов архипелага Тонга. Вид с борта самолета.

Извержение подводного вулкана у берегов архипелага Тонга.

Вид из космоса. http://www.yworld.ru/forum/index.php ?topic=6800.0

Карта подводных вулканов Курильской островной дуги (по Тараканову, 1987) (http://geo74.narod.ru/vospominania/kurily/kurily.htm).

1 – подводные вулканы, 2 – подводные кальдеры, 3 – активные (а) и потухшие (б) наземные вулканы, 4 – вулканический фронт, 5,6 – фронтальная (5) и тыловая (6) вулканические зоны, 7 – ось Курило-Камчатского глубоководного желоба, 8 – разломы, 9 – ось фронтальной невулканической дуги, 10 – изоглубины до сейсмофокальной плоскости.

Извержение вулкана на Гаваях

Следует отметить две особенности современного вулканизма в Атлантическом океане. Первая — одновременность вулканических проявлений в местах, удаленных друг от друга на многие тысячи километров. Вторая — приуроченность вулканической деятельности к местам пересечений продольных и поперечных разломов в Срединном Атлантическом хребте. За десять дней перед извержением вулкана Капилиньюш земля сотрясалась четыреста пятьдесят раз, причем часто с интенсивностью до десяти баллов. В подобных же узлах находятся и вулканы Исландии.

Синхронность извержения вулканов в разных частях Атлантики, да и всей Земли в целом, говорит о том, что эти извержения связаны с периодами гравитационного сжатия и гравитационного расширения Земного шара и доказывают верность гипотезы пульсирующей Земли.

По мнению советского вулканолога К. К. Зеленова, подводные вулканические взрывы резко отличаются от наземных малым разрушением твердого материала. Их основное геологическое значение состоит в интенсивном насыщении водной среды жидкими и газообразными продуктами извержения. Известно, что степень расширения газов зависит от гидростатического давления. На больших глубинах, где оно исчисляется сотнями атмосфер, расширение газов невелико и содержащая их водная камера имеет шаровидную форму. Причем камера расширения газов, всплывая, из воды не выходит. На малых глубинах она принимает удлиненную форму, и находящиеся в ней газы устремляются вверх, поднимая над поверхностью океана столб воды. Следовательно, при подводном извержении на больших глубинах взрыва не бывает, выброса породы тоже, а лава не разбрызгивается из жерла вулкана газами, а выдавливается из него подобно пасте из тубы и как лепешка выстилает окружающее дно. Из-за высокого гидростатического давления в излившейся лаве не возникают, как это бывает на мелководье или на суше, газовые пузырьки и она не пенится, но газ в ней все-таки содеожится. Как-то в одной океанологической экспедиции подняли с большой глубины кусок базальта. В результате резкого перепада давления он тут же покрылся трещинами и рассыпался на мелкие части, разорванный заключенным внутри него газом.

Подводные вулканы возникли давно, о чем свидетельствует то, что на их склонах наряду со свежими породами имеются базальты более ранних излияний. Активизация недр планеты происходит периодически, и эти периода, как было показано в других моих статьях, тесно связаны со структурой Галактики и Солнечной системы и движениями, которые совершает Земля в космическом пространстве. Поэтому правильнее говорить не о возникновении, а о пробуждении вулканизма в современной истории океана. В последние десятилетия явно активизировалась вулканическая деятельность нашей планеты, участились и землетрясения. По подсчетам специалистов, недра дают столько тепла в год, сколько могли бы дать за этот период три миллиона тонн каменного угля.

Океанические течения в Атлантическом океане.

Океанические течения в Тихом океане.

На структуру морских течений не может не влиять эндогенное тепло планеты, неравномерно распределенное по дну океанов и морей. Температурные возмущения в морской толще вокруг "черных курильщиков" и подводных вулканов во время их извержения наверняка изменяют скорость да и направление морских течений. Например, если резко возрастет поток эндогенного тепла в арктических районах, то затормозится течение Гольфстрим, что вызовет усиление нагревания вод в северной Атлантике, усилит облачность и увеличение количества осадков в Европе. Ну а если усилится выделение эндогенного тепла только в северной Атлантике, то Гольфстрим потечет быстрее, то в южной и средней Европе несколько похолодает, зато в Арктической части планеты, в северной Европе и Западной Сибири заметно потеплеет. Что, кстати, мы видим летом 2011 г. Но если усилится выделение эндогенного тепла вдоль всех зон спрединга и вдоль всех разломов на дне морей и океанов, то усилится вертикальная циркуляция вод и произойдет потепление и гумидизация всюду. Но при этом увеличится облачность, как следствие увеличится и альбедо, снизится приток солнечной энергии и произойдет похолодание. При увеличившемся количестве осадков и снижении температуры воздуха, больщая часть осадков в северных районах планеты и в горах будет выпадать в виде снега. Белая заснеженная поверхность еще больше увеличит алебедо, и в Скандинавии, в Альпах и на островах Ледовитого океана начнется рост ледников. Я не климатолог, и в прогнозе могу ошибиться, но то, что эндогенное тепло планеты влияет на гидросферу и через нее на климат, уверен на 100%.

Мы живем не в очень устойчивом мире, и в этом нас вроде бы постоянно убеждают засухи, наводнения, ураганы, торнадо, лесные пожары, выпавший вдруг снег в Сахаре, ливни в Гоби и т.д. Но мы упрямо не желаем искать истинные причины этих явлений. Все уверовали, что главная и чуть ли не единственная причина климатических катастроф - это выбросы в атмосферу парниковых газов нашими машинами, ТЭЦ, фабриками и заводами. Но главная причина, скорее всего, в процессах, которые происходят в недрах нашей планеты под воздействием космических факторов. Мы до сих пор верим в то, что изнутри нашу Землю разогревает распад радиоактивных неустойчивых атомов. А это может быть и не так, Землю разогревают гравитационные возмущения, которые деформируют ее ядро, или колебания электромагнитного поля. Земля разогревается сверху за счет энергии, поступающей от Солнца, а изнутри наша планета разогревается как пища в микроволновой печи. Ведь в микроволновке кусок мяса разогревается не с поверхности, а изнутри. Два тепловых потока - один сверху вниз, а другой снизу вверх - встречаются на некотором расстоянии от поверхности планеты ( на каком?) и суммируются в некотором слое (какой толщины?).

Ответить на часть из этих вопросов могут мерзлотоведы, если они изучат в деталях процесс деградации реликтовой вечной мерзлоты. А именно поймут, как - снизу или сверху, слой реликтовой мерзлоты деградирует быстрее. Океанологи тоже могут пролить свет на проблему, измеряя инструментально придонную температуру в океанических впадинах, а также то, как изменяется температура воды в океане с глубиной. И делать это надо в разных точках планеты, и как можно с большей повторностью. Часто сбору фактического материала мешает слепая вера в теории, исследователь видит то, что укладывается в теорию, и не замечает или считает артефактами то, что в нее не укладывается. Эксперимент в науке должен всегда идти немножко впереди господствующей теории, тогда наука будет развиваться. Если эксперимерт станет следовать за господствующей теорией, то в науке наступит застой, а потом начнется мракобесие.

При написании этой статьи были использованы рисунки, фотографии и текстовая информация со следующих сайтов:

Информационный портал Сайберсекьюрити. Адрес доступа: www.maginfo.net.ru
Короновский Н. В. Химические процессы в гидротермальных системах океана // Соросовский образовательный Журнал , N10, 1999, cтр.55-62.

Александр Зайцев. Белые братья черных курильщиков // Знание—сила 20_20«ЗС» —20оnline.html

Чёрных курильщиков обнаружили в водах Атлантического океана // AllTravels.com.ua.htm

Что такое "чёрные курильщики"? Глава 6. РАДИОАКТИВНОСТЬ И ЗЕМНОЕ ТЕПЛО.

Подводные извержения // Сводка - Извержения вулканов. Адрес доступа: http://www.katastrofa-online.ru/svodka/izverzheniya-vulkanov/podvodnye-izverzheniya.html

Подводные и потухшие вулканы. Адрес доступа: http://nospe.ucoz.ru/index/0-189

Интересное о вулканах + фото. Адрес доступа:http://poldnic.ru/interesnoe /39-interesnoe-o-vulkanax-foto.html

Почему лава горячая? Адрес доступа: http://potomy.ru/school/828.html

Под Гавайями найдена 1200-километровая аномалия. Адрес доступа: http://besopan.ucoz.ru /news/2011-05-27-3754

На видео зафиксировано извержение самого глубоководного вулкана. Адрес доступа: http://oboffsem.ru/blog/other/15989.html

Извержение подводного вулкана записали на камеру. Адрес доступа: http://zhelezyaka.com/news.php?id=3759

Вулканы на дне Тихого океана. Адрес доступа: http://planetk.narod.ru/malik/vulkan.html

Геологи сняли на видео извержение подводного вулкана. Извержение подводного вулкана. Фото NSF/NOAA. Адрес доступа: http://www.meta.kz/140829-geologi-snjali-na-video-izverzhenie-podvodnogo.html

Тепловое состояние Земли. Адрес доступа: http://astro-world.narod.ru/archive/books/geo/book1/chapter8.pdf
Ботряков Геннадий Викторович. Курило-Камчатская дуга. Адрес доступа: http:geo74.narod.ru/vospominania/kurily/kurily.htm
На Тонга извергся подводный вулкан. Адрес доступа:http://oboffsem.ru/blog/other/11573. html

Детская энциклопедия. Издание второе 1965-1968. Просвещение 1 - 5. Адрес доступа: http://ceolte.com/view/845/

Всем авторам, чьи материалы были мною использованы, приношу свою благодарность.