Кракатау

Название «Кракатау» в сознании людей ассоциируется с понятием вулканической катастрофы огромного масштаба. Сто двадцать восемь лет назад (в конце августа 1883 г.) мир был потрясен известием о внезапной гибели 36 тыс. человек на берегах пролива между островами Ява и Суматра в результате извержения на небольшом вулканическом острове Кракатау. Хотя само извержение было достаточно сильным (6.5 баллов по 8-балльной шкале интенсивности извержений – VEI-Volcanic Explosivity Index), от воздействия собственно извержения (ожогов от облаков горячего пепла) погибло только около 1000 человек, находившихся в ближайших к вулкану населенных пунктах. Большинство же стало жертвами цунами, которое буквально принесло энергию извержения к многочисленным прибрежным поселкам, удаленным на десятки – сотни километров от вулкана. Высота заплеска достигала 40 м, а удар был такой силы, что снес многие морские навигационные маяки, построенные вдоль берегов пролива. Их кирпичные, рассчитанные на века стены толщиной более 2 м, разбились на куски и были заброшены вглубь суши на расстояние до нескольких километров. От бамбуковых хижин аборигенов вообще не осталось никаких следов.

Предмет нашего исследования, отложения цунами, – разнообразный материал (включая обломки маяков), который был подхвачен волной в прибрежной зоне и отложен на суше среди рисовых полей и кокосовых плантаций. Когда мы уезжали в экспедицию, многие наши коллеги не верили в успех. Аргумент был простой: «Прошло столько времени, район с высочайшей плотностью населения, все много раз перекопано, уверены: вы ничего не найдете!» Однако, это нас не останавливало. Чтобы быстрее проводить исследования, некоторые члены экспедиции не стали расселяться в гостинице, а жили под открытым небом у подножья вулкана. Поэтому самым отчаянным пришлось заранее купить спальник. К слову сказать, большой ассортимент спальников вы можете найти в Интернет-магазине «Суперпоход» по адресу http://www.superpohod.ru/.

Действительно, той Явы, с непроходимыми джунглями и носорогами, описанной в школьных учебниках географии, давно не существует. Заповедник Уджунг-Кулон – все, что осталось от былого буйства природы. Малейший кусочек земли здесь тщательно возделан, везде кто-то живет, торгует, пасет скот или сваливает мусор (обычно все это происходит одновременно). На рисовых террасах преобразование рельефа человеком сравнимо вообще с геологическим процессом. Тем не менее, оказалось, что следы такого мощного цунами невозможно стереть полностью.

Первое, что мы обнаружили, – это очень глубокую эрозию поверхности небольших прибрежных островков, через которые перехлестнуло цунами. Слой почвы толщиной несколько метров вместе с растущим вековым тропическим лесом был полностью смыт, и на обширных площадях обнажилось прочное скальное основание.

Даже по прошествии стольких лет здесь почти ничего не выросло. Размыв берега обычен при цунами, однако в случае Кракатау эрозия проявилась особенно сильно. Дело в том, что извержение вызвало многочисленные цунами. Если невулканическое цунами, как правило, обрушивается на берег в виде нескольких отдельных волн с интервалом от нескольких минут до нескольких десятков минут, то колебания уровня моря в Зондском проливе, вызванные извержением Кракатау, наблюдались почти непрерывно в течение 25 ч! Причем наиболее разрушительные волны высотой 35-40 м отмечены в 19.30 (26 августа), 1.30, 5.30, 6.40, 8.20 и 10.02 (27 августа).

Особенно впечатляющим и сразу бросающимся в глаза свидетельством мощи цунами 1883 г. служат гигантские блоки коралловых рифов, лежащие в приливно-отливной зоне и занесенные вглубь суши на расстояние до нескольких километров. В литературе, посвященной извержению Кракатау, описан только самый большой блок размером 10х12х5 м, но оказалось, что цунами разбросало их великое множество вдоль всего западного побережья Явы. На некоторых уже успел сформироваться слой почвы, и растут небольшие деревья.

Несмотря на то, что местные жители используют эти блоки для строительства, многие сохранившиеся глыбы все еще возвышаются над зеленым бархатом рисовых полей, как памятники погибшим здесь крестьянам.

По мере того как в поисках отложений 1883 г. мы копали небольшие шурфы и вручную бурили многочисленные скважины вдоль берега, обнаружилось, что почти везде в низменных местах цунами оставило слой толщиной до 40 см плохо сортированного кораллового гравия.

Отложения цунами Кракатау оказались намного грубее наиболее часто встречающихся отложений невулканических цунами. Последние даже на коралловых островах представлены, как правило, песком, в котором крупные фрагменты кораллов встречаются нечасто. Очевидно, как и в случае с эрозией берега, это результат многократности цунами от извержения Кракатау. Огромные, следующие одна за другой волны постепенно разбили, расшатали и размолотили прибрежные коралловые рифы, а самое мощное цунами (27 августа, около 10 утра) подняло и выплеснуло эту коралловую кашу на низменные берега западной Явы.

Интересно, что в отложениях цунами нам удалось найти лишь один крупный окатанный кусок пемзы извержения 1883 г. В открытой воде цунами не переносят какой-либо материал. Только у берега, где волна начинает взаимодействовать с дном, она тормозится, обрушивается и превращается в поток воды, подхватывающий и несущий отложения прибрежной зоны. Найденная пемза была выброшена на начальной стадии извержения Кракатау, за три месяца до пароксизма, вызвавшего цунами, и длительное время дрейфовала по морю. Она случайно оказалась занесенной в прибрежную зону морскими течениями и ветром, а затем была выброшена цунами на берег вместе с другим, невулканическим материалом.

Хотя цунами от извержения Кракатау – признанный эталон цунами вулканического происхождения, механизм их возникновения полностью не ясен и служит предметом длительной дискуссии. Дело в том, что извержение Кракатау (как и вообще любое крупное извержение) имело комплексный характер. Оно включало несколько различных процессов, которые могли вызвать цунами. Важнейшим из них стало извержение в течение 16 ч 18-20 км³ пирокластического материала, который был отложен преимущественно в море. Суммарная толщина отложений в непосредственной близости от вулкана превышает 30 м.

Массовое отложение пирокластического материала в виде растекающихся от центра извержения многочисленных потоков, – одна из наиболее вероятных причин образования цунами. Вторая причина возникновения цунами связана с тем, что в ходе извержения образовалась подводная кальдера – впадина диаметром 5 км и глубиной до 400 м, в которую просела большая часть о.Кракатау. Заполнение морем этой кальдеры должно было сопровождаться образованием гигантских волн, а втекающая вода контактировала с раскаленными породами, что вызывало мощные подводные взрывы – еще один вероятный источник цунами. Таким образом, очевидно, что цунами на Кракатау возникали в результате нескольких процессов, а относительный вклад каждого из них был различным на разных этапах извержения.

Отдельный вопрос: почему самое сильное цунами образовалось последним, в самом конце извержения? Скорее всего, оно было вызвано крупномасштабным обвалом стратовулкана Раката, составлявшего южную оконечность о.Кракатау. На завершающей стадии извержения край формирующейся кальдеры пересек остров в месте, где располагался крутосклонный конус Раката высотой800 м. Это привело к потере конусом гравитационной устойчивости, и половина постройки Ракаты соскользнула в заполнявшуюся морем кальдеру, вызвав самое мощное цунами данного извержения.

Проведенное нами физическое моделирование процесса проседания кальдеры показало, что, если кольцевой кальдерный разлом пересекает эксцентрично расположенный вулканический конус, происходит крупномасштабное обрушение конуса внутрь кальдеры. При этом обвалившийся конус приобретает характерную, легко узнаваемую подковообразную форму.

Анализ космических снимков показал, что такие подковообразные постройки, расположенные у краев крупных кальдер, широко распространены во многих вулканических районах, в частности на Камчатке. Следовательно, обвалы, аналогичные обвалу Ракаты, – достаточно обычное явление в процессе кальдерообразующих извержений. При формировании подводных кальдер они, очевидно, служат источником наиболее разрушительных цунами.

После извержения 1883 г. Кракатау на 44 года погрузился в спячку. В 1927 г. в его кальдере возобновилась вулканическая деятельность – началось длительное подводное извержение базальтовой магмы. Подводные взрывы умеренной силы вызывали небольшие цунами на островках, окружающих кальдеру. Островки были необитаемые, и это явление не привлекло большого внимания, и не было детально изучено.