Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
30. История взглядов на причины вулканизма
Древние мудрецы говорили: Кто изучает прошлое, тот понимает настоящее. И добавим, может предвидеть будущее.Одним из главных принципов изучения естествознания, помимо научности, служит принцип историзма о необходимости знакомиться с объяснениями проблемы ушедшими поколениями. Сделаем это на примере выяснения истории взглядов на причины вулканизма.
В древности люди не могли дать объяснение явлениям природы, поэтому обожествляли их. Например, Гомер рассказал о встрече Одиссея с циклопом - громадным истуканом с горящим глазом во лбу, в гневе с шумом швырявшим громадными глыбами. Это действующий вулкан со светящимся на вершине кратером, выбрасывающий при извержении вулканические бомбы.
Со времен древних римлян в сознании людей утвердились основные термины, характеризующие вулкан: пепел, шлак, потухший вулкан, вулканический очаг и др. По конической форме с отверстием наверху, из которого выходит дым и пепел, древние римляне видели в вулкане громадную кузницу. Внутри ее работает бог-кузнец - Вулкан. В кузнице есть очаг. Твердыми продуктами горения являются пепел или зола и шлаки, оплавленные тугоплавкие остатки. Кузница бывает действующей и потухшей.
Когда, показывая студентам репродукцию картины Карла Брюллова «Последний день Помпеи», прошу сказать, продуктами извержения какого вулкана засыпан этот город, все, не задумываясь, отвечают: Везувия. Но это неверно. Для этого нужно, чтобы вулкан с таким названием существовал, но его не было. Была гора Сомма. На памяти людей извержений ее не было, и Сомма принималась обычной горой. В 79 г. началось извержение проснувшегося после долгой спячки вулкана Сомма с засыпанием Помпеи, Стабии, Геркуланума. Вершина Соммы была уничтожена, и на ее месте образовался огромный кратер - кальдера. Через 93 г. началось новое извержение вулкана Сомма с появлением в кальдере молодого конуса, названного Везувием. Полное название сейчас вулкана Сомма-Везувий.
Наблюдая извержение вулкана, особенно ночью, древние греки, видя выходы огня и чувствуя запах серы (правильнее SO2), сделали вывод, что суть вулканизма в горении в близповерхностных пустотах серы и битума. На самом деле выходит не огонь, а выбрасывается раскаленный пепел.
Объяснение вулканизма горением горючих веществ удовлетворяло людей до начала 19 в., или почти две с половиной тысячи лет. Менялись лишь горевшие материалы. В Средние Века античная наука была забыта, и явления природы объяснялись догмами Священного писания. На вулканы смотрели как на отверстия в ад, или рассматривались результатом горения скоплений остатков животных и растений, погибших во время всемирного потопа.
Во времена Возрождения вспомнили о запахе «серы», и вулканизм объясняли горением серного колчедана (пирита - FeS2) при соприкосновении с морской водой. Такая идея нашла подтверждение опытом. В 1700 г. профессор Сорбонны Н. Лемери приготавливал при публике смесь из серы и железных опилок, зарывал ее в земли и поливал водой. Через некоторое время верхняя корочка почвы вспучивалась, через разрывы в ней выходили языки пламени. Особый эффект опыт производил ночью - люди наблюдали извержение небольшого искусственного вулкана. Тогда казалось, что механизм вулканизма полностью выяснен. Последним объяснением было горение пластов каменного угля.
Когда же стали изучать вулканы Америки, выяснили, что из них чаще изливается лава, а не выбрасывается пепел. Горением каменного угля лаву не получишь.
В начале 19 в. в естествознании утвердилась гипотеза Канта-Лапласа образования Земли раскаленным газовым шаром. При остывании он покрылся твердой корой охлаждения - земной корой, ниже которой первичный расплавленный материал. Поднятием его по трещине от землетрясения легко объяснялись как причина, так и механизм вулканической деятельной.
Но, в начале второй половины 19 в. изучение прохождения сейсмических волн показало, что поперечные волны - деформации сдвига, нарушения сплошности среды с образованием микропустот распространяются до глубины 2900 км. Пустоты, даже микро, могут возникнуть только в твердых телах, а в газах и жидкостях, молекулы которых постоянно перемещаются, пустоты невозможны. Готового расплавленного материала в недрах каменной оболочки не оказалось.
Тогда в 1872 г. была придумана магма, возникающая при снятии давления от трещины при землетрясении на твердое высоконагретое глубинное вещество. По этой трещине магма поднимается, по пути теряя пары воды и газы, превращаясь в лаву. Лава, достигнув поверхности литосферы, производит извержение вулкана. Это уже современное объяснение причины и механизма вулканизма.
Но, глубинной, эндогенной или ювенильной (впервые поднятой на поверхность литосферы) тепловой энергии нет. Если бы и была, трещина от землетрясения перевести твердое нагретое вещество в расплавленное состояние не может, потому что давление вызвано массой вышележащих слоев, а трещина массу не уменьшает. Для этого нужно убрать сверху покрышку толщиной несколько км. Если бы расплав - магма - и образовалась, при подъеме и контакте с нерасплавленными породами магма быстро бы остыла. Резкое охлаждение ее вызвало бы удаление газов. Лава из магмы, даже будь она, образоваться не может.
Объяснение вулканизма с магмой - нереальный мир природы, или симулякр - копия, не имеющая оригинала.
Реальность (ноотик) в следующем. Вулканизм - заключительное звено круговорота энергии и вещества в литосфере, суть которого в удалении нагретого базальтового раствора, образовавшегося при перекристаллизации глины в гранит. Вулканы на Земле извергаются потому, что светит Солнце и есть гравитационное поле. Это реальный мир природы. Но знать историю взглядов на причины вулканизма необходимо, потому что в совокупности с научным объяснением это и дает ответ на причины вулканизма с позиции человека.
После выяснения, что люди воспринимают мир природы таким, каким его видят, уместно ознакомиться с целями изучения реальной картины природы.