Как рождаются вулканические острова и почему одни из них исчезают за пару месяцев, а другие создают участки суши на миллионы лет
Под океаном скрыты десятки тысяч вулканов. Но время от времени они «выходят» на поверхность и создают острова. Новая суша иногда существует пару месяцев, иногда — миллионы лет, за которые успевает превратиться в коралловый атолл. Разбираем весь механизм: почему мантия плавится, как расплав пробивается наверх и что решает судьбу свежего острова.
Новый остров за 11 часов
10 сентября 2022 года в центральной части архипелага Тонга (страна в Океании) начал извержение подводный вулкан Хоум-Риф. Через 11 часов над водой показалась суша. Четыре дня спустя геологическая служба Тонги оценила площадь острова в 0,4 га (гектар — это 10 тысяч м², примерно полтора футбольных поля) при высоте 10 м, а к 20 сентября остров занимал уже 2,4 га.
Место для такого события подходящее: Хоум-Риф стоит в дуге Тонга-Кермадек, где сходятся сразу три литосферные плиты. По данным NASA, это зона самого быстрого сближения плит на планете, и поэтому здесь один из самых активных вулканических поясов.
Дальше остров рос рывками. Извержения сентября 2023-го, января и июня 2024 года увеличили его площадь до 12,2 га, а активность декабря 2024 — января 2025 года добавила ещё 3,7 га — почти 16 га против стартовых 0,4 га. К весне 2026 года извержения прекратились: с 1 апреля по 14 июля геологическая служба Тонги новых выбросов не фиксировала, спутники видят только слабые струи газа, прогретые участки и небольшие подвижки береговой линии.
Для четырёхлетнего вулканического острова это долгая жизнь. Чтобы понять, почему так везёт далеко не всем, стоит начать с того, что происходит под водой.
Что такое подводный вулкан
Основная часть вулканической активности Земли приходится на океанское дно. Спутники, которые измеряют высоту водной поверхности (над крупной подводной горой океан слегка приподнимается из-за её притяжения), обнаружили больше 43 тысяч подводных гор. Детально, эхолотами (электронный гидролокатор, который использует звуковые волны для исследования подводного мира) с кораблей, изучено около 16 тысяч из них. Общее число подводных вулканов, по оценкам вулканологов Университета штата Орегон, превышает миллион, и примерно 75 тысяч из них — выше километра.
Возникает вопрос: как лава вообще течёт под водой? Холодная морская вода мгновенно охлаждает поверхность потока, и на нём образуется корка базальта. Внутри лава остаётся жидкой, продолжает двигаться, прорывает корку в слабом месте и раздувает следующий пузырь. Поток нарастает из округлых наплывов, похожих на подушки. Подушечная лава, по данным Геологической службы США, — самая распространённая вулканическая порода на Земле, и почти вся она скрыта под водой.
Великое вымирание: правда ли сибирские вулканы запустили крупнейшую катастрофу в истории планеты
Почему вулкан вообще начинает извергаться
Мантия (внутренний слой Земли из твёрдых, но очень горячих пород; под океанами он залегает всего в 5–7 км от дна) раскалена до 1200–1300 °C и при этом остаётся твёрдой: её удерживает давление вышележащих пород. Чтобы началось извержение, порода должна расплавиться. Для этого достаточно одного из двух условий.
- Падение давления. Когда мантийное вещество поднимается вверх, давление на него снижается, и порода переходит в жидкое состояние при той же температуре — получается магма (расплавленная порода; на поверхности её называют лавой). Этот механизм работает на срединно-океанических хребтах и над мантийными струями — вертикальными потоками раскалённого вещества, поднимающимися из глубины мантии. Так рождается большая часть всей магмы на планете.
- Появление воды. Погружающаяся океаническая плита несёт с собой воду в осадках и минералах. На глубине она выделяется и попадает в горячую мантию сверху, а вода снижает температуру плавления мантийной породы примерно на 60–100 °C. Порода, которая только что была твёрдой, начинает плавиться.
Дальше работает плотность: расплав легче окружающих пород, поэтому он поднимается вверх. Часть магмы застревает в коре и застывает, часть доходит до дна. В магме растворены вода, углекислый газ и соединения серы. По мере подъёма лавы давление падает, газы выделяются в пузырьки и расширяются — это и создаёт выброс.
Сколько парниковых газов выбрасывают вулканы при извержении и правда ли они угрожают климату
Где стоят такие вулканы
Два механизма плавления задают три типа мест, где скапливаются подводные вулканы.
- Срединно-океанические хребты. Плиты расходятся, мантия поднимается в освободившееся пространство и плавится от снижения давления. Обычно это происходит на глубине в несколько километров. Исландия — редкий участок, где хребет выходит на поверхность: там к раздвигающимся плитам добавляется горячая мантийная струя.
- Зоны субдукции. Одна плита уходит под другую и вместе с собой утягивает вглубь морскую воду — она содержится в пропитанных ею породах и осадках океанского дна. На глубине эта вода выделяется, поднимается в горячую мантию над плитой и снижает температуру её плавления, запуская образование магмы. Над погружающейся плитой выстраивается дуга вулканов. Так устроены Курилы, Идзу-Бонинская дуга и дуга Тонга-Кермадек.
- Горячие точки. Из глубины мантии поднимается устойчивый поток горячего вещества. Плита движется над ним, вулканы выстраиваются в линию, и чем дальше от источника, тем они древнее. В Гавайско-Императорской цепи возраст самого северного датированного вулкана превышает 81 миллион лет, излом цепи, где плита сменила направление, датируют 43 миллионами лет.
Как подводный вулкан становится островом
Пока вершина остаётся на большой глубине, извержение почти не отражается на поверхности моря: давление воды сдерживает расширение газов, лава растекается подушками. Вулкан наращивает себя снизу вверх десятки тысяч лет.
На мелководье картина меняется. Раскалённая магма встречается с водой, вода мгновенно переходит в пар, и расплав разрывает на мелкие частицы. Над морем поднимаются струи пара и пепла, вокруг жерла накапливается конус. Такой тип извержения называют сурцейским — по названию исландского острова Сурцей.
«Строительного материала» у вулкана два.
- Первый — тефра, общее название для пепла, лапиллей и вулканических бомб. Она накапливается очень быстро (напомним, что остров у Хоум-Рифа поднялся над водой за 11 часов).
- Второй — лавовые потоки, которые застывают сплошной породой и растут медленнее. От их соотношения зависит почти всё, что случится с островом дальше.
Большая пятёрка: как жизнь на Земле 5 раз оказывалась на грани исчезновения
Где есть вулканические острова
Вулканическое происхождение имеют Исландия, Гавайи, Курилы, Азорские и Идзу-Бонинские острова: все они выросли по той же схеме, только миллионы лет назад, и сегодня на них живут люди. Молодые острова пока необитаемы — они слишком малы, нестабильны и слишком далеко находятся. Зато их удалось наблюдать с первого дня.
Фердинандея, Сицилийский пролив
Летом 1831 года вулкан начал расти с глубины около 150 м и в середине июля вышел на поверхность. За шесть недель остров набрал больше 60 м высоты при диаметре порядка 600 м. Британцы назвали его Грэм, французы — Джулия, капитан Королевства обеих Сицилий Джованни Коррао — Фердинандея в честь короля Фердинанда II. Начался спор о принадлежности новой суши. За следующие четыре месяца волны полностью разрушили остров, и спор прекратился сам собой. Сегодня вершина конуса лежит примерно в 9 м под водой.
Сурцей, Исландия
В ноябре 1963 года в 32 км от южного берега Исландии из моря поднялся новый остров. Извержение длилось до 1967 года. Исландия закрыла Сурцей для посещения и получила площадку, где видно, как жизнь заселяет землю с нуля. Постоянного населения там нет и не будет: на острове стоят только исследовательская хижина и фундамент старого маяка, высадка возможна лишь по разрешению.
Хронику ведёт ЮНЕСКО. Сначала течения принесли семена, появились бактерии, плесень и грибы. В 1965 году, пока извержение ещё шло, выросло первое сосудистое растение — морская горчица. К 2004 году на 141 га насчитали 60 видов сосудистых растений, 75 мхов, 71 лишайник, 24 гриба, 89 видов птиц и 335 видов беспозвоночных. В 2008 году остров внесли в Список Всемирного наследия.
В 1970 году, по данным Корнеллской орнитологической лаборатории, на скалах Сурцея стали гнездиться чистики и глупыши. Первой сухопутной птицей, выведшей птенцов на острове, стала пуночка. Тогда же на берег начали выходить серые тюлени. Их присутствие привлекло к острову косаток.
Деревьев на Сурцее нет: растительность держится на уровне трав, мхов и лишайников, а самый плотный её участок — луг площадью около 13 га, выросший прямо в колонии чаек на удобрении из их помёта.
Нисиносима, Япония
Маленький остров Нисиносима в Идзу-Бонинской дуге существовал и раньше, а извержение 1973–1974 годов уже однажды прибавило к нему новую сушу. В ноябре 2013 года рядом поднялся ещё один островок, они срослись, и вулкан начал расти за счёт потоков жидкой андезитовой лавы: к концу извержения 2020 года остров достиг размера примерно 2,5 × 2,5 км.
Люди здесь никогда не жили — до ближайшего обитаемого острова около 130 км. Зато остров успел обзавестись растительностью и птичьими колониями. Извержение декабря 2019 — августа 2020 года покрыло лавой и пеплом всю его площадь: от прежней суши не осталось ничего. Единственная популяция портулака (один из самых неприхотливых овощей и декоративных растений), изученная по образцам 2019 года, считается вымершей. К 2021 году на остров вернулись морские птицы — олуши и крачки, а растений съёмка с дронов не обнаружила.
Тонга, Океания
В дуге Тонга-Кермадек острова рождаются чаще всего, и за последние тридцать лет там развернулись сразу три сценария. Речь идёт о трёх разных вулканах.
Латейки, ближайший сосед Хоум-Рифа. В 1995 году над водой поднялся лавовый купол, и суша продержалась 25 лет. В октябре 2019 года новое извержение обрушило остатки старого острова и построило на его месте новый, из рыхлого материала. Извержение длилось 12 дней, а через два месяца после его окончания океан полностью размыл новую сушу.
Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. В 2015 году извержение соединило два старых островка перемычкой из вулканического материала. 15 января 2022 года тот же вулкан её уничтожил: от новой суши остались два обломка. Столб пепла и пара поднялся на 57 км — рекорд за всю историю наблюдений, и впервые вулканическое облако зафиксировали в мезосфере. Во время облёта в феврале 2026 года геологическая служба Тонги не увидела признаков активности: остатки островов продолжают разрушаться волнами.
Хоум-Риф — тот самый остров, что появился за 11 часов. Он держится четвёртый год, потому что вулкан продолжает работать: извержения повторяются почти ежегодно, и последние из них шли с излиянием лавы, которая застывает прочной породой.
Что такое вулкан Судного дня и где он находится
Мидуэй, Тихий океан
Все предыдущие острова молодые, и на их примере виден только старт. А чем всё заканчивается, показывает Мидуэй — атолл на северо-западе Гавайской цепи. Он вырос на той же гавайской горячей точке, о которой шла речь выше: плита медленно ползёт над потоком раскалённого вещества, и над ним один за другим поднимаются вулканы. Мидуэй образовался около 28 миллионов лет назад, а сейчас та же горячая точка строит острова современных Гавайев. Когда-то он был крупным вулканическим островом — по площади примерно как современный гавайский остров Ланаи (364 км², почти как площадь всей Томской области).
Дальше сработали вес и время. Вулкан продавливал кору под собой и вместе с ней медленно опускался, а вокруг рос коралловый риф, тянувшийся вверх ровно настолько, насколько уходила вниз суша. Сам остров в итоге скрылся под водой целиком, а риф остался на поверхности — получилось кольцо с лагуной. Бурение 1965 года подтвердило эту картину: под коралловой толщей в сотни метров действительно лежит основание опустившегося вулкана.
От прежнего острова сегодня не осталось ни клочка суши. Те два островка Мидуэя, на которых сейчас растут деревья и гнездятся миллионы морских птиц (вместе около 590 га), — это молодые песчаные наносы, намытые волнами уже поверх рифа. Но хотя прожить миллионы лет вулканическим островам в буквальном смысле не удаётся (за такой срок исходная суша исчезает полностью), на их месте остаётся живой коралловый памятник вулкану — атолл.
На атолле Мидуэй нет постоянного гражданского населения, но временно проживают около 40 человек — это сотрудники Службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы США (USFWS), контрактники и волонтёры, обслуживающие природоохранную зону.
Почему одни острова остаются, а другие исчезают
В продолжительности жизни вулканических островов важное значение имеют несколько факторов:
- Материал. Тефра ложится несцементированным слоем — частицы просто засыпают друг друга, связующего вещества между ними нет, и прибой размывает такую «постройку» за месяцы. Лавовые потоки застывают сплошной породой, которая держит удар волн годами. Разница видна на примере Латейки: лавовый остров 1995 года прожил 25 лет, рыхлый остров 2019 года — два месяца.
- Подпитка. Пока вулкан извергается, он восполняет то, что уносит океан. Именно это удерживает остров у Хоум-Рифа: за четыре года он получил как минимум пять новых порций материала.
- Время. Волны работают непрерывно, и прочная порода тоже поддаётся разрушению. Сурцей за шестьдесят лет потерял половину площади, и со временем от него останется только самая устойчивая сердцевина.
- Вес. Кора под вулканом постепенно прогибается — и остров опускается, а волны в дополнение срезают вершину. В тропиках вокруг успевает вырасти коралловый риф, который тянется вверх с той же скоростью, с какой уходит вниз суша. В итоге остаётся атолл — кольцо рифа с лагуной на месте бывшей горы. Такую последовательность предположил Чарльз Дарвин в книге о коралловых рифах 1842 года, а подтвердилась она только в 1950-х: бурение на Маршалловых островах показало, что под коралловой постройкой лежит опустившееся вулканическое основание.
Что это за место: Долина гейзеров — единственный в Евразии каньон, где земля дышит кипятком
Когда остров исчезает за один день
Прибой разрушает остров годами. Сам вулкан справляется за сутки: суша стоит на его вершине, поэтому сильное извержение или обрушение склона сносят её целиком. Так исчезла перемычка между Хунга-Тонга и Хунга-Хаапай. Так же едва не исчез индонезийский Анак-Кракатау.
Он вырос в кальдере, оставшейся после катастрофического извержения Кракатау 1883 года: над водой поднялся в 1927 году и к 2018 году достиг высоты 333 м. 22 декабря 2018 года юго-западный склон обрушился в море. Оползень срезал вершину конуса и вызвал цунами, из-за которого погибли около 430 человек.
Кальдера, в которой вырос Анак-Кракатау, — обычный след крупного извержения: опустевшая вершина обрушивается внутрь и оставляет впадину. Самая известная из них лежит на Суматре и заполнена водой. О крупнейшем вулканическом озере планеты читайте в нашем материале.
Подпишитесь на «Рамблер» в Max! Будем на связи вопреки блокировкам и сбоям.