Неутомимый исследователь вулканов

Вспоминая несколько московских встреч с Гаруном Тазиевым (на заседаниях во время 15-й Генеральной ассамблеи Международного геодезического и геофизического союза в 1971 году или на встрече геофизиков, где Тазиев рассказал мне о своих поездках в Японию, о японских друзьях – среди вулканологов у него друзья во всем мире), я всегда вижу перед собой жизнерадостного, увлекающегося человека, удивительно простого и приветливого.

Беседуя с русскими, он говорит по-русски, вставляя иногда английские или французские слова. Когда беседа на русском бывает сложной, Тазиев прибегает к помощи своей матери. Гарун Тазиев, который теперь живет в Париже, родился в Варшаве в 1914 году. Его отец служил врачом в русской армии и погиб в первую мировую войну. После смерти отца они с матерью поселились в Бельгии, в Льеже. Мальчиком Гарун мечтал стать моряком и полярником. Но обстоятельства сложились так, что ко времени второй мировой войны он, окончив Льежский университет, получил профессию агронома.

Война. Оккупация. Тазиев участвует в бельгийском движении Сопротивления. Но ему удается продолжить свое образование: он приобретает специальности горного инженера и геолога. Кем только не пришлось поработать Гаруну Тазиеву, прежде чем стать вулканологом: он был ассистентом на кафедре энтомологии агрономического факультета, потом ассистентом на кафедре минералогии, инженером на оловянных рудниках в Катанге, чиновником геологической службы в Киву…

И вот встреча с извергающимся вулканом Китуро. Тазиев обретает себя:

«Мне было тридцать четыре года по календарю, но гораздо меньше по шкале взрослости, когда я открыл для себя, во время извержения вулкана Китуро, весь набор эстетических, спортивных и научных прелестей, какой вулканология дарит человеку моего склада».

И это именно так. Трудно найти другую область человеческой деятельности, где бы научные, спортивные и эстетические радости переплетались так тесно, как в вулканологии.

Вулканы открыли перед Тазиевым свою многоликость и разнообразие своей деятельности, вулканы раскрыли в самом Тазиеве обилие и многогранность талантов.

Их, вулканов, было много на его пути. Ньямлагира и Ньирагонго в Африке, Этна и Стромболи в Средиземном море, Капелиньюш на Азорских островах, Исалько в Центральной Америке, Мерапи и Батур в Индонезии, Асама и Сакурадзима в Японии…

«У меня давно зародилась мечта совершить длительное путешествие и осмотреть как можно больше действующих вулканов. Геологу, так же как и врачу, необходим практический опыт: чем больше больных выслушивает врач, чем больше вулканов обследует геолог, тем лучше каждый из них овладеет своей профессией» («Встречи с дьяволом»).

Гарун Тазиев выступает перед нами, с одной стороны, как ученый-исследователь, с другой – как путешественник и борец со стихийными силами природы, с третьей – как художник-лирик, писатель и создатель великолепных фильмов о вулканах. Эти три стороны его деятельности теснейшим образом взаимосвязаны.

Он профессор Национального центра научных исследований и заведующий отделом Парижского института физики Земли; председатель ученого совета Международного института вулканологии. Член ряда иностранных академий и географических обществ. Гарун Тазиев удостоен многих наград и премий за свои изыскания, популярные книги и документальные фильмы.

Говорят, каждый видит мир своими глазами. Тазиев, несомненно, видит его глазами художника и поэта. И вероятнее всего, это художественное, поэтическое видение разбудили в нем вулканы. Благодаря этому таланту художника в Тазиеве мы имеем возможность читать его замечательные книги и смотреть его великолепные кинофильмы о вулканах. Этот талант сделал Тазиева прекрасным популяризатором одной из важнейших наук не только о Земле, но и о Вселенной – вулканологии.

Но недостаточно быть только художником. Нужно быть еще и борцом, своеобразным спортсменом. Нужно, чтобы риск, чтобы буквально «игра с огнем» доставляла тайное удовольствие.

Тазиев не скрывает, что нередко в особо опасные моменты он одновременно испытывает «и страх, и дерзостное желание борьбы, и беспокойство, и наслаждение…». Это, пожалуй, именно то, что нужно вулканологу.

Может показаться, что о безопасности, о технике безопасности работы на действующем вулкане не может быть и речи. Это не так. Или, точнее, не совсем так. Не совсем потому, что в поведении вулкана всего предугадать невозможно. Дело заключается в том, чтобы решить поставленные задачи, сведя риск к минимуму. Как это делается, у Тазиева описано на многих страницах. Самое главное – прежде чем предпринимать какое-либо действие, необходимо проследить за режимом вулкана. Немалое значение имеет и оснащенность вулканологов противогазами, касками, жаростойкой одеждой.

Спортивному элементу при изучении извержений Тазиев уделяет много внимания, потому что «подлинные энтузиасты не могут довольствоваться наблюдением вулкана издали, даже если расстояние это относительно невелико; любопытство толкает их на более глубокие исследования, и пассивное созерцание уступает место тонкой игре, соревнованию между вулканом и человеком, в котором на стороне последнего лишь опыт, ловкость и удача; эта борьба отнюдь не похожа на поединок тореро; это коррида, в которой бык никогда не погибает, это борьба, в которой человек может считать себя победителем, если он выходит из схватки целым и невредимым и притом обогащенным новыми впечатлениями» («Встречи с дьяволом»).

Борьба, о которой говорит Тазиев, требует от вулканолога ряда спортивных качеств и навыков. Это, с одной стороны, навыки альпиниста (вспомните подъем на вершины высоких вулканов); это, с другой стороны, навыки спелеолога (вспомните спуск Тазиева в пропасть Ньирагонго). Это и физическая выносливость и хладнокровие, требующееся, для того чтобы достичь действующего кратера и трезво оценить обстановку; это и моментальная реакция, необходимая, чтобы именно в нужный момент отскочить в сторону от летящей вулканической бомбы.

Вулканолог-художник, вулканолог-спортсмен и вулканолог-исследователь – таков Гарун Тазиев.

О своих научных интересах Тазиев говорит в книгах между прочим, вскользь и отрывочно. Мне представляется, научные исследования, которые проводит Тазиев на вулканах, можно объединить вокруг трех взаимосвязанных направлений:

1. Изучение типов и динамики вулканических извержений.

2. Проблема вулканической опасности и ее предотвращения.

3. Исследование вулканических газов.

Думаю, что не ошибусь, если скажу, что ни один вулканолог, ни один человек не наблюдал столько разнообразных, расположенных в разных местах планеты вулканов, как Тазиев. Уже один этот факт говорит о том, что Тазиев – крупнейший специалист по динамике вулканических извержений.

Выделяют шесть основных, так сказать, классических типов извержений. Гавайский тип. Название – производное от вулканов Гавайских островов. Характерны лавы, бедные кремнеземом, маловязкие, с потоками, способными с большой скоростью разливаться на многие километры. Сильные взрывы редки. Обычны лавовые фонтаны и нередко образование лавовых озер. Так, например, лавовое озеро вулкана Килауэа на острове Гавайи было обнаружено в 1823 году и просуществовало до извержения 1924 года.

Стромболианский тип. Название – производное от Стромболи – известного средиземноморского вулкана. Лавы также основные. Очень сильные взрывы не характерны. Как правило, не образуются большие массы вулканических пеплов. Взрывы частые, ритмичные, бомбы и шлаки выбрасываются обычно на высоту до нескольких сот метров.

Вулканский тип. Название – производное от вулкана и острова Вулькано. Лава значительно более кислая и вязкая, чем при извержениях двух предыдущих типов. Потоки движутся медленно и не достигают большой длины. Характерны сильные вертикальные взрывы, образующие так называемые пинии – пепло-газовые тучи в форме зонтичной сосны, насыщенные облаками лав и бомбами типа «хлебной корки». Высота выбросов достигает нескольких километров.

Плинианский тип. При грандиозном извержении Везувия в 79 году нашей эры погиб Плиний Старший, наблюдавший извержение. Описание извержения было сделано его племянником Плинием Младшим. Извержение Везувия в 79 году и послужило прототипом плинианских извержений. Для них характерны пароксисмальные взрывы, более сильные, чем при извержениях вулканского типа, но также приводящие к возникновению колоссальных пелловогазовых «пиний». Обычно при плинианских извержениях взрывается часть вулканической постройки, а слой пепла и лапиллей может достигать толщины нескольких метров.

Пелейский тип. Название – производное от вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника. Прототипом послужило катастрофическое извержение этого вулкана в 1902 году, уничтожившее город Сен-Пьер и все тридцать тысяч его жителей. Для извержений этого типа характерен рост громадных, монолитных раскаленных лавовых гор – куполов и катящихся с большой скоростью по склонам вулкана раскаленных пеплово-газовых туч, насыщенных в нижних частях крупными и мелкими горячими обломками лавы.

Катмайский тип. Название – от имени вулкана Кат-май на Аляске. Извержение-прототип произошло в июне 1912 года. Это было колоссальное извержение, при котором было выброшено 28 км3 вещества. Раскаленные обрывки лавы, взвешенные в массе горячих газов, образуют при этом типе извержений раскаленные «песчаные потоки». Свариваясь друг с другом в этих потоках, частички лавы могут образовать своеобразную породу игнимбрит, что в буквальном переводе означает «огненный ливень».

Эти шесть основных типов вулканических извержений выделены, естественно, условно. Четких границ между ними нет. Один и тот же вулкан в разные периоды может проявлять свою деятельность по-разному. В то же время каждое извержение любого вулкана имеет свои лишь ему присущие особенности. Но так же как врач может поставить диагноз и предвидеть развитие болезни, опытный вулканолог может определить вероятный тип и особенности будущего извержения и предвидеть его последствия. Понятно, что изучение типов и динамики вулканических извержений теснейшим образом связано с проблемой вулканической опасности и ее предотвращения.

С этой проблемой Тазиеву приходилось сталкиваться в разных странах и не один раз. Так, например, Гаруном Тазиевым и Франсуа Легерном был предложен проект «остановки» лавового потока на Этне при извержении 1971 года. Он, к сожалению, не был осуществлен по вине лиц, боявшихся взять на себя ответственность. Извержение началось на высоте 3000 метров, но некоторое время спустя эруптивные трещины открылись на отметке 1800 метров. До первых домов и селений оставалось 1000–1200 метров. Лава текла по узкому руслу.

Тазиев и Легерн предлагали взорвать его стенки. Это привело бы к расширению русла, образованию глубокой выемки и созданию на пути потока каменной плотины. Лава вынуждена была бы заполнять эту выемку. Поток был бы остановлен на отметке плотины по крайней мере на несколько недель. Для осуществления проекта требовалось лишь пробурить несколько десятков шпуров… Но так как проект осуществлен не был, лава сожгла несколько сот гектаров садов, виноградников, отдельные фермы и доползла до жилья. Она грозила уже гибелью городкам Сант-Альфио и Форнаццо. Их спасло лишь внезапное прекращение извержения. «Людям бы не угрожала опасность, да и то, что было уничтожено – фермы, виноградники, сады, – осталось бы цело, получи мы разрешение остановить фронт потока», – с горечью пишет Гарун Тазиев («Этна и вулканологи»).

Надо отметить, что первые два направления исследований Тазиева – изучение динамики и типов вулканических извержений и исследование проблемы вулканической опасности – самым тесным образом связаны с третьим направлением его работ на активных вулканах – изучением вулканических газов.

Динамика, тип вулканической активности, особенности, характер вулканической опасности в основном определяются количеством, составом и особенностями поведения участвующих в извержении газов. Газы – самый непостоянный, изменяющийся, летучий компонент вулканического извержения. И если мало что изменится в результатах исследования от того, будет ли отобран образец лавы еще горячим или спустя некоторое время после остывания, то от момента отбора вулканических газов зависит очень многое. Поэтому в научном плане риск вулканолога-спортсмена больше всего оправдан именно тогда, когда речь идет об отборе газовых проб. Проблема количества и состава вулканических газов – важнейшая проблема современной вулканологии.

Вулканизм можно рассматривать как механизм дегазации нашей планеты. И если раскаленные силикатные продукты, извергавшиеся вулканами из глубинных недр Земли, в течение геологической истории послужили тем исходным материалом, из которого была образована литосфера – внешняя каменная оболочка планеты, то высвобождавшиеся из магмы при извержениях газы дали начало образованию ее водной и воздушной оболочек. Более того, они были исходными продуктами для возникновения жизни. В последние годы советскими вулканологами было сделано обоснованное предположение, что именно сам процесс вулканических извержений, изучению которых посвятил жизнь Гарун Тазиев, есть первый шаг от неживого к живому, есть первое звено в цепи событий, приведших к возникновению жизни.

В составе вулканических газов обычно определяются наряду с другими компонентами водород, азот, аммиак, метан, окись углерода, углекислый газ, водяной пар. Эти соединения, как показали эксперименты, являются исходными для образования предбиологических соединений, или, как еще иногда говорят, преджизни.

В 1953 году американский биохимик Миллер произвел такой опыт. Он пропускал электрические разряды через смесь газов – водород, аммиак, метан и водяной пар, – заключенную в стеклянном приборе. В результате он получил ряд аминокислот – предбиологических соединений, составных частей белка. Позднее американскими биохимиками Харадой и Фоксом та же смесь газов была пропущена через нагретый до 900 – 1000 °C песок. В результате эксперимента они также получили несколько аминокислот.

Разными исследователями было проведено много модификаций упомянутых опытов. Так, брались различные смеси простых реагентов в экспериментах с электрическими разрядами. Во всех случаях результаты были положительными.

Если мы сопоставим данные о составе вулканических газов, о процессах, происходящих в пеплово-газовых тучах, с одной стороны, и данные экспериментов Миллера, Харады и Фокса – с другой, то увидим, что условия проведенных этими биохимиками экспериментов, если их суммировать, в общих чертах напоминают условия, существующие в пеплово-газовых вулканических тучах. Для обоих случаев характерны: одни и те же газовые компоненты (только смеси вулканических газов более сложные); электрические разряды (только в вулканических тучах более мощные); начальные температуры, равные 900 – 1000 °C; минеральные катализаторы (только в пепловой туче более разнообразные).

У советских вулканологов были, следовательно, достаточные основания предполагать, что в пеплово-газовых вулканических тучах во время извержения могут образовываться аминокислоты и (так же как и в упомянутых выше опытах) многие другие органические соединения.

Извержение вулкана Тятя (Курильские острова, 1973 год) дало возможность проверить это предположение. Извержение продолжалось с 14 по 28 июля почти с равномерной интенсивностью. При этом было извергнуто около 2*10⁸м3 пепла. Высота пеплово-газовой тучи достигала 8 километров. Чрезвычайно характерным явлением были почти беспрерывные молнии, прорезавшие тучу. Представлялось несомненным, что высокие температуры и температурные градиенты, наэлектризованность тучи и почти беспрерывные мощные электрические разряды, воздействовавшие на смесь газов и пепла, должны были вызвать многочисленные специфические реакции, в том числе и такие, которые могли привести к образованию аминокислот. Силикатные частички, состоявшие в основном из кремнезема и глинозема, могли играть при этом роль носителей тепла и катализаторов, как в опытах Харады и Фокса.

Отобрать пробы непосредственно из пеплово-газовой тучи – задача весьма сложная, и для проверки сделанного предположения были использованы многочисленные пробы вулканического пепла, сорбирующего газ и жидкость на поверхности силикатных частичек.

Проведенные анализы показали наличие в пеплах ряда органических соединений, в том числе углеводородов альдегидов и аминокислот.

Удалось выделить азотистые основания. Получены положительные реакции на первичные и вторичные нитро– и аминосоединения как с алифатической, так и ароматической структурой. Выделены, например, соединения с запахом миндаля, вероятно кислородные производные бензола, и ароматический альдегид с запахом ванили – ванилин. Среди аминокислот, в частности, идентифицированы: аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, треонин, аланин.

Все это говорит в пользу сделанного предположения: вулканические извержения есть связующее звено между неживой и живой природой.

В решении проблемы вулканических газов вулканологам мира необходимо объединить усилия. Решение ее даст науке ключи к познанию конкретных путей образования океана, воздуха и жизни.

Тазиев – интернационалист и в науке стремится к объединению усилий ученых разных национальностей.

Долгое время он работал на вулканах только с небольшим числом помощников. В последние годы, однако, Тазиев организует комплексные международные экспедиции на наиболее интересные и активные вулканы нашей планеты. Такие экспедиции работали на вулканах Этна, Стромболи, Ньирагонго.