Оригинальное название: The Fiery Spine of South America

Горный хребет Анд, самый длинный континентальный горный хребет на Земле, простирается на 7000 километров вдоль западного края Южной Америки. Это не только географическое чудо, но и один из самых активных вулканических регионов на планете. В этом диапазоне находятся сотни вулканов, десятки из которых классифицируются как активные или потенциально активные. Эта вулканическая активность является прямым следствием продолжающегося субдукции плиты Наска под Южноамериканской плитой, тектонического столкновения, которое формирует регион в течение миллионов лет. Для Чили Андские вулканы являются источником огромной природной красоты и постоянной опасности. Частые извержения влияют на местные сообщества, нарушают воздушные путешествия и меняют ландшафт. В этой статье исследуются геологические силы, управляющие этой деятельностью, и исследуются конкретные вулканы, недавние извержения и системы мониторинга, которые определяют изменчивую связь Чили с ее горным хребтом.

Геологическая предыстория Анд

Вулканическая активность Анд коренится в тектонике плит. Пластина Наска, океаническая плита, движущаяся на восток со скоростью около 7-8 сантиметров в год, вытесняется под Южно-Американской плитой, континентальной плитой. Этот процесс, известный как субдукция, происходит вдоль Перу-Чили, глубокой океанической впадины, которая проходит параллельно побережью. По мере того, как плита Наска опускается в мантию Земли, она испытывает возрастающее давление и температуру, что приводит к высвобождению воды и других летучих веществ из субдукционной плиты. Эти жидкости опускают точку плавления находящейся над ней мантийной породы, генерируя магму. Эта магма, будучи менее плотной, чем окружающая порода, поднимается к поверхности, питая цепь вулканов вдоль позвоночника Анд.

Состав магмы в Андах типично андезитичен для дацитов, а значит, богат кремнеземом и часто очень вязкий. Эта вязкость улавливает газы, приводя к взрывным извержениям, которые могут производить пепловые колонны, достигающие десятков километров в атмосферу. Однако эффузивные извержения, производящие потоки лавы, также происходят, в частности, от вулканов с менее развитой магмой. Зона субдукции не однородна по своей длине; вариации угла субдукционной плиты, скорости сходимости и толщины континентальной коры создают отчетливые вулканические сегменты.

Андская вулканическая дуга разделена на четыре основные зоны: Северная вулканическая зона (NVZ) в Колумбии и Эквадоре, Центральная вулканическая зона (CVZ) в Перу, Боливии и северном Чили, Южная вулканическая зона (SVZ) в центральном и южном Чили и Австралийская вулканическая зона (AVZ) в самом южном Чили.Вулканы Чили в основном расположены в SVZ и AVZ, причем CVZ также распространяется на самую северную часть страны. SVZ является одним из самых активных вулканических регионов на Земле, содержащий около 60 исторически активных вулканов.

Почему Анды так активны?

Анды являются частью Тихоокеанского огненного кольца, подковообразного пояса вокруг Тихого океана, известного частыми землетрясениями и извержениями вулканов. Субдукция плиты Наска является основным драйвером, но другие факторы усиливают вулканизм региона. Относительно быстрая скорость конвергенции в сочетании с молодой, теплой природой плиты Наска способствует высокому производству магмы. Кроме того, толстая континентальная кора в некоторых частях Анд замедляет подъем магмы, позволяя ей дифференцироваться и становиться более богатой кремнеземом, что увеличивает взрывоопасность. Наличие систем разломов и трещин коры обеспечивает пути для магмы, чтобы достичь поверхности, создавая плотное скопление вулканов, наблюдаемое в Чили.

Чили: страна вулканов

Чили — одна из самых вулканически активных стран мира. В ней насчитывается более 90 известных активных или потенциально активных вулканов, по данным Национальной службы геологии и добычи полезных ископаемых Чили (SERNAGEOMIN). Вулканическая история страны написана в её ландшафте, от возвышающихся заснеженных вершин юга до засушливых альтиплано севера. Вулканы распределены неравномерно; большинство сосредоточено в Южной вулканической зоне, которая простирается примерно от 33°S до 46°S широты. Этот регион характеризуется умеренным климатом, густыми лесами и многочисленными озерами, многие из которых лежат в вулканических кальдерах или за лавовыми плотинами.

Вулканы Чили представляют собой целый ряд опасностей, в том числе пеплопад, пирокластические потоки, лавовые потоки, лахары (вулканические сели) и вулканические газы. Пепел может охватить целые города, нарушить авиаперелеты, загрязнить водоснабжение и вызвать проблемы с дыханием. Пирокластические потоки, являющиеся быстро движущимися потоками горячего газа и вулканического мусора, являются одними из самых смертоносных вулканических явлений. Лахары, часто вызванные таянием снега и льда во время извержения, могут путешествовать на большие расстояния и разрушать инфраструктуру. Близость многих чилийских вулканов к населенным районам, горнолыжным курортам и жизненно важным транспортным коридорам делает мониторинг и готовность необходимыми.

Активные вулканы в Чили

Вильяррика: Вечная вспышка

Вилларрика — один из самых знаковых и активных вулканов Чили. Расположенный в Озерном районе недалеко от города Пукон, это стратовулкан с высотой вершины 2847 метров. Вилларрика известна своим стойким лавовым озером в пределах своего кратера на вершине, которое создает свечение, видимое из миль в ночное время, за что он получил прозвище «Вечная вспышка». Вулкан имеет долгую историю извержений в стиле Стромболяна и Гавайев, характеризующихся лавовыми фонтанами, выбросами пепла и потоками лавы. Его последнее крупное извержение произошло в 2015 году, произведя лавовый фонтан, который поднялся на 1000 метров и столбы пепла, которые достигли 4 километров. Извержение вызвало эвакуацию тысяч людей и нарушило полеты в регионе. Вилларрика находится под пристальным наблюдением SERNAGEOMIN, который поддерживает сеть сейсмических станций, датчиков GPS и оборудования для мониторинга газа на его склонах. Вулкан является главной туристической достопримечательностью, с управляемыми походами на вершину, распространенными в периоды низкой активности

Llaima: Гигант Араукании

Ллайма, расположенная в Национальном парке Конгуильо в регионе Араукания, является одним из крупнейших и наиболее активных вулканов Чили. Это массивный стратовулкан высотой 3125 метров. Ллайма имеет хорошо документированную историю взрывных извержений, и он извергался много раз в 20-м и 21-м веках. Известные извержения включают в себя извержения в 1992, 1994, 2008 и 2010 годах. Извержение 2008 года отправило пепловые шлейфы на 3 километра в небо и вынудило эвакуацию близлежащих общин. Вулкан имеет симметричную форму конуса и покрыт ледниками, которые могут генерировать лахары во время извержений. Извержения Ллаймы обычно имеют вулканский или субплинианский тип, производят пепловые колонны, пирокластические потоки и лавовые потоки. Вулкан контролируется сетью сейсмических станций и камер. Его расположение в национальном парке делает его популярным местом для туристов и альпинистов, но его уровень активности требует постоянной бдительности.

Кальбуко: неожиданное извержение

Кальбуко, стратовулкан в регионе Лос-Лагос, в апреле 2015 года привлек к себе всеобщее внимание драматическим и неожиданным извержением. После десятилетий относительного затишья вулкан извергался с небольшим предупреждением, производя массивный пепловый шлейф, который поднялся на высоту 15 километров. Извержение характеризовалось серией мощных взрывов, которые отправляли пирокластические потоки по флангам вулкана и окутывали окрестности пеплом. Падение пепла дошло до Аргентины, нарушая полеты в аэропортах Чили и Аргентины на несколько дней. Извержение вынудило эвакуироваться более 5000 человек из близлежащих городов, включая Энсенаду и Пуэрто-Варас. Событие стало суровым напоминанием о непредсказуемости вулканических систем. Кальбуко сейчас является одним из самых сильно контролируемых вулканов в Чили, с массивом инструментов, предназначенных для обнаружения любых признаков возобновления волнений.

Другие известные вулканы

В Чили находится несколько других значительных вулканов. Осорно, расположенный недалеко от города Пуэрто-Монт, является симметричным стратовулканом, который часто сравнивают с японской горой Фудзи. Он произвел потоки лавы и взрывные извержения в прошлом, хотя его недавняя активность была ограничена. Худсон, расположенный в регионе Айсен, имел массивное извержение в 1991 году, которое было одним из крупнейших в мире в 20-м веке. Чайтен испытал взрывное извержение в 2008 году, которое вынудило полностью эвакуироваться город Чайтен и резко изменило вулканический ландшафт. Лонкимай, Антуко, Копахью также активны и внимательно следят.

Недавние извержения и их последствия

21 век видел ряд заметных извержений в Чили, каждое со значительным региональным и глобальным воздействием. Извержение Кальбуко 2015 года было крупным событием, но оно было далеко не единственным. В 2011 году извержение вулканического комплекса Пуйехью-Кордон-Коулле вызвало массивное облако пепла, которое нарушило воздушное путешествие по Южному полушарию и покрыло ландшафт пеплом. Извержение длилось несколько месяцев и нанесло значительный ущерб сельскому хозяйству и инфраструктуре в Чили и Аргентине. Извержение Шайтена 2008 года было особенно сильным, потому что оно произошло после длительного периода покоя и застало власти врасплох. Город Чайтен был постоянно перемещен из-за постоянной угрозы лахаров и пепла.

Вулканические извержения в Чили имеют далеко идущие последствия. Пепловые облака могут влиять на воздушное движение на тысячи километров, так как вулканический пепел может повредить реактивные двигатели и нарушить навигацию. В 2011 году извержение Пуйехью-Кордона-Колле закрыло аэропорты в Буэнос-Айресе, Монтевидео и даже так далеко, как Австралия и Новая Зеландия. Экономические издержки таких извержений могут быть огромными. На земле извержения могут разрушить дома, загрязнить водоснабжение, убить скот и вызвать долгосрочные проблемы со здоровьем. Извержение Кальбуко в 2015 году, например, нанесло ущерб сельскому хозяйству и инфраструктуре примерно на 300 миллионов долларов.

В социальном плане извержения вулканов могут вытеснять общины, нарушать жизнедеятельность и создавать психологические травмы. Эвакуация тысяч людей из их домов, иногда на длительные периоды, является сложным испытанием. На очистку вулканического пепла, который падает на города и сельскохозяйственные угодья, могут уйти месяцы или даже годы, а его воздействие на химию почвы может влиять на урожайность в течение многих лет. Однако вулканические извержения также оказывают положительное долгосрочное воздействие. Вулканический пепел богат минералами и питательными веществами, которые могут омолаживать почвы, делая их более плодородными с течением времени. Драматические ландшафты, созданные вулканами, также привлекают туристов, поддерживая местную экономику в таких районах, как Озерный край.

Мониторинг и смягчение последствий вулканических явлений в Чили

Чили разработала одну из самых передовых в мире систем мониторинга вулканов, возглавляемую SERNAGEOMIN (Национальная служба геологии и горного дела). Агентство управляет Чилийской национальной сетью мониторинга вулканов (RNVV), включающей более 50 станций мониторинга, оснащенных сейсмометрами, GPS-приемниками, веб-камерами, газовыми датчиками и спутниковыми приемниками данных. Эти приборы предоставляют данные в режиме реального времени о вулканической активности, позволяя ученым обнаруживать ранние признаки волнений.

Методы мониторинга включают сейсмический анализ, который может обнаружить движение магмы под вулканом; измерения деформации земли с использованием GPS и InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar), которые могут выявить отек или оседание вулкана; газовый мониторинг, который измеряет выбросы диоксида серы, углекислого газа и других газов; и тепловизионная томография, которая может обнаружить изменения температуры поверхности. Интегрируя все эти потоки данных, вулканологи могут оценить уровень вулканической опасности и выдать предупреждения.

SERNAGEOMIN использует систему предупреждения об опасности вулканических явлений, аналогичную той, которая используется в других странах. Уровни являются зелеными (без непосредственного риска), желтыми (изменения активности, потенциал извержения), оранжевыми (извержение, вероятно, в ближайшие дни или недели) и красными (извержение, вероятно, в ближайшие дни или недели). Когда вулкан переходит в желтый или оранжевый сигнал тревоги, SERNAGEOMIN увеличивает частоту мониторинга и связывается с местными органами власти и аварийными службами для подготовки к потенциальной эвакуации. Агентство также производит карты опасности для многих вулканов Чили, показывая области, подверженные риску от пирокластических потоков, лахаров, лавовых потоков и пепла.

Помимо технического мониторинга, готовность общин является важнейшим компонентом смягчения вулканического риска. Местные органы власти в вулканических регионах проводят регулярные учения, информируют жителей о маршрутах эвакуации и запасах предметов первой необходимости. В рамках кампаний по информированию общественности подчеркивается важность наличия плана действий в чрезвычайных ситуациях для семей и знания местоположения назначенных убежищ. Опыт прошлых извержений, таких как Чайтен в 2008 году и Кальбуко в 2015 году, помог уточнить эти усилия по обеспечению готовности.

Проблемы управления вулканическими рисками

Несмотря на значительные успехи в области мониторинга, управление вулканическими рисками в Чили сталкивается с рядом проблем. Огромное число действующих вулканов и удаленные места многих из них затрудняют установку и обслуживание оборудования для мониторинга. Некоторые вулканы доступны только на вертолете или пешком, что ограничивает частоту наземных инспекций. Финансирование мониторинга и исследований является постоянной проблемой, особенно в периоды бюджетных ограничений.

Еще одна проблема - непредсказуемость извержений вулканов. Даже при наличии лучших систем мониторинга не всегда удается предсказать точное время, место или стиль извержения. Извержение Кальбуко 2015 года, например, произошло всего за несколько часов четкого предупреждения, застигнув многих врасплох. Извержения также могут развиваться неожиданными способами, такими как переход от эффузивной к взрывной активности, или спровоцировав оползни и цунами. Изменение климата добавляет еще один слой сложности, так как быстро отступающие ледники на вулканах типа Вильяррики и Ллаймы могут снизить частоту некоторых видов лахаров, но также изменить нагрузку на вулканические сооружения.

Общение между учеными, государственными учреждениями и общественностью также имеет решающее значение. Во время вулканического кризиса своевременная и точная информация должна распространяться среди широко рассеянного населения, включая туристов и иностранных рабочих. Дезинформация может быстро распространяться в социальных сетях, что приводит к панике или самоуспокоенности. SERNAGEOMIN и чилийское правительство тесно сотрудничают со средствами массовой информации и используют официальные каналы социальных сетей для предоставления обновлений, но обеспечение того, чтобы сообщение доходило до всех, остается проблемой.

Научные исследования и перспективы будущего

Вулканы Анд, особенно в Чили, являются естественной лабораторией для вулканологических исследований. Ученые со всего мира приезжают для изучения процессов, начиная от генерации магмы до динамики извержений. Исследовательские группы, такие как Университет Чили, Католический университет Вальпараисо и международные сотрудники Геологической службы США (USGS) и Французского института развития (IRD) проводят текущие исследования. Эти исследовательские усилия привели к важным достижениям в понимании того, как работают вулканы, которые могут улучшить оценки опасности и прогнозы извержений.

Новые технологии также трансформируют вулканический мониторинг. Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) или дронов позволяет ученым собирать газовые и тепловые данные из опасных зон без риска для жизни человека. Разработаны алгоритмы машинного обучения для анализа огромных объемов сейсмических и геохимических данных, потенциально идентифицирующих предшественников извержений, которые могут быть пропущены человеческими аналитиками. Спутниковый мониторинг, включающий системы вроде Sentinel-1 и серии Landsat, обеспечивает регулярное, широкое покрытие вулканической деформации и тепловых аномалий, что особенно полезно для отдаленных вулканов.

Заглядывая в будущее, картина вулканической активности в Чили, вероятно, продолжится, как это было на протяжении тысячелетий. Субдукция плиты Наска не показывает признаков замедления, а это означает, что магма будет продолжать генерироваться и периодически находить свой путь на поверхность. Точное время и местоположение будущих извержений невозможно предсказать с уверенностью, но исторические записи свидетельствуют о том, что крупное извержение в СВЗ, вероятно, в течение следующих нескольких десятилетий. Задача ученых, менеджеров по чрезвычайным ситуациям и политиков состоит в том, чтобы поддерживать высокий уровень готовности, продолжать инвестировать в инфраструктуру мониторинга и способствовать культуре устойчивости среди сообществ, живущих в тени вулканов Чили.

Для тех, кто заинтересован в получении дополнительной информации, портал мониторинга вулканов SERNAGEOMIN предоставляет данные и оповещения в режиме реального времени. Гавайская обсерватория вулканов USGS предлагает полезный праймер для вулканических процессов, а Глобальная программа вулканизма Смитсоновского института поддерживает всеобъемлющую базу данных вулканических извержений по всему миру.

Оригинальное название: Living with Fire

Вулканическая активность Анд является определяющей чертой географии Чили и постоянным присутствием в жизни ее людей. Те же тектонические силы, которые создают плодородные почвы, захватывающие дух пейзажи и геотермальную энергию, также производят некоторые из самых мощных и разрушительных природных событий на Земле. Понимание этих сил имеет важное значение для снижения рисков, которые они представляют, и для оценки динамичной планеты, которую мы населяем. Благодаря строгому научному мониторингу, тщательному планированию землепользования и сильному участию сообщества, Чили добилась больших успехов в управлении вулканическим риском. Но вулканы являются постоянной частью идентичности страны, и работа по наблюдению, изучению и подготовке к их следующему извержению никогда не завершена.

Пока плита Наска продолжает скользить под Южной Америкой, Анды будут продолжать извергаться. Частота и интенсивность этих извержений могут варьироваться, но их потенциал нарушать жизнь и формировать ландшафты всегда присутствует. Для чилийцев жизнь с вулканами - это не выбор, а реальность, которая требует уважения, знаний и устойчивости. И в сиянии лавового озера в темную ночь или в суровой красоте свежезаснеженного конуса также есть неоспоримое чувство удивления сырой, творческой силой Земли.