Вот что происходит, например, с оливином, который кристаллизуется первым. Молекулы окиси кремния сближаются с молекулами окиси магния и окиси железа (или с атомами, входящими в эти молекулы), сцепляются с ними и выстраиваются в четкую кристаллическую решетку, характерную для данного кристалла. Отдельные частицы располагаются вдоль осей решетки и мало-помалу заполняют ее ячейки. Все больше и больше частиц, свободно плавающих в вязкой жидкости, присоединяется к вновь образовавшемуся твердому телу, и кристалл растет. Именно таким образом фенокристаллы, и в первую очередь наиболее "скороспелые" минералы - оливины и пироксены, достигают 10-12 мм в длину. Напротив, микрокристаллы почти не увеличиваются, потому что они образуются последними непосредственно перед тем, как остаточная жидкость, застывая, образует стекло. Ведь стекло - это не твердое тело, а жидкость, имеющая почти бесконечную вязкость. Оно, разумеется, обладает многими признаками твердого тела, за исключением самого главного - правильной и жесткой кристаллической структуры.
Очень редко случается, что излившаяся лава не успевает закристаллизоваться и застывает в виде стекла, полностью лишенного кристаллов: образуется обсидиан. Обсидианы встречаются нечасто. Мне они попадались, в частности, в кальдере вулкана Паулина (США, шт. Орегон) и на острове Липари, километрах в ста севернее Этны. На Этне же такого никогда не бывало: все ее лавы содержали некоторое количество кристаллов, погруженных в стеклообразную или микрокристаллическую среду, занимающую наибольший объем. На этот раз, однако, все было иначе. По какой причине? Я для себя объяснял это так: очевидно, выходящие ныне наружу магматические массы поднялись из глубин очень давно, когда шло одно из древних извержений Этны. То извержение закончилось, но некоторое количество магмы осталось в какой-то полости земной коры и пребывало там достаточно долго, очевидно несколько столетий. С тех пор магматический "карман" постепенно остыл, и содержавшиеся в нем кристаллы не спеша притянули к себе свои любимые атомы и молекулы и сильно разрослись за счет окружающего расплава.
Если бы подземное заключение продлилось еще, остаточная жидкость целиком превратилась бы в кристаллы и либо осталась под землей навечно в виде горной породы, либо через бог знает сколько тысяч или миллионов лет обнажилась бы в результате эрозии. Но это был бы уже не базальт, а диорит хорошо раскристаллизованная порода того же химического состава. Однако по каким-то причинам механической природы (подвижка земной коры, напор магматических газов) произошло извержение, причем в тот момент, когда магма сохранила еще некоторую текучесть, и густой сироп, насыщенный кристаллами, нехотя вылез на поверхность.
Я никоим образом не утверждаю, что дело обстояло именно так и никак иначе. Это всего лишь гипотеза - одна из бесчисленных теорий, объясняющих, что происходит на нашей планете и что на ней происходило когда-то. Не говоря уже о том, что произойдет когда-нибудь. Однако эта гипотеза достаточно правдоподобна и, на мой взгляд, неплохо объясняет заинтересовавшее меня явление. А ведь одно из главных удовольствий в жизни - найти отгадку...
Глава четырнадцатая,
в которой автор пытается объяснить, почему он отвергает общепризнанную гипотезу магматических резервуаров, и рассказывает, как, пытаясь представить себе магматический резервуар Этны, он оказался в тумане в самом буквальном смысле слова.
Авторы ученых трудов по геологии в один голос уверяют, что неглубоко под землей, в километре-двух, но не глубже двенадцати, имеются некие резервуары, в которых содержится магма, поднявшаяся туда из астеносферы. Задержавшись на какое-то время в таком резервуаре, магма ползет дальше и изливается на поверхность. Резервуар чаще всего представляют себе в виде шарообразной полости. Однако, по моему мнению, подобные "магматические камеры", как их еще называют, крайне маловероятны, если вообще возможны.
Дело в том, что, поднимаясь к поверхности, магма не может распространиться и занять, как это предполагается, сферический или близкий к нему объем. Этому препятствуют чисто механические факторы: чтобы магма могла раздуться в виде подземного пузыря, надо, чтобы окружающая среда сама была достаточно текучей. А литосфера (от греч. lithos - камень) состоит из твердых пород. Конечно, в земной коре кое-где залегают породы типа известняков или галита (поваренной соли), которые магме, разогретой до 1200oС, ничего не стоит "переварить". Однако подобные резервуары могут встречаться лишь в исключительных случаях и, как мне кажется, даже тогда вряд ли будут иметь сферическую форму.
Проходя к поверхности сквозь толщу земной коры, расплавленная магма способна иногда при благоприятных физико-химических условиях расширить открытые трещины, по которым она течет. Может даже образоваться продолговатая горизонтальная камера - при условии, что этому способствует характер пересекаемого слоя, а также ориентация трещин. Однако, поскольку маловероятно, чтобы подходящие физико-химические условия (температура, давление, содержание воды, характер вмещающей породы) имели место систематически и в комплексе, я не думаю, чтобы магма могла растворять окружающую среду и образовывать классический "магматический резервуар". И даже если предположить, что такое исключительно благоприятное стечение обстоятельств произошло, остается непонятным, почему эта полость должна приобретать именно сферическую форму.
Если выдвинутая Альфредом Риттером гипотеза о существовании магматической камеры под Везувием имеет под собой какое-то основание, то лишь потому, что Везувий покоится на мощном слое известняка, а эта порода менее устойчива, чем другие. Но и здесь резервуар, если он действительно существует, безусловно, имеет форму параллелепипеда соответственно проходящим через слои горизонтальным, вертикальным или наклонным разделяющим плоскостям. В крайнем случае карман имеет форму плоской линзы, зажатой между залегающими один над другим пластами...
Резервуар - это емкость для жидкости. Понятие магматического резервуара предполагает существование масс кристаллических пород, образовавшихся некогда в глубинах, а ныне обнажившихся в результате эрозии, эти массы рассматриваются как промежуточное звено между астеносферой и тем или иным древним вулканом. Другой предположительной причиной является необходимость полости на достаточно небольшой глубине, в которой магма могла бы пребывать достаточно долго, иначе не удается объяснить ее минералогический состав. Действительно, некоторые встречающиеся в ней кристаллы не могут образоваться на большой глубине; вырасти до такого размера они могли только в том случае, если магма достаточно долго пробыла где-то между абиссальными глубинами и поверхностью.
Подведем итог. Механические и физико-химические факторы таковы, что магматические резервуары могут встречаться лишь в исключительных случаях и никогда не имеют сферической формы. Объемом же, занимаемым магмой, по моему мнению, является система пересекающихся трещин, или даже иногда одна-единственная трещина. "Запечатанная" сверху затвердевшим остатком предыдущего извержения или завалами, магма сидит под этой пробкой, пока объем и давление образовавшихся магматических газов не вышибут ее.
Вулканические трещины - это в основном разломы, вызванные растяжением земной коры. Их края либо просто расходятся, либо одновременно еще и оказываются на разных уровнях. Геологи называют их нормальными или прямыми сбросами в отличие от обратных, или косых, сбросов, приуроченных не к зонам растяжения (как на вулканах), а к зонам сжатия. Кроме того, перекашивание разделяемых разломами блоков по мере нарастания глубины вызывает увеличение расстояния между стенками, в результате чего возникает пустота, по которой идет магма.
Объемы магмы, заключенные в широких системах трещин, - а они могут находиться там годами, веками, тысячелетиями, - представляют собой одновременно "хвост" предыдущего извержения и "голову" последующего. Действительно, извержение прекращается тогда, когда количество движущих газов становится недостаточным: лишенная силы, толкающей ее вверх, магма замирает на месте. При этом ей вовсе незачем раздуваться и образовывать шарообразный резервуар: она просто остается на месте до тех пор, пока вновь не будут созданы благоприятные условия для ее дальнейшего подъема и извержения. Первейшим таким условием является наличие достаточного количества газов, без них расплав, состоящий уже не только из жидких, но и из откристаллизовавшихся силикатов, не сможет начать двигаться вверх.