|
Взорвать вулкан в Мордоре просто так нельзя
|
|
|
|
В фэнтезийном блокбастере «Властелин колец: Кольца власти» один из главных антагонистов, злой Адар, направил реку в лабиринт туннелей под спящей Горой Рока, чтобы вызвать взрывное извержение вулкана. Это превратило окружающий ландшафт в унылые земли Мордора, создав угнетенное королевство орков, которое часто фигурирует в фильмах «Властелин колец». Драматическая и разрушительная схема заставила многих зрителей задаться вопросом, есть ли какая-либо реальная наука за этим фантастическим сюжетом терраформирования. Могут ли эксплозивные извержения вулканов быть «инженерными»?
|
|
|
|
Вулканы извергают расплавленную породу, называемую магмой, при температуре от 700 до 1300?. Извержения вулканов могут быть эффузивными, образующими потоки лавы, или взрывными, выбрасывающими в атмосферу крупные обломки магмы и горных пород, мелкодисперсный пепел и вулканический газ. Гора Рока — или Ородруин — в «Кольцах могущества» изображена эффектно выполняющей последнее. Некоторые эксплозивные извержения вызваны высоким содержанием вулканических газов в магме. Другие, называемые гидровулканическими эксплозивными извержениями, происходят, когда магма вступает в контакт с внешней водой, такой как грунтовые воды, океаны, озера, реки, ледники или ледяные щиты, и перегревает их до пара. Тепловая энергия магмы преобразуется в взрывную механическую энергию пара по мере его расширения в процессе, называемом термической детонацией.
|
|
|
Было засвидетельствовано множество гидровулканических взрывных извержений, таких как вулкан Суртсей в 1963–1964 годах в Исландии, фатальное извержение вулкана Факаари Уайт-Айленд в Новой Зеландии в 2019 году и вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай в 2022 году в Тонге. Экспериментальное моделирование этого было проведено в лабораторных масштабах с использованием небольших объемов переплавленной лавы и подобных материалов. Теория гидровулканических взрывов основана на нашем понимании того, как вода действует как охлаждающая жидкость на атомных и других электростанциях. В ядерных реакторах радиоактивное топливо, часто уран, выделяет тепло при радиоактивном распаде в активной зоне реактора.
|
|
|
|
Это ядро ????окружено резервуаром с водой, который нагревается топливом и преобразуется в пар, приводящий в действие турбины, вырабатывающие электроэнергию. Если активная зона перегревается из-за утечки охлаждающей воды (возможно, из-за повреждения защитной оболочки), остаточная вода может перегреться и взорваться. Это произошло во время аварии на Чернобыльской электростанции в Украине в 1986 году и ядерной катастрофы в Фукусиме в Японии в 2011 году. Чтобы создать максимальную интенсивность взрыва во время такого взаимодействия топлива и теплоносителя, соотношение воды и топлива (или магмы) должно быть правильным. Исследования ядерных взрывов показывают, что оптимальное соотношение воды и топлива находится в диапазоне от 2 до 5, тогда как в вулканологии оно составляет от 0,1 до 0,3. Если воды слишком мало или слишком много, образуется пар, но взрывы локальны и малы, а магма будет остывать, разрушаться и затвердевать.
|
|
|
|
Инициировать гидровулканическое взрывное извержение непросто. Набрать достаточное количество воды в магматический резервуар спящих или действующих вулканов на многие километры ниже поверхности Земли невозможно, потому что здесь нет туннелей, похожих на Роковую гору, а есть только сильно сжатая плотная порода. Вулканы с активным лавовым озером в кратере не будут иметь впадающих в них рек, потому что кратеры будут располагаться на приподнятой вершине вулкана. И даже выливание воды на поверхность лавового озера вызовет много пара, но не обязательно сильные взрывные извержения, потому что вода вызовет образование твердой остывшей корки на поверхности лавы.
|
|
|
|
Единственные значительные гидровулканические эксплозивные извержения происходили там, где значительные объемы магмы быстро извергались через водоем, такой как грунтовые воды, озеро или океан, и энергично смешивались с ним, вызывая взрывное взаимодействие (например, Суртсей, Исландия; Хунга Тонга-Хунга Ха). апай, Тонга). Чтобы вызвать такой гидровулканический взрыв, нам нужно было бы переместить большое количество магмы из резервуара глубоко в земной коре на поверхность, распространяя огромную сеть разломов на много километров в глубину. Это почти невозможно в необходимых масштабах, даже при использовании ядерных взрывов. Так что, к сожалению, предложение «Властелин колец: Кольца власти» — всего лишь фантазия.
|
|
|
|
Даже если бы мы могли спровоцировать извержение вулкана, мы, вероятно, не захотели бы этого. На глобальный климат влияют вулканические газы и мелкий пепел, выбрасываемые в стратосферу во время крупномасштабных извержений вулканов. Газы могут образовывать капли серной кислоты, создавая дымку, отражающую поступающее солнечное излучение, вызывая глобальное охлаждение атмосферы. Кроме того, огромные объемы тонкодисперсного пепла, взвешенного в стратосфере, также будут отражать солнечное излучение обратно в космос. Исторические извержения умеренного масштаба оказали лишь незначительное влияние на глобальную температуру. Только огромные, взрывоопасные сверхизвержения потенциально могут вызвать глобальное похолодание атмосферы на многие годы, спровоцировав крупное глобальное похолодание.
|
|
|
|
Существуют огромные проблемы с такими человеческими (или оркскими) геоинженерными предложениями по контролю климата. Во-первых, как указано выше, физически невозможно вызвать извержение больших объемов магмы. Даже если бы мы могли, мы не смогли бы контролировать степень охлаждения, вызванного суперизвержением. Действительно ли мы хотим, чтобы континентальные ледяные щиты поглотили Европу, Азию, Северную Америку и, как следствие, поток беженцев из холодного климата? Глобальное покрытие ландшафта мелким пеплом приведет к неурожаю, голоду и отравлению водоемов. Мелкая зола также попадала в механизмы, включая электростанции, вызывая их выход из строя. То, что у нас останется, может быть похоже на Мордор с точки зрения обитаемости и ужаса — не подходит для Средиземья или Земли.
|
|
|
|
Источник
|
