Азербайджан – мировая столица грязевых вулканов: тайны и открытия уникального явления

Грязевые вулканы – не только зрелище, которое впечатляет туристов, но и уникальный научный объект, представляющий интерес для исследователей со всего мира. Более подробно об этом – в интервью с главным научным сотрудником отдела грязевого вулканизма Института геологии и геофизики, доктором наук по наукам о Земле, доцентом Орханом Аббасовым.

Грязевые вулканы позволяют ученым заглянуть на глубину в несколько километров, изучить состав пород и даже найти ключ к загадкам, связанным с изменением климата и возможным существованием жизни за пределами планеты Земля.

– Давайте начнем с основ: что такое грязевой вулкан вообще и чем он отличается от обычного?

– Грязевой вулкан – это уникальное «холодное» геологическое явление, формирующееся в осадочных породах на небольшой глубине. Его энергия связана не с магмой и мантийным теплом, как у магматических вулканов, а с давлением природных газов и тектоническими процессами. На поверхность выбрасывается густая смесь глины, обломков пород и большого количества газа, главным образом метана. Температура выбросов обычно близка к температуре почвы или чуть выше. В отличие от разрушительных магматических вулканов с лавовыми потоками и тысячеградусным жаром, грязевые вулканы – это скорее природные фонтаны или холодные гейзеры, которые бурлят, выпускают пузыри и образуют конусы из застывшей грязи. Их главное отличие – источник энергии и состав: холодная грязь и газ вместо магмы и лавы.

– Почему именно Азербайджан считается мировым лидером по их количеству? Что сделало нашу территорию настолько активной в этом плане?

– Согласно «Атласу грязевых вулканов мира», подготовленному нашим отделом на основе анализа сотен зарубежных исследований, на планете известно около 2508 грязевых вулканов, из которых 354 находится в Азербайджане. Это более 14% от общего числа, то есть каждый седьмой вулкан планеты расположен именно здесь. Такая концентрация уникальна, и причина – в особом геологическом строении региона. Южно-Каспийская впадина – один из самых мощных осадочных бассейнов Земли, где толща глин, песка и органического вещества достигает 25-30 км. Под воздействием глубинного тепла и давления органика в этих слоях превращается в нефть и газ, а глины размягчаются, образуя пластичные массы.

Современные методы, такие как объемная сейсмика, показывают, что на глубинах до 6 км формируются огромные подземные резервуары – «камеры» с грязью. При этом регион находится в зоне активного столкновения Аравийской и Евразийской плит, что создает дополнительное тектоническое давление. Здесь активно проявляется диапиризм – подъем пластичных глин через осадочные породы. Богатые нефтегазовые залежи региона обеспечивают обильное выделение метана, который действует как движущая сила, выталкивая грязь на поверхность. Поэтому в Южно-Каспийской впадине зафиксирована самая высокая в мире концентрация известных вулканов.

– А где конкретно они сосредоточены – есть ли зоны, которые считаются наиболее насыщенными и важными для науки?

– В Азербайджане основные зоны сосредоточения грязевых вулканов находятся в восточной части страны – это Гобустан, Абшеронский полуостров и нижнее течение реки Кура, юго-восточная часть Ширвана. В одном только Гобустане около 120 вулканов из 200 наземных, зарегистрированных в регионе. Здесь расположены одни из крупнейших в мире грязевых вулканов – Торгай, Большой и Малый Кянизадаг. Геолого-тектоническое строение, мощность осадочного чехла и нефтегазоносность глубинных слоев определяют не только количество, но и активность и размеры вулканов. Эти зоны представляют особый интерес для изучения распределения углеводородов и механизмов формирования вулканизма.

– Что именно происходит под землей, прежде чем на поверхности появляется кратер с выбросом грязи?

– За любым грязевым вулканом скрываются процессы, происходящие на глубине. Все они приурочены к антиклиналям – дугообразным поднятиям слоев, формирующимся в результате тектонических движений. Внутри этих структур формируются крупные подземные камеры, заполненные грязевой массой. Ее плотность, как правило, ниже плотности окружающих пород. Под воздействием высокого давления и газа эта масса начинает подниматься по зонам разломов и трещин. Достигнув поверхности, она с силой выбрасывается наружу, часто образуя конус и кратер. Наши наблюдения показывают, что форма кратера на поверхности напрямую связана с конфигурацией подземной камеры.

– В какое время года удобнее вести наблюдения и какие методы, техника, спутниковые или наземные системы используются сегодня?

– Исследования грязевых вулканов ведутся круглый год, поскольку сезонность здесь играет второстепенную роль. Все зависит от задачи. Например, при изучении нефтегазоносности региона после извержения мы берем образцы коренных пород из массы грязи, выброшенной на поверхность, и проводим их петрографический, минералогический и геохимический анализ. Это позволяет установить возраст пород, условия их образования и оценить перспективы нефтегазоносности на основе комплексного анализа.

Мониторинг изменений вулканов до и после землетрясений проводится с применением структурного анализа, геофизических методов и дистанционного зондирования. Современные технологии, включая высокоточный спутниковый контроль, позволяют более детально изучать механизмы вулканизма и выявлять взаимосвязь с сейсмическими процессами.

– Грязь, которую выбрасывают эти вулканы, считается полезной. В чем, с научной точки зрения, заключается ее лечебный эффект?

– Действительно, лечебные свойства вулканической грязи – это научно доказанный факт. Они подтверждены в ходе совместных исследований, начатых еще в 80-е годы. В них участвовали ученые Института геологии (ныне Институт геологии и геофизики Министерства науки и образования Азербайджанской Республики) под руководством профессора Адиля Алиева и специалисты Научно-исследовательского института медицинской реабилитации и природных лечебных факторов Министерства здравоохранения (ныне Научно-исследовательский институт медицинской реабилитации Минздрава) под руководством профессора Фариды Эфендиевой. Было установлено, что вулканическая грязь эффективна при лечении заболеваний периферической нервной системы, нарушений кровообращения нижних конечностей, болезней опорно-двигательного аппарата, а также урологических, гинекологических и кожных заболеваний. Однако важно помнить, что не вся грязь безопасна: в некоторых случаях могут обнаруживаться высокие концентрации тяжелых металлов и токсичных микроорганизмов.

Лечебные грязи отличаются тонкой дисперсностью, высокой влагоудерживающей способностью и богатым минеральным составом. Они не вызывают аллергии и сохраняют свои свойства до шести месяцев при правильном хранении, что позволяет использовать их вдали от месторождений.

– Может ли активность такого вулкана быть неожиданной, угрожать людям или окружающей среде?

– В целом грязевые вулканы считаются относительно безопасными по сравнению с магматическими, но полностью исключить опасность нельзя. При мощных извержениях возможны выбросы миллионов кубометров грязи, сильные газовые потоки, спонтанные воспламенения и образование трещин длиной в несколько километров. В истории даже зафиксированы случаи с человеческими жертвами. На Абшеронском полуострове потенциальную опасность представляют Кейряки, Хекмали-Боздаг и Гобу-Боздаг, находящиеся недалеко от жилой застройки. Чтобы минимизировать риски, в 2007 году был создан Государственный природный заповедник «Группа грязевых вулканов Баку и Абшеронского полуострова».

– Какие данные о нашей планете можно получить, наблюдая за такими процессами?

– Грязевые вулканы можно рассматривать как природные скважины, которые доставляют на поверхность материал с глубины в несколько километров. Это позволяет изучать состав глубинных флюидов и пород, строение земной коры и ее эволюцию. Их активность часто совпадает с зонами тектонических напряжений и может синхронизироваться с землетрясениями. Изменения частоты извержений, состава или температуры газов служат индикаторами нарастающего напряжения. В районах нефтегазоносности вулканы играют ключевую роль в понимании генерации, миграции и накопления углеводородов. Метан, выделяемый вулканами, является мощным парниковым газом, и оценка его выбросов важна для климатологии.

– Возможно, были какие-то громкие открытия или необычные случаи, вызвавшие интерес у международных научных групп?

– Да, наши исследования с учеными из Европы, Китая и США дали ряд значимых результатов. С австрийскими коллегами мы изучали минералогические и геохимические особенности морских и прибрежных вулканов Азербайджана, что позволило уточнить механизмы взаимодействия флюидов и пород. Совместные многолетние работы с французскими учеными подтвердили прямую связь между формой вулкана на поверхности и параметрами его подземных камер. С американскими коллегами применили новый метод изотопного скучивания для изучения метана, выбрасываемого наземными вулканами. Оказалось, что он в значительной степени образуется при вторичном бактериальном метанообразовании – процессе биодеградации углеводородов, а не только в результате высокотемпературных термогенных процессов. Это открытие в корне меняет понимание роли вулканов в глобальном метановом цикле.

– И последний вопрос: как вы думаете, что еще может открыть нам это явление? Есть ли в нем скрытый потенциал, который мы пока не расшифровали?

– Перспективы огромны. Во-первых, вулканы – это активные экосистемы. Изучение микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях глубинных камер, может расширить наши представления о границах существования жизни на Земле и помочь в поиске жизни на других планетах, например на Марсе. Во-вторых, понимание механизмов образования и выбросов метана, включая бактериальную деградацию углеводородов, поможет уточнить климатические модели и прогнозировать изменения климата. В-третьих, чувствительность вулканов к изменению давления в недрах делает их ценными индикаторами тектонической активности и потенциальным элементом систем раннего предупреждения о землетрясениях.

ХАНУМ ГАДИРЛИ