Вулкан Олдоиньо-Ленгаи и озеро Натрон

На фото — вулкан Олдоиньо-Ленгаи

Вулкан Олдоиньо-Ленгаи, расположенный на севере Танзании. Перед ним — озеро Натрон и розовая полоска кормящихся на озере фламинго. Снимок сделан в октябре 2017 года. Если сравнить его с фотографиями 1966-го и 2008 года (учитывая, что они сделаны с разных ракурсов), можно заметить, что с 1966 года вершина заметно «посерела». Но вот что интересно: высота этого вулкана — всего 2960 метров, расположен он почти на экваторе и снега на нем не бывает.

Слева — вулкан Олдоиньо-Ленгаи в 2008 году. Фото с сайта oldoinyolengai.pbworks.com. Справа — Олдоиньо-Ленгаи в 1966 году во время извержения. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Белый цвет вершины Олдоиньо Ленгаи — результат ряда любопытных химических реакций, итогом которых является множество мельчайших кристалликов водных карбонатов натрия, больше известных нам как сода. Этот вулкан единственный в мире извергает натрокарбонатитовую лаву, которая отличается не только уникальным химическим составом, но и, как следствие, крайне низкой температурой — всего 500–600°C (для сравнения, температура самой распространенной лавы, базальтовой, — около 1200°C). Натрокарбонатиты — вулканические или интрузивные горные породы, преимущественно состоящие из карбонатов натрия, калия и кальция, многие из которых растворяются в воде. В основном это ньеререит (Na₂Ca(CO₃)₂) и грегориит (Na₂K₂CaCO₃).

Кратер вулкана в 2000 году. За четыре дня после излияния цвет потока натрокарбонатитов меняется с черного на белый, что отражает скорость растворения минералов исходных лав. Изображение из статьи A. Zaitsev, J. Keller, 2006. Mineralogical and chemical transformation of Oldoinyo Lengai natrocarbonatites, Tanzania

Эти минералы нестабильны и легко реагируют с атмосферной влагой и различными газами. Всего за несколько дней поверхность свежего потока лавы покрывается коркой новообразованных минералов, и через какое-то время исходные минералы сложно найти даже в глубине лавового потока. Эта особенность затрудняет отбор образцов и изучение натрокарбонатитов.

Фотографии шлифов (пластин горной породы толщиной 30 мкм) в поляризованном свете, показывающие процессы разрушения исходных минералов ньеререита (b) и грегориита (с). a — жила образующегося в результате нахколита (NaHCO₃). На фото b и с кристаллы ньеререита (Nr) под действием воды превращаются в пирссонит (Na₂Ca(CO₃)₂·2H2O) (Pr), а грегориит (Gr) — в шортит (Na₂Ca₂(CO₃)₃) (Sh) и нахколит (Nh). A. Zaitsev, J. Keller, 2006. Mineralogical and chemical transformation of Oldoinyo Lengai natrocarbonatites, Tanzania

Другим обычным элементом, выходящим на поверхность при извержениях и дегазации (выходе газа из магмы) Олдоиньо-Ленгаи, является хлор. В сочетании с натрием из лав получается другое «кухонное» химическое соединение — поваренная соль (NaCl), точнее ее кристаллическая форма — минерал галит.

Фумаролы (трещины) на склоне вулкана Олдоиньо Ленгаи, из которых выходит в основном водяной пар, обогащенный серой, углекислым газом, хлором, фтором и другими соединениями. Фото © Кирилл Власов, октябрь 2017 года, Танзания

В период дождей натрий, калий, хлор и прочие элементы вымываются из пород вулкана и сносятся к его подножию, где расположено озеро Натрон. Максимальная глубина озера — всего три метра, однако его площадь весьма значительна: 22 километра в ширину и 57 в длину. Технически это большая глинистая лужа, от которой в сухой сезон остается примерно половина.

Равнина, разделяющая озеро Натрон и Олдоиньо Ленгаи, в сухой сезон превращается в пустыню, где нередки песчаные бури. Высота пылевого облака — около двух километров. Фото © Кирилл Власов, октябрь 2017 года, Танзания

Вода в Натроне невероятно соленая, щелочная — со средним pH около 10–12 (pH обычной питьевой воды равен 7) — и для питья непригодна. Температура воды из-за малой глубины днем часто достигает 40°C, а в горячих источниках северо-западного берега — 60°C. Концентрация минеральных солей настолько высока, что даже пресная вода из питающих озеро источников обладает сладковатым привкусом за счет небольших концентраций ионов натрия, и этот вкус не меняется даже после кипячения.

Малые фламинго, кормящиеся на озере Натрон. Фото © Кирилл Власов, октябрь 2017 года, Танзания

Казалось бы, такая жидкость совершенно непригодна для жизни, однако в озере и на его берегах существует совершенно удивительная экосистема. В основе ее лежат цианобактерии (Spirulina, Cyanospira), в период активного размножения придающие воде красный цвет. Ими питаются немногочисленные беспозвоночные, например рачок артемия (Artemia salina), и малые фламинго (Phoenicoparrus minor). Для малых фламинго озеро Натрон — единственное постоянное место гнездования, и источник их розового цвета каротиноид астаксантин поступает в их организм вместе с цианобактериями. Гнездятся же они на сезонных островках соли (которые выступают на поверхности озера в засушливый период), надежно защищенные от любых наземных хищников солеными водами и непроходимой грязью озера. В более пресных источниках по берегам живут рыбки из семейства цихловых — алколапии (Alcolapia). Но далеко в воды Натрона эти небольшие рыбки предпочитают не заплывать: вода для них там слишком соленая.

Озеро Натрон в период цветения. Фото из книги R. Scoon, 2018. Geology of National Parks of Central/Southern Kenya and Northern Tanzania

Такой высокий уровень минерализации затрудняет разложение органики, благодаря чему на берегах озера часто можно найти мумии небольших животных. Их перья или шерсть покрываются коркой соли, которая препятствует размножению бактерий-редуцентов и поеданию другими животными. В 2010–2012 годах британский фотограф Ник Брандт (Nick Brandt) сделал серию фотографий таких мумий в прижизненных позах.

Фрагмент соляной корки озера Натрон, продающийся около дороги, ведущей вдоль берега. Фото © Кирилл Власов, октябрь 2017 года, Танзания

Озеро Натрон хранит следы и более древних событий и существ. В начале двухтысячных годов на его побережье были обнаружены многочисленные следы Homo sapiens и копытных животных возрастом от 5 до 19 тысяч лет. Изначально предполагалось, что следы гораздо старше (120 тысяч лет), однако радиоуглеродное датирование указало на относительно молодой возраст. Их изучение началось в 2008 году с курьезного случая. 1 апреля 2008 года эколог Джим Бретт, отдыхавший на озере, узнал о следах от местного жителя и немедленно позвонил своей знакомой — антропологу Синтии Люткус-Пирс (Cynthia M. Liutkus-Pierce) из Аппалачского университета (США). И та чуть не сбросила звонок, приняв его за первоапрельский розыгрыш.