Что такое вулканы и как они образуются

Как появились вулканы на нашей планете?

Жители древнего мира считали, что вулканы — это кара богов за проступки человечеств, их боялись, перед ними преклонялись. В наши дни мы точно знаем, что это такое, откуда берутся вулканы, мы даже научились предсказывать извержения. Но от этого явление не перестало быть опасным и непредсказуемым. Один вулкан может стереть со света огромную местность, на планете нет более страшной и неудержимой силы. Нет такой технологии, которая смогла бы усмирить и подчинить воле человека извержение. Однако, вулканы несут не только опасность, но и пользу для жителей всего мира. Разберемся в этих вопросах подробнее.

Самые волнующие сюжеты о вулканах из литературы и кинематографа касаются национального парка Вайоминг в США. В нем расположен супервулкан, извержение которого уничтожит большую часть населения планеты. Но не все вулканы обладают такой глобальной разрушительной силой, как Йеллоустон. Если ты хочешь подробнее узнать, в чем опасность, обратись к статье “Все об извержении супервулкана Тоба 70 тысяч лет назад”.

У вулканов есть свое очарование, но если мы отбросим лирические размышления, то поймем, что вулкан — это пролом в земной коре. Через это отверстие из недр на поверхность выходят скопившиеся газы, в момент извержения — магма и много пепла. Возникает вопрос, почему кора нашей планеты не целостная?

Откуда берутся вулканы?

В момент своего формирования наша планета была покрыта вулканами. Впоследствии именно эти вулканы создали условия для зарождения жизни. Человечество зародилось и развивается в сопровождении вулканизма.

Вспомним, из чего состоит планета. Это конструкция из ядра, вокруг которого постоянно движется магма. Именно благодаря такому строению Земля обладает магнитным полем, без него не смогла бы появиться атмосфера. Еще один элемент конструкции — земная кора. Она изначально не была цельной, ее формируют 17 огромных тектонических плит. Они двигаются, расходятся и сталкиваются. На границах образуются разломы, которые мы и называем вулканами. Они находятся не только на суше, но и под водами мирового океана. Подводные вулканы такие же опасные, они точно так же извергаются.

Устройство вулкана

Увидеть, что внутри, физически невозможно. Но благодаря ученым-вулканологам, мы имеем представление о составных частях:

Не все вулканы похожи друг на друга. В некоторых разновидностях какая-то составляющая может отсутствовать. Если присутствуют все элементы, то это классический конусообразный тип.

Какими бывают?

Есть множество классификаций вулканов, первоочередные — по форме и типу. Чтобы получить полную характеристику вулкана, нужно знать, как двигаются под ним литосферные плиты, какой состав и вязкость у лавы, как быстро она застывает.

По типу бывают действующими, потухшими, а также спящими, они не потухли, но и активности в данный момент не проявляют. Многое зависит и от формы. Самые крупные — щитовые, диаметр их основания просто гигантский, их высота может достигать 17 километров. Стенки пологие, состоящие из множества слоев лавы. На их склонах часто расположены небольшие конусные вулканы высотой до 500 метров. Однако, стратовулканы, как Килиманджаро, тоже относятся к конусному типу, и их высота может доходить до 2500 метров. Есть еще и купольные, они не высокие, но с крутыми склонами.

Еще одна важнейшая характеристика — тип кратера. Он может быть представлен лавовым плато или кальдерой, вулканической пробкой или туфовым конусом. От типа кратера зависит, какую опасность несет извержение.

В чем опасность?

Активные вулканы опасны по ряду причин, некоторые из которых неочевидные. В периоды без извержений они выпускают множество газов, дышать которыми нежелательно для людей и животных. Огромную опасность несут в себе спящие вулканы, так как они могут в любой момент проснуться. Из-за этого селиться поблизости от вулкана, если тот не потух, очень небезопасно. Даже если он извергался последний раз тысячелетия назад. Однако, людям выгодно жить в вулканически активных местностях. Чуть ниже мы расскажем, в чем выгода.

Сейчас ученые научились предсказывать извержения, но предсказания не могут быть стопроцентно точными. Масштабы бедствия зависят от множества факторов, к примеру, от расположения. Если вулкан находится на острове, то его извержение с высокой вероятностью спровоцирует цунами. Так один катаклизм переходит в целую серию бедствий. Впрочем, вулканизм может быть полезен, и человечество этим активно пользуется.

Какая польза от вулканов?

Почему же люди живут и разводят фермерские хозяйства у подножия вулканов или даже на их склонах? Неужели им не страшно в одночасье лишиться всего? Объяснение простое: извержений может не быть столетиями, а вулканический пепел — это отличное удобрение. Почва в таких местностях просто пропитана этим пеплом, и потому она очень плодородная.

Это еще не все, при извержениях на поверхность выходит множество веществ, которые востребованы промышленностью, в том числе и ценные металлы. Застывшая лава используется для изготовления строительных материалов, она прочная и теплоустойчивая. Пемза — это застывшая вулканическая лава определенного типа. Также вышедшая на поверхность магма применяется для изготовления ластиков и зубной пасты.

Теперь ты знаешь, откуда берутся вулканы, чем они опасны и полезны. Для полноты картины нужно знать статистические сведения. Всего на Земле за год происходит 50-60 извержений, большая часть из них не опасны. Но все же за последние 50 лет вулканы убили более 20 исследований и сотни людей, живущих неподалеку от них.

Источник

Вулкан

Вулканы — геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.

Содержание

Вулканическая активность

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие и дремлющие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими — на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

Типы вулканических построек

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

Вулканы центрального типа имеют центральный подводящий канал, или жерло, ведущее к поверхности от магматического очага. Жерло оканчивается расширением, кратером, который по мере роста вулканической постройки перемещается вверх. У вулканов центрального типа могут быть побочные, или паразитические, кратеры, которые располагаются на его склонах и приурочены к кольцевым или радиальным трещинам. Нередко в кратерах существуют озёра жидкой лавы. Если магма вязкая, то образуются купола выжимания, которые закупоривают жерло, подобно «пробке», что приводит к сильнейшим взрывным извержениям, когда поток газов буквально вышибает «пробку» из жерла.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами — барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами — вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными — стратовулканами.

Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые — многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Мон-Пеле, 1902 г.).

Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами,депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов — вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород. Отрицательные формы рельефа, связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами — крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров.

Классификация вулканов по форме

Вулканы Чирип (слева) и Богдан Хмельницкий (справа). Остров Итуруп.

Источник

10 интересных фактов о вулканах

Что такое вулканы? Мы знаем, что это большие горы, извергающие фонтаны огненной магмы из своих вершин. Мы даже знаем названия самых известных — вроде Везувия или Сент-Хеленс. Но в мире есть множество фактов об этих огнедышащих горах, которых вы точно не знали.

Мауна-Кеа, вид из космоса

Чтобы понять вулканы, нам нужно понять состав Земли и тектонику плит. Здесь можно привести аналогию: Земля — это шар расплавленной породы с охлажденной корой. Такой себе пирог. Только кора — это поверхность Земли, на которой мы живем, и она разбита на пластины. Эти пластины плавают в океане расплавленной породы под поверхностью, который называется мантией. Как и обычный океан, океан магмы (расплавленной породы) в мантии тоже имеет потоки. Горячая магма поднимается от ядра Земли, а холодная уходит к нему. Это порождает потоки, которые движут плитами земной поверхности и образуют тектонику плит.

Тектонические плиты движутся в стороны, расходятся или сходятся, сталкиваясь. Эти два состояния и образуют вулканы. Вулканы — это отверстие или трещина в земной коре, через которую могут выходить магма и горячие газы. Когда тектонические плиты расходятся, новая магма поднимается вверх, образуя свежие партии земной коры. Когда плиты сходятся, они зачастую подползают одна под другую. Это называется субдукцией. Невероятная сила плавит камни субдуцируемой плиты, образуя магму. Это второе состояние, порождающее вулканы.

Отличный способ взглянуть на границы плит — найти вулкан. Они могут располагаться на континентах, но самые интересные из них все же образуются в цепях островов, не на границах плит.

Извержение вулкана Вильярика, 3 марта 2015 года

Океанические вулканы имеют значение, потому что помогают образовать новые острова. Существуют определенные места, которые не являются тектоническими границами. Это регионы, в которых находятся горячие точки Земли. В них поднимающаяся магма оказывается концентрированной и плавит кору. На дне океана вырастает вулканическая гора. Со временем вулкан растет, пока над поверхностью океана не показывается остров. Если плита проходит над горячей точкой, со временем она может образовать цепочку островов вроде Гавайев.

Перед вами десять интересных фактов о вулканах.

Есть три основных вида вулканов

Хотя все вулканы представляют собой достижение горячей магмы поверхности Земли и извержение, они делятся на разные типы. Щитовые вулканы имеют лавовые потоки с низкой вязкостью, которые растекаются на десятки километров; это делает вулканы очень широкими с плавными краями. Стратовулканы включают разные типы лавы, извергают пепел и камни и вырастают до невероятных высот. Еще один тип вулканов — шлаковые конусы — представлен небольшими вулканами и демонстрирует короткие извержения, которые выращивают конус всего до 400 метров в высоту.

Снимок Везувия, сделанный прибором ASTER

Чем магма отличается от лавы

На 30 километров под вашими ногами находится мантия Земли. Это область сверхгорячей породы, которая простирается до ядра Земли. Она настолько горячая, что расплавленная порода образует гигантские пузыри жидкого камня под названием магмовые камеры. Эта магма легче окружающей породы, поэтому поднимается наверх, ищет трещины и слабости земной коры. Когда она, наконец, достигает поверхности, она извергается из-под земли в качестве лавы, пепла, вулканических газов и пород. Магмой она называется под землей, а лавой — когда извергается.

Вулканы могут быть действующими, спящими или потухшими

Действующий вулкан — этот тот, который извергался в исторические времена (в последние несколько тысяч лет). Спящий вулкан — это тот, который разразился в исторические времена и может извергнуться снова. Потухший вулкан — этот тот, который, по мнению ученых, извергаться не будет.

Фонтан лавы на Гавайях

Вулканы могут быстро расти

Хотя некоторые вулканы формируются на протяжении тысяч лет, другие могут вырастать в течение ночи. Например, шлаковый конус вулкана Парикутин появился на мексиканском кукурузном поле 20 февраля 1943 года. Через неделю он был в 5 этажей высотой, а к концу года вырос до 336 метров. Его рост завершился в 1952 году и остановился на отметке в 424 метра. По меркам геологов, это довольно быстро.

Около 20 вулканов извергаются прямо сейчас

Где-то в мире порядка 20 действующих вулканов извергаются, пока вы читаете это. Некоторые только начинают, другие продолжают. 50-70 вулканов разгорелось в прошлом году и 160 были действующими в течение последнего десятилетия. Геологи считают, что за последние 10 000 лет было порядка 1300 извержений. Три четверти всех извержений произошло на дне океана, и большая их часть продолжает действовать, но геологи об этом не знают. Если добавить подводные вулканы, в общей сложности за последние 10 000 лет произошли извержения порядка 6000 вулканов.

Вулканы опасны

Но об этом вы, конечно, наслышаны. Некоторые из самых смертоносных вулканов включают Кракатау, который извергался в 1883 году, породив цунами, унесшее жизни 36 000 человек. В 79 году н. э. взорвался Везувий, похоронив города Помпеи и Геркуланум, убив 16 000 человек. Вулкан Гора Пели на острове Мартиника уничтожил город с 30 000 человек в 1902 году. Самый опасный момент в извержении вулкана — пирокластические потоки, которые движутся по стороне вулкана со скоростью в сотни километров в час с температурой более 1000 градусов по Цельсию.

Извержение вулкана Эйяфьядлайёкюдль

Высочайший вулкан Солнечной системы находится не на Земле

Самый высокий вулкан Солнечной системы находится не на Земле, а на Марсе. Гора Олимп — это гигантский щитовой вулкан, который вздымается в высоту на 27 километров и составляет 550 километров в поперечнике. Ученые считают, что гора Олимп смогла стать такой большой, потому что на Марсе вообще нет никакой тектоники плит. Даже одна горячая точка могла раздуваться в течение миллиардов лет, вытягивая вулкан все выше и выше.

Самый высокий и самый крупный вулканы на Земле находятся рядом

Высочайший вулкан на Земле — это Мауна-Кеа на Гавайях, его высота составляет 4207 метров. Он немногим выше самого крупного вулкана на Земле, Мауна-Лоа, с высотой 4169 метров. Оба являются щитовыми вулканами, которые поднимаются со дна океана. Если бы вы могли измерить Мауна-Кеа от основания в океане до самого пика, вы получили бы 10 203 метра (выше самого Эвереста).

Наиболее удаленной точкой от центра Земли является вулкан

Возможно, вы думаете, что вершина горы Эверест — наиболее удаленная точка от центра Земли, но это не так. На самом деле это вулкан Чимборасо в Эквадоре. Дело в том, что Земля вертится в пространстве и представляет собой геоид. Точки на экваторе находятся дальше от центра Земли, чем на полюсах. И Чимборасо находится очень близко к экватору Земли. Хотя высота его составляет «всего» 6267 метров.

В 2020 проснулся крупнейший вулкан Европы

19 апреля 2020 года в Италии проснулся крупнейший европейский вулкан Этна, который расположен на восточном побережье Сицилии. Огромные столбы пепла и дыма достигали нескольких километров в высоту, а из юго-восточного кратера текли потоки раскаленной лавы. Дым и пепел было видно за много десятков километров от самого вулкана. Подробнее об этом и других действующих вулканов мы писали в этой статье.

Источник

ВУЛКАНЫ

К действующим относятся вулканы, извергавшиеся в историческое время или проявлявшие другие признаки активности (выброс газов и пара и проч.). Некоторые ученые считают действующими те вулканы, о которых достоверно известно, что они извергались в течение последних 10 тыс. лет. Например, к действующим следовало относить вулкан Ареналь в Коста-Рике, поскольку при археологических раскопках стоянки первобытного человека в этом районе был обнаружен вулканический пепел, хотя впервые на памяти людей его извержение произошло в 1968, а до этого никаких признаков активности не проявлялось. См. также ВУЛКАНИЗМ.

Вулканы известны не только на Земле. На снимках, сделанных с космических аппаратов, обнаружены огромные древние кратеры на Марсе и множество действующих вулканов на Ио, спутнике Юпитера.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ

– это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. В некоторых случаях происходит излияние лавы в рифтовых зонах огромной протяженности. Например, в Исландии в 1783 в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние ок. 20 км, произошло излияние

12,5 км 3 лавы, распределившейся на площади

Состав лавы.

Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

Химический состав лав

СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЛАВ (в весовых процентах)
Оксиды	Нефелино- вый ба- зальт	Базальт	Андезит	Дацит	Фонолит	Трахит	Риолит
SiO2	37,6	48,5	54,1	63,6	56,9	60,2	73,1
Al2O3	10,8	14,3	17,2	16,7	20,2	17,8	12,0
Fe2O3	5,7	3,1	3,5	2,2	2,3	2,6	2,1
FeO	8,3	8,5	5,5	3,0	1,8	1,8	1,6
MgO	13,1	8,8	4,4	2,1	0,6	1,3	0,2
CaO	13,4	10,4	7,9	5,5	1,9	2,9	0,8
Na2O	3,8	2,3	3,7	4,0	8,7	5,4	4,3
K2O	1,0	0,8	1,1	1,4	5,4	6,5	4,8
H2O	1,5	0,7	0,9	0,6	1,0	0,5	0,6
TiO2	2,8	2,1	1,3	0,6	0,6	0,6	0,3
P2O5	1,0	0,3	0,3	0,2	0,2	0,2	0,1
MnO	0,1	0,2	0,1	0,1	0,2	0,2	0,1

По мере поднятия магмы к поверхности выделяющиеся газы образуют крошечные пузырьки диаметром чаще до 1,5 мм, реже до 2,5 см. Они сохраняются в застывшей породе. Так образуются пузырчатые лавы. В зависимости от химического состава лавы различаются по вязкости, или текучести. При высоком содержании диоксида кремния (кремнезема) лава характеризуется высокой вязкостью. Вязкость магмы и лавы в большой степени определяет характер извержения и тип вулканических продуктов. Жидкие базальтовые лавы с низким содержанием кремнезема образуют протяженные лавовые потоки длиной более 100 км (например, известно, что один из лавовых потоков в Исландии протянулся на 145 км). Мощность лавовых потоков обычно составляет от 3 до 15 м. Более жидкие лавы образуют более тонкие потоки. На Гавайях обычны потоки толщиной 3-5 м. Когда на поверхности базальтового потока начинается затвердевание, его внутренняя часть может оставаться в жидком состоянии, продолжая течь и оставляя за собой вытянутую полость, или лавовый тоннель. Например, на о.Лансарот (Канарские о-ва) крупный лавовый тоннель прослеживается на протяжении 5 км. Поверхность лавового потока бывает ровной и волнистой (на Гавайях такая лава называется пахоэхоэ) или неровной (аа-лава). Горячая лава, обладающая высокой текучестью, может продвигаться со скоростью более 35 км/ч, однако чаще ее скорость не превышает нескольких метров в час. В медленно движущемся потоке куски застывшей верхней корки могут отваливаться и перекрываться лавой; в результате в придонной части формируется зона, обогащенная обломками. При застывании лавы иногда образуются столбчатые отдельности (многогранные вертикальные колонны диаметром от нескольких сантиметров до 3 м) или трещиноватость, перпендикулярная охлаждающейся поверхности. При излиянии лавы в кратер или кальдеру формируется лавовое озеро, которое со временем охлаждается. Например, такое озеро образовалось в одном из кратеров вулкана Килауэа на о.Гавайи во время извержений 1967-1968, когда лава поступала в этот кратер со скоростью 1,1ґ10 6 м 3 /ч (частично лава впоследствии возвратилась в жерло вулкана). В соседних кратерах за 6 месяцев толщина корки застывшей лавы на лавовых озерах достигла 6,4 м.

Купола, маары и туфовые кольца.

Обломочный материал,

Взвешенная в воздухе смесь очень мелкого пирокластического материала и нагретого газа, выброшенная при извержении из кратера или трещин и движущаяся над поверхностью грунта со скоростью

100 км/ч, образует пепловые потоки. Они распространяются на многие километры, иногда преодолевая водные пространства и возвышенности. Эти образования известны также под названием палящих туч; они настолько раскалены, что светятся ночью. В пепловых потоках могут присутствовать также крупные обломки, в т.ч. и куски породы, вырванные из стенок жерла вулкана. Чаще всего палящие тучи образуются при обрушении столба пепла и газов, выбрасываемых вертикально из жерла. Под действием силы тяжести, противодействующей давлению извергаемых газов, краевые части столба начинают оседать и спускаться по склону вулкана в виде раскаленной лавины. В некоторых случаях палящие тучи возникают по периферии вулканического купола или в основании вулканического обелиска. Возможен также их выброс из кольцевых трещин вокруг кальдеры. Отложения пепловых потоков образуют вулканическую породу игнимбрит. Эти потоки транспортируют как мелкие, так и крупные фрагменты пемзы. Если игнимбриты отлагаются достаточно мощным слоем, внутренние горизонты могут иметь настолько высокую температуру, что обломки пемзы плавятся, образуя спекшийся игнимбрит, или спекшийся туф. По мере остывания породы в ее внутренних частях может образоваться столбчатая отдельность, причем менее четкой формы и крупнее, чем аналогичные структуры в лавовых потоках.

Небольшие холмы, состоящие из пепла и глыб разной величины, образуются в результате направленного вулканического взрыва (как, например, при извержениях вулканов Сент-Хеленс в 1980 и Безымянного на Камчатке в 1965).

Направленные вулканические взрывы представляют собой довольно редкое явление. Созданные ими отложения легко спутать с отложениями обломочных пород, с которыми они часто соседствуют. Например, при извержении вулкана Сент-Хеленс непосредственно перед направленным взрывом произошел сход лавины щебня.

Подводные вулканические извержения.

Если над вулканическим очагом расположен водоем, при извержении пирокластический материал насыщается водой и разносится вокруг очага. Отложения такого типа, впервые описанные на Филиппинах, сформировались в результате извержения в 1968 вулкана Тааль, находящегося на дне озера; они часто представлены тонкими волнистыми слоями пемзы.

С извержениями вулканов могут быть сопряжены сели, или грязекаменные потоки. Иногда их называют лахарами (первоначально описаны в Индонезии). Формирование лахаров не является частью вулканического процесса, а представляет собой одно из его последствий. На склонах действующих вулканов в изобилии накапливается рыхлый материал (пепел, лапилли, вулканические обломки), выбрасываемый из вулканов или выпадающий из палящих туч. Этот материал легко вовлекается в движение водой после дождей, при таянии льда и снега на склонах вулканов или прорывах бортов кратерных озер. Грязевые потоки с огромной скоростью устремляются вниз по руслам водотоков. При извержении вулкана Руис в Колумбии в ноябре 1985 сели, двигавшиеся со скоростью выше 40 км/ч, вынесли на предгорную равнину более 40 млн. м 3 обломочного материала. При этом был разрушен город Армеро и погибло ок. 20 тыс. человек. Чаще всего такие сели сходят во время извержения или сразу после него. Это объясняется тем, что при извержениях, сопровождающихся выделением тепловой энергии, происходят таяние снега и льда, прорыв и спуск кратерных озер и нарушение стабильности склонов.

выделяющиеся из магмы до и после извержения, имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра, выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов в вулканических районах может продолжаться годами. Такие выходы горячих газов и паров через отверстия на дне кратера или склонах вулкана, а также на поверхности лавовых или пепловых потоков называют фумаролами. К особым типам фумарол относят сольфатары, содержащие соединения серы, и мофеты, в которых преобладает углекислый газ. Температура фумарольных газов близка к температуре магмы и может достигать 800° С, но может и снижаться до температуры кипения воды (

100° С), пары которой служат основной составляющей фумарол. Фумарольные газы зарождаются как в неглубоких приповерхностных горизонтах, так и на больших глубинах в раскаленных породах. В 1912 в результате извержения вулкана Новарупта на Аляске образовалась знаменитая Долина десяти тысяч дымов, где на поверхности вулканических выбросов площадью ок. 120 км 2 возникло множество высокотемпературных фумарол. В настоящее время в Долине действует лишь несколько фумарол с довольно низкой температурой. Иногда от поверхности еще не остывшего лавового потока поднимаются белые струи пара; чаще всего это дождевая вода, нагревшаяся при соприкосновении с раскаленным потоком лавы.

Химический состав вулканических газов.

Цунами

— огромные морские волны, связанные главным образом с подводными землетрясениями, но иногда возникающие при вулканических извержениях на дне океана, которые могут вызвать образование нескольких волн, следующих с интервалом от нескольких минут до нескольких часов. Извержение вулкана Кракатау 26 августа 1883 и последующее обрушение его кальдеры сопровождалось цунами высотой более 30 м, повлекшим многочисленные человеческие жертвы на побережьях Явы и Суматры.

ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ

Продукты, поступающие на поверхность при вулканических извержениях, существенно различаются по составу и объему. Сами извержения имеют различную интенсивность и продолжительность. На этих характеристиках и основана наиболее употребительная классификация типов извержений. Но бывает, что характер извержений меняется от одного события к другому, а иногда и в ходе одного и того же извержения.

Плинианский тип

Анализ 25 наиболее сильных исторических извержений показывает, что периоды покоя, предшествовавшие плинианским извержениям, составляли в среднем 865 лет.

Пелейский тип.

Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника.

Вулканский тип.

Стромболианский тип.

Этот тип назван по имени вулканического о.Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе

Гавайский тип

Другие типы извержений.

Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965, в результате которого образовался остров.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ

Распределение вулканов по поверхности земного шара лучше всего объясняется теорией тектоники плит, согласно которой поверхность Земли состоит из мозаики подвижных литосферных плит. При их встречном движении происходит столкновение, и одна из плит погружается (поддвигается) под другую в т.н. зоне субдукции, к которой приурочены эпицентры землетрясений. Если плиты раздвигаются, между ними образуется рифтовая зона. Проявления вулканизма связаны с этими двумя ситуациями.

Вулканы зоны субдукции располагаются по границе поддвигающихся плит. Известно, что океанские плиты, образующие дно Тихого океана, погружаются под материки и островные дуги. Области субдукции отмечены в рельефе дна океанов глубоководными желобами, параллельными берегу. Полагают, что в зонах погружения плит на глубинах 100-150 км формируется магма, при поднятии которой к поверхности происходит извержение вулканов. Поскольку угол погружения плиты часто близок к 45°, вулканы располагаются между сушей и глубоководным желобом примерно на расстоянии 100-150 км от оси последнего и в плане образуют вулканическую дугу, повторяющую очертания желоба и береговой линии. Иногда говорят об «огненном кольце» вулканов вокруг Тихого океана. Однако это кольцо прерывисто (как, например, в районе центральной и южной Калифорнии), т.к. субдукция происходит не повсеместно.

Вулканы рифтовых зон существуют в осевой части Срединно-Атлантического хребта и вдоль Восточно-Африканской системы разломов.

Есть вулканы, связанные с «горячими точками», располагающимися внутри плит в местах подъема к поверхности мантийных струй (богатой газами раскаленной магмы), например, вулканы Гавайских о-вов. Как полагают, цепь этих островов, вытянутая в западном направлении, образовалась в процессе дрейфа на запад Тихоокеанской плиты при движении над «горячей точкой». Сейчас эта «горячая точка» расположена под действующими вулканами о.Гавайи. По направлению к западу от этого острова возраст вулканов постепенно увеличивается.

Тектоника плит определяет не только местоположение вулканов, но и тип вулканической деятельности. Гавайский тип извержений преобладает в районах «горячих точек» (вулкан Фурнез на о.Реюньон) и в рифтовых зонах. Плинианский, пелейский и вулканский типы характерны для зон субдукции. Известны и исключения, например, стромболианский тип наблюдается в различных геодинамических условиях.

Вулканическая активность: повторяемость и пространственные закономерности.

Ежегодно извергается приблизительно 60 вулканов, причем и в предшествовавший год происходило извержение примерно трети из них. Имеются сведения о 627 вулканах, извергавшихся за последние 10 тыс. лет, и о 530 – в историческое время, причем 80% из них приурочены к зонам субдукции. Наибольшая вулканическая активность наблюдается в Камчатском и Центрально-Американском регионах, более спокойны зоны Каскадного хребта, Южных Сандвичевых о-вов и южного Чили.

Вулканы и климат.

Полагают, что после извержений вулканов средняя температура атмосферы Земли понижается на несколько градусов за счет выброса мельчайших частиц (менее 0,001 мм) в виде аэрозолей и вулканической пыли (при этом сульфатные аэрозоли и тонкая пыль при извержениях попадают в стратосферу) и сохраняется таковой в течение 1–2 лет. По всей вероятности, такое понижение температуры наблюдалось после извержения вулкана Агунг на о.Бали (Индонезия) в 1962.

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ

Извержения вулканов угрожают жизни людей и наносят материальный ущерб. После 1600 в результате извержений и связанных с ними селей и цунами погибло 168 тыс. человек, жертвами болезней и голода, возникших после извержений, стали 95 тыс. человек. Вследствие извержения вулкана Монтань-Пеле в 1902 погибло 30 тыс. человек. В результате схода селей с вулкана Руис в Колумбии в 1985 погибли 20 тыс. человек. Извержение вулкана Кракатау в 1883 привело к образованию цунами, унесшего жизни 36 тыс. человек.

Характер опасности зависит от действия разных факторов. Лавовые потоки разрушают здания, перекрывают дороги и сельскохозяйственные земли, которые на много столетий исключаются из хозяйственного использования, пока в результате процессов выветривания не сформируется новая почва. Темпы выветривания зависят от количества атмосферных осадков, температурного режима, условий стока и характера поверхности. Так, например, на более увлажненных склонах вулкана Этна в Италии земледелие на лавовых потоках возобновилось только через 300 лет после извержения.

Вследствие вулканических извержений на крышах зданий накапливаются мощные слои пепла, что грозит их обрушением. Попадание в легкие мельчайших частиц пепла приводит к падежу скота. Взвесь пепла в воздухе представляет опасность для автомобильного и воздушного транспорта. Часто на время пеплопадов закрывают аэропорты.

Пепловые потоки, представляющие собой раскаленную смесь взвешенного дисперсного материала и вулканических газов, перемещаются с большой скоростью. В результате от ожогов и удушья погибают люди, животные, растения и разрушаются дома. Древнеримские города Помпеи и Геркуланум попали в зону действия таких потоков и были засыпаны пеплом во время извержения вулкана Везувий.

Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей. Иногда рельеф местности способствует тому, что вулканические газы (сернистый газ, хлористый водород или углекислый газ) распространяются близ поверхности земли, уничтожая растительность или загрязняя воздух в концентрациях, превышающих предельные допустимые нормы. Вулканические газы могут наносить и косвенный вред. Так, содержащиеся в них соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.

Огромные разрушения вызывают также грязекаменные потоки и цунами.

Прогноз извержений.

Для прогноза извержений составляются карты вулканической опасности с показом характера и ареалов распространения продуктов прошлых извержений и ведется мониторинг предвестников извержений. К таким предвестникам относится частота слабых вулканических землетрясений; если обычно их количество не превышает 10 за одни сутки, то непосредственно перед извержением возрастает до нескольких сотен. Ведутся инструментальные наблюдения за самыми незначительными деформациями поверхности. Точность измерений вертикальных перемещений, фиксируемых, например, лазерными приборами, составляет

Предвестниковые явления, предшествовавшие большинству достаточно полно документированных извержений, сходны между собой. Однако с уверенностью предсказать, когда именно произойдет извержение, очень трудно.

Вулканологические обсерватории.

Методы оповещения.

Предупреждать о грозящей вулканической опасности и принимать меры по уменьшению последствий должны гражданские власти, которым вулканологи предоставляют необходимую информацию.

Система оповещения населения может быть звуковой (сирены) или световой (например, на шоссе у подножья вулкана Сакурадзима в Японии мигающие сигнальные огни предупреждают автомобилистов о выпадении пепла). Устанавливаются также предупреждающие приборы, которые срабатывают при повышенных концентрациях опасных вулканических газов, например сероводорода. На дорогах в опасных районах, где идет извержение, размещают дорожные заграждения.

Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями.

Лучицкий И.В. Основы палеовулканологии. М., 1971
Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование. М., 1980
Влодавец В.И. Справочник по вулканологии. М., 1984
Действующие вулканы Камчатки, тт. 1-2. М., 1991

Источник