Трещинные вулканы и их влияние на эволюцию жизни на земле. Всё о вулканах: строение, факты, определения, полезные сведения Как называются трещины на стенках вулкана

Еще с давних времен люди видели, как из нее иногда вырывались черные облака, огонь и выбрасывались огненные камни.

Древние римляне считали, что этот остров ворота в ад, что здесь живет бога огня и кузнечного дела Вулкан. По имени этого бога эти стали именоваться вулканами.

Извержение вулкана может продолжаться несколько дней и даже месяцев. После сильного извержения вулкан снова приходит в состояние покоя на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называются действующими .

Есть вулканы, которые извергались в давно-прошедшие времена. Некоторые из них сохранили форму красивого конуса. О деятельности их у людей не сохранилось никаких сведений. Их называют потухшими, как, например, у нас на Кавказе Эльбрус и Казбек, вершины которых покрыты сверкающими, ослепительно-белыми . В древних вулканических областях встречаются глубоко разрушенные и размытые вулканы. В нашей стране такие области - Крым, Забайкалье и другие места.

Вулканы обычно имеют форму конуса со склонами, более пологими у подошв и более крутыми у вершин.

Если подняться на вершину действующего вулкана во время его спокойного состояния, то можно увидеть кратер - глубокую впадину с обрывистыми стенками, похожую на гигантскую чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на дне и стенах кратера поднимаются струи газа и пара. Иногда они спокойно выходят из-под камней и из щелей, иногда вырываются бурно, с шипением и свистом. Кратер наполняют удушливые ; поднимаясь вверх, они образуют облачко на вершине вулкана. Месяцы и годы вулкан может спокойно куриться, пока не произойдет извержение. Этому событию часто предшествует ; слышится подземный гул, усиливается выделение паров и газов, сгущаются облака над вершиной вулкана.

Потом под давлением газов, вырывающихся из недр земли, дно кратера взрывается. На тысячи метров выбрасываются густые черные тучи газов и паров воды, смешанных с пеплом, погружая во мрак окрестность. Со взрывом и грохотом из кратера летят куски раскаленных докрасна камней, образуя гигантские снопы искр. Из черных, густых туч на землю сыплется пепел, иногда выпадают ливневые дожди, образуя потоки грязи, скатывающиеся по склонам и заливающие окрестности. Блеск молний непрерывно прорезывает мрак. Вулкан грохочет и дрожит, по жерлу его поднимается расплавленная огненно-жидкая лава. Она бурлит, переливается через край кратера и устремляется огненным потоком по склонам вулкана, все сжигая и уничтожая на своем пути.

При некоторых вулканических извержениях лава не изливается. Извержения вулканов происходят также на дне морей и океанов. Об этом узнают мореплаватели, когда внезапно видят столб пара над водой или плавающую на поверхности «каменную пену» - пемзу. Иногда суда наталкиваются на неожиданно появившиеся мели, образованные новыми вулканами на дне . Со временем эти мели - изверженные массы - размываются морскими волнами и бесследно исчезают.

Некоторые подводные вулканы образуют конусы, выступающие над поверхностью воды в виде островов.

Очень давно люди не могли объяснять причины извержения вулканов. Это явление природы повергало человека в ужас. Однако древние греки и римляне, а в последствии и арабы сделали вывод, что в недрах Земли находится большое море подземного огня. Волнения этого моря и вызывают извержения вулканов на поверхности Земли.

В конце прошлого века от геологии отделилась особая наука - вулканология . Теперь вблизи некоторых действующих вулканов организуют вулканологические станции - обсерватории , где ученые ведут постоянные наблюдения за вулканами. У нас такая вулканологическая станция устроена на Камчатке в селении Ключи. Когда какой-нибудь из вулканов начинает действовать, вулканологи немедленно выезжают к вулкану и ведут наблюдения за извержением.

Изучая вулканическую лаву, можно понять, как превращался расплавленный материал в твердую горную породу.

Вулканологи исследуют также потухшие и разрушенные древние вулканы. Накопление таких наблюдений и знаний очень важно для геологии.

Древние разрушенные вулканы, действовавшие десятки миллионов лет назад и почти сравнявшиеся с поверхностью Земли, помогают ученым распознать, каким образом расплавленные массы, находящиеся в недрах Земли, проникают в твердую земную кору и что получается от соприкосновения (контакта) их с горными.породами. Обычно в местах контакта благодаря химическим процессам образуются руды полезных ископаемых - месторождения железа, цинка и других металлов.

Струи пара в кратерах вулканов, которые называются фумаролами , выносят с собой некоторые вещества в растворенном состоянии. По трещинам кратера и около пего, вокруг таких фумарол отлагаются сера, нашатырь, борная кислота, которые используются в промышленности.

Вулканический пепел и лава содержат много соединений элемента калия и превращаются в очень плодородные почвы. На таких почвах разводят сады или используют земли для полеводства. Поэтому, хотя в окрестностях вулканов жить небезопасно, там почти всегда вырастают селения или города.

Отчего же происходят извержения вулканов и откуда берется такая огромная энергия внутри земного шара?

Открытие явления радиоактивности у некоторых химических элементов, особенно урана и тория, заставляет думать, что внутри Земли накапливается тепло от распада радиоактивных элементов. Изучение атомной энергии еще больше подтверждает этот взгляд.

Накопление тепла в Земле на большой глубине раскаляет вещество. Земли. Температура поднимается так высоко, что это вещество должно было бы расплавиться, но под давлением верхних слоев земной коры оно удерживается в твердом состоянии. В тех местах, где давление верхних слоев ослабевает вследствие движения земной коры и образовавшихся трещин, раскаленные массы переходят из твердого состояния в жидкое.

Масса расплавленной каменной породы, насыщенная газами, образующаяся глубоко в недрах Земли, называется . Под сильным давлением выделяющихся газов , расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь и образует жерло, или канал, вулкана.

Освобождающиеся газы взрывами расчищают путь по жерлу, разламывают твердые горные породы и выбрасывают куски их на большую высоту. Это явление всегда предшествует излиянию лавы и всегда сопровождается землетрясениями в окрестностях вулкана.

Как растворенный в шипучем напитке при раскупоривании бутылки стремится выделиться, образуя пену, так и в жерле вулкана пенящаяся магма стремительно выбрасывается освобождающимися из нее газами, распыляя и разрывая на куски раскаленную массу.

Потеряв значительное количество газа, магма выливается из кратера и уже как лава течет по склонам вулкана.

Если магма в земной коре не находит выхода на поверхность, то она затвердевает в виде жил в трещинах земной коры. Бывает, что расплавленная магма застывает под землей на большом участке и образует огромное однородное тело, расширяющееся вглубь. Размеры его могут достигать сотен километров в поперечнике. Такие тела застывшей , внедренные в земную кору, называются батолитами .

Иногда магма внедряется по трещине, поднимает куполом слои земли и застывает в форме, похожей на каравай хлеба. Такое образование называют лакколитом .

Лава бывает разная по содержанию и может быть жидкой или густой. Если лава жидкая, то она достаточно быстро растекается, образуя на своем пути лаваиады . Газы, которые вырываются из кратера, выбрасывают раскаленные фонтаны лавы, брызги которой застывают в каменные капли - лавовые слезы . Густая лава течет достаточно медленно, ломается на глыбы, которые нагромождаются друг на друга. Если сгустки такой лавы вращаются при взлете, то они принимают форму веретена или шара. Такие застывшие куски лавы разной величины называются вулканическими бомбами. Если лава, переполненная газами, застынет, то образуется каменная пена - пемза . Пемза очень легкая и плавает на воде, а во время подводных извержений всплывает на морскую поверхность. Выброшенные при извержении обломки лавы размером с горошину или лесной орех называются лапилли . Есть еще более мелкий изверженный материал - вулканический пепел . Он падает на вулканические склоны и относится на очень большие расстояния, постепенно превращается в туф . Туф очень легкий, пористый материал, он хорошо пилится. Он бывает различных цветов.

На земном шаре в настоящее время известно несколько десятков действующих вулканов. Большая часть их расположена по берегам Тихого океана, в том числе и наши вулканы на Камчатке.

Наиболее типичное представление вулкана это гора в виде конуса с брызжейся лавой и отравляющими газами, извергающимися из кратера на вершине. Но это только один из множества видов вулкана, и характеристики других вулканов могут быть намного более сложными. Структура и поведение вулкана зависит от многих факторов. Многие вершины вулканов сформированы лавовыми конусами, а не кратерами. Таким образом, вулканические материалы (лава, или же вырвавшаяся из под глубин магма, и пепел) и газы (в основном пар и газы магмы) могут вырываться в любом месте на поверхности.

Другие типы вулканов включают в себя криовулканы, могут быть найдены на поверхности спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна, грязевые вулканы, которые образуются очень часто без всякой активности магмы в регионе. Температура активных грязевых вулканов намного ниже, чем вулканов, образованных в результате тектонической деятельности, за исключением, когда грязевый вулкан - это жерловая трещина, образованная обычным вулканом.

Жерловая трещина

Это вид вулкана с плоским разломом на вершине в виде линии, через который и извергается лава.

Щитовой вулкан

Такой вид вулкана назван из-за его широкого щитообразного профиля, образованного извержением невязкой лавы, которая может растекаться на большие расстояния от трещины, однако в основном это не приводит к катастрофическим последствиям. Невязкая лава не содержит большого количества оксида кремния, поэтому щитовые вулканы распространены в основном в океане, а не на континентах.

Лавовый купол

Лавовые купола образуются при извержении невязкой лавы. Иногда они формируются в кратере вулкана, извергшегося некоторое время назад, как на горе Святой Елены, но также они могут быть сформированы независимо от предыдущих извержений, как в случае Лассен Пик. Также как и стратовулканы, они сопровождаются сильными взрывными извержениями, однако их лава в основном не распространяется далеко от гидротермального коридора.

Криптовулканы

Криптовулканы формируются, когда вязкая лава прокладывает себе путь вверх и становится причиной образования лавового конуса. Извержение вулкана на Святой Елене в 1980 году было примером криптовулкана. Лава была под огромным давлением и сформировала лавовый купол на вершине горы, который был неустойчив и поэтому спустился вниз по северному склону.

Шлаковый конус

Вулканический или шлаковый конусы образуются в результате извержения маленьких кусочков шлака и пирокластов (оба образования похожи на маленькие цилиндры, которые и дали название вулкану), формирующиеся вокруг гидротермального коридора. Извержение происходит довольно таки непродолжительное время и образует конусообразный холм высотой 30-40 метров высотой. Большинство шлаковых конусов извергается только один раз. Они могут формировать как торцевые гидротермальные коридоры на больших вулканах, или образовываться сами по себе. Парикутин в Мексике и Сансет Кратер в Аризоне примеры шлаковых конусов. В Нью Мексико на вулканическом поле Каха дель Рио было сформировано около 60 шлаковых конусов.

Стратовулканы

Стратовулканы или как еще их называют композиционные вулканы, охарактеризованы как высокие конические структуры, состоящие из слоев лавы и других продуктов извержения вулкана, так называемых пластов - стратов - что и дало название данному виду вулканов. Стратовулканы сформированы из шлака, пепла и лавы. В результате вулканической деятельности шлак и пепел оседают на вершине горы слоями (пепел над шлаком), а лава стекает по слою пепла, где она остывает и затвердевает, далее процесс повторяется. Типичными примерами стратовулканов являются гора Фиджи в Японии, вулкан Мавон на Филлипинах и горы Везувий и Стромболи в Италии.

Супервулканы

Супервулкан обычно характеризуется кальдерой, распространенной на огромной территории, которая потенциально может представлять огромную опасность иногда даже континентального масштаба. Извержения таких вулканов могут быть причиной сильных глобальных похолоданий, продолжающихся несколько лет подряд, в результате попадания в атмосферу огромных масс серы и пепла. Супервулкан самый опасный тип вулкана. Примеры включают Йеллоустоун Кальдера в Национальном парке Йеллоустоун и Валлес Кальдера в Нью Мексико, озеро Таупо в Новой Зеландии, озеро Тоба на Суматре и Нгорогоро Кратер в Танзании, Кракатоа вблизи Явы и Суматры. Затруднительной задачей для вулканологов является определение границ огромных кальдер супервулканов, территория которых увеличивалась в течение столетий. Огромные регионы вулканического происхождения также характеризируются как супервулканы, если они покрыты огромными слоями извергшейся базальтовой лавы, но они считаются неспособными к вулканической деятельности.

Подводные вулканы

Общеизвестно, что подводные вулканы расположены на океаническом дне. Некоторые из них действующие, на небольших глубинах, могут быть определены визуальным методом по извержению пара и пород выше уровня океана. Однако, многие находятся на больших глубинах, где огромные массы воды не дают пару и газам извергаться на поверхность. Однако возможно определение активности таких вулканов с помощью подводных аппаратов и обесцвечиванию воды на поверхности, которое происходит из-за химических процессов соединения воды с извергающимися газами.
Пемза также может быть продуктом извержения. Однако даже крупное извержение никак не возмущает поверхность океана из-за быстрого процесса охлаждения продуктов извержения в воде, по отношению к газам в атмосфере, вода также снижает скорость распространения вулканических материалов. Подводные вулканы часто образуют колонны над гидротермальным коридором. Такие колонны могут становиться настолько высокими, что могут показываться над поверхностью океанов и образовывать новые острова. Лава под водой формируется в виде шаров, что является типичной характеристикой подводных вулканов. Гидротермальные коридоры часто находятся рядом с такими вулканами и даже поддерживают отдельную экосистему, построенную на стенках расплавленных минералов.

Грязевые вулканы

Грязевые вулканы или грязевые конусы обычно формируются при извержении жидкостей и газов, хотя существуют и некоторые другие процессы, которые могут привести к образованию таких вулканов. Самая большая грязевая вулканическая структура 10 километров в диаметре и около 700 метров высотой

Подледниковые вулканы

Подледниковые вулканы образуются под ледниковыми шапками. Извергаемая лава стекает по большим лавовым валунам и базальтическому туфу, которые были образованы в результате предыдущих вулканических извержений. При таких извержениях тают ледовые шапки и лава, находящаяся на вершине, уходит вниз, выравнивая поверхность и образовывая плоскую вершину. Такой вулкан также называют плосковершинным или туйем. Типичными примерами являются горы Исландии, а также Британской Колумбии. Плоские вершины вулканов были впервые исследованы именно там, в районе реки Туйя и Туйя Рэндж в северной части Британской Колумбии. Туйя Бутте - естественный ландшафт был первым исследован вулканологами и дал название этой группе вулканов. Также недавно был образован национальный парк Туйя Маунтинз в северном районе озера Туйя и на юге от реки Дженнингз вблизи Территории Юкон, чтобы оберегать малораспространенный ландшафт подледниковых вулканов.

http://vulcanism.ru

Познакомившись с деятельностью наиболее известных вулканов Земли, выясним теперь основной, интересующий нас вопрос: что же такое извержение вулкана?

В древние времена люди представляли вулканы горящими горами. На самом деле, в вулкане ничего не горит, так как там нечему гореть. Клубы дыма при извержениях представляют вырывающиеся из вулкана пар и газы, несущие мелкую пыль. А видимый огонь есть отражение расплавленной массы лавы в облаках пара над ней.

Мы привыкли считать, что внешний вид вулкана представляет гору с кратером наверху. Однако, это не всегда бывает так. Самое главное в вулкане не гора, которая может образоваться и не образоваться над вулканическим выходом, а самый выход, или жерло, откуда из глубины выходят вулканические продукты: пар, газы, пепел и лава. Газы, вырывающиеся из вулкана, выбрасывают рыхлый материал, который падает вокруг выхода, тут же выливается и лава; вот эти-то рыхлые материалы с лавой, нагромождаясь у выхода, и образуют постепенно гору. Однако, если лава очень жидкая, а деятельность вулкана проявляется с большими взрывами, то выброшенный материал разбрасывается или легко растекается на далёкие расстояния и таких гор, какими мы привыкли видеть и считать вулканы, не образуется.

Измерение температуры в глубоких шахтах и буровых скважинах показывает, что чем глубже под землю, тем теплее. Под земной корой на очень большой глубине происходит накопление тепла от некоторых особенностей каменных пород, так называемой радиоактивности. Накопление этого тепла местами доходит до такой высокой температуры, что каменные породы расплавляются. Такое тепло, как думают, накапливается в течение долгого времени. Сначала каменные породы размягчаются, к ним из окружающих, более глубоких частей, присоединяются газы. Увеличение газов ещё больше расплавляет каменные массы и получается очаг огненно-жидкого расплавленного материала. Масса расплавленной каменкой породы, находящаяся где-то под землёй на очень большой глубине, называется магмой.

Магма - греческое слово и обозначает тесто или месиво. Это название подходит для расплавленного вещества, более или менее вязкого и густого. Расплавленная до огненно-жидкого состояния магма может пениться от избытка газов и вместе с паром переливается через край кратера. Магма, которая выливается на поверхность во время извержения и уже потеряла много газов, называется лавой. Большое содержание газов в магме делает её более жидкой и подвижной. Она не только занимает большие участки в земной коре, но и растекается по трещинам. В них она застывает в виде жил. Если магма по трещинам попадает в верхние слои земной коры, где давление этих слоёв на неё меньше, газы выделяются из магмы, расширяются и прокладывают выход к земной поверхности. Чем меньше давление в верхних частях земной коры, тем легче газы расчищают себе путь кверху и, наконец, вырываются на поверхность, иногда увлекая за собой и расплавленный материал. Это и есть начало извержения.

Лава выходит из вулкана в расплавленном, жидком состоянии, а остывая, затвердевает, как камень. Газы и лава, извергаемые из вулкана, являются самыми главными материалами во время извержения.

Извержение лавы напоминает выталкивание из бутылки пробки газами шипучего вина, пива или газированной воды, выливающихся вслед за этим наружу. Жидкость, налитая в бутылку, сильно насыщена газом. Этот газ давит на стенки бутылки и выделялся бы из жидкости, если бы она не была заключена в прочную, плотно закупоренную бутылку. Жидкость в закупоренной бутылке совершенно спокойна и ничем не отличается от обыкновенной воды, налитой в стакан. Но стоит только ослабить пробку в горлышке бутылки, как жидкость приходит в движение, обильно выделяя пузырьки газа. Газ расширяется, с шумом выталкивает пробку и устремляется к выходу, увлекая с собой жидкость, которая пенится, разбрызгивается и уходит чрез края горлышка. Налитая в стакан жидкость продолжает ещё выделять пузырьки газа, которые, лопаясь на поверхности, поднимают брызги жидкости.

Описанное состояние газа в бутылке с жидкостью даёт представление о газах в магме, которые находят себе выход через закупоренное затвердевшей лавой жерло вулкана. Горячие газы давят на каменную пробку из старой лавы, частично её расплавляют, частично разрушают и со взрывом вырываются из кратера. С силой выходя через получившееся отверстие, они ещё более его расширяют, отрывая от стенок выхода и кратера куски старой застывшей лавы. Вместе с этим газы выносят и распылённую пену лавы.

Бывает, что взрывы огромной силы совсем срывают часть горы и совершенно изменяют внешний вид вулкана, как это произошло с вулканами Кракатау и Катмаи. Подобный же случай был и с вулканом Байдайсан в Японии. Конечно, такие взрывы, уничтожающие весь вулканический конус, случаются не часто, но и обычные взрывы сильно разрушают стенки и края кратера. Поэтому, как только вулкан успокаивается, происходят обвалы, которые заполняют пустоты, произведённые извержением; вот почему дно кратера всегда бывает покрыто обломками каменной породы.

Обломки, выбрасываемые вулканом, бывают самых различных размеров: от небольших кусков до огромных глыб в несколько кубических метров, весящих тонны. Наряду с этим, при извержении вулкана выбрасывается мельчайшая пыль, которую так и называют вулканической пылью, или пеплом. Она так мелка, что может переноситься в воздухе на огромные расстояния. Вулканический пепел - это лёгкий, мелкий порошок, чаще сероватого цвета, - поэтому и дали ему название пепла. Ничего общего с горением он не имеет. Это раздробленные в пыль осколки старой лавы и мельчайшие частички жидкой лавы, выброшенные из вулкана струями газа.

При извержениях пепел, песок и обломки покрупнее, называемые лапиллями (по-итальянски это значит камешки), разбрасываются на площади в сотни километров. Местами пепел ложится толстым слоем и со временем плотно слёживается; тогда он образует пласты более или менее твёрдой каменной породы, так называемый вулканический туф. Так же, как и лава, туф сохраняется долгие тысячелетия после того, как вулкан уже давно потухнет. Он бывает красного, чёрного, коричневого и жёлтого цветов и идёт на постройки домов, как например, у нас в Закавказье.

Грязевые потоки, которые бывают при некоторых извержениях, происходят от одновременного выброса из кратера пепла и огромных облаков пара, или же от проливного дождя, выпавшего на массы вулканической пыли. Грязевые потоки часто бывают причиной катастроф во время извержений. Они стремительно скатываются с вершины, ломают и затопляют на своём пути всё; так было у подножья Везувия, где похоронен город Помпея, и у подножья Мон Пеле, где был снесён завод.

Когда лава поднимается из глубины и вытекает на поверхность земли, газ выделяется из неё так сильно, что лава пенится, как бы вскипает. Если эта пена быстро затвердевает, то оставшиеся газы образуют внутри её пустоты; такая затвердевшая каменная пена называется пемзой. Получается очень лёгкий пористый камень, который свободно плавает на воде. И часто по большим скоплениям плавающей на поверхности моря пемзы моряки узнают, что где-то под водой, на дне моря, произошло извержение вулкана.

Из описаний извержений некоторых вулканов мы видели, что вулканические извержения происходят по-разному. Зависит это, во-первых, от того, с какой силой вырываются газы из магмы и, во-вторых, насколько лава бывает жидкой или густой.

Если лава жидкая, почти как вода, газы свободно выходят из неё. Она кипит, бурлит и сильными струями газа подбрасывается вверх, в виде фонтана, подобно газированной воде, только что налитой в стакан. Так происходит в лавовом озере кратера Килауэа и наблюдается в немногих других вулканах. Брызги фонтана из очень жидкой лавы затвердевают на лету в виде капель и образуют каменные капельки, которые называются «лавовыми слезами». При сильных взрывах эти брызги вытягиваются в тонкие, как волос, длинные стеклянные нити, которые ветер относит на большие расстояния от лавового фонтана.

Если лава густая, как тесто, газы выходят из неё не так свободно, как из жидкой лавы. Они вырываются с некоторым трудом и разрывают лаву на куски, большие и маленькие. Оторванные куски такой лавы подбрасываются силой газа высоко в воздух и в это время закручиваются в виде волчка или короткого веретена. Затвердевшие выброшенные куски лавы называются вулканическими бомбами (рис. 17).

Рис. 17. Кручёные бомбы из тестообразной лавы, выброшенные при извержении.

Наконец, лава может быть очень густой. Она не может даже течь, тогда её выпирает из вулкана в виде куполов, как это мы видели в кратере Мон Пеле. Но такая густая раскалённая лава опять-таки содержит газы, и они могут также из неё выделяться. Выделяясь, газы разрывают такую густую лаву на угловатые куски. Последние охлаждаются с поверхности, образуя стекловатую корку, а горячая внутренняя часть этих кусков, продолжая выделять оставшиеся газы, пузырится и вспучивается; тогда корка растрескивается и получаются трещины, как иногда бывает на корке каравая хлеба. Эти застывшие оторванные куски очень вязкой лавы тоже называются вулканическими бомбами (рис. 18). Но у них, как мы видим, совсем другая форма и по этой форме можно узнать, что лава была очень густая. Бомбы этого вида в большом количестве были выброшены при извержении Мон Пеле.

Рис. 18. Растрескавшаяся бомба, выброшенная из вулкана Мон Пеле. Корка бомбы напоминает потрескавшуюся корку на каравае хлеба.

Такие признаки, как форма бомб, вид потоков лавы, накопление выбросов рыхлого материала, пласты туфа, помогают учёным разбираться, как и в каком порядке происходили извержения и как образовался тот или иной потухший вулкан.

Содержание статьи

ВУЛКАНЫ, отдельные возвышенности над каналами и трещинами земной коры, по которым из глубинных магматических очагов выводятся на поверхность продукты извержения. Вулканы обычно имеют форму конуса с вершинным кратером (глубиной от нескольких до сотен метров и диаметром до 1,5 км). Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры - крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

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.

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

Лава

– 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 ~570 км 2 .

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
SiO 2	37,6	48,5	54,1	63,6	56,9	60,2	73,1
Al 2 O 3	10,8	14,3	17,2	16,7	20,2	17,8	12,0
Fe 2 O 3	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
Na 2 O	3,8	2,3	3,7	4,0	8,7	5,4	4,3
K 2 O	1,0	0,8	1,1	1,4	5,4	6,5	4,8
H 2 O	1,5	0,7	0,9	0,6	1,0	0,5	0,6
TiO 2	2,8	2,1	1,3	0,6	0,6	0,6	0,3
P 2 O 5	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

Существует множество типов вулканических пород, различающихся по химическому составу. Чаще всего встречаются четыре типа, принадлежность к которым устанавливается по содержанию в породе диоксида кремния: базальт - 48-53%, андезит - 54-62%, дацит - 63-70%, риолит - 70-76% (см. таблицу ). Породы, в которых количество диоксида кремния меньше, в большом количестве содержат магний и железо. При остывании лавы значительная часть расплава образует вулканическое стекло, в массе которого встречаются отдельные микроскопические кристаллы. Исключение составляют т.н. фенокристаллы - крупные кристаллы, образовавшиеся в магме еще в недрах Земли и вынесенные на поверхность потоком жидкой лавы. Чаще всего фенокристаллы представлены полевыми шпатами, оливином, пироксеном и кварцем. Породы, содержащие фенокристаллы, обычно называют порфиритами. Цвет вулканического стекла зависит от количества присутствующего в нем железа: чем больше железа, тем оно темнее. Таким образом, даже без химических анализов можно догадаться, что светлоокрашенная порода – это риолит или дацит, темноокрашенная - базальт, серого цвета - андезит. По различимым в породе минералам определяют ее тип. Так, например, оливин – минерал, содержащий железо и магний, характерен для базальтов, кварц - для риолитов.

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.

Очень вязкая лава (чаще всего дацитового состава) при извержениях через основной кратер или боковые трещины образует не потоки, а купол диаметром до 1,5 км и высотой до 600 м. Например, такой купол сформировался в кратере вулкана Сент-Хеленс (США) после исключительно сильного извержения в мае 1980. Давление под куполом может возрастать, а спустя несколько недель, месяцев или лет он может быть уничтожен при следующем извержении. В отдельных частях купола магма поднимается выше, чем в других, и в результате над его поверхностью выступают вулканические обелиски - глыбы или шпили застывшей лавы, часто высотой в десятки и сотни метров. После катастрофического извержения в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника в кратере образовался лавовый шпиль, который за сутки вырастал на 9 м и в результате достиг высоты 250 м, а спустя год обрушился. На вулкане Усу на о.Хоккайдо (Япония) в 1942 в течение первых трех месяцев после извержения лавовый купол Сёва-Синдзан вырос на 200 м. Слагавшая его вязкая лава пробилась сквозь толщу образовавшихся ранее осадков.

Маар - вулканический кратер, образующийся при взрывном извержении (чаще всего при повышенной влажности пород) без излияния лавы. Кольцевой вал из обломочных пород, выброшенных взрывом, при этом не формируется, в отличие от туфовых колец - также кратеров взрывов, которые обычно окружены кольцами обломочных продуктов.

Обломочный материал,

выбрасываемый в воздух во время извержения, называют тефрой, или пирокластическими обломками. Так же называются и сформированные ими отложения. Обломки пирокластических пород бывают разного размера. Наиболее крупные из них – вулканические глыбы. Если продукты в момент выброса настолько жидки, что застывают и приобретают форму еще в воздухе, то образуются т.н. вулканические бомбы. Материал размером менее 0,4 см относят к пеплам, а обломки размером от горошины до грецкого ореха - к лапиллям. Затвердевшие отложения, состоящие из лапиллей, называются лапиллиевым туфом. Выделяются несколько видов тефры, различающихся по цвету и пористости. Светлоокрашенная, пористая, не тонущая в воде тефра называется пемзой. Темная пузырчатая тефра, состоящая из отдельностей лапиллиевой размерности, называется вулканическим шлаком. Кусочки жидкой лавы, недолго находящиеся в воздухе и не успевающие полностью затвердеть, образуют брызги, часто слагающие небольшие конусы разбрызгивания вблизи мест выхода лавовых потоков. Если эти брызги спекаются, формирующиеся пирокластические отложения называют агглютинатами.

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.

Сели.

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.

Газы,

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.

Газ, выделяющийся из вулканов, на 50-85% состоит из водяного пара. Свыше 10% приходится на долю углекислого газа, ок. 5% составляет сернистый газ, 2-5% - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Сероводород и газообразная сера обычно содержатся в малых количествах. Иногда присутствуют водород, метан и оксид углерода, а также небольшая примесь различных металлов. В газовых выделениях с поверхности лавового потока, покрытого растительностью, был обнаружен аммиак.

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

называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 20-50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км 3 и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100 км/ч разносится на большие расстояния. Пепел, выброшенный в 1932 вулканом Серро-Асуль в Чили, был обнаружен в 3000 км от него. К плинианскому типу относится также сильное извержение вулкана Сент-Хеленс (шт. Вашингтон, США) 18 мая 1980, когда высота эруптивного столба достигала 6000 м. За 10 часов непрерывного извержения было выброшено ок. 0,1 км 3 тефры и более 2,35 т сернистого ангидрида. При извержении Кракатау (Индонезия) в 1883 объем тефры составил 18 км 3 , а пепловое облако поднялось на высоту 80 км. Основная фаза этого извержения продолжалась примерно 18 часов.

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.

Извержения этого типа (название происходит от о.Вулькано в Средиземном море) непродолжительны - от нескольких минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20 км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала (стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик - от 10 до 100 км 3 . Возраст стратовулканов составляет от 10 000 до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км 3 .

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 ~300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет, вулкан Ясур на о.Танна (Вануату) в Тихом океане - в течение более 200 лет. Строение жерл и характер извержений у этих вулканов очень близки. Некоторые извержения стромболианского типа создают шлаковые конусы, состоящие из базальтового или, реже, андезитового шлака. Диаметр шлакового конуса у основания колеблется от 0,25 до 2,5 км, средняя высота составляет 170 м. Шлаковые конусы обычно образуются в течение одного извержения, а вулканы называются моногенными. Так, например, при извержении вулкана Парикутин (Мексика) за период с начала его активности 20 февраля 1943 до окончания 9 марта 1952 образовался конус вулканического шлака высотой 300 м, пеплом были засыпаны окрестности, а лава распространилась на площади 18 км 2 и уничтожила несколько населенных пунктов.

Гавайский тип

извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000 м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, бóльшую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими – до 10° – склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов ок. 30°). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные вулканы на о.Гавайи - Мауна-Лоа и Килауэа). Первые описания вулканов такого типа относятся к вулканам Исландии (например, вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Очень близки к гавайскому типу извержения вулкана Фурнез на о.Реюньон в Индийском океане.

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 ~0,25 мм, горизонтальных - 6 мм, что позволяет выявлять наклон поверхности всего в 1 мм на полкилометра. Данные об изменениях высоты, расстояния и наклонов используются для выявления центра вспучивания, предшествующего извержению, или прогибания поверхности после него. Перед извержением повышаются температуры фумарол, иногда изменяется состав вулканических газов и интенсивность их выделения.

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

Вулканологические обсерватории.

Для предупреждения возможного извержения ведутся систематические инструментальные наблюдения в специальных обсерваториях. Самая старая вулканологическая обсерватория была основана в 1841-1845 на Везувии в Италии, затем с 1912 начала действовать обсерватория на вулкане Килауэа на о. Гавайи и примерно в то же время – несколько обсерваторий в Японии. Мониторинг вулканов проводится также в США (в т.ч. на вулкане Сент-Хеленс), Индонезии в обсерватории у вулкана Мерапи на о.Ява, в Исландии, России Институтом вулканологии РАН (Камчатка), Рабауле (Папуа - Новая Гвинея), на островах Гваделупа и Мартиника в Вест-Индии, начаты программы мониторинга в Коста-Рике и Колумбии.

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.

Для смягчения вулканической опасности используются как сложные инженерные сооружения, так и совсем простые способы. Например, при извержении вулкана Миякедзима в Японии в 1985 успешно применялось охлаждение фронта лавового потока морской водой. Устраивая искусственные бреши в застывшей лаве, ограничивающей потоки на склонах вулканов, удавалось изменять их направление. Для защиты от грязекаменных потоков - лахаров - применяют оградительные насыпи и дамбы, направляющие потоки в определенное русло. Для избежания возникновения лахара кратерное озеро иногда спускают с помощью тоннеля (вулкан Келуд на о.Ява в Индонезии). В некоторых районах устанавливают специальные системы слежения за грозовыми тучами, которые могли бы принести ливни и активизировать лахары. В местах выпадения продуктов извержения сооружают разнообразные навесы и безопасные убежища.

По сути, вулкан - это дыра в земной коре. При извержении вулкана из недр Земли на поверхность через эту дыру извергаются горячие горные породы. Вулканы, часто проявляющие активность, называются действующими. Вулканы, которые могут в будущем стать действующими называются спящими. Потухшим называется вулкан, жизнедеятельность которого прекратилась навсегда.

Где находятся вулканы?

В мире насчитывается примерно 840 действующих вулканов. Обычно за год всего 20-30 извержений. Большинство вулканов находится вблизи от краев гигантских плит, которые составляют в своей совокупности внешние слои Земли. В мире каждые 30 секунд происходит землетрясение и лишь некоторые из них представляют реальную опасность.

Строение вулкана

Для тех, кто хочет узнать, из чего состоит вулкан, советуем детально и внимательно изучить следующие изображения:

Какой самый большой вулкан в мире?

Самый большой вулкан в мире - Мауна-Лоа на Гавайях в США, купол которого имеет длину 120 км и ширину 50 км. Вулкан Лоихи является активным вулканом у Гавайских островов. Он уходит под воду на 900 м и поднимется на поверхность в период от 10 тыс. до 100 тыс. лет. Этот вулкан вы можете наблюдать на фото далее:

Что называют скоростными волнами?

Скоростные волны - это глубокие сейсмические волны, идущие сквозь землю со скоростью тыс. км/ч. Они намного быстрее звука.

Что такое величайшее лавовое?

В Исландии в 1783 г. случилось очень сильное трещинное извержение. При этом раскаленная растеклась на расстояние 65-70 км.

Когда люди ходили по морю?

Вулкан Кат-май на Аляске, США, в 1912 г. изверг так много плавающей пемзы, что люди ходили по этому морю.

Сколько на земле действующих вулканов?

В настоящее время на суше имеется примерно 1300 действующих вулканов. Под водой их тоже много, но число их колеблется, так как одни прекращают деятельность, а другие возникают. Каждый дремлющий вулкан может неожиданно взорваться. Следовательно, активными считаются те, вулканы, которые действовали хотя бы один раз за последние 10 тысяч лет.

Что такое вулканическое извержение? Вулканические извержения собой серию взрывов, похожих на пушечные. Они продолжаются с интервалом в часы и минуты, а случаются в результате скопления под лавовой большого объема газа. Во время таких извержений отлетать части кратера величина которых может достигать размера автобуса.

Что такое плинийское извержение?

Когда раскаленная насыщается газом и заполняет вулкан, его жерло взрывается, выбрасывая, скорости в два раза. Извержение сильное, что магма распадается на крошечные кусочки, а через несколько часов земля может оказаться под слоем пепла. Извержение в 79 г. имело такой же характер. При этом не смог спастись римский писатель Плиний, поэтому этот тип извержений плинийским.

Что такое стомболийское извержение?

Если магма достаточно жидкая, то над озером лавы в кратере вулкана может сформироваться кора. При этом крупные пузыри газа выплывают и взрывают оболочку, выплескивая вулканические бомбы из полу расплавленной лавы и обломков лавовой. Такого рода извержения стромболианскими от итальянского вулканического острова Стромболи.

Какое было самое мощное извержение вулкана ?

Самое мощное извержение вулкана случилось примерно 20 тыс. лет, когда разбушевался вулкан Тоба на острове Суматра в Индонезии. В его центре сформировался кратер 100 км, а другая часть острова была захоронена под слоем вулканических пород толщиной более 300 м.

Почему погиби Помпеи?

На протяжении всей истории человечества вулканы были опасны для живущих рядом с ними людей. В 79 г. римский город Помпеи был стерт с лица земли извергающимся вулканом Везувием. Даже в настоящее время сильнейшие извержения причинить вред людям.

Когда возникла легенда об Атлантиде?

Примерно в 1645 г. до н. э. взорвался греческий остров Санторини. В результате этого была уничтожена минойская цивилизация. Этот факт послужил началом легенды о пропавшем материке Атлантида.

Полезные сведения о вулканах, гейзерах, фото вулканов

Самыми опасными и непредсказуемыми объектами земной поверхности являются вулканы - геологические образования, возникающие над трещинами в земной коре, по которым извергаются землю горячая магма, сжигающая все живое своем пути, горячие и обломки горных пород.

При этом вулканы разделяются на действующие уснувшие и потухшие . Изверженную магму называют лавой. Временами она неторопливо изливается из трещин, а иногда вулкан извергается взрывом пара, золы, пыли и вулканического пепла. Именно эти процессы и приводят к последствиям, которые не приносят пользы людям. Человек на сегодня не имеет никаких средств для противостояние извержению вулкана, кроме как бегство.

Что такое пирокластические потоки? При обнажении жерла вулкана он разбивает породы и создает колоссальное количество обломков, пепла и пемзы - пирокластические материалы. При извержениях первыми поднимаются по жерлу. После того как отверстие расширится, из него начинает изливаться магма. При этом пирокластическое облако делается таким густым, что не может смешаться с воздухом, чтобы подняться вверх. Из-за этого оно вытекает горячими - пирокластическими потоками которые движутся с огромной скоростью достигающей 200 км/ч. Они могут покрыть продуктами извержения территории.

Какие бывают вулканы?

В местах, где расходятся тектонические плиты, магма протекает через щели, образовывая трещинные вулканы . Быстро застывшей густой лавой формируются насыпные вулканы . При мощных извержениях вулкана в кратер кальдера. В него зачастую стекает вода, а потом образуется озеро. Наиболее специфическими являютсястратовулканы , которые сложены по очереди из слоев лавы и пепла.

Извергающаяся очаговых и трещинных вулканов лава, как правило, текучая. Охладевая, она создает базальтовые породы, такие, как базальт, габбро и долерит. На месте становится породами типа андезита, трахита и риолита.

Образования при извержениях вулканов

Базальтовые колонны. Плотный поток лавы при застывании может разламываться на гексагональные базальтовые колонны, напоминающие те, которые стоят у Великой дамбы в Северной Ирландии.

Лава пахоэхоэ. Иногда породы на поверхности быстро застывают, создавая тонкую кору над пока еще вязкой и раскаленной лавой. Если корка имеет толщину в несколько сантимеу-ров, то она до такой степени остывает, что по ней можно гулять. Однако если лава продолжает течь, то корка начинает морщится. Эту лаву гавайцы прозвали «пахоэхоэ», что обозначает «волнистая».

Лава аа. Если лава стремительно застывает в грубую массу, то ее называют «аа». При подводных извержениях вулканов, например на срединно-океанических хребтах, вода мгновенно остужает и разбивает лаву на маленькие гладкие частицы, которые называют «подушками».

Очаговые вулканы. Большинство вулканов лежат вдоль границ плит земной коры, так как они находятся над одиночным скоплением магмы, вытекающей на поверхность. Даже когда плита движется, такой очаг продолжает оставаться на месте, горит прожигает ее в различных точках, образовывая цепь вулканов.

Какая лава может быть у вулканов

Вулканы могут извергать лаву двух типов: аа-лаву и волнистую лаву .

Аа-лава толще и окаменевает острыми пород - вулканическими шлаками.

Волнистая лава представляет собой более текучую и насыщенную газами лаву. При затвердевании она создает породы с гладкой поверхностью, а иной раз стекает, образовывая длинные сталактиты. Выбрасываемые тучи пепла представляют собой порошок из лавы.

Как появляются гейзеры

Горячие и гейзеры образовываются кипящей магмой. При протекании дождевая вода просачивается под землю и сталкивается с горячей магмой. За счет давления ее температура повыситься, и тогда магма поднимется заново. Если при поднимании наверх горячая вода перемешивается с холодной, то она вытекает на поверхность в виде горячего. Если на своем пути она сталкивается с преградой, то она остается под давлением и после этого выплескивается сильной струей, называемой гейзером.

Сила извержения

вулканы могут взрываться мощнее, чем атомная бомба. Как правило, это бывает, если магма загустела и стала настолько вязкой, что заткнула жерло вулкана. Внутри него давление понемногу увеличивается до тех пор, пока магма не выбьет такую пробку. Сила извержений измеряется по количеству пепла, который был выплеснут в воздух. При протекании магмы под землей благодаря породам она приобретает разнообразные формы. Как правило, текущая магма затекает в трещины внутри горных пород, и этот процесс называется согласной интрузией. При этом образуются блюдцеобразные породы, такие, как лополиты, линзообразные - факолиты, или плоские - силлы. Вязкая магма может надавить на породу с такой силой, что возникнут трещины, и этот процесс называется несогласной интрузией.

Прогноз извержения. Насколько реально?

Предугадать время, когда вулкан проснется, чрезвычайно трудно. Извержения Гавайях вполне спокойные, частые и относительно предсказуемые, однако большинство природных предсказывать трудно. Наклономер используют как одно из средств для определения приближающегося извержения. Он представляет собой прибор для установления крутизны склонов вулкана. В случае ее увеличения магма, находящаяся в центре вулкана, набухает, и может произойти извержение. Но следует помнить, что такие изменения лишь незадолго до извержения в результате чего данный вид прогнозирования опасен.