• Главная
  •  > 
  • Уход за малышом
  •  > 
  • Виды вулканов нашей планеты. Вулканы - как образуются, почему извергаются и чем они опасны и полезны

Виды вулканов нашей планеты. Вулканы - как образуются, почему извергаются и чем они опасны и полезны

Вулканы ессть на суше и есть под водой, бывают дейсствующие и "спящие" -- потухшие.
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.

ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВУЛКАНЫ ЗЕМЛИ Действующим считается вулкан, извергавшийся в историческое время. Всего известно примерно 2500 извержений 500 таких вулканов. На карте отмечены некоторые наиболее известные, а также упомянутые в тексте вулканы.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВУЛКАНОВ Экструзивный (лавовый) купол (слева) имеет округлую в плане форму и крутые склоны, прорезанные глубокими бороздами. В жерле вулкана может образоваться пробка застывшей лавы, которая препятствует выделению газов, что впоследствии приводит к взрыву и разрушению купола. Крутосклонный пирокластический конус (справа) сложен чередующимися прослоями пепла и шлаков.

ЩИТОВОЙ ВУЛКАН (слева) с большим кратером (кальдерой), и тонким покровом застывшей лавы на поверхности. Излияния лавы могут происходить из кратера на вершине или через трещины на склонах. Внутри кальдеры, а также на склонах щитового вулкана встречаются воронки обрушения. КОНУС СТРАТОВУЛКАНА (справа) состоит из чередующихся слоев лавы, пепла, шлаков и более крупных обломков. На склоне вулкана показан шлаковый конус.
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.

ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА ЭТНА на Сицилии, одного из самых знаменитых вулканов мира. После 1500 г. зарегистрировано более 100 его извержений.

АРАРАТ - потухший вулкан на Армянском нагорье в Турции, состоящий из двух слившихся основаниями конусов - Большого и Малого Арарата.

24 августа 79 года люди в ужасе смотрели на своего покровителя и не могли понять: чем же они так прогневали богов. Как случилось, что их защитник внезапно стал извергать пламя, которое растекалось по земле и уничтожало все на своем пути? Жители Помпей уже знали: неожиданно для всех проснулся вулкан. Что это такое, какими бывают вулканы и почему они внезапно просыпаются, мы рассмотрим сегодня в этой статье.

Что такое вулкан?

Вулкан - своего рода образование на поверхности земной коры, которое время от времени способно извергать пирокластические потоки (смесь пепла, газа и камней), вулканические газы, а также лаву. Именно в зонах вулканической активности открываются возможности для использования геотермальной энергии.

Виды вулканов

Учёными принята классификация вулканов на действующие, спящие и потухшие.

  1. Действующими называют вулканы, которые извергаются в исторический период времени. Именно благодаря им можно понять, что такое вулкан и механизмы, которые заставляют его действовать, ведь непосредственное наблюдение за процессом дает намного больше информации, чем самые тщательные раскопки.
  2. Спящими называют вулканы, которые в настоящее время не действуют, однако, существует большая вероятность их пробуждения.
  3. К потухшим относят те вулканы, которые были активными в прошлом, однако на сегодняшний день вероятность их извержения приравнивается к нулю.

Какой формы бывают вулканы?

Если спросить школьника, какую форму имеет вулкан, он, несомненно, скажет, что тот похож на гору. И будет прав. Вулкан действительно имеет форму конуса, который образовался во время его извержения.

Вулканический конус имеет жерло - это своего рода выводной канал, по которому во время извержения подымается лава. Достаточно часто такой канал не один. Он может иметь несколько ответвлений, которые служат для вывода вулканических газов на поверхность. Жерло всегда заканчивается кратером. Именно в него выбрасываются все материалы при извержении. Любопытным фактом является то, что жерло открыто только в период активности вулкана. Остальное время оно закрыто, вплоть до следующего проявления активности.

Время, за которое сформировался вулканический конус, индивидуально. В основном оно зависит от того, какое количество материалов выбрасывает вулкан за время своего извержения. Некоторым для этого необходимо 10 тысяч лет, другие могут сформировать его за одно извержение.

Иногда случаются и противоположные процессы. Во время извержения вулканический конус рушится, и на его месте образовывается большая впадина - кальдера. Глубина такой впадины - не менее одного километра, а диаметр может достигать 16 км.

Почему извергаются вулканы?

Что такое вулкан, мы разобрались, но почему же происходит его извержение?

Как известно, наша планета не состоит из цельного куска камня. Она имеет свою структуру. Сверху - тонкая твёрдая «скорлупа», которую учёные называют литосферой. Её толщина составляет только 1% от радиуса земной шара. На практике это означает от 80 до 20 километров, в зависимости от того, суша это или дно океанов.

Под литосферой находится слой мантии. Его температура настолько высока, что мантия постоянно находится в жидком, или, скорее, вязком, состоянии. В центре находится твердое земное ядро.

В результате того, что литосферные плиты находятся в постоянном движении, могут возникать магматические очаги. Когда же они вырываются на поверхность земной коры, начинается извержение вулкана.

Что такое магма?

Здесь, наверное, необходимо разъяснить, что такое магма и какие очаги она может формировать.

Находясь в постоянном движении (хотя и незаметном для невооруженного глаза человека), литосферные плиты могут сталкиваться или наползать друг на друга. Чаще всего плиты, размеры которых больше, «побеждают» те, толщина которых меньше. Поэтому последние вынуждены погружаться в кипящую мантию, температура которой может достигать нескольких тысяч градусов. Естественно, при такой температуре плита начинает плавиться. Эта расплавленная порода с газами и парами воды и называется магмой. По своей структуре она более жидкая, чем мантия, а также более легкая.

Как происходит извержение вулкана?

Благодаря названным особенностям структуры магмы она начинает медленно подниматься и скапливаться в местах, которые называются очагами. Чаще всего такими очагами становятся места разлома земной коры.

Постепенно магма занимает все свободное пространство очага и за неимением другого выхода начинает подниматься по трещинам в земной коре. Если магма находит слабое место, она не упускает возможности вырваться на поверхность. При этом тонкие участки земной коры прорываются. Так происходит извержение вулкана.

Места вулканической активности

Так какие же места на планете, учитывая вулканическую активность, можно считать самыми опасными? Где расположены самые опасные вулканы мира? Давайте разбираться…

  1. Мерапи (Индонезия) . Это крупнейший вулкан в Индонезии, к тому же самый активный. Он не дает забыть о себе местным жителям даже на один день, постоянно выпуская дым из своего кратера. При этом каждые два года случаются небольшие извержения. Но и крупных не приходится долго ждать: они случаются раз в 7-8 лет.
  2. Если вы хотите знать, где находятся вулканы, то, наверное, должны совершить путешествие в Японию. Вот поистине «рай» вулканической активности. Взять, к примеру, Сакурадзима . Начиная с 1955 года, этот вулкан постоянно беспокоит местных жителей. Его активность и не думает уменьшаться, а последнее крупное извержение произошло не так давно - в 2009 году. Ещё сто лет назад вулкан имел собственный остров, однако благодаря лаве, которую он извергнул из себя, он сумел соединиться с полуостровом Осуми.
  3. Асо . И снова Япония. Эта страна постоянно страдает от вулканической активности, и вулкан Асо - тому подтверждение. В 2011 году над ним появилось облако пепла, площадь которого составила более чем 100 километров. С того времени ученые постоянно фиксируют подземные толчки, которые могут свидетельствовать только об одном: вулкан Асо готов к новому извержению.
  4. Этна . Это самый большой вулкан Италии, который интересен тем, что имеет не только главный кратер, но и множество мелких, расположенных по его склону. Кроме того, Этна отличается завидной активностью - небольшие извержения происходят раз в два-три месяца. Нужно сказать, что сицилийцы давно уже привыкли к такому соседству, и не боятся заселять склоны.
  5. Везувий . Легендарный вулкан меньше своего итальянского брата практически в два раза, но это не мешает ему установить множество собственных рекордов. К примеру, Везувий - это именно тот вулкан, который уничтожил Помпеи. Однако это не единственный город, который пострадал от его активности. По данным ученых, Везувий более 80 раз уничтожал города, которым не посчастливилось находиться недалеко от его склонов. Последнее сильное извержение случилось в 1944 году.

Какой вулкан на планете можно назвать самым высоким?

Среди названных вулканов достаточно много рекордсменов. Но какой же может носить титул "Самый высокий вулкан на планете"?

Нужно учитывать: говоря "самый высокий", мы не имеем в виду высоту вулкана над окружающей местностью. Речь идет об абсолютной высотной отметке над уровнем моря.

Так, самым высоким действующим вулканом в мире учёные называют чилийца Охос-дель-Саладо. Долгое время его относили к спящим. Такой статус чилийца позволял носить звание «Самый высокий вулкан в мире» аргентинцу Льюльяйльяко. Однако в 1993 году Охос-дель-Саладо произвел выброс пепла. После этого он был тщательно обследован учёными, которым удалось обнаружить в его жерле фумаролы (выходы пара и газа). Таким образом, чилиец изменил свой статус, и, сам того не зная, принес облегчение многим школьникам и учителям, для которых выговорить название Льюльяйльяко не всегда просто.

Ради справедливости нужно сказать, что Охос-дель-Саладо не имеет высокого вулканического конуса. Он возвышается над поверхностью только на 2000 метров. В то время как относительная высота вулкана Льюльяйльяко почти 2,5 километра. Однако не нам спорить с учёными.

Вся правда о вулкане Йеллоустон

Вы не можете похвастаться, что знаете, что такое вулкан, если ни разу не слышали о Йеллоустоне, который расположен в США. Что же нам о нём известно?

Прежде всего, Йеллоустон - это не высокий вулкан, но его почему-то называют супервулканом. В чем же здесь дело? И почему обнаружить Йеллоустон удалось только в 60-х годах прошлого века, да и то при помощи спутников?

Дело в том, что конус Йеллоустона разрушился после его извержения, в результате чего образовалась кальдера. Учитывая ее гигантские размеры (150 км), немудрено, что люди не могли увидеть её с Земли. Но обрушение кратера не значит, что вулкан можно переквалифицировать в спящие.

Под кратером Йеллоустона до сих пор находится громадный очаг магмы. Если верить подсчётам ученых, её температура превышает 800 °С. Благодаря этому в Йеллоустоне образовалось множество термальных источников, а, кроме того, на поверхность земли постоянно выходят струи пара, сероводорода и углекислоты.

Об извержениях этого вулкана известно не так уж много. Учёные считают, что их было всего три: 2,1 млн, 1,27 млн и 640 тысяч лет назад. Учитывая периодичность извержений, можно сделать вывод, что мы может стать свидетелями следующего. Нужно сказать, что если такое и в самом деле случится, Землю ожидает следующий Ледниковый период.

Какие беды приносят вулканы?

Даже если не учитывать того, что Йеллоустон может внезапно проснуться, извержения, которые могут приготовить для нас другие вулканы мира, также нельзя назвать безобидными. Они приводят к огромным разрушениям, особенно если извержение случилось внезапно и не было времени предупредить или эвакуировать население.

Опасность представляет не только лава, которая способна уничтожить всё на своем пути и вызвать пожары. Не стоит забывать и о ядовитых газах, которые распространяются на огромные территории. Кроме того, извержение сопровождается выбросами пепла, который способен покрыть огромные пространства.

Что делать, если вулкан «ожил»?

Итак, если вы оказались не в то время и не в том месте, когда неожиданно проснулся вулкан, что же делать в такой ситуации?

Прежде всего, нужно знать, что скорость лавы не такая уж и большая, всего 40 км/час, поэтому убежать, или точнее, уехать, от нее вполне реально. Делать это нужно самым кратким путём, то есть перпендикулярно её движению. Если же это невозможно по каким-то причинам, нужно искать укрытие на возвышенности. Необходимо учитывать и вероятность пожара, поэтому при возможности необходимо очищать укрытие от пепла и раскалённых обломков.

На открытой местности вас может спасти водоем, хотя многое зависит от его глубины и силы, с которой извергается вулкан. Фото, которые были сделаны после извержения, показывают, что перед такой мощной силой человек часто оказывается беззащитным.

Если вы оказались в числе счастливчиков, и ваш дом уцелел после извержения, будьте готовы к тому, что провести там придется не менее недели.

А самое главное, не доверяйте тем, кто говорит, что «этот вулкан уже тысячи лет спит». Как показывает практика, проснуться может любой вулкан (фото разрушений это подтверждают), только не всегда есть кому об этом рассказать.


Вулканы – геологические образования, возникающие под каналами и трещинами в земной коре, по которым извергаются на земную поверхность из глубинных магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержения.

Рис.1. Гипотетические разрезы строения некоторых типов вулканов и их корней

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.

Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара. Учёные также отмечают, что слишком активный вулканизм, как например, на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведёт к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности», - пишут учёные.

Классификация вулканов по форме

Форма вулкана зависит от состава извергаемой им лавы; обычно рассматривают пять типов вулканов:

Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример - вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км).

Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это - самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они - не больше нескольких сотен метров. Пример - вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года.

Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры - Этна, Везувий, Фудзияма.


Рис. 2. Вулкан Фудзияма, Япония

Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г.

Сложные (смешанные, составные) вулканы.

Вулканические явления

Извержения бывают длительными и кратковременными. К предвестникам извержения относятся вулканические землятресения, акустические явления, изменения магнитных свойств и состава фумарольных газов. Извержение обычно начинается с усилением выбросов газов сначала вместе с темными, холодными обломками лав, а затем с раскаленными. Эти выбросы в некоторых случаях сопровождаются излиянием лавы. Высота подъема газов воды, насыщенных пеплом и обломками лав, в зависимости от силы взрывов колеблется от 1 до 5км. Выброшенный материал переносится на расстоянии от нескольких до десятков тысяч километров. Объем выброшенного обломочного материала порой достигает несколько кубических километров. При некоторых извержениях концентрация вулканического пепла в атмосфере бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная темноте в закрытом помещении. Извержение представляет собой чередование слабых сильных взрывов и излияний лав. Взрывы максимальной силы называются кульминационным пароксизмом. После них происходит уменьшение силы взрывов и постепенное прекращение извержений. Объёмы излившейся лавы до десятков кубических километров.

Типы извержений

Извержения вулканов не всегда одинаковы. В зависимости от количественных соотношений извергаемых вулканических продуктов и вязкости лав выделены 4гл. типа извержений:

1. Эффузивный (гавайский)

2. Смешанный (стромболианский)

3. Экструзивный (купольный)

4. Эксплозивный (вулканский)

Гавайский тип извержения, создающий чаще всего щитовидные вулканы, отличающиеся относительно спокойным излиянием жидкой лавы, образующей в кратерах огненно-жидкие озера и лавовые потоки. Газы, содержащиеся в небольшом количестве образуют фонтаны, выбрасывающие комки и капли жидкой лавы, которые вытягиваются в полете в тонкие стеклянные нити.

В стромболианском типе извержений, создающим обычно стратовулканы, наряду с достаточно обильными излияниями жидких лав базальтового и андезитобазальтового состава, преобладающими являются небольшие взрывы, которые выбрасывают куски шлака и разнообразные витые и веретенообразные бомбы.

Для купольного типа характерно выжимание и выталкивание вязкой лавы сильным напором газов из канала В. и образование куполов, криптокуполов, конусокуполов и обелисков.

В вулканском типе большую роль играют газообразные вещества, производящие взрывы и выбросы огромных чёрных туч, переполненных большим количеством обломков лав. Лавы вязкие андезитового, дацитового или риолитового состава образуют небольшие потоки. Каждый из главных типов извержений разделяется на несколько подтипов. Из них особо выделяются пелейский и катмайский, промежуточные между купольным и вулканским типами. Характерной особенностью первого является образование куполов и направленные взрывы очень горячих газовых туч, переполненных самовзрывающимися в полёте и при скатывании по склону вулканов обломками и глыбами лав. Извержения катмайского подтипа отличаются выбрасыванием очень горячего, весьма подвижного песчаного потока. Куполообразующие извержения иногда сопровождаются раскалёнными или достаточно охлаждёнными лавинами, а также грязевыми потоками. Ультравулканский подтип выражается в весьма сильных взрывах, выбрасывающих огромные количества обломков лав и пород стенок канала. Извержения подводных вулканов, расположенных в очень глубоких местах, обычно незаметны, т. к. большое давление воды препятствует взрывным извержениям. В мелких местах извержения выражаются взрывами (выбросами) огромных количеств пара и газов, переполненных мелкими обломками лавы. Взрывные извержения продолжаются до тех пор, пока извергаемый материал не образует острова, поднимающегося над уровнем моря. После чего взрывы сменяются или чередуются с излияниями лавы.


Рис.3. Извержение вулкана Тунгурахуа (Tungurahua) в Эквадоре

Географическое размещение действующих вулканов

Вулканы расположены вдоль молодых горных хребтов или вдоль крупных разломов на протяжении сотен и тысяч километров в тектонически подвижных областях. Почти две трети вулканов сосредоточены на островах и берегах Тихого океана. Из других районов по количеству действующих вулканов выделяется район Атлантического океана.

Круго-Тихоокеанский пояс (Циркум-Тихоокеанский, Тихоокеанское Огненное кольцо) – охватывает, по разным подсчетам, от 340 до 381 действующих наземных вулканов. Из них 59 – в Южной Америке, 70 – в Центральной Америке, 46 – в Северной Америке (включая Алеутские острова), и, наконец, 140 – в северо-западной части пояса (от Камчатки до Японских островов). Остальные вулканы располагаются в юго-западной и южной части пояса (от островов Рюкю через острова Микронезии, Меланезии и Новой Зеландии к побережью Чили). Вулканы Круго-Тихоокеанского пояса располагаются вдоль узких глубоководных желобов, на расстоянии 100 – 200 км от их оси в сторону материков. К желобам приурочены сейсмофокальные зоны Заварицкого-Беньофа, где литосферная плита с земной корой океанического типа пододвигается под литосферные плиты с материковым строением земной коры. Большинство вулканов располагается там, где глубина залегания сейсмофокальных зон составляет 90 – 150 км. Вулканы этого пояса по характеру извержений относятся к самым разным категориям и типам.

Средиземноморско-Индонезийский (Средиземный) пояс, опоясывающий планету в широтном направлении, включает от 117 до 175 действующих вулканов. Из них в районе Средиземного моря известно 13 наземных вулканов (в основном пирокластовой категории), а в пределах Малайского архипелага – 123 наземных вулкана (в большинстве эксплозивной категории). Вулканизм данного пояса также связан с активными сейсмофокальными зонами, которые, однако, являются реликтами неогенового пика альпийской складчатости. Наиболее активный вулканизм здесь наблюдался, очевидно, в неогене и начале четвертичного периода, о чем свидетельствуют многочисленные потухшие вулканы Карпат, Кавказа, Иранского нагорья, Тибета (на территории последнего имеется и один действующий вулкан – Рубрук).

Атлантический пояс располагается в осевой меридиональной части Атлантики, все 44 действующих наземных вулкана находятся на островах (от о. Ян-Майен до о-вов Тристан-да-Кунья). Большинство вулканов здесь связаны с рифтовыми структурами растяжения, поэтому очаги залегают совсем неглубоко, а состав лавы базальтовый. По характеру извержений преобладают эффузивные вулканы (трещинного типа).

Восточно-Африканский пояс, расположенный в пределах величайшей континентальной рифтовой системы, включает в свой состав 42 действующих наземных вулкана, разных по составу лав и характеру извержений.

Небольшое количество наземных вулканов находится за пределами названных поясов, являясь, в большинстве своем, внутриплитными вулканами. Размещаются они как на островах в океанах (Канарские, Зеленого Мыса, Маврикий, Реюньон, Гавайи), так и на материках (Камерун). И, наконец, на дне океанов имеется огромное количество вулканов подводных

Причины деятельности вулканов

Размещение вулканов указывает на тесную связь между поясами вулканической деятельности и дислоцированными подвижными зонами земной коры. Разломы, образующиеся в этих зонах, являются каналами. По которым происходит движение магмы к земной поверхности. Движение магмы по трещинам и трубообразным каналам к земной поверхности, по-видимому происходит под влиянием тектонических процессов. На глубине. Когда давление растворенных в магме газов становится больше давления выше лежащих толщ, газы начинают стремительно продвигаться и увлекать магму к земной поверхности. Возможно, что газовое давление создается во время процесса кристаллизации магмы, когда жидкая часть её обогащается остаточными газами и паром. Магма как бы вскипает и следствие интенсивного выделения газообразных веществ в очаге создается высокое давление, которое также может явиться одной из причин извержения.



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.


ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВУЛКАНОВ Экструзивный (лавовый) купол (слева) имеет округлую в плане форму и крутые склоны, прорезанные глубокими бороздами. В жерле вулкана может образоваться пробка застывшей лавы, которая препятствует выделению газов, что впоследствии приводит к взрыву и разрушению купола. Крутосклонный пирокластический конус (справа) сложен чередующимися прослоями пепла и шлаков.




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
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 ВУЛКАНЫ12,5 км3 лавы, распределившейся на площади ВУЛКАНЫ570 км2.



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.
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 1,1*10 6 м3/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 Сева-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 ВУЛКАНЫ100 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. м3 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 (ВУЛКАНЫ100° 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 км2 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 км3 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 км3 тефры и более 2,35 т сернистого ангидрида. При извержении Кракатау (Индонезия) в 1883 объем тефры составил 18 км3, 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 км3. 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 км3.
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 ВУЛКАНЫ300 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 км2 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, большую 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.




ВЕЛИЧАЙШАЯ ГОРА ЯПОНИИ ФУДЗИЯМА (3776 м над у.м.) - конус "спящего" с 1708 вулкана, покрытый снегом в течение большей части года.


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 ВУЛКАНЫ0,25 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.
ЛИТЕРАТУРА
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

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

В переводе с латинского «вулкан» означает «пламя, огонь». В недрах планеты в связи с очень высокой температурой расплавляются горные породы с образованием магмы. При этом происходит выделение огромного количества газообразных веществ, что повышает объем расплава и его давление на окружающие твердые породы. Магма устремляется в области с меньшим давлением вверх к поверхности Земли. Трещины в земной коре заполняются разогретыми жидкими горными породами, разрываются и поднимаются пласты земной коры. Частично магма застывает в земной коре с формированием магматических жил и лакколитов. Остальная часть горячей магмы выходит на поверхность при извержении вулканов, в форме лавы, вулканического пепла, газов, застывших слитков лавы, обломков горных пород. Термином «вулканизм» обозначают передвижение расплавленной магмы из глубоких слоев Земли на поверхность суши или дна океана.

В структуре каждого вулкана различают канал, по которому движется лава. Это так называемое жерло обычно оканчивается кратером – воронкообразным расширением. Диаметр кратеров различен, варьирует от сотен метров до нескольких километров. К примеру, диаметр кратера Везувия составляет более 0,5 км. Чрезмерно крупные кратеры называются кальдерами. Так, кальдера вулкана Узон, который находится на Камчатке, имеет диаметр 30 км.

Лава и извержения

Высоту и форму вулканов определяет вязкость лавы. Если лава жидкая и быстро стекает, гора конусовидной формы не образуется, например, вулкан Килауза на Гавайских островах. Кратер данного вулкана выглядит как озеро округлой формы диаметром около 1 км. Кратер заполнен горячей жидкой лавой, причем ее уровень временами поднимается, затем опускается, иногда выплескиваясь через край.

Для большей части вулканов характерна вязкая лава, которая при остывании и формирует вулканический конус. Структура такого конуса обычно слоистая. По этому признаку можно судить о том, что извержения осуществлялись неоднократно, благодаря чему вулкан рос постепенно с каждым выбросом лавы.

Высота вулканических конусов различна и может составлять от десятков метров до нескольких километров. Широко известен очень высокий вулкан в Андах – Аконкагуа (6960 м).

По всей Земле насчитывается около 1500 вулканов, среди них есть и действующие, и потухшие. Например, Ключевская Сопка на Камчатке, Эльбрус на Кавказе, Килиманджаро в Африке, Фудзияма в Японии, т.д.

Подавляющее большинство действующих вулканов расположено по периметру Тихого океана. Они составляют Тихоокеанское «огненное кольцо». Также зоной активного вулканизма считается Средиземноморско-Индонезийский пояс. Например, на Камчатке действуют 28 вулканов, а всего насчитывается более 600. Существует определенная закономерность в расположении действующих вулканов. Они локализуются в подвижных областях земной коры – в сейсмических поясах.

В древние геологические эпохи нашей планеты вулканизм был активнее, чем в настоящее время. Помимо типичных (центральных) извержений, отмечались и трещинные. Из громадных разломов в земной коре протяженностью десятки и сотни километров бурлящая лава выбрасывалась на поверхность. При этом происходило формирование лавовых покровов, как сплошных, так и прерывистых. Эти покровы выравнивали рельеф местности. Толщина слоя лавы могла достигать 2 км. Такие процессы привели к образованию лавовых равнин. К ним относятся некоторые участки Среднесибирского плоскогорья, Армянского нагорья, плоскогорья Декан в Индии, плато Колумбия.

Похожие материалы: