Вулканическая деятельность, относящаяся к ряду наиболее грозных явлений природы, часто приносит огромные бедствия людям и народному хозяйству. Поэтому необходимо иметь в виду, что хотя не все действующие вулканы вызывают несчастья, тем не менее, каждый из них может быть в той или иной степени источником негативных событий, извержения вулканов бывают различной силы, однако к катастрофическим относятся только те, которые сопровождаются гибелью людей и материальных ценностей.
Общие представления о вулканизме
“Вулканизм – это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли - кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов – биосфера”. Такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки. Вулканизм охватывает все явления связанные с извержением магмы на поверхность. Когда магма находится в глубине земной коры под большим давлением, все ее газовые компоненты остаются в растворенном состоянии. По мере продвижения магмы к поверхности давление уменьшается, газы начинают выделяться, в результате изливающаяся на поверхность магма существенно отличается от изначальной. Чтобы подчеркнуть это отличие, магму излившуюся на поверхность, называют лавой. Процесс извержения называется эруптивной деятельностью.
Рис.1. Извержение вулкана Сент-Хеленс
Извержения вулканов протекают неодинаково, в зависимости от состава продуктов извержения. В одних случаях извержения протекают спокойно, газы выделяются без крупных взрывов и жидкая лава свободно изливается на поверхность. В других случаях извержения бывают очень бурные, сопровождаются мощными газовыми взрывами и выжиманием или излиянием относительно вязкой лавы. Извержения некоторых вулканов заключаются только в грандиозных газовых взрывах, вследствие чего образуются колоссальные тучи газа и паров воды, насыщенных лавой, поднимающиеся на огромную высоту. По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности.
На глубине от 50 до 350 км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. В местах извержения возникают лавовые покровы, потоки, вулканы-горы, сложенные лавами и их распыленными частицами – пирокластами. По содержанию главной составляющей – оксида кремния магмы и образованные ими вулканические породы – вулканиты делят на ультраосновные (оксида кремния менее 40 %), основные (40-52%), средние (52-65%), кислые (65-75%). Наиболее распространена основная, или базальтовая, магма.
Типы вулканов, состав лав. Классификация по характеру извержения
Классификация вулканов основывается главным образом на характере их извержений и на строении вулканических аппаратов. А характер извержения, в свою очередь, определяется составом лавы, степенью ее вязкости и подвижности, температурой, количеством содержащихся в ней газов. В вулканических извержениях проявляются три процесса: 1) эффузивный - излияние лавы и растекание ее по земной поверхности; 2) эксплозивный (взрывной) - взрыв и выброс большого количества пирокластического материала (твердых продуктов извержения); 3) экструзивный - выжимание, или выдавливание, магматического вещества на поверхность в жидком или твердом состоянии. В ряде случаев наблюдаются взаимные переходы этих процессов и сложное их сочетание между собой. В результате многие вулканы характеризуются смешанным типом извержения – эксплозивно-эффузивным, экструзивно-эксплзивным, а иногда один тип извержения сменяется другим во времени. В зависимости от характера извержения отмечается сложность и многообразие вулканических построек и форм залегания вулканического материала. Среди вулканических извержений выделяются следующие: извержения центрального типа, трещинные и ареальные.
Рис.2. Гавайский тип извержения
1 - Пепельный шлейф, 2 - Фонтан лавы, 3 - Кратер, 4 - Лавовое озеро, 5 - Фумаролы, 6 - Поток лавы, 7 - Слои лавы и пепла, 8 - Слой породы, 9 - Силл, 10 - Магматический канал, 11 - Магматическая камера, 12 - Дайка
Вулканы центрального типа. Они имеют в плане форму, близкую к округлой, и представлены конусами, щитами, куполами. На вершине располагается обычно чашеобразное или воронкообразное углублением, называемое кратером (греч.’кратер’-чаша).От кратера в глубину земной коры идет магмоподводящий канал, или жерло вулкана, имеющий трубообразную форму, по которому магма из глубинного очага поднимается к поверхности. Среди вулканов центрального типа выделяются полигенные, образовавшиеся в результате многократных извержений, и моногенные – один раз проявившие свою деятельность.
Полигенные вулканы. К ним относится большинство известных вулканов мира. Единая и общепринятая классификация полигенных вулканов отсутствует. Различные типы извержений чаще всего обозначают по названию известных вулканов, в которых тот или иной процесс проявляется наиболее характерно. Эффузивные, или лавовые, вулканы. Преобладающим процессом в этих вулканах является эффузия, или излияние лавы на поверхность и движение ее в виде потоков по склонам вулканической горы. В качестве примеров такого характера извержения можно привести вулканы Гавайских островов, Самоа, Исландии и др.
Рис.3. Плинианский тип извержения
1 - Пепельный шлейф, 2 - Магматический канал, 3 - Дождь вулканического пепла, 4 - Слои лавы и пепла, 5 - Слой породы, 6 - Магматическая камера
Гавайский тип. Гавайи образованы слившимися вершинами пяти вулканов, из которых четыре действовали в историческое время (рис.2). Особенно хорошо изучена деятельность двух вулканов: Мауна-Лоа, возвышающегося почти на 4200 метров над уровнем Тихого океана, и Килауэа высотой более 1200 метров. Лава в этих вулканах основная базальтовая, легкоподвижная, высокотемпературная (около 12000). В кратерном озере лава все время бурлит, ее уровень то понижается, то повышается. При извержениях происходит подъем лавы, возрастает ее подвижность, она заливает весь кратер, образуя огромное кипящее озеро. Газы выделяются относительно спокойно, образуя над кратером всплески, лавовые фонтаны, поднимающиеся в высоту от нескольких до сотен метров (редко). Вспененная газами лава разбрызгивается и застывает в виде тонких стеклянных нитей ‘волосами Пеле ’. Затем кратерное озеро переполняется и лава начинает переливаться через его края и стекать по склонам вулкана в виде крупных потоков.
Эффузивные подводные. Извержения являются самыми многочисленными и наименее изученными. Они также приурочены к рифтовым структурам, отличаются господством базальтовых лав. На дне океана при глубине 2 км и более давление воды столь велико, что взрывов не происходит, а значит и пирокластов не возникает. Под давлением воды даже жидкая базальтовая лава далеко не растекается, образует короткие куполообразные тела или узкие и длинные потоки, покрытые с поверхности стекловатой коркой. Отличительной чертой подводных вулканов, находящихся на больших глубинах, является обильное выделение гидротерм, содержащих высокое количество меди, свинца, цинка и других цветных металлов.
Смешаннные эксплозивно-эффузивные (газово-взрывные-лавовые) вулканы. Примерами таких вулканов могут служить вулканы Италии: Этна – высочайший вулкан Европы (более 3263 м), расположенный на острове Сицилия; Везувий (высотой около 1200 м), расположенный близ Неаполя; Стромболи и Вулкано из группы Липарских островов в Мессинском проливе. К этой же категории относятся многие вулканы Камчатки, Курильских и Японских островов и западной части Кордильерского подвижного пояса. Лавы данных вулканов различны - от основных (базальтовых), андезито-базальтовых, андезитовых до кислых (липаритовых). Среди их условно выделяют несколько типов.
Рис.4. Подлёдный тип извержений
1 - Облако водяного пара, 2 - Озеро, 3 - Лёд, 4 - Слои лавы и пепла, 5 - Слой породы, 6 - Шаровая лава, 7 - Магматический канал, 8 - Магматическая камера, 9 - Дайка
Стромболианский тип. Характерен для вулкана Стромболи, поднимающегося в Средиземном море до высоты 900 м. Лава этого вулкана главным образом базальтового состава, но более низкотемпературная (1000-1100), чем лава вулканов гавайских островов, поэтому менее подвижна и насыщена газами. Извержения происходят ритмично через определенные короткие промежутки времени – от нескольких минут до часа. Газовые взрывы выбрасывают на относительно не большую высоту раскаленную лаву, которая выпадает затем на склоны вулкана в виде спирально завитых бомб и шлака (пористые, пузыристые куски лавы). Характерно, что пепла выбрасывается очень мало. Вулканический аппарат конусовидной формы состоит из слоев шлака и застывшей лавы. К этому же типу относится такой известный вулкан как Исалько.
Вулканы эксплозивные (газово-взрывные) и экструзивно-эксплозивные. К этой категории относятся многие вулканы, в которых преобладающее значение имеют крупные газово-взрывные процессы с выбросом большого количества твердых продуктов извержения, почти без излияния лав (или в ограниченных размерах). Такой характер извержения связан с составом лав, их вязкостью, относительно малой подвижностью и большой насыщенностью газами. В ряде вулканов одновременно наблюдаются газово-взрывные и экструзивные процессы, выражающиеся в выжимании вязкой лавы и образовании куполов и обелисков, возвышающихся над кратером.
Пелейский тип. Особенно ярко проявился в вулкане Мон-Пеле на о. Мартиника, входящем в группу Малых Антильских островов. Лава этого вулкана преимущественно средняя, андезитовая, отличается большой вязкостью и насыщена газами. Застывая, она образует в жерле вулкана твердую пробку, препятствующую свободному выходу газа, который, накапливаясь под ней, создает очень большие давления. Лава выжимается в виде обелисков, куполов. Извержения происходят как сильные взрывы. Возникают огромные облака газов, перенасыщенные лавой. Эти раскаленные (с температурой свыше 700-800) газово-пепловые лавины не поднимаются высоко, а скатываются с большой скоростью по склонам вулкана и уничтожают на своем пути все живое.
Рис.5. Вулканическая активность на Анак Кракатау, 2008
Кракатауский тип. Выделен по названию вулкана Кракатау, на расположенного в Зондском проливе между Явой и Суматрой. Этот остров представлял собой три сросшихся вулканических конуса. Наиболее древний из них, Раката, сложен базальтами, а два других, более молодых,-андезитами. Эти три слившихся вулкана располагаются в древней обширной подводной кальдере, образовавшейся в доисторическое время. До 1883 г. в течение 20 лет Кракатау не проявлял активной деятельности. В 1883 г. произошло одно из крупнейших катастрофических извержений. Оно началось взрывами умеренной силы в мае, после некоторых перерывов вновь возобновлялись в июне, июле, августе с постепенным нарастанием интенсивности. 26 августа произошли два больших взрыва. Утром 27 августа произошел гигантский взрыв, который был слышен в Австралии и на островах в западной части Индийского океана на расстоянии 4000-5000 км. На высоту около 80 км поднялось раскаленное газово-пепловое облако. Огромные волны высотой до 30 м, возникшие от взрыва и сотрясения Земли, называемые цунами, вызвали большие разрушения на прилежащих островах Индонезии, ими было смыто с берегов Явы и Суматры около 36 тыс. человек. Местами разрушения и человеческие жертвы были связаны со взрывной волной огромной силы.
Катмайский тип. Его выделяют по названию одного из крупных вулканов Аляски, близ основания которого в 1912 г. произошло крупное газово-взрывное извержение и направленный выброс лавин, или потоков, горячей газово-пирокластической смеси. Пирокластический материал имел кислый, риолитовый или андезито-риолитовый состав. Эта раскаленная газово-пепловая смесь заполнила на протяжении 23 км глубокую долину, расположенную к северо-западу от подножия горы Катмай. На месте прежней долины образовалась плоская равнина шириной около 4 км. Из заполнившего ее потока многие годы наблюдались массовые выделения высокотемпературных фумарол, что послужило основанием называть ее «Долиной десяти тысяч дымов».
Подледный вид извержений (рис.4) возможен в случае, когда вулкан находится подо льдами или целым ледником. Подобные извержения опасны тем, что провоцируют мощнейшие наводнения, а также своей шаровой лавой. До настоящего времени известно лишь пять подобных извержений, то есть они весьма редкое явление.
Моногенные вулканы
Маарский тип. Этот тип объединяет лишь единожды извергавшиеся вулканы, ныне потухшие эксплозивные вулканы. В рельефе они представлены плоскими блюдцеобразными котловинами, обрамленными невысокими валами. В составе валов присутствуют как вулканические шлаки, так и обломки невулканических пород, слагающих данную территорию. В вертикальном разрезе кратер имеет вид воронки, которая в нижней части соединяется с трубообразным жерлом, или трубкой взрыва. К ним относятся вулканы центрального типа, образовавшиеся при однократном извержении. Это газово-взрывные извержения, иногда сопровождающиеся эффузивными или экструзивными процессами. В результате на поверхности образуются небольшие шлаковые или шлаково-лавовые конусы (высотой от десятков до первых сотен метров) с блюдцеобразным или чашеобразным кратерным углублением.
Такие многочисленные моногенные вулканы наблюдаются в большом количестве на склонах или у подножия крупных полигенных вулканов. К моногенным формам относятся также газово-взрывные воронки с подводящим трубообразным каналом (жерловиной). Они образованы одним газовым взрывом большой силы. К особой категории относятся алмазоносные трубки. Широкой известностью пользуются трубки взрыва в Южной Африке называемые диатремами(греч. «диа»-через, «трэма»-отверстие, дыра). Их диаметр колеблется от 25 до 800 метров, они заполнены своеобразной брекчированной вулканогенной породой, называемой кимберлитом (по г. Кимберли в Южной Африке). В составе этой породы присутствуют ультраосновные породы – гранатсодержащие перидотиты (пироп – спутник алмаза), характерные для верхней мантии Земли. Это указывает на подкровное образование магмы и быстрый ее подъем к поверхности, сопровождающийся газовыми взрывами.
Трещинные извержения
Они приурочены к крупным разломам и трещинам в земной коре, играющим роль магмовыводящих каналов. Извержение, особенно в ранние фазы, может происходить вдоль всей тещины или отдельных участков ее участков. В последующем по линии разлома или трещины возникают группы сближеных вулканических центров. Излившаяся основная лава после застывания образует базальтовые покровы различных размеров с почти горизонтальной поверхностью. В историческое время подобные мощные трещинные излияния базальтовой лавы наблюдались в Исландии. Трещинные излияния широко распространены на склонах крупных вулканов. О ни же, по-видимому, широко развиты в пределах разломов Восточно-Тихоокеанского поднятия и в других подвижных зонах Мирового океана. Особенно значительные трещинные излияния были в прошлые геологические периоды, когда образовались мощные лавовые покровы.
Ареальный тип извержения. К этому типу относятся массовые извержения из многочисленных близко расположенных вулканов центрального типа. Они часто бывают приурочены к мелким трещинам, или узлам их пересечения. В процессе извержения некоторые центры отмирают, а другие возникают. Ареальный тип извержения захватывает иногда обширные площади, на которых продукты извержения сливаются, образуя сплошные покровы.
При извержении вулканов изливается раскалённый расплав горных пород – магма. На воздухе давление резко падает, и магма вскипает – её покидают газы.
Расплав начинает охлаждаться. Фактически только этими двумя свойствами – температурой и «газированностью» – лава и отличается от магмы. За год по нашей планете, в основном на дне океанов, разливается 4 км³ лавы. Не так уж много, на суше были регионы, залитые лавовым слоем толщиной 2 км.
Начальная температура лавы – 700–1200°С и выше. В ней расплавлены десятки минералов и горных пород. Они включают почти все известные химические элементы, но больше всего кремния, кислорода, магния, железа, алюминия.
В зависимости от температуры и состава лава бывает разного цвета, вязкости и текучести. Горячая, она блестящая ярко-жёлтая и оранжевая; остывая, становится красной, а потом и чёрной. Бывает, над лавовым потоком бегают синие огоньки сгорающей серы. А один из вулканов Танзании извергает чёрную лаву, которая застыв, становится похожей на мел – белёсой, мягкой и ломкой.
Поток вязкой лавы неповоротлив, течёт еле-еле (несколько сантиметров или метров в час). По ходу в нём формируются затвердевающие блоки. Они ещё больше тормозят движение. Застывает такая лава буграми. А вот отсутствие в лаве диоксида кремния (кварца) делает её очень жидкой. Она быстро покрывает обширные поля, образует лавовые озёра, реки с плоской поверхностью и даже «лавопады» на обрывах. Пор в такой лаве немного, поскольку пузырьки газов легко покидают её.
Что происходит при остывании лавы?
Когда лава остывает, расплавленные минералы начинают образовывать кристаллы. В итоге получается масса из спрессованных зерён кварца, слюды и других. Они могут быть крупными (гранит) или мелкими (базальт). Если охлаждение шло очень быстро, получается однородная масса, похожая на чёрное или тёмно-зелёноватое стекло (обсидиан).
Пузырьки газов часто оставляют в вязкой лаве множество мелких полостей; так образуется пемза. Разные слои остывающей лавы стекают со склонов с разной скоростью. Поэтому внутри потока образуются длинные широкие пустоты. Длина таких туннелей достигает иногда 15 км.
Медленно остывающая лава образует на поверхности твёрдую корочку. Та сразу замедляет остывание массы, лежащей ниже, и лава продолжает движение. Вообще, остывание зависит от массивности лавы, начального нагрева и состава. Известны случаи, когда и через несколько лет (!) лава всё ещё продолжала ползти и зажигала воткнутые в неё ветки. Два мощных потока лавы в Исландии оставались тёплыми и через столетия после извержения.
Лава подводных вулканов обычно застывает в виде массивных «подушек». Из-за быстрого охлаждения прочная корка на их поверхности образуется очень быстро, и иногда газы разрывают их изнутри. Осколки разлетаются на расстояние нескольких метров.
Чем опасна лава для людей?
Главная опасность лавы – её высокая температура. Она буквально сжигает на пути живые существа и строения. Живое гибнет, даже не вступая с нею в контакт, от жара, которым она пышет. Правда, высокая вязкость сдерживает скорость потока, позволяя людям спастись, сохранить ценности.
А вот жидкая лава… Она движется быстро и может отрезать пути к спасению. В 1977 году при ночном извержении вулкана Ньирагóнго в Центральной Африке. От взрыва раскололась стенка кратера, и лава хлынула широким потоком. Очень текучая, она неслась со скоростью 17 метров в секунду (!) и уничтожила несколько спящих деревень с сотнями жителей.
Поражающее действие лавы усугубляется тем, что часто она несёт облака выделяющихся из неё ядовитых газов, толстый слой пепла и камни. Именно такой поток погубил древнеримские города Помпеи и Геркуланум. Катастрофой может обернуться встреча раскалённой лавы с водоёмом – мгновенное испарение массы воды вызывает взрыв.
В потоках образуются глубокие трещины и провалы, так что и по холодной лаве ходить надо осторожно. Особенно, если она стекловидна – острые края и обломки больно ранят. Осколки остывающих подводных «подушек», описанные выше, тоже могут травмировать чересчур любопытных дайверов.
Известно, что лавы и рыхлые выбросы при вулканических извержениях имеют температуру около 500-700° С, но нередко при вулканических извержениях наблюдаются и высокие температуры, превосходящие 1000° С. Часто над извергающимися вулканами видно пламя. Такие температуры и пламенное горение извергающихся газов возможны при наличии высокотемпературных источников, однако перегретый и надкритический пар в дренажной оболочке, как правило, не должен иметь температуры выше 450, максимум 500° С.
Наличие среди газообразных продуктов извержения вулканов таких веществ, как СО2, SO2, H2S, CH4, H2, С12 и др., дает основание считать, что в процессах извержения вулканов могут иметь место экзотермические процессы, которые, выделяя тепло, производят дополнительный нагрев лавы и других продуктов извержения. К таким процессам могут быть отнесены процессы взаимодействия кислородсодержащих соединений с водородом и метаном. При этом, например, трехвалентное железо перейдет в двухвалентное по уравнениям:
О том, что такие реакции приводят к восстановлению железа, свидетельствует и то, что свежевыпавшие стеклянные пеплы имеют белый цвет, но вскоре обычно темнеют и становятся коричневыми вследствие окисления двухвалентного железа кислородом воздуха в трехвалентное.
Об интенсивных процессах горения газообразных продуктов вулканических выбросов свидетельствует явно наблюдаемое их медленное нагревание до светлого каления уже после выхода из кратера, как это видно на киносъемках, сделанных Г. Тазиевым.
Предыдущая глава::: К содержанию::: Следующая глава
В недрах планеты Земля постоянно идут процессы вулканизма (вулканической деятельности), основанной на движении магмы к поверхности по разломам тектонически подвижных плит земной коры. Грозная неуправляемая стихия вулканов создает колоссальную угрозу живому на земле, но протягивает красотой, масштабностью внешнего проявления.
Фото 2 — Тихоокеанское огненное кольцо на карте
Наибольшая концентрация действующих вулканов прослеживается на островах и берегах Тихого и Атлантического океанов, образуя Тихоокеанское огненное кольцо.
Зонами разрыва кольца вулканизма являются Новая Зеландия, побережье Антарктиды, свыше 200 километров вдоль полуострова Калифорния, около 1500 километров севернее острова Ванкувер.
Всего в мире насчитывается 540 вулканов. В регионе Тихоокеанского огненного кольца с населением около 500 миллионов человек находятся 526 вулканов.
Первая классификация типов извержений была предложена в 1907 г.
итальянским ученым Дж. Меркалли. Позднее, в 1914 году, была дополнена А.
Лакруа и Г. Вольфом. В основу положено названия первых вулканов с характерными свойствами извержения.
Фото 3 – вулкан Мауна — Лоа
Гавайский тип составлен по признакам извержения вулкана Мауна-Лоа Гавайского архипелага.
Лава изливается из центрального жерла и боковых кратеров. Нет резких выбросов и взрывов породы. Огненный поток растекается на большие расстояния, застывает, образует по периметру плоский «щит». Размеры «щита» вулкана Мауна-Лоа уже составляет 120 км в длину и 50 км в ширину.
Фото 4 — вулкан Стромболи на Липарских островах (Италия)
Стромболианский тип классифицирован на основе наблюдений за вулканом Стромболи на Липарских островах.
Излияния сильных потоков более вязкой лавы сопровождаются взрывами с выбрасыванием из недр вулкана больших твердых кусков породы, базальтового шлака.
Фото 5 – вулкан Вулкано назван по имени древнеримского бога огня Вулкана
Тип Вулкано. Находящийся на Липарских островах вулкан, назван по имени древнеримского бога огня Вулкана.
Для него характерно извержение лавы с большой вязкостью расплава. Периодически происходит закупоривание жерла вулкана продуктами магмы. Под колоссальным давлением происходит взрыв с выбросом лавы, пепла, осколков породы, на большую высоту.
Фото 6 – извержение вулкана Везувий
Фото 7 – вулкан Везувий в настоящем времени
Этно-Везувианский (плинианский) тип соответствует характеристикам извержения вулкана Везувий близи Неаполя.
Четко выражены периодические закупорки жерла вулкана, мощные взрывы, выбросы на большие расстояния вулканических бомб от нескольких сантиметров до одного метра, грязевые потоки, колоссальные выхлопы пепла и лавы. Температура лавовых потоков от 8000 °С до 10000 °С.
Фото 8 – вулкан Этна
Примером является вулкан Этна.
Фото 9 – извержение вулкана Мон-Пеле в 1902 году
Пелейский тип базируется на особенностях природы вулкана Мон-Пеле острова Мартиника группы Малых Антильских островов в Атлантическом океане.
Извержение сопровождается мощными струями газов, создающих в атмосфере огромное грибовидное облако.
Фото 10 — пример пирокластических потоков (смеси камней, пепла и газов) при извержении вулкана
Температура внутри тучи расплавленного пепла может превышать7000°С.
Вязкая лава в основной массе скапливается вокруг кратера, образуя вулканический купол.
Фото 11, 12 — пример газового типа извержения вулкана
Газовый или фреатический тип извержений, при котором лавы не наблюдается.
Под давлением магматических газов в воздух вылетают обломки твёрдых древних пород. Фреатический тип вулканов связан с выбросом под давлением перегретых грунтовых вод.
Фото 13 – исландский подледный вулкан Гримсвотн
Подлёдный тип извержений относится к вулканам, расположенным под ледниками.
Такие извержения образуют шаровую лаву, лахары (смесь раскаленных продуктов магмы с холодными водами).
Существует угроза опасных наводнений, волн цунами. До настоящего времени наблюдалось всего пять извержений такого типа.
Клубы пара, пепла и дыма достигали высоты 100 метров.
Ученые установили, что в толщах океанических вод находится гораздо больше вулканов (около 32 тысячи), чем на суше (порядка 1,5 тысячи).
Практически все возвышенности рельефа океанов – активные или уже потухшие вулканы. Лидерство принадлежит Тихому океану.
Другие статьи про вулканы:
Твердые обломки обычно бывают сильно раздроблены, перетерты и представлены пеплом. Извержения связаны чаще всего с магмой кислого или среднего состава. Магматические очаги, питающие эти вулканы, располагаются на большой глубине, и магма из них не всегда достигает поверхности Земли. В этой категории вулканов выделяется несколько типов:
— пелейский,
— кракатауский,
— маарский,
— бандайсанский.
П е л е й с к и й т и п
Получил название от вулкана Мон-Пеле на о.
Мартиника в Малой Антильской островной дуге. Классическим стало извержение 23 апреля 1902 г. Частые землетрясения и выбросы пепла, паров воды и ядовитых газов продолжались две недели. Все это время гора была окружена белым облаком пара, и 8 мая произошел взрыв, сопровождающийся страшным грохотом, вершина горы была разнесена на куски, а затем плотная огненная туча газа и распыленной лавы двинулась вниз по склону со скоростью 180 км/час.
В этой огненной туче температура достигала 450-6000. Она разрушила г. Сен-Пьер, и 30 тыс. его жителей погибли. Через несколько недель после выброса газов на дне кратера появился лавовый купол с крутыми склонами.
Он состоял из раскаленной густой лавы кислого состава. В середине октября 1902 г. на восточной стороне купола начал подниматься огромный лавовый обелиск, напоминающий по форме гигантский палец, Высота его увеличивалась ежедневно на 10 м, наконец он достиг высоты 900 м над уровнем кратера и стал разрушаться.
Через год, в августе 1903 г., обелиск распался.
Извержения пелейского типа с выдавливанием вязкой лавы называют экструзивными . Подобные извержения имели место на Камчатке, на Аляске и др.
К р а к а т а у с к и й т и п
Характеризуется необычайно сильными взрывами с выбросами огромного количества газов и пепла. Лава на поверхности почти не появляется.
Название типа дано по вулкану Кракатау, слагающему остров в Зондском проливе между островами Суматра и Ява.
Извержения вулканов этого типа связываются с кислой вязкой магмой, судя по пемзе и пеплу дацитового состава (65 % кремнезема).
М а а р с к и й т и п
К нему относятся вулканы одноактного извержения, ныне потухшие. При этом возникают плоские блюдцеобразные кратерные впадины, по краям которой формируются невысокие валы, сложенные шлаком и обломками горных пород, выброшенных из кратера.
Ко дну кратера подходит вулканический канал, или трубка взрыва, именуемая у древних вулканов диатремой. На гл. 400-500 м трубки взрыва бывают заполнены базальтовой лавой или производными ультраосновной магмы. Выше в них располагаются перетертая синяя глина и перемятые обломки вулканических пород (кимберлит).
В кимберлитах встречаются алмазы, пиропы и др. Характер породы свидетельствует об очень больших давлениях и температурах во время взрыва и о подъеме магмы с больших глубин, из мантии. Трубки взрыва имеют диаметр от нескольких метров до нескольких км.
Б а н д а й с а н с к и й т и п
По характеру извержений напоминает предыдущий тип данной категории, но взрывы в этом случае связаны не с магматическими газами, а с парами воды, которая, проникая на большие глубины, превращается в пар и дает взрыв.
В отличие от настоящих газово-взрывных извержений у вулканов бандайсанского типа отсутствуют свежие вулканические продукты извержений.
Вулканы этого типа известны в Индонезии, Японии и др.
Определение и характеристика вулкана, лава, магма, палящая туча.
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 г. 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.
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 г. в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние около 20 км, произошло излияние -12,5 км3 лавы, распределившейся на площади -570 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%. 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 острова) крупный лавовый тоннель прослеживается на протяжении 5 км.
Поверхность лавового потока бывает ровной и волнистой (на Гавайях такая лава называется пахоэхоэ) или неровной (аалава).
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 гг.
когда лава поступала в этот кратер со скоростью 1,1 х 106 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 г.
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 г. 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 г. 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.
Разновидности вулканов и их строение
Все вулканы по форме жерла и морфологии постройки подразделяются на вулканы центрального и линейного типа (рис. 5.5), которые, в свою очередь, по сложности строения разделяются на моногенные и полигенные .
Моногенные постройки центрального типа в большинстве своём связаны с полигенными вулканами и представляют собой вулканы второго порядка.
Представлены они шлаковыми конусами или экструзивными куполами и сложены они, как правило, породами близкого состава.
Полигенные вулканы центрального типа по геологическому строению и форме подразделяются на стратовулканы, щитовые , куполовидные и комбинированные , представляющие комбинацию перечисленных вулканических построек.
В свою очередь эти постройки могут быть осложнены вершинной или периферической, по отношению к вулкану, кальдерой.
Стратовулканы – это когда в полигенных вулканах центрального типа, вокруг жерла развивается чётко выраженный, пологий (либо крутой) слоистый конус крутизной склона 20-30º, сложенный переслаивающимися лавами, туфами, лавовыми брекчиями, шлаками, шлаколавами, а также осадочными породами морского или континентального происхождения (рис.
Основные лавы менее вязкие по сравнению с кислыми лавами, и, растекаясь на более значительные расстояния, образуют менее крутые постройки (не круче 10º).
Щитовые вулканы представляют собой относительно простые невысокие вулканические постройки (рис.
5.1а), сложенные главным образом базальтами с поперечными размерами до нескольких десятков км и склонами не круче 3-5º (например, вулканы Цхун в Армении, Узон на Камчатке и т.д.).
Куполовидные вулканы или вулканические купола и строению весьма разнообразны по форме (от слабо заметных выпуклых структур до пиков в сотни метров высотой) и по строению (по рисунку флюидальности) – от правильных форм луковичного, веерообразного, воронкообразного строения до сложных завихрений (рис.
5.6). Купола могут неоднократно прорываться последующими порциями лавы или в процессе неравномерного выжимания заключать зоны брекчирования, а также обладать сложными комбинациями этих неоднородностей. Экструзивные и протрузивные купола, прорывая вулканогенные толщи, захватывают монолиты этих пород, частично оплавляют их, усложняя тем самым своё строение.
Геологическая позиция куполов обусловлена характером вулканизма, типом магматических очагов, приуроченностью к различным типам вулканических построек и отношением к магматическим очагам.
Базальтовый вулканизм способствует на щитовых вулканах формированию бескорневых куполов, а на стратовулканах – одиночных и групповых куполов, расположенных как в центральной части вулкана, так и по периферии.
При извержении дифференцированных (контрастных) вулканитов возникают купола весьма разнообразного строения, формы и генезиса. Кислый и средний вулканизм способствует появлению экструзивных и протрузивных куполов.
При образовании крупных кальдер и кольцевых вулканно-тектонических структур купола очень часто располагаются вдоль кольцевых разломов и оконтуривая близповерхностные магматические очаги.
Иногда экструзии располагаются в пределах всего поля близповерхностной интрузии.
Вулканические купола можно разделить на три группы: 1 — купола без видимой связи с интрузией; 2 — сформированные над интрузией; 3 — бескорневые вулканические купола.
● Вулканические купола без видимой связи с интрузией – эффузивные (периклинальные и луковичные симметричного или асимметричного строения), экструзивные (грибообразные и веерообразные или воронкообразные) и протрузивные (пикообразные и метлообразные) (рис.
5.6). В качестве примера пикообразного купола можно привести «Иглу» пироксеновых андезитов вулкана Мон-Пеле на о. Мартиника. После катастрофического извержения 8 мая 1902 г. игла, появившаяся в октябре 1902 г, достигла к маю 1903 г.
высоты около 345 м. Её диаметр в основании составлял около135 м. Она могла бы иметь высоту около 850 м, если бы не была разрушена в период извержения в 1905 г. Метлообразный купол Сеулич на Камчатке за три года (1946-1948 г.г.) вырос на 600 м над кратером при поперечнике внизу около 1 км, а вверху около 0.5 км.
Скорость роста блоков варьировала от 1 до 15 м в сутки.
● Вулканические купола , сформированные над интрузией, э то – положительные структуры, в которых наблюдается вниз по разрезу переход от эффузивов к интрузивным породам.
Высота приподнятых структур может достигать 800 м. Они широко развиты в вулканических поясах Камчатки, Урала, Кавказа, Средней Азии и т.д.
● Бескорневые вулканические купола могут быть двух типов: 1 – выжатые порции лавы на лавовых потоках; 2 – деформированные (изогнутые) лавовые потоки, образующие полусферы, и возникшие при излиянии перед преградой как куполовидные нагромождения лав или как вытекшие из средней части потока остатки лавы, иногда принимающие субвертикальное положение.
Купола первого типа небольшие – до 50-70 м, а второго еще меньше – до 10 м. И те и другие встречаются на Камчатке.
Моногенные вулканы линейного типа представлены трещинными выжимками – одноактными трещинными вулканами кислого или среднего состава. К полигенным вулканам линейного типа относятся трещинные вулканы, образующие лавовые хребты и лавовые плато, и которые могут быть осложнены вершинными, внешними грабенами или комбинацией грабенов.
Современные излияния трещинного типа, например в Исландии, связаны с линейными аппаратами, имеющими 3-4 км в длину при ширине до нескольких сотен метров. В Армении известно вулканогенное плато, образовавшееся в плиоцен-четвертичное время за счет излияний лав из >10 вулканов, расположенных вдоль двух разломов.
Например, вулкан Этна окружен 200 боковыми кратерами.
Продолжительность вулканической деятельности может быть различной и прерывистой. Например, вулкан Эльбрус является активным на протяжении 3 млн. лет.
Предыдущая35363738394041424344454647484950Следующая
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Классификация и типы вулканических извержений
Извержения вулканов отличаются большим разнообразием, но существуют три основные характеристики, по которым их можно классифицировать: 1) масштаб (объем извергаемых пород); 2) состав извергаемого материала; 3) динамика извержения.
По масштабу все вулканические извержения подразделяются на пять классов (км3):
I класс - объем извергаемого материала более 100;
II класс - от 10 до 100;
III класс - от 1 до 10;
IV класс - от 0,1 до 1;
V класс - менее 0,1.
Состав извергаемого материала, на котором подробно остановимся ниже, особенно газовая составляющая, определяют динамику извержения.
Процесс дегазации мантии - одна из важных причин ее извержения, зависит от количества газов, их состава и температуры. По способу и скорости отделения летучих выделяют три главные формы извержения: эффузивное - со спокойным выделением газа и излиянием лавы; эксплозивное - с бурным выделением газов, вызывающих вскипание магмы и мощные взрывные извержения; экструзивное - вязкая магма невысокой температуры выжимается из кратера.
Есть еще и смешанные типы - эффузивно-эксплозивные; экструзивно-эксплозивные и др. При смешанных извержениях важной характеристикой, по Е.К. Мархинину, является коэффициент эксплозивности - содержание в процентах количества пирокластического материала от общей массы продуктов извержения.
Поэтому суть каждого извержения можно выразить формулой. Например, 4Б эксп. 100, что означает: извержение IV класса, базальтовое, эксплозивное, коэффициент эксплозивности 100. Каждой форме извержения присущ один или несколько вулканов, наиболее ярко выражающих ее особенности.
Эффузивные извержения распространены чрезвычайно широко и связаны с излиянием магмы в основном базальтового состава. Характерные извержения такой динамики приурочены к зонам спрединга срединно-океанических хребтов и зонам субдукции активных континентальных окраин.
В срединно-океанических хребтах в условиях растяжения земной коры наибольший размах приобретает трещинный вулканизм. К этому типу относятся вулканы Исландии - Лаки, Эльдгья, расположенные в осевой части Срединно-Атлантического хребта.
При извержении в 1783 г. из трещины Лаки, длина которой достигала 32 км, после сильного взрыва с выбросом шлака и пепла, стала изливаться лава, потоки которой полностью заполнили ущелье глубиной 180 м и покрыли территорию общей площадью 565 км2. Средняя мощность лавового покрова превышала 30 м, а объем лавы составил 12 км3.
Такие же трещинные излияния характерны для Гавайских островов - гавайский тип, где извержения происходят с выбросами очень жидкой высокоподвижной базальтовой лавы.
По мере увеличения мощности лавовых потоков в результате многократных извержений формируются грандиозные щитовые вулканы, самым крупным из которых является упомянутый выше Мауна-Лоа.
В зонах субдукции активной континентальной тихоокеанской окраины мощные трещинные извержения вулкана Плоский Толбачик наблюдались на Камчатке в 1975-1976 гг. Извержение началось с образования трещины длиной 250-300 м и выбросом огромного количества пепла, шлаков и бомб. Раскаленная пирокластика образовала огненную «свечу» высотой до 2,5 км, а газовопепловая колонна достигла высоты 5-6 км.
Затем извержение продолжалось через систему вновь открывающихся трещин с образованием новых шлаковых конусов, высота которых достигла 108, 278 и 299 м (рис.
11.5). Общая площадь распространения лавового поля на одном из прорывов со шлаково-глыбовой поверхностью, со средней мощностью 28 м составила 35,9 км2 (рис. 11.6). Продукты извержения представлены базальтами. По высокой текучести и характерной морфологии потоков лава близка к извержениям гавайского типа. Общее количество выделившихся газов (главным образом H2O) - 180 млн т, что сопоставимо со средним ежегодным поступлением в атмосферу при извержениях всех наземных вулканов мира.
Трещинные излияния Плоского Толбачика - единственное крупное историческое извержение подобного рода на территории России.
Эксплозивные извержения.
Вулканы с газово-взрывной динамикой извержения имеют широкое распространение в зонах субдукции - погружения литосферных плит.
Извержения, сопровождающиеся мощными взрывами, в определенной степени зависят от состава вязкой малоподвижной кислой магмы, содержащей большое количество газов. Типичным примером такого извержения является кракатауский тип. Вулкан Кракатау находится в Зондском проливе между о-ми Ява и Суматра и его извержение связано с глубинным разломом Евроазиатской плиты, возникшим в результате давления снизу Индо-Австралийской плиты (рис.
11.7).
Академик Н. Шило так описывает механизм извержения Кракатау: в процессе подъема по глубинному разлому из магматической камеры мантийного вещества, насыщенного газами, происходит его ликвация - расслоение на два несмешивающихся расплава.
Более легкая гранитоидная магма, насыщенная летучими газами, поднимается вверх и наступает такой момент, когда по мере повышения давления покрышка камеры не выдерживает скопления магмы и происходит мощный взрыв с выбросом кислых продуктов, насыщенных газами.
Так и произошло при грандиозном извержении Кракатау в 1883 г., которое началось с выброса пепла, пемзы, вулканических бомб, за чем последовал колоссальный взрыв, уничтоживший одноименный остров. Звук взрыва распространился на расстояние до 5000 км, а вулканический пепел, поднявшись на стокилометровую высоту, разнесся на десятки тысяч километров.
В апреле 1982 г.
произошло самое мощное извержение вулкана Галунггунг за последние 25 лет, в результате которого было стерто с лица земли 40 деревень. Вулканический пепел покрыл площадь в 180 000 гектаров.
Галунггунг - один из активнейших индонезийских вулканов, высота которого достигает 2168 м.
Сюда же относится бандайсанский тип, названный по вулкану Бандайсан, расположенному на о. Хонсю, извержения которого отличаются колоссальными взрывами. К взрывным извержениям относятся и вулканы - однодневки - маары и диатремы.
Образование мааров в результате одноактных взрывов типично для вулкана Тятя на Курилах. При извержении летом 1973 г. с образованием мааров были взорваны старые лавовые потоки, слагающие склоны вулкана, а у кромки мааров сформировались отложения мощностью 20-30 м.
Общий объем силикатных продуктов, выброшенных из мааров, в два раза превысил объем самих мааров.
Экструзивные извержения . Характерным примером этого извержения является вулкан Мон-Пеле, по которому назван пелейский тип.
Вулкан Мон-Пеле расположен на о. Мартиника в архипелаге Малых Антильских островов. Мощные взрывные извержения этого вулкана связаны с чрезвычайно вязкой кислой магмой.
Гигантским взрывом 28 апреля 1902 г. была уничтожена вершина до сих пор дремавшего вулкана, а вырвавшееся из жерла раскаленное облако («палящая туча») за несколько секунд уничтожила г. Сен-Пьер с 40 000 жителей. После извержения из жерла начала выдавливаться масса вязкой лавы высотой около 500 м - «Игла Пеле».
на Камчатке. Вначале произошел мощный взрыв, уничтоживший вершину вулкана и его восточный склон. Пепловая туча поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскаленные лавины, которые, растопив снег, образовали мощные грязевые потоки. На месте вершины образовался кратер глубиной 700 м и площадью около 4 км2.
Затем началось извержение пирокластических потоков, заполнивших долины рек у подножия вулкана, после чего стала формироваться внутрикратерная экструзия высотой 320 м с диаметром в основании - 600-650 м. Продукты извержения представлены андезитами и андезито-базальтами. Такие экструзивные купола характерны для вулканических извержений Камчатки (рис.
11.8).
Извержения смешанные.
К этой категории принадлежат вулканы, характеризующиеся выбросами газообразных, жидких и твердых продуктов.
Такой характер извержения присущ вулканам Стромболи, Везувию, Этне.
Стромболианский тип - вулкан Стромболи на Липарских островах характеризуется извержениями основной лавы, чередующимися с выбросами вулканических бомб и раскаленных шлаков.
Лавы подвижные, горячие, температура их достигает 1100-1200°C. Общая высота вулканического конуса с подводной частью - 3500 м (высота над уровнем моря - 1000). Вулкан характеризуется регулярными извержениями.
Везувианский (плинианский) тип назван по имени римского ученого Плиния-старшего, погибшего при извержении вулкана Везувий в 79 г.
н. э. Везувий расположен на берегу Неаполитанского залива, близ г. Неаполя. Катастрофическое извержение Везувия, в результате которого под слоем вулканического пепла и лавы погибло четыре города, описано Плинием Младшим и запечатлено на картине К. Брюллова «Последний день Помпеи». Характерной особенностью извержений этого типа являются мощные внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества газов, пепла, пемзы.
В конце извержения хлынул дождь и образовавшиеся грязекаменные потоки завершили погребение городов. В результате взрыва вершина вулкана обрушилась, и на месте ее образовалась глубокая кальдера, в которой через 100 лет вырос новый вулканический конус.
Такая вулканическая постройка называется сомма, примером ее может служить вулкан Тятя (рис. 11.9).
Очень сильное извержение Везувия произошло в 1631 г., в результате которого раскаленный поток лавы почти полностью уничтожил г. Торре-дель-Греко. Извергался Везувий и в последние годы, угрожая жителям Неаполя.
Смешанным эксплозивно-эффузивным характером извержения отличается крупнейший вулкан Камчатки - Ключевской (рис.
11.10). Это типичный стратовулкан с конусом правильной формы, высотой 4750 м - самый высокий из действующих вулканов Европы и Азии. Вулкан молодой, его возраст - 7000 лет, отличается большой активностью. В период с 1932 по 1987 г.
вулкан извергался 21 раз, причем иногда продолжительность извержения составляет 18 мес. У вулкана отмечаются как вершинные, так и побочные извержения. Особенностью вершинных извержений 1978-1980, 1984-1987 гг. было излияние лавовых потоков на склоны вулкана, которые сопровождались непрерывными лавинами раскаленных обломков, выбрасыванием пепла и бомб.
В результате контакта лавы и льда образовались мощные грязевые потоки и лахары (грязекаменные потоки), которые, пропиливая глубокие каньоны в ледниках, растекались более чем на 30 км от подножия вулкана.
Продукты извержения представлены пеплом, вулканическими бомбами и лавами базальтового состава. Длина лавовых потоков достигала 12 км, а мощность доходила до 30 м.
Извержения вулкана продолжаются и в настоящее время.
Этнинский тип
назван по имени вулкана Этна, конус которого поднимается над уровнем моря более чем на 3000 м. По характеру извержения этот тип близок к везувианскому и часто их объединяют вместе.
Вулканы этого типа распространены на Курилах, Камчатке, в Южной Америке, Японии и Средиземноморье.
Вулканическую лаву называют кровью Земли. Она является неотъемлемым спутником извержений и в каждом вулкане имеет свой состав, цвет и температуру.
1. Лава представляет собой магму, которая во время извержения изливается из вулканического жерла. В отличие от магмы, она не содержит газов, так как они улетучиваются при взрывах.
2. Лаву стали называть «лавой» только после извержения Везувия в 1737 году. Геолог Франческо Серао, занимавшийся в те годы исследованием вулкана, первоначально называл ее «лабес», что в переводе с латыни означает «обвал», а позже слово приобрело свое современное звучание.
3. У разных вулканов лава имеет различный состав. Чаще всего она слагается из базальтов и отличается медленным течением, подобно жидкому тесту.
Базальтовая лава на вулкане Килауэа
4. Самая жидкая лава, напоминающая воду, содержит в своем составе карбонаты калия и встречается только на .
5. В недрах супервулкана Йеллоустоун находится риолитовая магма, имеющая взрывной характер.
6. Самая опасная лава – кориум, или лавообразное топливо, содержащееся в ядерных реакторах. Она представляет собой сплав содержимого реактора с бетоном, металлическими частями и другим мусором, который образуется в результате ядерного кризиса.
7. Несмотря на то что кориум имеет техническое происхождение, его потоки под Чернобыльской АЭС внешне напоминают охлажденные базальтовые потоки.
8. Самая необычная в мире – так называемая «голубая лава» на вулкане Иджен в Индонезии. На самом деле ярко светящиеся потоки представляют собой не лаву, а сернистый газ, который при выходе из вентиляционных отверстий переходит в жидкое состояние и сияет голубым светом.
9. По цвету лавы можно определить ее температуру. Желтая и ярко-оранжевая считается самой горячей и имеет температуру 1000 °С и выше. Темно-красная сравнительно прохладная, температурой от 650 до 800 °С.
10. Единственная лава черного цвета находится в танзанийском вулкане Ол-Доиньо-Ленгаи. Как говорилось выше, она состоит из карбонатов, придающих ей темный оттенок. Лавовые потоки вершины довольно прохладные – температурой не более 540 °С. При остывании они становятся серебристого цвета, создавая вокруг вулкана причудливые пейзажи.
11. На Тихоокеанском огненном кольце вулканы извергают, в основном, кремниевую лаву, которая имеет вязкую консистенцию и застывает в жерле горы, прекращая ее извержение. Впоследствии под давлением застывшую пробку вышибает из жерла, в результате чего происходит мощный взрыв.
12. Согласно исследованиям, в первые дни своего существования наша планета была покрыта лавовыми океанами, слоистыми по структуре.
13. Когда лава стекает со склонов, она остывает неравномерно, поэтому иногда внутри потоков образуются лавовые трубки. Длина этих трубок может достигать нескольких километров, а ширина внутри – 14–15 метров.
Внутри лавовой трубки на Гавайях
Вулканы всегда привлекали как учёных, так и обывателей. Их называют тоннелями или ходами в центр Земли, ведь при их извержении на поверхность выходит лава, наполняющая глубокие недра нашей планеты. Именно изучение вулканов позволило учёным выдвинуть множество гипотез о сложных физических и химических процессах, протекающих на глубине, исчисляющейся тысячами километров.
Извержение вулканов
Извержение вулканов может начинаться по-разному. Иногда дремлющий великан заранее предупреждает о своём скором пробуждении. В этом случае происходят мелкомасштабные землетрясения в его окрестности, а из жерла перед истечением лавы выходит дым с примесью пепла, который поднимается высоко в атмосферу и не даёт лучам Солнца проникать к земной поверхности. Бывает даже так, что явления, предшествующие самому извержению вулкана, начинаются за несколько недель и даже месяцев до выхода лавы из вулкана. Но так бывает не всегда. Иногда извержение вулкана происходит почти мгновенно, без предварительных предупреждающих признаков.
Материалы по теме:
Землетрясения и вулканы
Скорость извержения вулканов
Учёные выяснили, что скорость данного процесса напрямую зависит от вещества, составляющего основу лавы. У этих веществ разная температура плавления и разное влияние на текучесть лавы, в которой у медленно извергающихся вулканов преобладают андезит и дацит, а у быстро извергающихся – риолит. Помимо химического состава лавы на скорость извержения вулканов большое влияние оказывает количество газов, растворённых в лаве. Чем их больше, тем скорость истечения потока выше. Иногда при очень большом количестве газов может произойти взрыв, приводящий к стремительному выходу лавины из вулканического жерла.
Эксперимент выхода лавы
Некоторые данные о вулканах были подтверждены в лабораторных условиях: риолит был нагрет до 800 градусов по Цельсию, что приблизительно соответствует температуре вулканических недр при начале извержения. Было доказано, что при данных условиях это вещество становится очень текучим из-за низкой вязкости. Поэтому в реальных условиях позволяет ему выходить из жерла вулкана с большой скоростью. К сожалению, толчком к проведению данного эксперимента стала природная катастрофа, имевшая место в Чили в городке Чайтен, который находится в 10 километрах от вулкана с тем же названием.
Материалы по теме:
Почему происходят извержения вулканов?
Трагедия произошла 1 мая 2008 года. Меньше, чем за сутки до извержения начались интенсивные подземные толчки, и вскоре дым с пеплом стал подниматься в атмосферу. Всё произошло настолько быстро, что осуществить спасательные мероприятия было практически невозможно. Извержение было продолжительным и интенсивным, что за ним можно было наблюдать даже с околоземной орбиты. Это было событие мирового масштаба, за которым следили учёные многих стран. Анализ образцов пемзы проводили двое учёных – Дональд Дингвелл и Джонатан Кастро.
Loading...