Содержание статьи

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

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

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

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ

Лава

– это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. В некоторых случаях происходит излияние лавы в рифтовых зонах огромной протяженности. Например, в Исландии в 1783 в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние ок. 20 км, произошло излияние ~12,5 км 3 лавы, распределившейся на площади ~570 км 2 .

Состав лавы.

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

Химический состав лав

СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЛАВ (в весовых процентах)
Оксиды	Нефелино- вый ба- зальт	Базальт	Андезит	Дацит	Фонолит	Трахит	Риолит
SiO 2	37,6	48,5	54,1	63,6	56,9	60,2	73,1
Al 2 O 3	10,8	14,3	17,2	16,7	20,2	17,8	12,0
Fe 2 O 3	5,7	3,1	3,5	2,2	2,3	2,6	2,1
FeO	8,3	8,5	5,5	3,0	1,8	1,8	1,6
MgO	13,1	8,8	4,4	2,1	0,6	1,3	0,2
CaO	13,4	10,4	7,9	5,5	1,9	2,9	0,8
Na 2 O	3,8	2,3	3,7	4,0	8,7	5,4	4,3
K 2 O	1,0	0,8	1,1	1,4	5,4	6,5	4,8
H 2 O	1,5	0,7	0,9	0,6	1,0	0,5	0,6
TiO 2	2,8	2,1	1,3	0,6	0,6	0,6	0,3
P 2 O 5	1,0	0,3	0,3	0,2	0,2	0,2	0,1
MnO	0,1	0,2	0,1	0,1	0,2	0,2	0,1

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

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

Купола, маары и туфовые кольца.

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

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

Обломочный материал,

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

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

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

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

Подводные вулканические извержения.

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

Сели.

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

Газы,

выделяющиеся из магмы до и после извержения, имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра, выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов в вулканических районах может продолжаться годами. Такие выходы горячих газов и паров через отверстия на дне кратера или склонах вулкана, а также на поверхности лавовых или пепловых потоков называют фумаролами. К особым типам фумарол относят сольфатары, содержащие соединения серы, и мофеты, в которых преобладает углекислый газ. Температура фумарольных газов близка к температуре магмы и может достигать 800° С, но может и снижаться до температуры кипения воды (~100° С), пары которой служат основной составляющей фумарол. Фумарольные газы зарождаются как в неглубоких приповерхностных горизонтах, так и на больших глубинах в раскаленных породах. В 1912 в результате извержения вулкана Новарупта на Аляске образовалась знаменитая Долина десяти тысяч дымов, где на поверхности вулканических выбросов площадью ок. 120 км 2 возникло множество высокотемпературных фумарол. В настоящее время в Долине действует лишь несколько фумарол с довольно низкой температурой. Иногда от поверхности еще не остывшего лавового потока поднимаются белые струи пара; чаще всего это дождевая вода, нагревшаяся при соприкосновении с раскаленным потоком лавы.

Химический состав вулканических газов.

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

Цунами

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

ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ

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

Плинианский тип

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

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

Пелейский тип.

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

Вулканский тип.

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

Стромболианский тип.

Этот тип назван по имени вулканического о.Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе ~300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет, вулкан Ясур на о.Танна (Вануату) в Тихом океане - в течение более 200 лет. Строение жерл и характер извержений у этих вулканов очень близки. Некоторые извержения стромболианского типа создают шлаковые конусы, состоящие из базальтового или, реже, андезитового шлака. Диаметр шлакового конуса у основания колеблется от 0,25 до 2,5 км, средняя высота составляет 170 м. Шлаковые конусы обычно образуются в течение одного извержения, а вулканы называются моногенными. Так, например, при извержении вулкана Парикутин (Мексика) за период с начала его активности 20 февраля 1943 до окончания 9 марта 1952 образовался конус вулканического шлака высотой 300 м, пеплом были засыпаны окрестности, а лава распространилась на площади 18 км 2 и уничтожила несколько населенных пунктов.

Гавайский тип

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

Другие типы извержений.

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

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ

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

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

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

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

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

Вулканическая активность: повторяемость и пространственные закономерности.

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

Вулканы и климат.

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

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ

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

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

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

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

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

Огромные разрушения вызывают также грязекаменные потоки и цунами.

Прогноз извержений.

Для прогноза извержений составляются карты вулканической опасности с показом характера и ареалов распространения продуктов прошлых извержений и ведется мониторинг предвестников извержений. К таким предвестникам относится частота слабых вулканических землетрясений; если обычно их количество не превышает 10 за одни сутки, то непосредственно перед извержением возрастает до нескольких сотен. Ведутся инструментальные наблюдения за самыми незначительными деформациями поверхности. Точность измерений вертикальных перемещений, фиксируемых, например, лазерными приборами, составляет ~0,25 мм, горизонтальных - 6 мм, что позволяет выявлять наклон поверхности всего в 1 мм на полкилометра. Данные об изменениях высоты, расстояния и наклонов используются для выявления центра вспучивания, предшествующего извержению, или прогибания поверхности после него. Перед извержением повышаются температуры фумарол, иногда изменяется состав вулканических газов и интенсивность их выделения.

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

Вулканологические обсерватории.

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

Методы оповещения.

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

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

Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Где находятся вулканы?

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

Строение вулкана

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

Какой самый большой вулкан в мире?

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

Что называют скоростными волнами?

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

Что такое величайшее лавовое?

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

Когда люди ходили по морю?

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

Сколько на земле действующих вулканов?

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

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

Что такое плинийское извержение?

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

Что такое стомболийское извержение?

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

Какое было самое мощное извержение вулкана ?

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

Почему погиби Помпеи?

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

Когда возникла легенда об Атлантиде?

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

Полезные сведения о вулканах, гейзерах, фото вулканов

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

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

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

Какие бывают вулканы?

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

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

Образования при извержениях вулканов

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

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

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

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

Какая лава может быть у вулканов

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

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

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

Как появляются гейзеры

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

Сила извержения

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

Прогноз извержения. Насколько реально?

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

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

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

Жерловая трещина

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

Рисунок 1. Жерловая трещина

Классификация вулканов и извержений

Слово «вулкан» происходит от названия острова Вулкане (по имени древнеримского бога огня) в Средиземном море, образовавшегося из застывшей магмы. Наука, изучающая вулканы, носит название «вулканология».

Вулканы - это геологические образования над трещинами в земной коре, извергающие на поверхность лаву, вулканические газы, водяные пары, пепел, рыхлые породы, камни (так называемые вулканические бомбы) и пирокластические потоки. Лава составляет сравнительно небольшую часть общих выбросов. Большая часть вулканов представляет собой гору, внутри которой находится разлом поверхности. Как известно, внешнее ядро Земли состоит из жидкой массы чрезвычайно высоких температур - расплавленных базальтов и металлов.

Среди вулканологов существует особая классификация вулканов: по форме, степени активности, местонахождению и т. д. В зависимости от степени вулканической активности вулканы подразделяют на действующие, спящие и потухшие. Действующим принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в эпоху голоцена антропогенового периода кайнозойской эры. Понятие активный достаточно неточное, так как вулканы, имеющие фумаролы (шипящие трещины, извергающие газ), некоторые ученые относят к активным, а некоторые - к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

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. Общее количество действующих на Земле вулканов - 1343, причем многие из них подводные, а их активность приводит к образованию островов из застывшей лавы. Так, в 1963 г. в результате извержения подводного вулкана у юга Исландии возник остров Суртсей. В феврале 1971 г. в Тихом океане около острова Новые Гебриды произошло извержение подводного вулкана Каруа. Во время взрыва облако из дыма и пепла поднималось на высоту 1 км. По нескольку раз в минуту из воды вылетали крупные обломки горных пород. Примерно через сутки после начала извержения над поверхностью океана появился остров из пепла, достигавший высоты 1 м над приливным уровнем, длиной почти 200 м и шириной около 70 м. Поверхность этого вновь образованного острова была усеяна скальными обломками. Подводный вулкан Каруа за последние 150 лет извергался в третий раз и третий раз образовывал остров. Но пепел быстро размывается водой, и поэтому остров существует не более полугода.

Обычное место расположения вулканов - это разлом или соединение литосферных плит, т. к. здесь идет постоянное движение горячих пород, которые периодически выбрасываются на поверхность. Основные районы вулканической активности следующие: Южная и Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские и Курильские острова, Камчатка, Северо-Западная часть США, Аляска, Гавайские и Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан. Больше всего действующих вулканов находится в Индонезии, где 77 из 200 огнедышащих гор извергались в исторически обозримые времена. Сам вулкан, а вернее, гора, в виде которой практически все его представляют, образуется из-за наслоений магмы и лавы, которые, охлаждаясь на воздухе, застывают.

Вулканическая активность - это наглядное проявление продолжающихся тектонических изменений нашей планеты. Теория «дрейфа континентов» позволяет предположить, что земная кора состоит из отдельных блоков - литосферных плит, которые медленно движутся в разных направлениях. Между земной корой и мантией находится достаточно тонкая (до 10 км) прослойка, называемая астеносферой. В ней породы находятся в частично расплавленном состоянии, поэтому астеносфера служит «смазкой», по которой движутся литосферные плиты. При движении плит происходит их столкновение (субдукция) и разрастание (спрединг). В результате движения плит в зонах субдукции и спрединга возникают землетрясения и повышается вулканическая активность.

Вулканы образуются над отверстиями и трещинами в земной коре и часто встречаются в местах столкновения двух тектонических плит как на суше, так и в море. Во время извержения магма подталкивается к земной поверхности в результате вдвигания тектонической плиты в так называемую магматическую камеру. Повышение давления выталкивает магму на поверхность.

По происхождению вулканы подразделяются на линейные и центральные. Линейные вулканы, или вулканы трещинного типа, обладают протяженными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая, растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав, образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяженностью в десятки километров.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (например, Мауна-Лоа, Гавайские острова). Наиболее известный тип вулканов - конусный. При этом жидкая обжигающая магма вытекает из жерла и, застывая, формирует коническую форму с кратером на вершине. При следующем извержении новый слой пепла и лавы ложится поверх старого, и вулкан растет в высоту, напоминая дымящуюся гору. Если вулкан периодически извергает лаву или пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, или стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами - барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми либо образованными только вулканическими продуктами - вулканическими шлаками, туфами и подобными образованиями, либо могут быть смешанными - стратовулканами.

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

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

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Еще совсем недавно «пробуждение огненного дракона» в недрах планеты казалось людям проявлением могущества сверхъестественных сил и гнева богов. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы:

Гавайский тип - выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озера. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров;

Стромболианский тип - извержение более вязкой основной лавы, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки;

Плинианский тип - мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий;

Пелейский тип - характеризуется образованием грандиозных раскаленных лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы;

Газовый (фреатический) тип - выбросы в воздух обломков твердых, древних пород, обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами;

Подледный тип - извержения, происходящие подо льдом или ледником, могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву;

Гидроэксплозивный тип - извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскаленной магмы и морской воды;

Извержения пепловых потоков, широко распространенные в недалеком геологическом прошлом, но не наблюдавшиеся человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскаленные лавины.

«Гора, извергающая адский пламень, несущая смерть и опустошение. Вулкан-убийца, вулкан-разрушитель…» - именно так принято называть проснувшиеся вулканы. Однако, вулканологи считают, что «огненные драконы» больше создают, нежели разрушают. Вулкан, по крайней мере, в момент своего зарождения, не гора, а, скорее, дыра. Отверстие в земной коре, через которое вырывается раскаленная магма. Застывая, она вместе с другими продуктами извержения - пеплом, обломками горных пород - образует конусообразные горы. Таким образом, вулканы строят сами себя, а также играют роль поставщика материалов, из которых создавалась и продолжает создаваться земная кора. Согласно подсчетам, общее количество действующих вулканов на Земле извергает ежегодно от 3 до 6 млрд, тонн вещества - приблизительно тысячу пирамид Хеопса. Во время извержений происходит обогащение почвы различными химическими элементами: калием, натрием, магнием, железом, алюминием. Она также обогащается и укрепляется упавшими на нее пеплом и песком. Конечно, нужны сотни и тысячи лет, чтобы все эти вещества под действием дождей, ветров, микроорганизмов были усвоены почвой, но результат получается замечательный.

Одной из нерешенных проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твердом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объемов твердого материала. Например, в США в бассейне реки Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объем базальтов более 820 тыс. куб. км; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными. Другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует еще одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твердом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится, и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы и гейзеры. В фумаролах - местах выхода горячих вулканических газов - вулкана Катиаи на Аляске (США) в 1912 г. была зарегистрирована рекордно высокая температура 6450 °C.

Ученые всего мира пристально следят за вулканами, отмечая даже мельчайшие проявления активности «огненного дракона». Это необходимо для того, чтобы своевременно подготовиться к извержению, исключив всевозможные неожиданности, приводящие к гибели людей или другим чрезвычайным происшествиям. Однако во время периода «спокойствия» вулкана его можно вполне свободно исследовать. Внутрь кратера часто спускаются скалолазы и исследователи, чтобы подробнее изучить это явление.

Наибольшую пользу от активности вулканов, расположенных на территории одной страны, сумели извлечь специалисты Исландии. Тепло огнедышащих гор используется здесь для обогрева оранжерей и даже жилых помещений. Вулканическому пеплу также нашли достойное применение - он является ценным удобрением для повышения урожая овощей и южных плодов.

Из книги Профессиональная преступность автора Гуров Александр Иванович

Классификация преступников После выхода в свет работ Ч. Ломброзо, явившихся по существу началом изучения личности преступника, в ряде стран стали проводиться исследования психологических свойств правонарушителя, в которых ученые пытались найти стержневую причину

Из книги Идеи на миллион, если повезет - на два автора Бочарский Константин

Классификация грабителей Среди преступников, специализирующихся на открытом похищении имущества (разбой, грабеж), выделились три основные категории: 1) совершающие захват денежных средств на объектах финансовой системы; 2) похищающие имущество граждан в их жилищах; 3)

Из книги Основы метасатанизма. Часть I. Сорок правил метасатаниста автора Морген Фриц Моисеевич

Этап 1. Классификация проблем Задача этапа - понять: а какие вообще бывают проблемы?Во-первых, можно отталкиваться от сложности проблемы. Например, простое решение - натянул веревку на балконе; чуть-чуть сложнее - подключил стиральную машину; сложное - сделал теплый пол на

Из книги Геннадий Шичко и его метод автора Дроздов Иван

Классификация людей: от бомжа до президента (http://fritzmorgen.livejournal.com/29337.html)Вчера я, наконец, собрался с духом и привёл в (не)человеческий вид Метасатанизм.RU. Манипуляции с сайтом заняли у меня меньше времени, чем я ожидал, и у меня остался нерастраченный запас энергии.Эту

Из книги Основы научного антисемитизма автора Баландин Сергей

Из книги Разрушители мозга (О российской лженауке). автора Арин Олег

Классификация гоев Выше мы рассматривали еврейство как народ, как нацию, как религиозную конфессию и т. д., гойство же нельзя рассматривать ни в одной из этих категорий, ибо нет у гоев ни особой «гойской культуры», ни какой бы то ни было общей «гойской религии», а потому,

Из книги Библия медпреда. Управление территорией автора Волченков Александр Евгеньевич

Классификация научных работников в России А теперь взглянем на российскую действительность с точки зрения слов, определяющих «ученых». В немалой степени сказанное ниже относится и к западной науке.Начнем с низшего ранга - кандидат наук. Это первая научная степень,

Из книги НЕ наша Russia [Как вернуть Россию?] автора Мухин Юрий Игнатьевич

Классификация задач медицинского представителя В работе медпреда встречаются самые разные задачи. С одной стороны есть задачи салона, есть задачи компании, есть личные задачи медпреда. Все эти задачи требуют времени и сил на их решение, и порой бывает очень сложно

Из книги 1000 чудес со всего света автора Гурнакова Елена Николаевна

Классификация Ошибка Маркса в классификации требует исправления. Человечество следует прежде всего разделить на три класса: по цели, которую данные индивидуумы преследуют в жизни. А уж потом, если это необходимо, классифицировать по другим признакам, к примеру по

Из книги автора

Факты вулканических извержений Вулканологи считают, что каждые два года Земля рождает в среднем три новых вулкана. Причем каждый третий из них - не на суше, а под водой. Самый высокий вулкан - заснеженный пик спящего вулкана Аконкагуа, расположенного высоко в Андах на

Швеция