Вулканы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Введение

  События произошедшие в начале этого года в Исландии заставляют нас задуматься о том что такое вулканы  и насколько последствия их извержений могут изменить нашу жизнь. Напомню: 20 марта 2010 года между 22часами 30минутами и 23часами 30 минутами проснулся вулкан с трудно произносимым названием  Эйяфьядлайё́кюдль расположенный в 125км (77 миль) к востоку от Рейкьявика. До 14 апреля значительных выбросов пепла не наблюдалось, к 15 апреля произошло усиление извержения, огромные массы пепла поднялись в воздух, что привело к закрытию воздушного пространства над Европой и северной Атлантикой 16-20 апреля. Авиаперевозчики понесли огромные многомиллионные убытки, в целом экономика ЕС понесла ущерб в несколько миллиардов евро.

  

   

  Аэрокосмический снимок извержения

  Такие последствия от не самого крупного извержения могут служить уроком на будущее, однако, именно из-за вулканов этого будущего может и не быть, поэтому изучение загадок связанных  с вулканами является очень важной задачей  современной науки. Внесем и мы маленькую долю в большое  знание о вулканах, попытаемся определить для себя что такое вулкан и  как устроен.

  География вулканов

  В начальную стадию развития нашей  планеты вулканы покрывали, вероятно, всю ее поверхность. Позже они  стали возникать лишь вдоль крупных  разломов в земной коре. Большинство  вулканов не сохранилось: горообразовательные  процессы и эрозия рек разрушили  их. Те вулканические горы, которые  встречаются сейчас на поверхности  нашей планеты, возникли сравнительно недавно — в четвертичном периоде.

  Современные вулканы сосредоточены на Земле  вдоль определенных зон (поясов), характеризующихся  высокой тектонической подвижностью. В этих поясах обычно происходят разрушительные землетрясения; тепловой поток из недр Земли здесь в несколько раз  выше, чем в спокойных областях.

  Наиболее  крупным на нашей планете является Тихоокеанское огненное кольцо, где  находится 526 вулканов. Из них 328 извергалось  в историческое время. На нашей территории в Тихоокеанское огненное кольцо входят вулканы Курильских островов (140) и полуострова Камчатки (28). Наиболее активными по частоте и силе извержения являются вулканы Ключевской, Нарымский, Шивелуч, Безымянный, Ксудач.

  В начальную стадию развития нашей  планеты вулканы покрывали, вероятно, всю ее поверхность. Позже они  стали возникать лишь вдоль крупных  разломов в земной коре. Большинство  вулканов не сохранилось: горообразовательные  процессы и эрозия рек разрушили  их. Те вулканические горы, которые  встречаются сейчас на поверхности  нашей планеты, возникли сравнительно недавно — в четвертичном периоде.

  Современные вулканы сосредоточены на Земле  вдоль определенных зон (поясов), характеризующихся  высокой тектонической подвижностью. В этих поясах обычно происходят разрушительные землетрясения; тепловой поток из недр Земли здесь в несколько раз  выше, чем в спокойных областях.

  Наиболее  крупным на нашей планете является Тихоокеанское огненное кольцо, где  находится 526 вулканов. Из них 328 извергалось  в историческое время. На нашей территории в Тихоокеанское огненное кольцо входят вулканы Курильских островов (140) и полуострова Камчатки (28). Наиболее активными по частоте и силе извержения являются вулканы Ключевской, Нарымский, Шивелуч, Безымянный, Ксудач.

  

  Тихоокеанское огненное кольцо

  Второй  крупный вулканический пояс протягивается  через Средиземноморье, Иранское плоскогорье  к Зондскому архипелагу. В его  пределах находятся такие вулканы, как Везувий (Италия), Этна (полуостров Сицилия), Сан-торин (Эгейское море). В  этот пояс попадают и вулканы Кавказа  и Закавказья. На Большом Кавказском хребте высятся два вулкана Эльбрус (5642 м) и двухвершинный Казбек (5033 м). В Закавказье, на границе с  Турцией, разместился вулкан Арарат с конусом, покрытым снежной шапкой. Немного восточнее в хребте Эльбурс, обрамляющем с юга Каспийское море, расположен красивейший, вулкан Демавенд. Много вулканов (63, из них 37 действующих) в Зондском архипелаге (Индонезия).

  Третий  крупный вулканический пояс протягивается  вдоль Атлантического океана. Здесь  насчитывается 69 вулканов, из них 39 извергалось  в историческое время. Наибольшее число  вулканов (40) на острове Исландия, расположенном  по оси подводного срединно-океанического  хребта, причем 27 из них уже заявляли о своей активности в историческое время. Вулканы Исландии извергаются  довольно часто.

  Четвертый вулканический пояс относительно невелик  по размерам. Он занимает Восточную  Африку (40 вулканов, из них 16 действующих). Самый известный вулкан этого  пояса Килиманджаро (высота 5895 м).

  За  пределами этих четырех вулканических  поясов вулканы на материках почти  не встречаются. На обширных пространствах  Центральной и Северной Европы, в  большинстве районов Азии, в Австралии, в Северной и Южной Америке, исключая Тихоокеанское кольцо, их нет. Но вот  в океанах картина совершенно иная. Проведенное в последние  два десятилетия подробное изучение рельефа океанического дна показало, что па дне всех без исключения океанов имеется огромное число  крупных вулканических построек. Особенно много их обнаружено на дне  Тихого океана. Самой интересной особенностью большинства подводных вулканов является то, что вершины у них  плоские. Ученые установили, что такие  плоские вершины вулканов образовались тогда, когда эти вулканы выступали  из воды. Волны размыли торчащий из воды конус, образовав почти ровную поверхность. Впоследствии дно океана погрузилось, и эти вулканы без  вершин оказались под водой.

  Вулканы подразделяются на действующие и  потухшие. Действующими считают вулканы, извержения которых происходили  на памяти людей. Такое подразделение  очень условно. Ведь историческая эпоха  чрезвычайно коротка по сравнению  с геологической жизнью Земли. Сколько  раз вулкан, считавшийся потухшим, вдруг начинал действовать. В  вулканологии — науке о вулканических  процессах — известно правило, полученное на основании наблюдений за многими  десятками вулканов: при своем  пробуждении вулкан должен проявить мощь, пропорциональную длительности предшествовавшей стадии покоя. Поэтому  в большинстве своем именно потухшие вулканы становились источником наиболее крупных вулканических катастроф.

  Строение  вулкана

  Корни вулкана, т.е его первичный  магматический очаг располагается на глубине 60-100км в астеносферном   слое. В земной коре на глубине 20-30км находится вторичный магматический очаг, который непосредственно и питает вулкан через жерло . Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, которое иногда заполняется водой. Диаметры кратеров могут быть различны, например у Ключевской сопки - 675м, а у известного вулкана Везувий, погубившего Помпею - 568м. После извержения кратер разрушается и образуется впадина с вертикальными стенками - кальдеры. Диаметр некоторых кальдер достигает многих километров, например кальдера вулкана Аниакчан на Аляске равно 10км.     

    Иногда на склонах вулканов  возникают паразитические, или побочные  кратеры, через жерло которых  также может извергаться определенное  количество лавы. 

  

  Строение  вулкана 

  Продукты вулканической деятельности

  При извержении вулкана выделяются продукты вулканической деятельности, которые  могут быть жидкими, газообразными  и твердыми.

  Газообразные - фумаролы и софиони,  играют важную роль в вулканической деятельности. Во время кристаллизации магмы на глубине выделяющиеся газы поднимают давление до критических значений и вызывают взрывы, выбрасывая на поверхность сгустки раскаленной жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака. Такое газовое облако состоящее из капелек расплавленной (свыше 7000с) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей. 

  Состав  газовых выделений во многом зависит  от температуры. Различают следующие  типы фумарол:

  a)  Сухие - температура около 5000с, почти не содержит водяных паров; насыщен хлористыми соединениями.

  b)  Кислые, или хлористо-водородно-сернистые - температура приблизительно равна 300-4000с.

  c)  Щелочные, или аммиачные - температура не больше 1800с.

  d)  Сернистые, или сольфатары -  температура около 1000с, главным образом состоит из водяных паров и сероводорода.

  e)  Углекислые, или моферы - температура меньше 1000с,преимущественно углекислый газ. 

  Жидкие - характеризуются температурами  в пределах 600-12000с. Представлена непосредственно лавой. 

    Вязкость лавы обусловлена ее  составом и зависит главным  образом от содержания кремнезема  или диоксида кремния. При высоком  ее значении (более 65%) лавы называют  кислыми, они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат  большое количество газов, остывают  медленно. Меньшее содержание кремнезема (60-52%) характерно для средних лав;  они как и кислые более вязкие, но нагреты обычно сильнее  (до 1000-12000с) по сравнению с кислыми  (800-9000с). Основные лавы содержат  менее 52% кремнезема и поэтому  более жидкие, подвижные, свободно  текут. При их застывании на  поверхности образуется корочка,  под которой происходит дальнейшее  движение жидкости.

  

  Язык  лавы на острове Гавайи. 
 
 
 
 

  Твердые продукты включают в себя вулканические  бомбы, лапилли, вулканический песок  и пепел. В момент извержения они  вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c.

  Вулканические бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы 'слезы Везувия' достигали десятков тонн). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий: 1-ая, возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания,  образовавшейся  при  их  остывании. 2-ая, формируются из более жидкой лавы, во время полета они  приобретают самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе.   
 

  

  Вулканические бомбы 

  Лапилли - сравнительно мелкие обломки шлака величиной     1,5-3см, имеющие разнообразные формы.                                                                                                                                 

  Вулканический песок - состоит из сравнительно мелких частиц лавы. Еще более мелкие обломки, размером от 1мм и менее образуют вулканический пепел, который оседая на склонах вулкана или на некотором расстоянии от него образует вулканический туф. 

  Типы  вулканов

  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  350км, 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). При этих излияниях магмы на поверхность и образуются вулканы.      

  Вулканы бывают трех типов:

  Площадные вулканы.