Вулканы - как образуются, почему извергаются и чем они опасны и полезны? Всё о вулканах: строение, факты, определения, полезные сведения Как образуются вулканы.

При слове «вулкан» большинство людей вспоминает Везувий, Фудзи или вулканы на Камчатке — элегантные конусовидные горы.
На самом деле, существуют и другие типы вулканов, совсем не похожие на привычные нам. Про мы уже говорили.
Теперь рассмотрим ещё один тип вулканизма - трещинный.

Извержение вулкана Плоский Толбачик (фото с сайта your-kamchatka.com)

Роль вулканов в развитии жизни на Земле значительна. Согласно некоторым гипотезам, первые живые организмы возникли вокруг подводных вулканов; вулканы смогли растопить оледеневшую Землю и вызвать весну жизни 700 миллионов лет назад; вулканы в Сибири «помогли» начать эпоху динозавров, а вулканы в Индии — ее закончить. Вулкан в Индонезии почти уничтожил человеческий род, а вулкан в Йеллоустоне несколько раз засыпал пеплом половину современной территории США.
1

Как образуется типичный вулкан? Многие из них находятся в районе столкновения тектонических плит. Примерами являются вулканы в «кольце огня» вокруг Тихого океана: на Камчатке, в Японии, Индонезии, Новой Зеландии, на Тихоокеанском побережье Северной и Южной Америки.
Когда океанская тектоническая плита сталкивается с континентальной плитой, океанская плита уходит вниз, как более плотная и тяжелая из-за своего химического состава. При этом содержащиеся в океанской плите примеси (в частности, вода) подогреваются и начинают просачиваться вверх, через мантию под континентальной плитой. Как ни странно, это вызывает плавление твердого вещества верхнего слоя мантии и превращение его в магму. Это происходит по той же причине, по которой снег тает при посыпании его солью: загрязнение твердого вещества примесями снижает температуру плавления. Из-за большого количества растворенных в магме и находящихся под большим давлением газов магма поднимается вверх и вызывает вулканическое извержение.

Вулканы образуются и на месте расхождения плит, например, вдоль Великой рифтовой долины на границе Африканской и Аравийской тектонических плит.
2


Вулкан Эрта Але в Эфиопии. (фото - Михаил Коростелев)

В результате этого расхождения через несколько миллионов лет современная территория Сомали, Танзании и Мозамбика на востоке Африки отделится от континента и посреди Африки возникнет новый океан.
3

Килиманджаро — вулкан на северо-востоке Танзании, высочайший пик Африки

При этом большинство мест расхождения плит находится не на континенте, а под водой, вдоль срединно-океанических хребтов. Именно в этих местах было сделано одно из главных биологических открытий ХХ века — экологические системы гидротермальных источников.
В 1990-х годах немецкий ученый Гюнтер Вахтершаузер предложил гипотезу возникновения жизни вокруг гидротермальных источников, которая получила название «мир железа и серы». Согласно этой гипотезе, жизнь на Земле была порождена не Солнцем, а энергией вулканов, и на начальном этапе, еще до появления белков и ДНК, использовала сероводород, цианистый водород, железо, никель и угарный газ.
4

Извержение подводного вулкана

Через пару миллиардов лет вулканы помогли жизни на Земле еще раз. В 1950-1960 годы геологи сэр Дуглас Моусон и Брайен Харленд нашли ископаемые следы ледника, который покрывал тропические широты в промежутке от 850 до 630 миллионов лет назад. Исследователи предположили, что Земля прошла через период, когда она была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза получила название Snowball Earth («Земля-снежок»). Моусону и Харленду возразил русский климатолог Михаил Будыко, который произвел расчеты и показал, что замороженную Землю некому было бы разморозить, так как лед отражал бы солнечные лучи в космическое пространство и Земля осталась бы «снежком» навсегда. Только в 1992 году американец Джозеф Линн Киршвинк обосновал предположение, что Земля была разморожена парниковым эффектом от газов, выделяемых в атмосферу вулканами. После этого на Земле наступила настоящая весна: возникли крупные многоклеточные животные эдиакарского и кембрийского периодов.

Магматизм (Magmatism) - геологические процессы, связанные с образованием магмы, перемещением ее в земной коре и излиянием ее на поверхность, в том числе деятельность вулканов (вулканизм).

Вулканизм (Volcanism; Vulcanism; Vulcanicity) - совокупность процессов и явлений, обусловленных движением магмы в верхней мантии, земной коре и ее проникновением из глубин Земли на земную поверхность. Типичным проявлением вулканизма является образование магматических геологических тел при внедрении магмы и ее застывании в толщах осадочных пород, а также излияние магмы (лавы) на поверхность с образованием специфических форм рельефа (вулканов).
5

Вулкан Карымский - один из самых активных вулканов Камчатки

“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.
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.
6

Фудзияма — самая высокая горная вершина (3776 м) Японии. Является вулканом с кратером диаметром около 500 метров и глубиной до 200 метров. Самые разрушительные извержения произошли в 800, 864 и 1707 гг.

В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов.
7


Отсюда

К действующим относят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.

К потенциально действующим относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.
8

Гора Арарат - вулкан, который считается потухшим. На самом деле, он, как и другие проявлявшие вулканическую активность в позднечетвертичное время вулканы Кавказа: Арарат, Арагац, Казбек, Кабарджин, Эльбрус и др. , является потенциально действующим. В центральном секторе Северного Кавказа неоднократно отмечались извержения вулкана Эльбрус в позднем плейстоцене и голоцене.

К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
9

ШАСТА (Shasta) — потухший вулкан в южной части Каскадных гор, в США.

Потухшие вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет.

Трещинные вулканы проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105 км2 при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов или траппов.
12

Трапповые базальты в верховьях реки Колорадо.

Сибирские траппы — одна из самых крупных трапповых провинций расположена на Восточно-Сибирской платформе. Сибирские траппы изливались на границе палеозоя и мезозоя, пермского и триасовых периодов. Одновременно с ними произошло крупнейшее (пермо-триасовое) вымирание видов истории Земли. Они развиты на площади около 4 млн км², объем извергнутых расплавов составил порядка 2 млн км³ эффузивных и интрузивных пород.
13


Плато Путорана сложено трапповыми базальтами. Водопад на плато Путорана. (Автор - Сергей Горшков)

250 миллионов лет назад, на границе палеозойской и мезозойской эры происходили массированные извержения лавы на территории вулканической провинции под названием Сибирские траппы, с центром в районе современного Норильска. В течение нескольких сотен тысяч лет 2 миллиона кубических километров лавы растеклось по территории около 4 миллионов квадратных километров. В это же время произошло самое большое вымирание в истории Земли, которое уничтожило 96% морских и около 70% наземных видов животных. Согласно одной из теорий, массовое вымирание было связано с «вулканической зимой». Сначала вулканическая пыль загрязнила атмосферу, вызвала глобальное охлаждение и недостаток света для растений. Одновременно сернистые вулканические газы вызвали кислотные дожди из серной кислоты, уничтожившие растения на суше и моллюсков в море. Затем произошло глобальное потепление из-за выброшенного углекислого газа и парникового эффекта.

После каждого крупного вымирания происходит расцвет новых видов. После вымирания палеозойских видов фаворитами стали динозавры. В свою очередь, динозавры вымерли 65 миллионов лет назад. Долгое время вымирание динозавров объяснялось столкновением Земли с астероидом, упавшим в районе полуострова Юкатан на юге Мексики. Но согласно новым исследованиям Джерты Келлер из Принстона и Тьерри Адатте из Швейцарии, главной причиной гибели динозавров были Деканские траппы — вулканы, залившие в течение 30 тысяч лет лавой половину территории современной Индии и также вызвавшие «вулканическую зиму».
14

Деканское Плоскогорье (Плато Декан или Южное Плато), которое занимает территорию почти всей Южной Индии

Плато Декан - крупная трапповая провинция расположена на Индостане и слагает Деканское плато. Сумарная мощность базальтов центре провинции составляет более 2 000 метров, они развиты на площади 1.5 миллиона км². Объем базальтов оценивается в 512 000 км3. Деканские траппы начали изливаться на границе мела и палеогена, и их так же связывают с мел-палеогеновым вымиранием, в результате которого исчезли динозавры и многие другие виды.
Ученые знали, что серия извержений, создавших Деканскую трапповую провинцию, произошла вблизи границы мел-палеоген, когда и случилось массовое вымирание. Теперь, после изучения пород в Индии и морских отложений данной эпохи, они утверждают, что им впервые удалось четко связать вулканизм на плато Декан и гибель динозавров.
Самая мощная фаза периода вулканизма на Декане закончилась, когда массовое вымирание уже началось. При этом двуокиси углерода и двуокиси серы, меняющих климат, из этих вулканов (лава от которых распространялась на многие сотни километров, сформировав слои базальта двухкилометровой толщины) было выброшено в 10 раз больше, чем при ударе астероида по Юкатану.
Еще ученым удалось объяснить задержку в резком взлете развития морских существ (который четко прослеживается в морских ископаемых после границы мел-палеоген). Дело в том, что последний всплеск вулканизма на Декане случился через 280 тысяч лет после вымирания. Это отодвинуло во времени восстановление численности микроорганизмов в морях.

В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии (вулкан Лаки), на Камчатке (вулкан Толбачинский), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2 , около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
15

Общий объем извергнутой пирокластики составил 1 км3, лавы - 1,2 км3, всего - 2,2 км3. Это было крупнейшее базальтовое извержение в Курило-Камчатском вулканическом поясе в историческое время, одно из пятнадцати извержений XX в., объем продуктов которых превысил 1 миллион куб. км., одно из шести больших трещинных извержений, наблюдавшихся в мире в историческое время. Благодаря усиленным систематическим исследованиям Большое трещинное Толбачинское извержение является в настоящее время одним из трех наиболее изученных крупных вулканических извержений.

Лавы, вызвавшие в прошлом столь масштабные события, представлены наиболее распространенным на Земле типом — базальтовым. Их название указывает на то, что впоследствии они превращались в черную и тяжелую горную породу — базальт.
Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще очень необычные формы. Там, где древние траппы выходят на поверхность, как, например, в обрывах сибирских рек, можно встретить ряды вертикальных 5- и 6-гранных призм. Это столбчатая отдельность, которая образуется при медленном остывании большой массы однородного расплава. Базальт постепенно уменьшается в объеме и трескается по строго определенным плоскостям. Звучит знакомо, не правда ли?
18

Израиль. Река Завитан. Бассейны призм. (а это уже моё)

Голанские высоты (Рамат а-Голан) являются частью базальтового плато вулканического происхождения, общая площадь которого 35.000 кв.км. Геологи считают, что возраст Голан - около полутора миллионов лет.

Граничащее на западе с Иорданской впадиной плато Голан на востоке доходит до каньона Нахал-Раккад (приток реки Ярмук) и цепи высоких холмов (отроги Хермона), понижаясь с севера к югу от 1000 м до 350 м над уровнем моря. Несколько десятков потухших вулканов (в том числе Авитал, Варда и Хермонит, свыше 1200 м над уровнем моря), некоторые с целыми и деформированными кратерами, в недавнюю геологическую эпоху покрывали плато и смежные районы лавой, породив характерный ландшафт с черными базальтовыми скалами и коричневым туфом (вулканические выбросы), лежащим поверх осадочных меловых и известняковых пород. Идущие главным образом к западу и густо поросшие вдоль берегов кустарником ручьи промыли в почве глубокие ущелья, часто с водопадами на уступах.
И базальтовое плато разлившееся поверх других пород, и уступы, и водопады. и призмы в реках - ну, очень подходит под трещинный вулканизм.P.S.Все фотографии, иллюстрирующие текст, найдены в сети. Где знала - указала точное авторство.

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.

Действительно удивительное зрелище – извержение вулкана. Но что же представляет из себя вулкан? Как происходит извержение вулкана? Почему одни из них с разной периодичностью извергают огромные потоки лавы, а другие мирно спят столетиями?

Что такое вулкан?

Внешне вулкан напоминает гору. Внутри него есть геологический разлом. В науке вулканом принято называть образование из геологической породы, расположенное на поверхности земли. Через него наружу извергается магма, которая очень сильно раскалена. Именно магма впоследствии образует вулканические газы и камни, а также лаву. Большая часть вулканов на земле образовалась несколько столетий назад. Сегодня на планете изредка появляются новые вулканы. Но происходит это намного реже, чем раньше.

Как образуются вулканы?

Если кратко объяснять суть образования вулкана, то это будет выглядеть следующим образом. Под земной корой расположен особый слой под сильным давлением, состоящий из расплавленных горных пород, его и называют магмой. Если же в земной коре вдруг начинают возникать трещины, то на поверхности земли образовываются возвышенности. Через них то и выходит наружу магма под сильным давлением. На поверхности земли она начинает распадаться на раскаленную лаву, которая затем застывает, заставляя вулканическую гору становиться все больше и больше. Появившийся вулкан становится настолько уязвимым местом на поверхности, что извергает с большой частотой на поверхность вулканические газы.

Из чего состоит вулкан?

Для того, чтобы понять, как извергается магма, нужно знать, из чего состоит вулкан. Основными его компонентами являются: вулканический очаг, жерло и кратеры. Что такое очаг вулкана? Это место, где образуется магма. Но не все знают, что такое жерло и кратер вулкана? Жерлом называют особый канал, который объединяет очаг с поверхностью земли. Кратером называют небольшое углубление в форме чаши на поверхности вулкана. Его размер может достигать нескольких километров.

Что такое извержение вулкана?

Магма постоянно находится под сильным давлением. Поэтому над ней в любое время есть облако газов. Постепенно они толкают раскаленную магму к поверхности земли через жерло вулкана. Вот из-за чего происходит извержение. Однако одного небольшого описания процесса извержения недостаточно. Чтобы увидеть это зрелище можно воспользоваться видео, смотреть которое нужно после того, как вы узнали, из чего состоит вулкан. Точно также на видео вы сможете узнать, каких вулканов не бывает в нынешнее время и как выглядят вулканы, которые сегодня являются действующими.

Чем опасны вулканы?

Действующие вулканы представляют опасность по ряду причин. Сам по себе спящий вулкан очень опасен. Он в любое время может «проснуться» и начать извергать потоки лавы, растекающейся на множество километров. Поэтому не стоит селиться вблизи таких вулканов. В случае расположения извергающегося вулкана на острове может возникнуть такое опасное явление, как цунами .

Несмотря на свою опасность, вулканы могут сослужить человечеству хорошую службу.

Чем полезны вулканы?

• В ходе извержения появляется большое количество металлов, которые можно применять в промышленности.
• Вулкан порождает крепчайшие горные породы, которые можно использовать для строительства.
• Пемза, которая появляется вследствие извержения, используется в промышленных целях, а также при производстве канцелярских резинок и зубной пасты.

6.1.Типы вулканов

Каждый действующий вулкан обладает своими индивидуальными особенностями. Более того, нет двух совершенно одинаковых вулканов, так же как среди многомиллионного населения нашей планеты нет двух совершенно одинаковых людей. Однако вулканы можно объединить в группы со сходными чертами.

Так, например, выделяют вулканы трех типов:

Площадные вулканы. В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.

Трещинные вулканы . Они проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5 . 10 5 км 2 при средней мощности от 1 до 3 км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния.

Мощность отдельных потоков была 5-15 м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течение многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов илитраппов.

В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии (вулкан Лаки), на Камчатке (вулкан Толбачинский), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12 км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915 км 2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886 г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30 км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км 2 , около трещины мощность покрова достигала 75 м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3 км.

Центральный тип. Это самый распространенный тип эффузивного магматизма. Он сопровождается образованием конусообразных вулканических гор; высота их контролируется гидростатическими силами. Дело в том, что высота h , на которую способна подняться жидкая лава плотностью p l , из первичного магматического очага, обусловлена давлением на него твердой литосферы мощностью H и плотностью p s . Эта зависимость может быть выражена следующим уравнением:

ghp s = gHp l

где, g - ускорение силы тяжести.

( h - H )/ H =( p s - p l )/ p s

Выражение <h - H > и есть высота вулканической горы h ; отношение ( p s - p l )/ p s можно выразить как некий плотностной коэффициент j , тогда h = jH . Так как данное уравнение связывает высоту вулкана с мощностью литосферы через некий плотностной коэффициент, который для разных регионов различен, значит высота вулкана в разных районах земного шара различна.

Обобщая данные о деятельности вулканов центрального типа, ученные предложили классифицировать вулканы по характеру их деятельности (рис.1).

К гавайскому типу извержений относятся Мауна-Лоа, Килауэа на Гавайских островах, некоторые вулканы Исландии, Нямлягира и Нирагонго в Африке. По многим признакам к гавайскому типу близок Плоский Толбачик на Камчатке. Деятельность этих вулканов характеризуется спокойным, без взрывов, излиянием текучей базальтовой лавы и отсутствием мощных выделений газов и пара. Когда кратер переполняется, лава переливается через край и стекает по склонам, образуя длинные потоки. Склоны вулканов этого типа очень пологие, по форме они напоминают гигантский щит, поэтому их еще называют щитовыми вулканами.

По деятельности вулкана Стромболи выделен стромболианский тип извержений. Базальтовая лава этих вулканов несколько более вязкая, нежели у гавайских, но еще достаточно подвижная. Вулканические газы выделяются из нее со взрывами, образуя закрученные вулканические бомбы. Пепла нет или очень мало. Вулканы конической формы с усеченной вершиной состоят из переслаивания лав и продуктов взрывной деятельности т.е. представляют собой типичные слоистые вулканы (стратовулканы).

Для вулканского типа извержений, примером которого служит вулкан Вулкано на Липарских островах, характерна вязкая андезито-базальтовая лава, с трудом отдающая газы. Нередко лава закупоривает жерло вулкана. Газы скапливаются под вулканической пробкой и прорываются наружу с большой силой, выбрасывая бомбы, лапилли и пепел. Куски вязкой лавы в воздухе не могут закручиваться, но при охлаждении растрескиваются, приобретая вид хлебной корки. При извержениях происходит также излияние лавы в виде коротких потоков. Застывшая лава обладает глыбовой поверхностью.

Везувианский тип извержений близок к вулканскому, но отличается от него очень сильной взрывной деятельностью. Вулканические извержения этого типа обусловлены несколько более кислой, с большим количеством кремнезема, а поэтому более вязкой лавой. Накапливающиеся под лавовой пробкой газы и пары прорываются наверх, выбрасывая большое количество пепла, лапилли и бомб. Характерна форма бомб в виде лепешек и караваев с растрескавшейся поверхностью (скрученные формы не образуются из-за вязкого состояния лавы). Потоки лав короткие, обычно неправильной формы. Вулканы по типу строения принадлежат к стратовулканам. К везувианскому типу относятся Везувий и Этна в Италии, многие вулканы Камчатки и Курильских островов.

Плинианский тип извержения является дальнейшим развитием везувианского. Для него характерны сильные взрывы стремящегося кверху газа, который поднимается на высоту нескольких километров, а затем образует расширяющуюся тучу, по форме напоминающую крону итальянской сосны пинии. Сильные взрывы приводят к разрушению вулканического конуса.

Особенности вулканических извержений пелейского типа (от названия вулкана Мон-Пеле) обусловлены очень большой вязкостью выбрасываемой лавы, которая, застыв, прочно закупоривает жерло вулкана. Газы на глубине развивают огромное давление, и в конце происходит колоссальный взрыв с выбросом огромного количества пепла, бомб и газов. Эта газовая высоконагретая туча с температурой до 700 0 С, наполненная каменным материалом, стремительно скатывается по склону вулкана, неся с собой разрушение и смерть. Одновременно туча разрастается вверх огромным кудрявым столбом. Такие высоконагретые тучи пепла и газа называются палящими тучами. К вулканам пелейского типа, кроме Мон-Пеле, относятся Катмаи на Аляске, Безымянный на Камчатке и др.

Наконец, выделяют извержения бандайсанского типа (Бандай-Сан - один из крупных японских вулканов), для которого характерна чисто взрывная деятельность, без выхода лавы в виде потоков или куполов на поверхность. Кратер вулкана закрыт вязкой лавой, которая не дает выхода газам и парам. Затем в определенный момент происходит мощный взрыв, в результате которого разрушается весь вулкан и выбрасывается масса застывшей лавы. Свежая лава на поверхность не выходит. К этому относится Кракатау в Индонезии, а также некоторые другие вулканы.

К рассмотренным типам деятельности относятся вулканы центрального типа, безраздельно господствующие в современный период жизни Земли. Но в прошлые геологические эпохи были также широко распространены извержения трещинного типа, для которых характерно излияние лавы из зияющих в земной коре трещин. В настоящее время извержения такого рода происходят в Исландии, поэтому трещинные вулканы называют еще вулканами исландского типа.

Не следует думать, что один и тот же вулкан действует только по одному типу. Вулканы в течение своей жизни проходят некоторый путь развития поэтому меняется и характер их деятельности. Действие вулкана по определенному типу по существу является временным, хотя оно и охватывает промежутки времени во многие десятки и даже сотни тысяч лет. Изменения типа извержения вызваны изменениями в составе магмы поступающей из глубин Земли, и теплового режима. Так, например, Везувий в историческое время извергался по типу Стромболи, Вулкано, плинианскому и выбрасывал палящие тучи.

6.2.Строение вулканов (рис. 2)

Корни вулкана, т.е. его первичный магматический очаг располагается на глубине 60-100км в астеносферном слое. В земной коре на глубине 20-30 км 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 – 675 м, 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 10 км.

6.3.Продукты извержения

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

Газообразные , или летучие 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 700 0 С) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей.

Состав газов и их концентрация в пределах одного вулкана очень сильно меняются от места к месту и во времени. Зависят они и от температуры, и в самом общем виде от степени дегазации мантии, и типа земной коры. По данным японских ученых, зависимость состава вулканических газов от температуры выглядит следующим образом:

Температура, 0 С Состав газов (без воды)

1200-800 HCl, CO 2 , H 2 O, H 2 S, SO

800-100 HCl, SO 2 , H 2 S, CO 2 , N 2 , H 2

100-60 H 2 , CO 2 , N 2 , SO 2 , H 2 S

60 CO 2 , N 2 , H 2 S

Характер выделения газов зависит от состава и вязкости магмы, а скорость отделения газов от расплава определяет тип извержения.

Жидкие - характеризуются температурами в пределах 600-1200 0 С. Представлена именно 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 1000-1200 0 С) по сравнению с кислыми (800-900 0 С). 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.

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. Лапилли (лат.”лапиллус“- маленький камень)- сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5-3см, имеющие разнообразные формы. Вулканический песок - состоит из сравнительно мелких частиц лавы ( 0,5см). 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. Мощные выбросы пеплов, снижая солнечную радиацию, вызывают понижение температуры. Так, извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. привело к снижению средней температуры на земном шаре на 2,5 0 С. Похолодание произошло и после извержения вулкана Пинатубо в 1991 г. на Филиппинах.

6.4.Вулканы на службе у человека (рис.3)

Внутренняя энергия Земли, с которой связана деятельность вулканов, еще не подвластна человеку, и поэтому мы не можем пока избавиться от этого грозного явления. Но люди находят разные средства для уменьшения этой опасности. Более того, человек научился получать выгоду от своего “страшного соседа”.

Прежде всего нужно отметить, что вулканические силы Земли заключают в себе огромную энергию. Расход тепла, связанный с извержениями и горячими источниками, по подсчетам ученых, составляет примерно от 8,4 . 10 17 до 31,5 . 10 18 дж в год.

Тепловая энергия вулканов давно и очень широко применяется в Исландии- стране вечных льдов, не имеющей запасов топлива. Также это самая дешевая энергия.

Широко используется горячая вулканическая вода в Японии. Ею отапливаются дома, прогревается почва на рисовых полях и огородах, а благодаря значительному содержанию солей аммония и фосфора она применяется как удобрение.

Горячие воды не только источник тепла и различных химических соединений. Многие из них содержат вещества, обладающие лечебными свойствами. Например, установлено, что горячие воды многих источников Камчатки и Курильских островов по своим бальнеологическим свойствам не уступают минеральным водам известных курортов. Так, на Камчатке большую славу снискали воды Налачевских источников, содержащие мышьяк. Горячие вулканические воды используются при лечении многих болезней, в том числе ревматизма, различных заболеваний суставов, нервной системы и т.д.

Современная деятельность вулканов сопровождается образованием ряда месторождений минералов, некоторые из них возникают на глазах человека, Например, выделяющиеся из глубин газовые струи бывают настолько насыщены сернистым газом и сероводородом, что у выхода их на поверхность возникают серные бугры. С действующими вулканами также связано образование нашатыря, борной кислоты и других химических соединений.

В древних вулканах, чьи вулканические постройки в большей или меньшей мере разрушены и под которыми на глубине уже нет очагов лавы, встречается другой комплекс полезных ископаемых. В основном это руды металлов, в том числе ртути, серебра, сурьмы и др., месторождения серы и, конечно, сами лавы как строительный материал. При подводных извержениях возникают месторождения исландского шпата (ценный материал для изготовления оптических приборов), а иногда и марганца и железа.

С особым видом магматической деятельности на огромных глубинах (по своему взрывному характеру примыкающей к вулканическим явлениям) связано образование алмаза.

Все, что мы узнали о вулканах, говорит о том, что их деятельность может использоваться в разнообразных направлениях. Более того, в некоторых случаях возможности эти оказываются совершенно неожиданными. Например, исследователи Сахары поставили вопрос об использовании угасших вулканов для…увеличения числа выпадающих дождей. На первый взгляд предложение кажется просто странным. Однако связь между дождями и вулканической деятельностью в Сахаре существует. Дело заключается в том, что в недалеком прошлом в условиях пустынного климата в Сахаре действовали вулканы, и тогда в этих краях было много озер. Поэтому предполагают, что наблюдаемое в настоящее время резкое понижение влажности связано с прекращением вулканических извержений. С другой стороны, данные о современной вулканической деятельности показывают, что извержения вулканов, как правило, сопровождаются обильными атмосферными осадками. Отсюда естественный вывод о возможности увлажнения климата путем искусственного возобновления деятельности потухших вулканов, например, при помощи атомной энергии.

6.5. Вулканическая деятельность на Луне

Сравнительно недавно (с началом освоения космоса) стало известно, что вулканизм - явление космическое, что он присущ всем планетам Солнечной системы. Больше всего мы знаем о вулканизме Луны. На видимой стороне Луны известно 517 больших и множество более мелких кратеров.

В ночь на 3 ноября 1958 года советские астрономы Н.А.Козырев и В.Е.Езерский зарегистрировали извержение вулканических газов из одного из лунных кратеров. Позднее они же обнаружили фумарольную (“фумо“-дым) деятельность еще в одном кратере. Это показывает, что вулканы на Луне продолжают действовать и сейчас.

7.Научные методы и средства исследований

Одним из методов научного исследования является фотограмметрия. Фотограмметрия традиционно подразделяется на два основных направления: 1 – наземная фотограмметрия (фототопография); 2 – воздушная фотограмметрия (аэрофототопография, аэрофотогеодезия) и предполагает исследование объектов и явлений по их фотографическим изображениям, получаемым специализированными фотокамерами (фототеодолитами, аэрофотоаппаратами и т.п.) с точек земной поверхности или с применением летательных аппаратов.

Последние десятилетия бурное развитие получили новые методы фотограмметрии, основанные на возможности визуализации результатов дистанционных исследований, выполняемых вне видимого диапазона электромагнитного спектра. Некоторые из новых направлений дистанционного зондирования были бы крайне полезны для изучения вулканов Камчатки и Курильских островов. Например, радиолокационная фотограмметрия - потому, что полностью свободна от погодных условий, являющихся, как известно, основным препятствием для изучения вулканов Камчатки и Курил в видимом диапазоне. Фотограмметрия инфракрасных (ИК) изображений, получаемых с помощью современных тепловизоров и термальных ИК сканеров, могла бы дать важные дополнительные материалы при изучении вулканических извержений и их предвестников. Но в Институте вулканологии ДВО РАН наибольшее развитие и применение получили именно методы традиционной фотограмметрии и только потому, что инструменты, приборы и технологии исследований этого направления оказались наиболее доступными. Точные геометрические характеристики и динамические параметры вулканических извержений, определяемые методами фотограмметрии, позволяют объективно судить о характере и масштабах происходящих событий, способствуют правильному пониманию механизма извержений.

А в комплекс вулканологических исследований, применяемых на НИС “Вулканолог” при изучении подводных вулканов Курильской островной дуги, в качестве обязательных методов входили эхолотный промер, гидромагнитная съемка (ГМС), отбор проб донных осадков и др. В ряде рейсов были выполнены измерения теплового потока, непрерывное газогидрохимическое профилирование и гидрохимические исследования.

При проведении геофизических исследований использовалась единая служба судового времени. Она позволяла синхронизировать работу различной измерительной аппаратуры и приводить результаты измерений к единым координатам времени и пространства.

Известно еще много методов исследования вулканов, но не будем вдаваться в подробности, ведь это не является основной темой работы.

8.Связи с другими проблемами и задачами

После накопления обширных знаний и выработки специальных методов исследования вулканов возникла самостоятельная наука вулканология. Вулканология тесно связана с такими науками, как геология, петрография, минералогия, геохимия, гидрогеология, геофизика, термодинамика и отчасти астрономия.

В вулканологии все шире применяются точные расчеты и эксперимент, поэтому она на наших глазах превращается в точную науку. И если раньше сборники статей вулканологов в какой-то мере представляли собой, по выражению одного ученого - невулканолога, “журналы, иллюстрированные клубами дыма“, то теперь в них большая роль отведена точным исследованиям, основанным на данных физико – химии, геофизики, математических расчетах, моделировании вулканических явлений и др.

Вулканологии развилось новое направление, названное “вулкано-физикой“,- количественное изучение явлений извержений, исследование глубоких частей вулканических аппаратов геофизическими методами, установление связи внешних вулканических явлений с процессами на больших глубинах.

Вулканологи взяли на вооружение достижения современной техники. В кратере Авачинского вулкана установлены датчики- автоматы, которые регистрируют температуру вулкана. Благодаря им камчатские вулканологи могут, не поднимаясь к кратеру, постоянно следить за тем, как “чувствует“ себя вулкан. На смену аквалангам приходят подводные суда и батискафы, дающие возможность подолгу и на большой глубине изучать проявления подводного вулканизма.

9. Место данной темы в учебных планах и тематике ГГФ

Данная тема изучается немного на первом курсе ГГФ. А так же для магистрантов преподают курс палеовулканологии (Литасов Ю.Д., 36 часов).Палеовулканология - отрасль геологии, изучающая вулканическую деятельность прошлых геологических эпох. Основной предмет палеовулканологии составляют древние вулканические постройки (кальдеры, остатки вулканических щитов и др.) и их корни (по которым магма поднималась на земную поверхность), уходящие в глубь Земли и, в отличие от современных вулканов, доступные для непосредственного изучения на эрозионных срезах древних складчатых сооружений.

10.Заключение

Как бы неправдоподобно это не звучало, но мне понравилось писать эту курсовую работу.

Даже и не знаю, удалось ли мне обобщить полученные знания и все ли я “рассказала”, что предполагалось под этой темой. Надеюсь, да. Но своей цели я точно добилась, я узнала о вулканах много нового, о чем даже не догадывалась. Например, что на Луне есть кратеры известно всем, но что они тоже извергаются, я не знала. Что на вулканическую деятельность могут влиять космические силы. И многое другое.

Трудности в выполнении работы заключались в нехватке времени (было бы больше времени, можно было бы лучше сформулировать свои мысли и идеи) и в том, что в библиотеке НГУ книги на данную тему были представлены в одном или в двух экземплярах и уже были разобраны до меня, так что большинство книг были взяты в ОИГГМ СО РАН.

11.Список литературы

3) Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. –М.: Наука, 1979. (302 стр.)

4) Лебединский В.И. Вулканы - грозное явление природы. –М.: АН УССР, 1963.(108 стр.)

5) Лебединский В.И. Вулканы и человек. –М.:Недра,1967.(204 стр.)

(от лат. fluidus - текучий) -..1) жидкие и газообразные легкоподвижные компоненты магмы или циркулирующие в земных глубинах насыщенные газами растворы. Предполагается, что в составе флюидов преобладают перегретые пары воды, присутствуют фтор, хлор, углекислота и многие др. вещества... Реферат >> География

Зависят характер вулканических продуктов , форма вулканических построек, тип извержений вулканов. Строение Земли. Где же... в кратере вулкана . Рост куполов после извержения наблюдается и в некоторых вулканах Камчатки. Тип Вулкано . Вулкан Вулкано , находящийся...

Вулканы и землетрясения как эндогенные факторы образования рельефа земли

Реферат >> Биология

Земной коре. Линейные вулканы или вулканы трещинного типа , обладают протяжёнными... и жидкие продукты вырываются на поверхность и происходит извержение вулкана . Если на... -стратиграфические условия. Особенности строения структуры определяют разнообразие рельефа...

Вулканизмы на земле и их географическое следствие

Реферат >> География

На Аляске из туфогенно-лавовых продуктов извержения вулкана Катмай (1912 г.) в течение последующих лет...

Канал в земной коре или трещина, через которую из недр Земли к поверхности поднимаются постоянно или периодически горячие газы, расплавленный материал горных пород и обломочные продукты, называется вулканом .

Название вулкан относится также и к формам рельефа, построенным из вулканических продуктов.

Вулканы на Земле довольно разнообразны по характеру деятельности и по составу извергаемых ими материалов.

К одной из форм проявления вулканизма на земной поверхности относится образование трещин и излияние из них жидкой лавы.

Трещинные извержения, т. е. излияния жидкой лавы по всей длине трещин и распространение этой лавы во все стороны в виде сплошного лавового покрова (своего рода лавовые «наводнения»), сейчас можно наблюдать в значительных размерах только в Исландии. Так, в 1783 г. на юго-западной окраине Ватна-Ёкуля при извержении вулкана Лаки образовалась трещина длиной до 30 км; из неё вылились огромные лавовые потоки, распространившиеся к западу от трещины на 65 км, а к востоку на 45 км; лавой была покрыта площадь около 600 кв. км, а общий объём излившегося материала превышал 12 куб. км.

Однако трещинные излияния исторического времени не идут ни в какое сравнение с трещинными излияниями геологического прошлого. Исключительно широким распространением пользуются древние излияния вулканов (траппы) в Сибири (особенно в Тунгусском бассейне), встречающиеся на площади в 1,5 млн. кв. км. Миоценовые излияния базальтов на плато Колумбии (Америка) занимают площадь около 500 тыс. кв. км, главным образом в штатах Вашингтон и Орегон. До этих излияний район Колумбии был гористым; лавовые потоки, общая мощность которых здесь достигает 1 тыс. м, превратили страну в однообразную лавовую равнину, среди которой изолированными островами вздымаются прежние горы. В конце мела или в начале эоцена произошло мощное излияние базальтов, покрывшее в Индостане площадь в 650 тыс. кв. км. Мощность базальтов в разных местах этой территории колеблется от 30 до 750 м, но на побережье в Бомбейском районе достигает 3 тыс. м. Базальты, излившиеся в среднем мезозое (юра) в области Параны (Южная Америка), покрыли площадь в 750тыс. кв. км; объём излившегося материала здесь не менее 200 тыс. куб. км.

Сейчас на Земле господствуют не трещинные излияния, а так называемые центральные вулканы, извержения которых локализованы в одном пункте трещины. Среди них различают два основных типа. Тип щитовых (или, гомогенных) вулканов характеризуется излиянием очень жидкой базальтовой лавы, которая при застывании образует вокруг центра извержения плоские и низкие конусы (щиты), с углом склона не свыше 10°. Такой купол состоит из налегающих друг на друга более или менее многочисленных (в зависимости от количества происходивших извержений) и тонких (от нескольких сантиметров до одного метра) слоёв лавы; в центре купола помещается кратер с отвесными стенками, иногда заполненный отвердевшей лавой (застывшее лавовое озеро).

Действующих гомогенных вулканов на Земле мало. Лучшие примеры их можно видеть в Исландии и на Гавайских островах.

Наиболее характерен для современного вулканизма другой тип центральных вулканов - так называемые стратовулканы, в которых при извержении преобладают выбросы обломочных материалов, в результате чего из этих материалов вокруг центра извержения насыпается очень высокий конус слоистого строения, сложенный чередующимися пластами лавы и рыхлых продуктов.

Различие между гомогенным вулканом и стратовулканом, а также между разными видами стратовулканов в значительной мере обусловлено характером изливающейся лавы, определяющим собой и особенности взрывной деятельности. Лавы, состоящие, как известно, главным образом из силикатов, делятся на кислые (если они богаты кремнезёмом) и основные (бедные кремнезёмом). В кислых лавах SiO 2 до 75%, в основных до 50%. Первые светло окрашены и обладают большой вязкостью, - следовательно, движутся медленно (не свыше 5 км в час); вторые - тёмные, очень жидкие, текучие и движутся гораздо быстрее (до 20-30 км в час), пока скорость эта не уменьшится в результате остывания и начавшихся процессов отвердевания. Из основных жидких и сильно нагретых (1200-1300°) лав выделение газов идёт беспрепятственно, и всё извержение протекает спокойно (гавайские вулканы). Выделение газов из кислых лав затруднено тем сильнее, чем выше вязкость лавы. Газы выделяются не непрерывно, а сперва накапливаются и затем уходят из лавы взрывами. У Стромболи взрывы следуют через правильные, но короткие промежутки времени. При ещё большей вязкости лавы и при ещё более низкой её температуре (около 1100°) поверхность лавы в кратере от соприкосновения с воздухом застывает; газы долго скопляются под этой коркой, и в результате получается взрыв огромной силы. Корка взлетает наверх, затем образуется новая, и после длительного периода покоя наступает новый сильный взрыв. Именно так действует Вулькано. Наконец, при очень вязкой лаве она, как пробка, выдавливается из кратера, а раскалённые и обременённые тяжёлыми частицами облака газов скатываются вниз по склону вулкана (Мон-Пеле). В двух последних случаях лава почти или вовсе не изливается, и всё извержение заключается в выбросе газов и твёрдых продуктов.

Один и тот же вулкан в разное время может иметь извержения разных типов.

Извержение вулкана, лава которого обладает средней вязкостью, совершается в известной последовательности. Прежде всего на поверхность вырываются газы. Выделение газов сопутствует всем фазам извержения от начала до конца. Они извергаются из кратера, трещин на склонах вулкана, а также и из лавового потока, когда тот появится.

Газы, вырывающиеся из вулкана, увлекают за собой мельчайшие брызги лавы, которые, отвердев, превращаются в вулканический пепел - тонкую пыль белого или серого цвета, образующую над вулканом дымовой столб, поднимающийся подчас на огромную высоту. У Везувия в 1872 г. высота такого столба была 5 км, у Кракатау в мае 1883 г. - до 11 км, а в августе того же года до 30 км. Вулканический пепел далеко разносится ветром; так, пепел Кракатау был отнесён в сторону от центра извержения (1883 г.) на 3 тыс. км. Но, разумеется, значительная часть пепла оседает на землю в ближайших окрестностях вулкана мощным слоем, иногда в несколько метров толщиной, и погребает под собой всё живое.

Так как «дымовой столб» состоит не только из пепла, но и газов и, в частности, паров воды, то в верхних частях его происходит конденсация паров воды, развиваются грозовые явления; ливень, низвергающийся на землю, захватывает с собой вулканический пепел, и на земле разливаются стремительные потоки густой грязи. Грязь эта, похожая на тесто, впоследствии высыхает, уплотняется, цементируется и даёт начало особой горной породе - вулканическому туфу; к ней примешаны и другие обломочные продукты извержения.

В состав рыхлых продуктов вулканического извержения входят не только брызги и куски лавы, но также и обломки всяких иных пород, лежавших на пути вырывающихся газовых струй.

Заключительная фаза извержения состоит в излиянии лавы из кратера или боковых трещин на склоне вулкана; впрочем, иногда лава только заполнит кратер, но не выльется из него. Когда лава поднимается на поверхность, давление на неё ослабевает и из неё выделяется огромное количество газов, образующих в лаве пузыри, которые после остывания лавы оставляют пустоты. Пузырей подчас так много, что текущая лава напоминает пену; застывшая пена превращается в пемзу.

Лавы с поверхности охлаждаются быстро; на них появляется корка, служащая прекрасным тепловым изолятором, вследствие чего под ней лава очень долго сохраняет высокую температуру и текучесть. Вытекание этих нижележащих частей приводит иногда к образованию под корой лавы огромных полостей типа пещер или даже тоннелей; на склоне доры Шаста в Калифорнии в лаве есть тоннель длиной свыше 1,5 км. Известны случаи, когда под застывшей корой лавы высокая температура сохранялась в продолжение 50-80 лет.

Только у текучих лав застывшая их поверхность характеризуется гладкостью и мягкостью очертаний («волнистая лава»). У вязких лав поверхность представляет целый хаос угловатых глыб, подобных тем, какие возникают при речном ледоходе в узких местах долин или при торошении морского льда. Образовавшаяся на лаве корка неоднократно взламывается, обломки её нагромождаются друг на друга, на эти глыбы выливаются иногда новые порции лавы и т. д.

Когда извержение закончилось, из трещин на склонах вулкана и на лавовых потоках ещё долго выделяются газы. И температура этих газов, и их состав со временем, по мере затухания вулканической деятельности, меняются. Выделения газов называются фумаролами.

Совершенно необычайного развития явление фумарол достигает в «Долине десяти тысяч дымов» на Аляске (в районе вулкана Катмай, 58° с. ш.): здесь из земли выходит несколько тысяч газовых струй, преимущественно водяного пара, с температурой от 100 до 650°.

Сейчас на Земле действует около.530 вулканов (из них 70 подводных). Потухших же вулканов во много раз больше.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .