Жерло и кратер вулкана в чем отличие
6 различных типов вулканов
6. Щитовой вулкан
Вид на вулкан Мауна-Кеа / Изображение предоставлено: Wikimedia Commons
Щитовые вулканы отличаются от других типов вулканов своей уникальной широкой и щитоподобной структурой. Из всех типов вулканов щитовые вулканы извергают самую жидкую (наименее вязкую) лаву, которая движется быстрее и намного дальше от вентиляционного отверстия. Это приводит к устойчивому накоплению широких лавовых листов и, таким образом, созданию его четкой структуры.
Большинство наших современных знаний о щитовых вулканах получено в результате исследований, проведенных на острове Гавайи, крупнейшей в мире цепи щитовых вулканов. Они обычно не извергаются катастрофически и выбрасывают очень жидкую базальтовую лаву.
Помимо острова Гавайи, другими известными в мире цепями щитовых вулканов являются Галапагосские острова, Исландия и Восточно-Африканская трещина. Мауна-Лоа, второй по величине вулкан Земли, является действующим щитовым вулканом.
5. Вулканы из пеплового конуса
Вулкан Изалко в Сальвадоре
Вулканы из пеплового конуса, также известные как «конусы Скории», являются, пожалуй, самым простым и распространенным типом вулканов, обнаруженных на Земле. Они почти целиком состоят из небольших фрагментов пирокластики (вулканических пород), в основном, Scoria и гари, которые выбрасываются из вулканического отверстия.
Они, как правило, маленькие, имеют высоту от 30 до 400 метров, имеют симметричную форму и имеют чашеобразный кратер на вершине. Большинство вулканов из шлакобетона извергаются только один раз в жизни, но в течение длительного периода времени.
4. Стратовулканы
Вулкан Майон 29 декабря 2009 г.
Стратовулканы, часто известные как сложные вулканы, характеризуются крутым уклоном и кратерами на вершине. Они обычно имеют слоистую структуру, вызванную постоянным накоплением вулканических материалов, пролитых во время последующих извержений.
3. Купола лавы
Лавовые или вулканические купола представляют собой небольшие и круглые выпуклости, создаваемые медленными извержениями высоковязкой лавы. В большинстве случаев эти купола создаются в кратере действующих вулканов, но они также могут образовываться независимо, как в случае с Лассен Пик, крупнейшим куполом лавы на Земле.
В отличие от щитовых вулканов и даже стратовулканов, магма из вулканических куполов не течет далеко от вентиляционного отверстия и продолжает накапливаться вокруг него. Тем не менее они действительно взрываются.
2. Подводные и Подледниковые Вулканы
Светящаяся магма из подводного вулкана | Изображение предоставлено NOAA
Подводные (подводные) и подледниковые вулканы, как следует из их названия, — это отверстия, расположенные под поверхностью Земли, из которых выбрасывается магма или лава. Их физические характеристики и характеристики извержения значительно отличаются от таковых над поверхностью.
Подводные вулканы чаще всего встречаются вблизи тектонически активного срединно-океанического хребта, и на них приходится около 75% всех выбросов лавы на земле. Подводные вулканы, хотя их гораздо меньше, также встречаются в мелких водоемах, и они часто имеют тенденцию выбрасывать расплавленное вещество высоко в атмосферу.
Так как вода заставляет расплавленную магму охлаждаться и затвердевать гораздо быстрее, чем на поверхности, часто подводная магма превращается в вулканическое стекло, а затем в подушечную лаву на более поздних стадиях. Аксиальная подводная гора, расположенная на хребте Хуан-де-Фука, является одним из самых молодых подводных вулканов, который последний раз извергался в 2015 году.
Подледниковые вулканы расположены далеко под гигантскими ледниковыми щитами или ледниками. У них есть некоторые необычные характеристики, такие как сплющенная вершина и очень крутые стороны, поддерживаемые окружающим льдом. Со временем ледяной покров тает от восходящей лавы и в конечном итоге превращается в озеро.
В то время как подледниковые вулканы наиболее распространены в Антарктиде и Исландии, некоторые также обнаружены в западных и северо-западных регионах Канады.
1. Супервулканы
Схема кальдеры Йеллоустоун
Супервулкан возникает, когда магма, поднимаясь из мантии Земли, оказывается в ловушке внутри коры и не может разорваться, пока не взорвется под сильным давлением.
Супервулканы, пожалуй, самый опасный тип вулканов и обычно расположены в субдукции и / или горячих точках. Эти вулканы часто имеют кальдеру, такие супервулканы называют мегакальдерами.
Согласно научному консенсусу, существенно большие количества вулканического пепла и серы, образующихся во время взрыва супервулкана, могут снизить глобальные температуры в течение короткого периода времени (увеличивая альбедо Земли). Это также может оказать огромное влияние на живые организмы.
Внеземные вулканы
Вулкан ТваштарВулканическое извержение на луне Юпитера Ио (регион Тваштар-Патера), захваченное Новыми Горизонтами в 2007 году | Изображение предоставлено НАСА
Вулканы и связанные с ними виды деятельности также наблюдались на небесных телах в Солнечной системе, кроме Земли. Исследователи обнаружили многочисленные щитовые вулканы как на Марсе, так и на Венере. Что более интересно, так это то, что защитные вулканы на планете Марс очень похожи на вулканы на нашей планете.
Что такое вулкан?
Вулканы — геологические образования, возникшие над подводящими каналами, ведущими от трещин в земной коре или прямо от магматического очага. По каналам на поверхность извергается огненно-жидкая масса — лава с обломками горных пород, а также выбрасываются газы и водяные пары.
Как происходит извержение
Типичный вулкан представляет собой холм с проходящей сквозь его толщу трубой, называемой жерлом вулкана. Это жерло поднимается из очага магмы. Когда в очаге создается высокое давление, вверх по жерлу устремляется и выбрасывается в воздух смесь магмы и твердых камней — лава. Это явление называется извержением вулкана. Иногда вместе с извержением выпадают дожди, которые, перемешиваясь с пеплом, превращаются в реки грязи. Лава расплавляет камни и уничтожает всё живое, а после извержения застывает в виде твердой корки. По мере накопления этих твердых слоев вулкан растет. Но не всегда извержение вулкана сопровождается потоком лавы, иногда обходится и без него.
Типы вулканов
По активности вулканы делятся на 3 группы: действующие, уснувшие, потухшие.
Вулканы имеют различную форму, зависящую от характера извержения и типа вулканического вещества.
Самые знаменитые вулканы
Самые большие извержения
Вулкан Мон-Пеле, расположенный в северной части острова Мартиника, внезапно проснулся утром 8 мая 1902 г. и раскаленной тучей из пелла и газа накрыл Близлежащий город Сен-Пьер. В результате извержения погибло около 30 тыс. человек.
Вулкан Невадо-дель-Руис, находящийся на территории Колумбии не раз преподносил жителям Близлежащих населенных пунктов неприятные сюрпризы в виде извержений. Однако 13 ноября 1985 г. вулкан разбушевался не на шутку. Он произвел мощнейший выброс горящих пород, которые растопили ледники и вызвали грязевые потоки. Те, в свою очередь, уничтожили город Армеро, стоявший в 46 км от источника извержения. В результате стихии погибло около 25 тыс. человек.
Какой вулкан сейчас нужно опасаться больше всего?
Всего на земном шаре существует около 4 тысяч вулканов, из них потенциально действующих около 1340.
Йеллоустонская кальдера
Йеллоустонская кальдера — это один из самых крупных известных вулканов в мире, причем это не один вулкан, а целая система. Находится она в Северной Америке. Кальдерами называют большие, напоминающие кратеры котловины, образовавшиеся после обвала вершины давно заснувшего или потухшего вулкана. Размер гигантской Йеллоустон-ской кальдеры составляет около 55×72 км. Первое мощное извержение супервулкана произошло 2,1 млн лет назад, затем 1,3 млн и 640 000 лет назад. Сейчас здесь происходит от 1 до 20 землетрясений в день, однако они очень слабые — магнитудой не более 3 баллов.
Вулкан, который выше Эвереста
Вулканы встречаются не только на суше, но и на дне океана. Порою их верхушки выходят на поверхность, и образуются вулканические острова. Гавайские острова в Тихом океане — как раз из их числа. Вулканы Мауна-Лоа и Килауэа — действующие, а Мауна-Кеа — потухший. Их высота над поверхностью воды около 4 километров. Но над своим подводным основанием они возвышаются еще на много километров. Поэтому у самого высокого по относительной высоте вулкана Мауна-Кеа (около 10 000 м) высота больше самой высокой горы суши, Эвереста (8848 м).
Гейзеры
Вокруг вулканов, даже давно уснувших, нередко возникают горячие источники. Если под землей есть полость, где подземные воды скапливаются и нагреваются, образуется гейзер — источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Находящаяся под давлением вода в подземных пустотах постепенно нагревается выше 100 °С. При достижении критической температуры она вскипает. Образующийся пар с шумом выбрасывается из гейзера, увлекая с собой кипящую воду.
В парке Йеллоустон в США есть Лолина гейзеров, в которой их насчитывается волее 3000. Знаменитый гейзер Вье Фидель почти каждый час выбрасывает горячий водяной СТОЛБ высотой 50 м. А гейзер Гигант фонтанирует в течение 7 минут через разные промежутки времени и достигает высоты 61 м.
Что такое вулканы
Вулканом называют геологическое образование, через которое на поверхность поступает материал из магматического очага. Это лава, вулканический пепел, горячие газы. По активности выделяются действующие, спящие и потухшие вулканы.
Строение вулкана
Обычно вулкан представляют конусом, из вершины которого вырываются клубы дыма и пламя. Составными элементами любого вулкана являются: очаг, жерло, кратер. Схематически строение вулкана может быть представлено рисунком ниже.
Различают несоклько типов вулканов:
Вулканическая постройка разбита многочисленными кольцевыми или радиальными трещинами, где на ответвлениях от основного жерла возникают боковые или паразитические, менее мощные вулканы.
В случае обрушения стенок кратера или разрушения вершины образуются впадины различной глубины овальной формы – кальдеры.
Состав лавы
Магма, вышедшая на поверхность называется лавой. Материал из магматического очага, попадая на поверхность, теряет газы из-за резкого падения давления, поэтому вулканические породы часто пористые.
По химическому составу лавы и горные породы, образующиеся из них, делятся на несколько типов:
Приведены наиболее распространенные горные породы, принадлежащие перечисленным группам.
Базальтовая лава имеет температуру до 1200°С, поэтому легко изливается и растекается по поверхности. Липаритовая лава с температурой около 700°С вязкая, двигается медленно, выталкивается на поверхность с трудом, часто закупоривает жерло. Андезитовая лава по особенностям извержения близка к липаритам, но описаны случаи стекания лавы по склону вулкана.
Кроме лавы на поверхность выбрасывается вулканический пепел и бомбы. Вулканический пепел состоит из мелких остроугольных обломков вулканической породы. Вулканические бомбы – это более крупные обломки, часто округлой, каплевидной или неправильной формы.
Форма вулканов
Форма вулканического сооружения связана с составом лавы. По форме вулканы делятся на щитовые, купольные, слоистые, шлаковые конусы, смешанные.
Типы извержений
Извержения вулканов происходили в древности, продолжаются до сегодняшнего дня. Сохранились записи Плиния Младшего об извержении Везувия и гибели ближайших городов в 79 г. н. э.
Сопутствующие явления
Извержения вулканов, особенно сильные, сопровождаются различными явлениями.
Считается, что переполнение магматической камеры газонасыщенным расплавом вызывает напряжение в окружающих горных породах и, как следствие, землетрясение небольшой магнитуды. Такие землетрясения называются предвестниками извержения. Глубина гипоцентра предвестников может оставаться неизменной или смещаться к поверхности. Возможны 2 варианта: через 2-3 месяца начинается извержение или вулкан «засыпает» на неопределенное время.
Часть извержений произошли после сильных землетрясений в общем регионе. Так, в 1990 году на Филлипинских островах случилось землетрясение силой 7,7 балла, за ним через некоторое время последовало извержение вулкана Пинатубо. Такая же закономерность наблюдается в деятельности чилийских вулканов.
После прекращения вулканической деятельности магматический очаг может долгое время быть в разогретом состоянии. В этом случае в областях древнего вулканизма наблюдаются фумаролы, выбросы горячей воды, смешанной с паром (гейзеры), термальные источники, небольшие грязевые вулканы.
Области активного вулканизма
В настоящее время главенствует теория о перемещении литосферных плит по пластичному веществу мантии, где происходят конвекционные явления. Восходящие мантийные потоки поднимают раскаленный материал, охладившиеся массы опускаются. В результате конвекции литосферные плиты двигаются относительно друг друга.
В зонах расхождения плит (срединно-океанические хребты) наблюдается базальтовый вулканизм гавайского типа с наращиванием океанической коры.
В зонах сближения плит (субдукция) происходит продвижение океанической плиты под континентальную. Вдоль зон субдукции формируются вулканические островные дуги (Курильские острова), береговые хребты с многочисленными вулканами (Анды, Кордильеры). Вулканизм андезитовый плинианского типа.
Внутри литосферных плит располагаются горячие точки, где к поверхности поднимаются горячие потоки из мантии и проплавляют океаническую кору. В таких местах формируются острова разного возраста с постоянно действующими вулканами гавайского типа (Гавайские острова).
Человек и вулканы
Вулканизм – опасное природное явление, поэтому предпринимаются попытки предсказания извержений. Производятся наблюдения за температурным режимом почвы и уровнем ее поверхности, фиксируются мелкие землетрясения предвестники, анализируется содержание радона и гелия, выделяющегося из трещин. Одновременно производятся аналогичные наблюдения в районе постоянно действующих вулканов (Камчатка, Курильские острова, Индонезия).
Предлагаются способы защиты населения. В Исландии медленные лавы поливают холодной водой, стремясь ускорить ее застывание. В Индонезии на пути грязевых потоков строятся дамбы. При выпадении раскаленного пепла защититься невозможно, осуществляется эвакуация населения. При выбросе большого объема пепла прекращается авиационное сообщение.
Вулканическое тепло прогревает подземные воды, которые используют для обогрева домов (Исландия), выработки электроэнергии (Камчатка).
ВУЛКАНЫ
К действующим относятся вулканы, извергавшиеся в историческое время или проявлявшие другие признаки активности (выброс газов и пара и проч.). Некоторые ученые считают действующими те вулканы, о которых достоверно известно, что они извергались в течение последних 10 тыс. лет. Например, к действующим следовало относить вулкан Ареналь в Коста-Рике, поскольку при археологических раскопках стоянки первобытного человека в этом районе был обнаружен вулканический пепел, хотя впервые на памяти людей его извержение произошло в 1968, а до этого никаких признаков активности не проявлялось. См. также ВУЛКАНИЗМ.
Вулканы известны не только на Земле. На снимках, сделанных с космических аппаратов, обнаружены огромные древние кратеры на Марсе и множество действующих вулканов на Ио, спутнике Юпитера.
ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ
– 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
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.
| СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЛАВ (в весовых процентах) | |||||||
| Оксиды | Нефелино- вый ба- зальт | Базальт | Андезит | Дацит | Фонолит | Трахит | Риолит |
| SiO2 | 37,6 | 48,5 | 54,1 | 63,6 | 56,9 | 60,2 | 73,1 |
| Al2O3 | 10,8 | 14,3 | 17,2 | 16,7 | 20,2 | 17,8 | 12,0 |
| Fe2O3 | 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 |
| Na2O | 3,8 | 2,3 | 3,7 | 4,0 | 8,7 | 5,4 | 4,3 |
| K2O | 1,0 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 5,4 | 6,5 | 4,8 |
| H2O | 1,5 | 0,7 | 0,9 | 0,6 | 1,0 | 0,5 | 0,6 |
| TiO2 | 2,8 | 2,1 | 1,3 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,3 |
| P2O5 | 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 |
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.
Обломочный материал,
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.
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.
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.
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
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.
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
Гавайский тип
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
Предвестниковые явления, предшествовавшие большинству достаточно полно документированных извержений, сходны между собой. Однако с уверенностью предсказать, когда именно произойдет извержение, очень трудно.
Вулканологические обсерватории.
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.
Лучицкий И.В. Основы палеовулканологии. М., 1971
Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование. М., 1980
Влодавец В.И. Справочник по вулканологии. М., 1984
Действующие вулканы Камчатки, тт. 1-2. М., 1991