Стадии вулканического процесса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Вулканизм

Содержание

Введение

Стадии вулканического процесса

Типы вулканических извержений

Введение

вулканизм гавайский извержение

Термин «вулкан» происходит от латинского «Volcanus» или Вулкан, римского бога огня. Сначала римляне использовали термин для обозначения вулкана Этна, где по их поверью находилась кузница Вулкана.

Процесс магматизма- наиболее значительное проявление внутренней энергии Земли. Он выражается в поднятии из недр к поверхности Земли магмы- силикатного расплава, насыщенного газами, перегретого водой и ее парами. В зависимости от того,изливается ли магма на поверхность или застывает на глубине , магматизм разделяется на поверхностный или эффузивный,именуемый также вулканизмом, и глубинный - интрузивный.

Наблюдения за действующими вулканами привели людей в начале XIX в. К выводу, что сущность вулканизма не в выходе из кратера огня, а в излиянии лавы. Начались попытки объяснения образования и причин поднятия лавы, что предполагало решение проблемы вулканизма. Первым в этом убедил людей немецкий естествоиспытатель А. Гумбольдт, обосновавший глубинную природу вулканизма без связи с расплавлением погружающихся осадков.

Магма (др.-греч. МЬгмб -- месиво, густая мазь) представляет собой природный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма -- это лава.

Лава (итал. Lava, от лат. Labes -- обвал, падение) -- огненно-жидкий, преимущественно силикатный расплав, изливающийся во время вулканических извержений на земную поверхность. Отличие от магмы -- нет газов, поскольку они улетучиваются при извержении.

Крамтер вулкамна (др.-греч. КсбфЮс -- чаша) -- чашеобразное или воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса.

Жерло вулкана- вертикальный или почти вертикальный канал, соединяющий очаг вулкана с поверхностью земли, где жерло оканчивается кратером.

Кальдемра (исп. Caldera -- котёл) -- обширная циркообразная котловина с крутыми стенками и более или менее ровным дном вулканического происхождения. У активных ,многократно извергающихся вулканов кратер часто бывает преобразован в кальдеру.

Силл (синонимы -- пластовая интрузия, интрузивная залежь) -- интрузивное тело, имеющее форму слоя, контакты которого параллельны слоистости вмещающей толщи. Силлы образуются при внедрении магмы вдоль поверхностей напластования. Протяженность силлов может достигать 300 км при мощности (толщине) в несколько метров. Мощность силлов колеблется от десятков сантиметров до 600 м, но чаще встречаются силлы мощностью от 10 до 50 м. Силлы часто дифференцированы.

Дайка (англ. dike, dyke -- стена из камня) -- интрузивное тело с секущими контактами, длина которого во много раз превышает ширину, а плоскости эндоконтактов практически параллельны. По сути дайка представляет собой трещину, которая была заполнена магматическим расплавом. Дайки обладают длиной от десятков метров до сотен километров и шириной от нескольких сантиметров до 5--10 км.

Тефра (от греч. фецсб -- пепел) -- собирательный термин для отложений осевшего вулканического пепла. При диагенезе тефровых отложений образуются вулкано-пирокластические горные породы -- туфы.

1. Стадии вулканического процесса

Проявление вулканического процесса разделяется на три стадии: раннюю,или субвулканическую; главную, именуемую вулканическим извержением, и поствулканическую, или фумарольную.

1)Субвулканическая стадия.

В верхней мантии, в зоне астеносферы , создаются наиболее благоприятные условия для образования магмы. Существующие там температуры способны расплавить вещество астеносферы. Экспериментально доказано, что ультраосновные породы мантии правятся при температуре 1200*С. Расплав перемещается вверх и заполняет магматический очаг(камеру), вмещающий обширный объем примерно изометрической формы. Состав расплава базальтовый, он содержит в растворенном состоянии газы и пары воды. Медленно поднимаясь вверх по ослабленным зонам или трещинам, магма расплавляет и поглощает вмещающие породы, создавая трубообразные каналы и расширяя трещины. При достижении определенной глубины ,где температура магмы становится ниже 1200*С в ней происходит выделение в отдельную фазу газа и перегретых паров воды. Преобразованная магма оказывается значительно более подвижной. Она устремляется вверх. Особенно большое количество паров и газов образуется в магме на глубинах 2--3 км от поверхности Земли, вследствие чего давление там резко увеличивается. Известно, что при парообразовании происходит увеличение объема в 100 раз, при этом высвобождается огромное количество энергии, приводящее к взрыву. Газы и пары устремляются вверх, разрушая, дробя породы, преграждающие им путь, и с силой выталкивая их вверх. Вслед за ними к поверхности Земли поднимается частично или полностью дегазированный расплав. При выходе на поверхность он превращается в лаву. Движение магмы, паров и газов сопровождается неглубокими и относительно слабыми землетрясениями, очаги которых все ближе и ближе перемещаются к поверхности Земли. С течением времени состав магмы в очаге может изменяться: основная (базальтовая) магма замещается средней (андезитовой) или кислой (дацитово-риолитовой), что предопределяет характер главной стадии вулканического процесса.

2)Главная стадия вулканического процесса-извержение вулканов. Момент разрядки вулканической энергии и выброса магматических продуктов на поверхность через жерло вулкана знаменует начало извержения. Процесс извержения разных вулканов неодинаков. Твердые и жидкие продукты извержения обычно концентрируются вокруг жерла, и здесь постепенно вырастает вулканическая гора конусообразной формы. Вершина горы плоская, и часто на ней наблюдается воронкообразное углубление -- кратер, на дне которого располагается отверстие -- жерло (одно или несколько), связанное с вулканическим каналом. Кратер у активных, многократно извергающихся вулканов часто бывает преобразован в большую котловину, именуемую кальдерой. Формирование ее связано с выбросом при взрыве огромного количества материала, слагающего вершину конуса, или с его провалом (опусканием) в канал или вулканический очаг, уже исчерпанный предыдущими извержениями. Диаметр кальдер измеряется километрами. При последующих извержениях в центре кальдеры может возникнуть новый конус со своим кратером и жерлом (двухконусный вулкан Крашенинникова на Камчатке). Дугообразный вал кальдеры на Везувии получил название омы, а кольцевая долина между сом-мой и молодым конусом -- атрио (лат. «атрио»--внутренний двор). Общие очертания и размеры вулканов очень разнообразны .Различен процесс извержения и по продолжительности: в одних случаях он кратковременный и ограничивается одним «выстрелом», в других -- растянут на многие сутки и месяцы. Отдельные извержения объединяются в циклы извержений. Один цикл от другого может отделяться стадией поствулканического режима, длящегося десятки и даже сотни лет.

3)Поствулканическая стадия. На этой стадии излияние лав прекращается, взрывов не происходит, наблюдается лишь выделение газовых струй, водяных паров и, на значительном расстоянии от вулкана, горячей воды.

Газовые струи (фумаролы), проходя сквозь горные породы, оставляют на стенках трещин и пор налет из различных минералов, иногда создавая промышленные месторождения полезных ископаемых. Фумаролы по составу газов и температуре подразделяются на несколько типов.
Сухие фумаролы - воды в них нет или почти нет, температура до 500° С, содержат хлориды калия и натрия, часто с примесями меди, марганца, фтора.
Кислые фумаролы (сернистые, сольфатары) - температура их колеблется от 90 до 300° С, содержат пары воды, кислоту серную или хлористоводородную. В районах их выходов на поверхности возникает ярко-желтый налет самородной серы.

Щелочные (аммиачные) фумаролы - температура около 100° С, газы представлены сероводородом, углекислым аммонием, парами воды.
Холодные фумаролы (мофетты) - температура ниже 100° С, содержат углекислый газ.

На протяжении поствулканической стадии, в силу постепенного охлаждения магмы, происходит закономерное изменение характера фумарольной деятельности: от сухих фумарол в начале процесса к кислым и щелочным, а в завершении - к холодным.

Гейзеры - это источники, ритмично выбрасывающие фонтаны воды и пара. Гейзеры возникают либо на значительном расстоянии от вулкана, либо в завершающие стадии поствулканической стадии. Воды гейзеров имеют температуру от 94 до 99° С, обычно они сильно минерализованы: содержат соли натрия, кальция, кремния, магния. Благодаря минерализации, вокруг гейзеров отлагаются пористые туфы известкового или кремнистого состава. Иногда вместе с парами и газами происходит выброс глинистых пород, что ведет к образованию грязевых вулканов. Высота конусов грязевых вулканов обычно составляет первые метры, но иногда достигает 400 м, а диаметр кратера - до нескольких метров.

2. Типы вулканических извержений

1)Гавайский тип

Извержения гавайского типа могут возникать вдоль трещин и разломов, как при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях в 1950 году. Они также могут проявляться через центральное жерло, как при извержении в кратере Килауэа Ики вулкана Килауэа (Гавайи) в 1959 году.

Данный тип характеризуется излияниями жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоскиещитовые вулканы. Пирокластический материал практически отсутствует. В ходе извержений через трещины фонтаны лавы выбрасывается через разломы в рифтовой зоне вулкана и растекаются вниз по склону потоками небольшой мощности на десятки километров. При извержении через центральный канал лава выбрасывается вверх на несколько сотен метров в виде жидких кусков типа «лепёшек», создавая валы и конусы разбрызгивания. Эта лава может скапливаться в старых кратерах, формируя лавовые озёра.

Впервые вулканы такого типа были описаны в Исландии (вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Тип извержения вулкана Фурнез на острове Реюньон очень близок к гавайскому.

Гавайский тип извержения:1: Пепельный шлейф, 2: Фонтан лавы, 3:Кратер, 4: Лавовое озеро, 5: Фумаролы, 6: Поток лавы, 7: Слои лавы и пепла, 8: Слой породы, 9: Силл, 10: Магматический канал, 11: Магматическая камера, 12: Дайка

2) Стромболианский тип

Стромболианский тип (от вулкана Стромболи на Липарских островах к северу от Сицилии) извержений связан с более вязкой основной лавой, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы кручёных вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков (последнее извержение март 2007 г.) раскалённого шлака.

3) Плинианский тип

Характерной особенностью этого типа извержений являются мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий. Крупные извержения плинианского типа, такие как извержения вулкана Сент-Хеленс 18 мая 1980 года или извержение Пинатубо на Филиппинах 15 июня 1991 года, могут выбрасывать пепел и вулканические газы на десятки километров в атмосферу. При плинианском типе извержений часто возникают быстродвижущиеся пирокластические потоки.

Плинианский тип извержения: 1: Пепельный шлейф, 2: Магматический канал, 3: Дождь вулканического пепла, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Магматическая камера

4) Пелейский тип

Пелейский тип извержений характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Своё название этот тип извержений получил от вулкана Мон-Пеле на осторове Мартиника в группе малых Антильских островов, где 8 мая 1902 года взрывом была уничтожена вершина дремавшего до этого вулкана, и вырвавшаяся из жерла раскалённая тяжёлая туча уничтожила город Сен-Пьер с 28 000 жителями. После извержения из жерла вылезла «игла» вязкой магмы, которая достигнув высоты 300 метров, вскоре разрушилась. Подобное извержение произошло 30 марта 1956 года на Камчатке, где грандиозным взрывом была уничтожена вершина вулкана Безымянного. Туча пепла поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскалённые лавины, которые, растопив снег, дали начало мощным грязевым потокам.

5) Газовый или фреатический тип

Газовый или фреатический тип извержений (используется также название Бандайсанский (Бандайский) тип), при котором выбрасываются в воздух обломки твёрдых, древних пород (новая магма не извергается), обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами. Фреатическая активность обычно слабая, но бывают сильные проявления, такие как извержение вулкана Тааль на Филиппинах в 1965 году и Ла-гранд-Суфриер на острове Гвадалупе.

6) Подлёдный тип

Подлёдный тип извержений относят к вулканам, расположенным подо льдом или ледником. Такие извержения могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву. Всего пять извержений такого типа наблюдалось до настоящего времени.

Подлёдный тип извержений: 1: Облако водяного пара, 2: Озеро, 3: Лёд, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Шаровая лава, 7: Магматический канал, 8: Магматическая камера, 9: Дайка

7) Исландский тип

Исландский тип (от вулканов Исландии) характеризуется выбросами очень жидкой базальтовой лавы с содержанием пирокластического материала. Как правило, образуют плоские щитовые вулканы. Извержение происходит по трещинам. (Гекла, Исландия). Историческим примером извержения исландского типа было извержение Лаки в Исландии в 1782 году.

8) Тип треск грома

Этот тип был зафиксирован при извержении вулкана на острове Пальма в 1915 году. Происходит на купольных вулканах. По трещинам, которые начинают идти из магматического очага, идёт лава, но уже не вязкая. Когда трещины доходят до кратера, происходят эксплозивные извержения (со взрывами).

3. Критерий опасности

На основе детальной реконструкции эруптивной активности вулканов Камчатки разработан новый подход к определению понятия "действующий вулкан". Предлагается считать действующими те многоактные вулканы, для которых установлено и датировано хотя бы одно извержение за последние 3000-3500 лет. Выделены подгруппа активных вулканов, для которых имеются сведения об исторически документированных извержениях или фумарольных проявлениях, и подгруппа потенциально активных вулканов, для которых эти данные отсутствуют, но установлены извержения за последние 3500 лет. По сходным критериям выделяются также потенциально активные поля ареального базальтового вулканизма, региональных зон шлаковых конусов и концентрированного проявления многовыходного экструзивного вулканизма. Предлагается использовать полученные данные для нового каталога действующих вулканов Камчатки, долгосрочного прогноза вулканической активности и связанной с ней опасности.

Список литературы

1. Якушова А.Ф., Хаин В.E., Славин В.И. Общая геология. Под редакцией В. Е. Хаина. стр. 333. Классификация вулканических извержений. -- M.: Изд-во МГУ, 1988. -- 448 c

2. Апродов В.А. Вулканы. - М., 1982. - 368 с.

3. Мархинин Е.К. Вулканизм. - М., 1985. - 288 с.

4. Маракушев А.А. Вулканизм Земли / Природа. - 1984. - № 9. - С. 64-74.

Размещено на Allbest.ru