Вулканы и извержения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вулканы и извержения

Введение

Вулканы - (по имени бога огня Вулкана), геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергаются на земную поверхность из глубины магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений.

Вулканами называются конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрывами и трещинами в земной коре, по которым извергаются из недр газообразный продукты, лава, пепел, обломки горных парод. Проявления вулканизма представляют собой один из наиболее характерных и важных геологических процессов, имеющих огромное значение в истории развития и формирования земной коры. Ни одна область на Земле - будь то континент или океаническая впадина, складчатая область или платформа - не сформировалась без участия вулканизма.

Магматические горные породы, образовавшиеся из расплава - магмы, играют огромную роль в строении земной коры. Эти породы сформировались разными путями. Крупные их объемы застывали на разной глубине, не доходя до поверхности, и оказывали сильное воздействие на вмещающие породы высокой температурой, горячими растворами и газами. Так образовались интрузивные (лат. "интрузио" - проникать, внедрять) тела. Если магматические расплавы вырывались на поверхность, то происходили извержения вулканов, носившие, в зависимости от состава магмы, спокойный либо катастрофический характер, Такой тип магматизма называют эффузивным (лат. "эффузио" - излияние), что не совсем точно. Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки и осколки стекла - быстро охлажденного расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. "эксплозио" - взрывать). Поэтому, говоря о магматизме (от греч. "магма" - пластичная, тестообразная, вязкая масса), следует различать интрузивные процессы, связанные с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли, и вулканические процессы, бусловленные выходом магмы на земную поверхность. Оба эти процесса неразрывно связаны между собой, а проявление того или другого из них зависит от глубины и способа образования магмы, ее температуры, количества растворенных газов, геологического строения района, характера и скорости движения земной коры и т.д.

Как интрузивные, так и вулканические горные породы содержат крупные залежи полезных ископаемых и, кроме того, они являются надежными индикаторами тектонических и геодинамических условий геологического прошлого, что позволяет проводить их реконструкцию.

Вулканы разделяются на действующие, уснувшие и потухшие. К первым относят вулканы, извергающиеся в настоящее время постоянно или периодически. К уснувшим относят вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения. Потухшими называются сильно разрушенные и размытые вулканы без каких-либо проявлений вулканической активности.

В зависимости от формы подводящих каналов вулканы разделяют на центральные и трещинные.

Глубинные магматические очаги могут находиться в верхней мантии на глубине порядка 50-70 км (вулкан Ключевская Сопка на Камчатке) или земной коре на глубине 5-6 км (вулкан Везувий, Италия) и глубже.

Извержения бывают длительными (в течении нескольких лет, десятилетий и столетий) и кратковременными (измеряемые часами). К предвестникам извержений относятся вулканические землетрясения, акустические явления, изменения магнитных свойств и состава фумарольных газов и другие явления.

Извержения обычно начинаются усилением выбросов газов сначала вместе с темными, холодными обломками лов, а затем с раскаленными. Эти выбросы в некоторых случаях сопровождаются излиянием лавы.

Извержение представляет собой чередование слабых и сильных взрывов и излияния лав. Взрывы максимальной силы называют кульминационным пароксизмом. После них происходит уменьшение силы взрывов и постепенное прекращение извержений. Объем излившейся лавы - до десятков км 3.

Извержения вулкана не всегда одинаковы. В зависимости от количества продуктов (газообразных, жидких и твердых) и вязкости лав выделены 4 главных типа извержений: эффузивный, смешанный, экструзивный и эксплозивный, или, как их чаще называют соответственно - гавайский, стромболианский, купольный и вулканский.

Как появляются вулканы?

Что собою представляют вулканы и как они возникают? Об этом сохранилось много древних мифов и легенд. Как повествует одна из легенд, свыше двух с половиной тысяч лет назад греки поселили на Липарских островах, расположенных вдоль Аппенинского полуострова, угрюмого, но необычайно трудолюбивого Гефеста с его кузницей. Гефест (его называют еще богом кузнечного дела) вскоре принялся за дело и совсем немного времени спустя раздул свои горнила так, что па горе одного из островов произошло крупное извержение. Вначале появилась черная туча, окутавшая все вокруг мраком. Она поднималась все выше и выше, осыпая окрестные места тонкодроблеными частицами раскаленной лавы. Затем наступил период некоторого покоя (нужна же передышка!). А позднее из вершины конусовидной горы начали изливаться огненно-жидкие потоки (или лавы), образовавшие языки разной протяженности.

С этой легендой перекликается один из древнеримских мифов, согласно которому, частые извержения из копусовидных гор на островах Тирренского моря являлись входим в жилище бога кузнечного дела, по-итальянски - Вулкана.

А вот как объясняют образование вулканов ученые.

Но определению известного вулканолога В.И. Влодавца, вулканы - это геологические образования, возникают на земной коре над каналами или трещинами, по которым из недр земли извергаются огненно-жидкие лава, обломки раскаленных горных пород, пепел, горячие Газы, пары. В общем виде под вулканом принято понимать Конусовидную гору с несколько усеченной вершиной. На вершине такой горы находится чашеобразное углубление (кратер). Последний соединяется с подводящим каналом (жорлом), по которому на поверхность земли поступают пул панические продукты.

Иногда вулканы возникают, казалось бы, в самых неожиданных местах. Так, 20 февраля 1943 г. в Мексике родился вулкан Парикутин. Вот как это произошло. Крестьянин Дионисий Пулидо, работая на своем поле, заметил маленькую трещину, из которой пробивалась струйка дыма. Он решил ее засыпать (полагая, что забыл потушить костер). Однако рядом с засыпанной появлялись другие трещины, и из них тоже просачивался дым. Что за наваждение! Одному ему уже не под силу было справиться, н он позвал соседей. Когда казалось, что работа подходит к концу, земля вдруг начала дрожать и ив трещин стали вырываться не струйки, а мощные столбы дыма. Разумеется, всей компании пришлось поспешно уходить. А чуть позднее земля как бы расползалась и раздался взрыв необычайной силы. Затем началось извержение. По прошло и суток, как на месте ровного поля возвышался вулканический конус, а извержение все продолжалось; через неделю конус вырос до 140 м.

Нечто подобное произошло и на Канарских островах (Атлантический океан). 18 ноября 1909 г. здесь возник Вулканический центр Тенериф. В этот день фермер и его сын работали в поле. Вдруг почва под их ногами начала качаться, послышался шум. Спустя немного времени всего в 100 м. от них земля треснула, кусты взлетели на воздух, а затем огромное количество пыли, песка и разных камней смешалось с паром и было поднято на высоту ВО и. Падавший песок был очень горяч. Вскоре появился и раскаленный материал. Но свидетели не стали дожидаться итого и что есть силы пустились наутек. Извержение продолжалось в течение десяти дней.

Столь же, как кажется, неожиданно появляются вулканы в морях и океанах. В качестве примера можно охарактеризовать район Алеутской островной дуги, где часты Водяные извержения. Здесь, в Беринговом море, и 1796 г. вследствие подводного извержения появился Остров-вулкан Иоанна Богослова.

Совсем недавно, в 1963 г., тоже в результате подводного извержения близ южного берега Исландии возник Остров вулкан Сиуртсей с высотой конуса около 200 м., и всего два года рядом с ним (расстояние не превышает и 500 м.)появился новый остров-вулкан. Если мы мысленно будем следовать вглубь Земли, то убедимся, что через каждые 33 м температура повышается на 1°С. Это так называемый геотермический градиент. На глубине нескольких десятков километров температура достигнет такого уровня, при котором горные породы обычно плавятся. Однако с глубиной возрастает, и давление, препятствующее плавлению. С течением времени различные подвижки в земной коре и верхней мантии (разломы, вертикальные передвижения блоков и т. д.) нарушают равновесие и тогда на больших глубинах твердое вещество переходит в расплав, создавая очаг. С помощью газа и пара расплав из этого очага устремляется к поверхности - происходит извержение вулкана. Это одно из предположений о том, как образуется огненно-жидкий расплав. Имеются и другие гипотезы.

Расплав этот называется магмой. Название было предложено еще в прошлом столетии немецким ученым Г. Розспбушем. По-гречески магма означает тесто. Название очень точно отражает состояние вещества, поскольку магма далеко не всегда похожа на тесто. В магме много газов и паров, ее вязкость имеет необычайно широкий диапазон - иногда это жидкая масса, иногда твердо-пластичная. Но, тем не менее, этот термин теперь общепризнан, хотя некоторая условность все же сохраняется.

Магма, поступающая па поверхность при извержении вулканов, далеко не однородна по составу. Главным показателем для определения состава является содержание в ней кремнезема (Si02). Если его не более 45-55%, магма считается основной. Наиболее типичные породы основной магмы - базальты. Если кремнезема содержится 55-55%, магма относится уже к среднему составу. Из такой магмы образуются горные породы, называемые андезитами. Магма, относящаяся к кислому ряду, содержит 65-55% кремнезема. Наиболее типичные породы ее - дацпты и липариты. От состава магмы зависят характер вулканических продуктов, форма вулканических построек, тип извержений вулканов.

Коротко остановимся па том, где же находится "дом" магматического очага. Чтобы уяснить это, необходимо привести схему строения земного шара. Самая верхняя оболочка его - земная кора. Мощность ее в среднем около 50 км. На контппоптах она иногда выше, а в океанических впадинах снижается до нескольких километров. Следующая оболочка - верхняя мантия, мощность которой 900 км. До глубины 2900 км прослеживается нижняя мантия. Далее, от 2900 до 6300 км, т. е. до центра Земли, следует ядро. Иногда для наглядности в качестве модели строения Земли приводят очищенное яйцо. В таком случае самая верхняя пленочка его будет представлять земную кору, белок - мантию, а желток - ядро.

Информацию о строении Земли нам дают сейсмические волны. Свойство этих воли таково, что при переходе из одной среды в другую они меняют скорость, причем эти изменения происходят скачкообразно. На глубине 50-00 км (по выходе за пределы земной коры) скорость прохождения волн увеличивается, указывая нам границу земной коры и верхней мантии. Она называется еще границей Мохоровичича, по имени югославского физика, открывшего ее. Далее, па глубине 2900 км, сейсмические волны попадают в такую среду, где они распространяться не могут; отсюда начинается Ядро Земли. Поскольку ядро не пропускает сейсмические полны, предполагается, что оно находится в жидком состоянии (через жидкость волны не проходят).

Мантия, а точнее верхняя ее часть, и является той областью Земли, где образуются магматические очаги. Как известно, твердое вещество может плавиться лишь па глубине около 40 км, где температура поднимается примерно до 1200°С. Магматические очаги существуют не только в верхней мантии, но и в земной коре, причем вблизи поверхности, всего на глубине нескольких километров. Это так называемые периферические очаги. Данные о существовании близ поверхностных очагов получены сотрудниками Института вулканологии М.И. Зубиным, С.Г. Балестой и другими при изучении Авачинского вулкана. Серьезные исследования в этом направлении проведены Ю.П. Масуренковым. Он располагает многими материалами, которые подтверждают существование очагов под вулканами на небольшой глубине. Существование близ поверхностных очагов подтверждается также исследованиями японских ученых.

Уже давно доказано, что некоторые крупные интрузивные тела образуются вблизи поверхности. Это субвулканические интрузивы, глубина залегания которых измеряется от нескольких сот метров до 1-1 км от поверхности. Такие интрузивы изучены по Северо-Востоку СССР, имеются они и на Камчатке. Существование субвулканических интрузивов еще раз подтверждает предположение вулканологов о наличии магматических очагов на малых глубинах.

Какие же продукты поступают на поверхность Земли при извержении вулканов? В какой-то степени условно их можно разделить на газообразные, жидкие и твердые. Газы, пары воды и некоторых кислот, которыми на определенном этапе насыщена магма, являются тем подъемным рычагом, который перемещает расплавленные вначале ближе к поверхности, а затем и на поверхность. Когда путь к поверхности еще не проложен, расплав, пересыщенный газами и нарами, силой проталкивается и преодолевает препятствие - возникает взрыв. При взрывном (его еще называют эксплозивным) извержении выбрасываются твердые продукты - куски лавы или шлаки, пемза, вулканические бомбы самой разнообразной формы и размеров (от 10 см до 1 м и больше в диаметре). Сюда же относятся необычайно богатые вариациями форм частицы размером от 2 до 20 мм. Много выбрасывается песка (0,5-5 мм) и пепла. Ни песок, ни пепел не отвечают общепринятому понятию о данных продуктах, но эти названия теперь прочно вошли в литературу и под ними понимаются вулканические образования, выброшенные на поверхность взрывом.

При взрывных извержениях более глубинные части расплава обедняются газами и парами. Теперь он уже менее насыщен ими и поэтому относительно спокойно изливается на поверхность в виде лавовых потоков, которые на поверхности передвигаются с большой скоростью - иногда до 30 км/ч.

Таким образом, из одного и того же расплава образуются и твердые, и жидкие продукты. Роль газов и паров при этом очень большая! если расплав пересыщен ими, он поступает на поверхность в дробленом виде, если их сравнительно немного - расплав изливается спокойно.

Следует отметить, что объемы паров и газов чрезвычайно велики. Чтобы представить себе, каковы могут быть их объемы по сравнению с твердыми либо жидкими продуктами, укажем, что из 1 м 3 воды образуется 1670 из пара. Газы и пары - наиболее долгоживущие вулканические явления. Когда активная деятельность вулкана миновала, они еще долго парят из трещин на склонах вулканов, потоков лав либо кратера. Это так называемая Фумарольная стадия вулканической деятельности (fu-tnare - по-итальянски "дымить").

Формы вулканов

Исторически сложилось так, что представление о вулканах связано с их конусовидной формой. И это понятно, так как большинство широко известных вулканов Средиземноморья или Индонезии именно такой формы. Поэтому, главным образом, Средиземноморье (Италия) и явилось источником наших знаний о вулканах. А поскольку из конусовидных вулканов (Везувий, Стромболи, Этна и др.) выбрасывались раскаленные вулканические продукты, либо изливались огненные потоки, такое представление о конусовидных вулканах и закрепилось в памяти людей.

Действительно, конусовидные вулканические горы распространены очень широко. Великолепные вулканические конусы встречаются на Камчатке.

Теперь уже известно происхождение вулканических построек подобного типа. В подавляющем большинстве случаев они образуются чередованием рыхлых, или эксплозивных, продуктов и лавовых потоков, поступающих из жерла вулкана. В результате получается слоистая гора. Склоны его обычно крутые. Разумеется, форма конуса зависит и от состава магмы. Если во время извержения преобладали жидкие, подвижные лавы, склоны конуса могут быть и плоскими.

Такие стратовулканы в ряде случаев достигают большой высоты - 5, а иногда даже 6 км. Однако высота их не беспредельна. Наступает та кой момент, когда магматический расплав не в состоянии преодолеть высоту и достичь центрального кратера. В таком случае он ищет иные пути и находит их на склонах вулканического конуса: происходит извержение из бокового (паразитного) кратера.

При поступлении на поверхность вязкого, кислого расплава, который медленно выжимается, образуются купола с очень крутыми склонами, иногда обрывистыми стенками.

Идеальный вершинный конус имеют вулканы Тятя в Курильской островной гряде, а также Ключевская сопка, Вилючик, Кроноцкий и некоторые другие - на Камчатке. Такие постройки называются вулканами центрального типа.

Случается, что вулканический конус при последующих извержениях частично или полностью взрывается, уничтожается, остается лишь внешняя кромка его. При последующих извержениях на том же месте образуется новый конус. Это уже будет двойной вулкан, или конус в конусе. Называются такие типы вулканов "Сомма-Везувий". Название дано по вулкану, находящемуся в Италии близ Неаполя, где подобное явление отмечено впервые.

Такой же природы и некоторые вулканические хребты Камчатки. Они образуются в том случае, когда центры извержения перемещаются. В итоге создается ряд вулканических конусов, которые впоследствии срастаются, образуя протяженный вулканический хребет.

Конусовидная форма вулканов весьма распространенная, но не единственная. Имеется и другой, линейный тип построек. Это щитовые вулканы. Вулканические продукты (в основном лавы), поступающие па поверхность из центрального канала, небольшой вязкости, поэтому обладают большой подвижностью и покрывают огромные площади. При застывании лавы образуют плоские пластообразные тела. Но извержение повторяется многократно и в конечном счете получается мощный щит, или щитовой вулкан. Для него характерны весьма пологие склоны, не превышающие 10-02°, а у подножия и того меньше - всего несколько градусов.

Обычно в качестве наглядного примера указывается па ныне действующие щитовые вулканы Гавайских островов, в частности вулкан Мауна-Лоа. Это самый крупный вулкан нашей планеты. Высота только его надводной части 4170 м, а общая высота вулкана превышает 9000 и. Шитовые вулканы значительно распространены также в Исландии, хотя там они не столь велики.

Выделяется еще один тип вулканических построек - плат о. Образуются они, как и некоторые вулканы, в результате трещинных излияний и нередко занимают огромные площади. Наиболее известны базальтовые плато. В нашей стране они широко распространены в Сибири. В Индии известно знаменитое плато Деккана площадью около 650 тыс. км 2, а в США - плато Колумбии, занимающее площадь свыше 500 тыс. км 2. Имеются базальтовые плато в Исландии и во многих других местах. Но не всегда плато построены базальтами. Некоторые из них сложены крайне кислыми породами - риолитами (предельно кислая разновидность известково-натриевых пород). Риолитовые плато известны в Новой Зеландии, Индонезии, США и в других местах.

Нам часто придется пользоваться термином лавовый поток. Лавовый поток играет важную, иногда главенствующую роль в образовании вулканов. Изливаются лавы из главного или побочного кратера и следуют вниз по склону. В зависимости от рельефа местности и температуры расплава они продолжают движение за пределами подножий вулканов. Как показывают наблюдения вулканологов Камчатки, андезито-базальтовые лавы, изливающиеся из побочных кратеров Ключевского вулкана, имеют температуру 1100-0200°. Поверхность потока быстро остывает, а нижние части его остаются горячими в течение 2-2 лет.

Потоки бывают разными. Различают потоки гавайской глыбовой лавы, поверхность которой состоит из полу спекшихся обломков и мелких глыб; последние имеют неровный излом и морщинистые ограничения. Тип санторинской глыбовой лавы несколько иной. Поверхность ее образована из свободного навала крупных глыб с ровной и гладкой поверхностью. В отдельных случаях базальтовые потоки имеют ровную, словно речная гладь, поверхность и передвигаются с огромной скоростью - 15-50 км/ч.

В поперечном разрезе лавового потока различаются три слоя: верхний слой - глыбовый; при движении потока эти глыбы сваливаются по направлению движения, образуя его основание; середина потока монолитная.

При извержении вулканов нередко образуются грязевые потоки, не имеющие никакого отношения к лавовым потокам. Возникают они в результате того, что на большую площадь, покрытую снегом, выпадает раскаленный мелкодробленый вулканический материал. Происходит бурное таяние снега, и образуются мощные грязевые потоки (их еще называют лахарами).

Наблюдаются и другие формы вулканических построек. Некоторые из них, свойственные вулканическому поясу Камчатки, будут рассмотрены на конкретных примерах.

Извержение вулканов и их виды

Извержение вулкана - процесс выброса вулканом на земную поверхность раскалённых обломков, пепла, излияние магмы, которая, излившись на поверхность, становится лавой. Извержение вулкана может иметь временной период от нескольких часов до многих лет.

Извержения вулканов относятся к геологическим стихийным бедствиям, которые могут привести к чрезвычайным ситуациям. В некоторых случаях может даже являться самым опасным стихийным бедствием.

Уже давно замечено, что извержения вулканов происходят по-разному, каждому присущи свои особенности, свой "почерк". Когда было накоплено много данных по извержениям, естественно возникла необходимость привести их в порядок. Первая классификация типов извержений была предложена еще в 1907 г. итальянским ученым Дж. Меркалли. Позднее (1914 г.) она была дополнена А. Лакруа и Г. Вольфом.

Каждый тип извержений назван по имени того вулкана, которым он наиболее ярко проявился или впервые был замечен. Поскольку на протяжении длительного времени внимание ученых было сосредоточено на изучении вулканов средиземноморской вулканической провинции; многие типы извержений, естественно, названы по имени этих вулканов. -р 1/Гавайский тип. На главном острове Гавайи находится крупнейший вулкан Земли - Мауна-Лоа. Характерная особенность его состоит в том, что базальтовые расплавы здесь изливаются относительно спокойно, без взрывов; расплав слабо насыщен газами и имеет небольшую вязкость, хотя иногда и возникают необыкновенно эффектные лавовые фонтаны. В результате такого извержения вулкан имеет очень пологие склоны, на которых расположено несколько кратеров. Самый большой из них - Келауэа. В силу этого гавайский тип извержений называют еще по имени этого кратера - тип Келауэа. Везувианский тип. Назван по имени знаменитого вулкана Везувия, расположенного в Италии близ Неаполя. Известен своим катастрофическим извержением, разразившимся в 79 г. н. э., которое красочно описано древнеримским ученым Плипием Младшим. Тогда под толщей вулканического пепла и грязевых потоков были погребены три города - Геркуланум, Помпея, Стабия. Для этого типа характерны сильные взрывные извержения вследствие периодической закупорки жерла вулкана, а также последующее излияние лавовых потоков.

Тип Стромболи. Расплав этого вулкана имеет основной состав и в то же время обладает некоторой вязкостью. Поэтому излияние лавовых потоков чередуется со взрывами, при которых выбрасываются бомбы и базальтовый шлак. Стромболи - вулкан Липарских островов - примечателен тем, что постоянно действует, являясь своеобразным маяком Средиземного моря. Тип Санторин.

Вулкан Мон-Пеле получил широкую, но печальную известность после катастрофического извержения, 8 мая 1902 г. При извержении вулкана раскаленной палящей тучей, которая двигалась со скоростью 500 км/ч, был полностью уничтожен г. Сен-Пьер. По иронии судьбы ИЗ 30-тысячного населения города в живых осталось только два человека: один из них - заключенный - находился в одиночной подвальной камере и отделался лишь сильными ожогами; другой во время взрыва находился в доме, защищенном от вулкана обрывистой скалой. Люди погибали не столько от ожогов, сколько от удушья, Вдыхая раскаленные частицы пепла. Находящиеся в бухте 15 парусных шхун были перевернуты взрывной волной и затонули, а все члены экипажей погибли. Сильные повреждения получили и два судна, многие члены экипажей и пассажиры которых также погибли. Но этим дело не кончилось. Взрывы повторялись еще дважды - 20 мая и 30 августа того же года. При последнем погибли около 5 тыс. чел.

Когда эта внезапная и страшная разрядка кончилась, в кратере стал заметно расти купол - каменный обелиск, что весьма характерно для вулкана Мон-Пеле. Подымался он из кратера очень эффектно - раскаленный монолит как бы просвечивался насквозь. За короткий Промежуток времени он достиг- 400-метровой высоты, но затем, при последующих извержениях) разрушился.

Рост куполов после извержения наблюдается и в некоторых вулканах Камчатки. вулкан геологический извержение

Тип Вулкано. Вулкан Вулкано, находящийся на Липарских островах, также весьма знаменит - ведь отсюда происходит и сам термин "вулкан". Для него характерно извержение относительно кислых вулканических продуктов (андезито-дацитового состава). Вследствие большой вязкости расплава происходит закупорка жерла вулкана; скопившиеся пары и газы взрывают эту пробку, выбрасывая на большую высоту пепел и другие лавовые частицы разнообразных форм и размеров.

Тип Этна. На значительном удалении от Вулкано, на о. Сицилия, находится весьма активно действующий вулкан Этна. Он извергает вулканические продукты преимущественно среднего (андезитового) состава. Наблюдается чередование взрывов с относительно спокойным излиянием лав. Но самая характерная черта вулкана - появление на его склонах огромного количества (около 200) паразитных кратеров. Из них главным образом и извергаются раскаленные лавы. Объясняется это тем, что расплав не может пробиться к вершинному кратеру вулкана, ибо подводящий канал - жерло - закупорен предыдущими порциями. Поэтому расплав устремляется туда, где ему легче пробиться. Такими местами в данном случае являются склоны вулкана, ослабленные многочисленными трещинами. Эти трещины по отношению к жерлу вулкана нередко имеют радиальные направления.

Катмайский тип. Для данного типа извержений также характерны грандиозные взрывы направленного действия, когда раскаленные тучи мелкодробленого вулканического материала покрывают громадные пространства. Вулкан Катмай, расположенный на Аляске (восточная часть Алеутской вулканической дуги), стал знаменит после катастрофического извержения, которое началось 6 июня 1912 г. В результате под мощным слоем раскаленного песка и пепла были погребены и глубокие речные долины, и лесистые холмы. На большой площади, покрытой этими вулканическими продуктами, до сих пор дымится бесчисленное количество фумарол, поэтому данная местность получила название "Долины десяти тысяч дымов". Как увидим ниже, "тысячи дымов" свойственны и некоторым вулканам Камчатки.

К этим типам извержений можно прибавить еще - тип Безымянный. Но о нем будет рассказано при описании извержения этого вулкана.

Приведенные типы извержений вулканов не исчерпывают их многообразия. Здесь перечислены только те, которые в той или иной мере присущи действующим вулканам Камчатки. Следует лишь отметить, что каждый вулкан проходит несколько стадий в своем развитии; соответственно этому разными могут быть и типы извержений, которые зависят от состава магмы и, естественно, вязкости ее.

Типы вулканических извержений

Типы вулканических извержений, как правило, называются в честь известных вулканов, на которых наблюдается характерное извержение. Извержения некоторых вулканов могут иметь только один тип в течение определённого периода активности, в то время как другие могут демонстрировать целую последовательность типов извержений. Существуют различные классификации, среди которых выделяются общие для всех типы.

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 плоские щитовые 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 рифовой зоне).

· Тип извержения вулкана Фурнез на острове Реюньон очень близок к гавайскому.

· Близкое к гавайскому - Большое трещинное Толбачинское извержение.

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.

Плинианский тип

Плинианский тип (вулканический, везувианский) извержений получил своё название по имени римского учёного Плиния Старшего, погибшего при извержении Везувия в 79 году н. э., уничтожившего три крупных римских города Геркуланум, Стабии и Помпеи.

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.

К этому типу извержений относится и грандиозный взрыв вулкана Кракатау в Зондском проливе между островами Суматра и Ява. Звук от извержения был слышен за 5014 км, а столб вулканического пепла достиг почти 100 километровой высоты. Образовались огромные волны - цунами, высотой от 25 до 40 метров, от которых в прибрежных районах погибло 40 000 человек. На месте островов Кракатау образовалась гигантская кальдера.

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 острове 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.

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 Гвадалуппа.

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.

Извержение пепловых потоков

Извержения пепловых потоков были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в настоящем не наблюдались человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины. На поверхность поступает магматический расплав, который, вскипая, разрывается и раскалённые лапилли пемзы, обломки вулканического стекла, минералов, окружённые раскалённой газовой оболочкой, с огромной скоростью движутся под уклон. Возможным примером подобных извержений может стать извержение 1912 года в районе вулкана Катмай на Аляске, когда из многочисленных трещин, излился пепловый поток, распространившийся примерно на 25 км, вниз по долине, имея мощность около 30 м. Долина получила название "Десяти тысяч дымов" из-за большого количества пара, выделявшегося долгое время из центральной части потока. Объём пепловых потоков может достигать десятков и сотен кубических километров, что говорит о быстром опорожнении очагов с расплавом кислого состава.

Гидроэксплозивные извержения

Гидроэксплозивные извержения происходят в мелководных условиях океанов и морей. Их отличает образование большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

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.

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).

Последствия при извержении вулканов

Наиболее опасными явлениями для человека и окружающей среды при извержении вулканов являются образующиеся при этом продукты извержений вулканов. Вулканы могут извергать:

· лавовые потоки;

· вулканические грязевые потоки;

· твёрдые вулканические продукты;

· палящую вулканическую тучу;

· вулканические газы.

Жидкие вулканические продукты - это, прежде всего сама магма, изливающаяся в виде лавы. (Лава - это изливающаяся при извержении вулкана магма, которая потеряла часть содержащихся в ней газов и водяных паров.)

Форма, размеры, особенности лавовых потоков зависят от характера магмы.

Шире всего распространены потоки базальтовых лав. Первоначально нагретые до 1000--1200 °С, базальтовые лавы сохраняют текучесть, остывая до температуры 700 °С. Скорость движения базальтовых лав составляет до 40--50 км/ч. Выходя на ровное место, они растекаются на обширные площади.

При извержении вулканов могут возникнуть вулканические грязевые потоки, которые представляют большую опасность для человека и окружающей среды. В Колумбийских Андах на севере Южной Америки в 150 км к северо-западу от столицы Колумбии Боготы расположен вулкан Арекас. Последний раз он извергался в 1595 г. и считался дремлющим. 13 ноября 1985 г. вулкан внезапно проснулся. Начавшиеся взрывы при его извержении вызвали быстрое таяние снегов и льда в кратере вулкана. Огромные массы воды, грязи, камней и льда ринулись в долину реки Лагунилья, сметая всё на своём пути.

Примерно в 40 км от вулкана, в долине реки, находился городок Армеро с населением 21 тыс. человек, а в окрестных деревнях проживало ещё 25 тыс. человек. 13 ноября в 23 ч поток грязи накрыл город 5--6-метровым слоем, и 20 тыс. человек почти мгновенно погибли в бушующем месиве грязи. Сумели спастись только те, кто, услышав приближающийся грохот, выскочили из домов и добежали до ближайших холмов.

Погиб не только город Армеро, но и целый ряд деревень, были уничтожены кофейные плантации, тысячи людей были ранены, пострадали нефтепроводы и дороги. При извержении вулканов твёрдые вулканические продукты выбрасываются в окружающую среду из жерла вулкана при мощных взрывных извержениях. Наиболее распространёнными твёрдыми вулканическими продуктами являются вулканические бомбы.

Вулканические бомбы - это обломки породы длиной более 7 см.

При выбросе из жерла вулкана они ещё находятся в расплавленном состоянии, но, пролетев сотни метров, остывают в воздухе и падают на землю уже сильно отвердевшими. Иногда выбрасываются и крупные глыбы - длиной более 1 м. Вулканические обломки меньше 7 см называют лапилли ("шарик", "маленький камень").

Вулканические частицы размером менее 2 мм называются пеплом. Этот пепел не продукт сгорания. Он похож на скопление пыли. Это осколки вулканического стекла, которые представляют собой мгновенно застывшие тоненькие перегородки расширяющихся газовых пузырьков, выделившихся из магмы при взрывном извержении. Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на землю в виде стекловидного пепла.

Мощные извержения вулканов выбрасывают мелкий пепел в верхние слои атмосферы, где он может находиться очень долго.

При извержении вулканов из скопления раскалённого пепла и газов может образоваться палящая туча, представляющая смертельную угрозу для людей и окружающей среды.

Извержения вулканов очень опасны для человека. Главное, чтобы жилье находилось на достаточно удаленном расстоянии, вне досягаемости потоков лавы.

Заключение

Извержение вулкана - активная деятельность вулкана, опасная для любых форм жизни, выбрасывание на земную поверхность раскаленных обломков, пепла, излияние лавы. Извержение вулкана может продолжаться от нескольких часов до многих лет. При взрывных извержениях выбрасывается большое количество обломочного материала: вулканических бомб (размером от горошины до 2-3 метров), пепла. В результате, выброс пепла на большую высоту в атмосферу сказывается на погоде Земли в течение долгого времени. При некоторых извержениях вязкая магма застывает в жерле вулкана, не излившись.

Вулкан выбрасывает газы, жидкие и твердые вещества с высокой температурой. Это часто становится причиной разрушения строений и гибели людей. Лава и другие раскаленные извергаемые вещества стекают по склонам горы и выжигают все, что встречают на своем пути, принося неисчислимые жертвы и поражающие воображение материальные убытки. Единственной защитой от вулканов является всеобщая эвакуация, поэтому население должно обязательно быть знакомо с планом эвакуации и беспрекословно подчиняться властям в случае необходимости.

В настоящее время насчитывается более 20 действующих вулканов по всему миру. Вопрос в том, какое воздействие они оказывают на климат?

Наша планета обладает хрупкой и в то же время сложной экосистемой. Извергая лаву, вулканы выпускают в атмосферу большое число токсичного газа, плотного и содержащего серу и двуокись углерода. Во время крупного извержения вулкана облако газа, попадая в атмосферу, очень быстро распространяется по всему земному шару и блокирует часть солнечных лучей. Таким образом, низкая часть атмосферы и поверхности планеты охлаждается: этот феномен известен как "вулканическая зима". Последнее события такого рода произошло в 1991 году на Филиппинах, при извержении стратовулкана Пинатубо, вызвавшего снижение температуры по всему миру на 0,6?С.

При нынешних извержениях газ не поднимается на достаточно большую высоту, чтобы вызвать вулканическую зиму. Ученые очень долго думали, что только крупные извержения могут влиять на глобальный термостат.

Небольшие извержения вулкана также оказывают значительные последствия на актуальные климатические проблемы: они способствуют охлаждению поверхности Земли. Но атмосфера и без того уже насыщена углеродом и другими загрязняющими веществами человеческой жизнедеятельности. Во время извержения происходит повышение температуры. Климатическое нагревание не спасет даже вулканическое извержение.

Изменяя океанические течения, крупные извержения тропических вулканов могут оказывать влияние на климат в течение нескольких лет. Попадание вулканических пород в океаны и моря могут вызвать цунами.

Несмотря на опасность вулканов, которые приводят к гибели тысячи людей, не стоит забывать, что они также благотворны для человечества. Люди продолжают жить недалеко от вулканов, где земля богата кальцием, калием и алюминием, благоприятных для хорошего урожая.

Список использованных источников

1. Апродов В.А. Вулканы. М.: Мысль, 1982.

2. Апродов В.А. Дыхание Земли: вулканы и землетрясения. М.: Географгиз, 1963.

3. Влодавец В.И. Вулканы Земли. М.: Наука, 1973.

4. Короновский Н.В. Общая геология. Издательство Московского университета, 2002.

5. Левинсон-Лессинг Ф.Ю. Вулканы или огнедышащие горы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890--1907.

6. Якушова А.Ф., Хаин В.E., Славин В.И. Общая геология. Под редакцией В.Е. Хаина. стр. 140. Классификация вулканических извержений. - M.: Изд-во МГУ, 1988. - 448 c.

7. С.А. Федотов. Магматические питающие системы и механизм извержений вулканов.-М.: Наука, 2006.

8. Гущенко И.И. Извержения вулканов мира: Каталог. - М.: Наука, 1979. - 475 с.

9. Вулканы и извержения: Сб. статей / Отв. ред. Г.С. Горшков. - М.: Наука, 1969. - 191 с.

Размещено на Allbest.ru