Фізика вулканів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

«Фізика вулканів»



Вступ

вулкан виверження стекло

Вулканами називаються конусоподібні або куполоподібні вивищення над каналами, трубками вибуху і тріщинами в земній корі, по яких викидаються з надр газоподібні продукти, лава, попіл, уламки гірських порід.

Прояви вулканізму являють собою один з найбільш характерних і важливих геологічних процесів, що мають величезне значення в історії розвитку і формування земної кори.

Жодна область на Землі - будь то континент або океанічна западина, складчаста область або платформа - не сформувалася без участі вулканізму.

Мантія - це частина Землі, розташована під корою. Вона складається з розплавлених гарячих гірських порід, які називають магмою. Якщо в корі виникають тріщини або занадто тонкі місця, то магма проривається назовні - так і утворюються вулкани. Дослідивши породи, що виникли при застигання лави вулкана Лас-Канадас, вчені виявили, що безпосередньо перед виверженням в його магматичної вогнищі містилися бульбашки, що складалися з кристалічних зерен.



1. Земля, створення вулканів, як та від чого?

Наша планета Земля нагадує яйце: зверху тонка тверда шкаралупа - земна кора, під нею знаходиться в'язкий шар гарячої мантії, а в центрі - тверде ядро. Земну кору називають літосферою, що в перекладі з грецького означає «кам'яна оболонка». Товщина літосфери в середньому близько 1% радіуса земної кулі. На суші вона становить 70-80 кілометрів, а в глибині океанів може бути всього 20 кілометрів.

Температура мантії - тисячі градусів. Ближче до ядра температура мантії більше, ближче до кори - менше. Через різницю температур відбувається перемішування речовини мантії: гарячі маси піднімаються вгору, а холодні - опускаються (так само, як закипає вода в каструлі або чайнику, але тільки відбувається це в тисячі разів повільніше). Мантія, хоч і розігріта до величезних температур, але через колосального тиску в центрі Землі вона не рідка, а в'язка, як дуже густа смола. Літосфера як би плаває у в'язкій мантії, трохи занурившись у неї під своєю вагою.

Досягаючи підошви літосфери, остигає маса мантії якийсь час рухається горизонтально вздовж твердої кам'яної «шкаралупи», але потім, охолонувши, вона знову опускається в напрямку центра Землі. Поки мантія рухається вздовж літосфери, разом з нею мимоволі рухаються і шматки земної кори (літосферні плити), при цьому окремі частини кам'яної мозаїки стикаються й наповзають один на одного.

Частина плити, яка опинилася знизу (на яку наповзла інша плита), поступово занурюється в мантію і починає плавитися. Так утворюється магма - густа маса розплавлених порід з газами і парами води. Магма легше, ніж навколишні породи, тому вона повільно піднімається до поверхні і накопичується у так званих магматичних вогнищах. Вони розташовуються найчастіше вздовж лінії зіткнення плит.

Магма більш рідка, ніж мантія, але все ж досить густа. У перекладі з грецької «магма» означає «густа паста» або «тісто».

Поведінка розжареної магми в магматичної вогнищі і правда нагадує дріжджове тісто: магма збільшується в об'ємі, займає весь вільний простір і піднімається з глибин Землі по тріщинах, намагаючись вирватися на волю. Як тісто піднімає кришку каструлі і витікає через край, так і магма прориває земну кору в найслабкіших місцях і виривається на поверхню. Це і є виверження вулкана.

Вулкани, окремі височини над каналами й тріщинами земної кори, якими із глибинних магматичних вогнищ виводяться на поверхню продукти виверження. Вулкани зазвичай мають форму конуса з вершинним кратером (глибиною від декількох до сотень метрів і діаметром до 1,5 км). Під час вивержень іноді відбувається обвалення вулканічної споруди з утворенням кальдери - великої западини діаметром до 16 км і глибиною до 1000 м. При підйомі магми зовнішній тиск слабшає, пов'язані з нею гази й рідкі продукти вириваються на поверхню і відбувається виверження вулкана. Якщо на поверхню виносяться древні гірські породи, а не магма, і серед газів переважає водяна пара, що утворилася при нагріванні підземних вод, то таке виверження називають фреатіческое.

Виверження вулкана відбувається через дегазації магми, тобто виходу газів з неї. Процес дегазації відомий кожному: якщо обережно відкрити пляшку з газованим напоєм (лимонадом, кока-колою, квасом або шампанським), лунає бавовна, і з пляшки з'являється димок, а іноді і піна - це з напою виходить газ (тобто відбувається його дегазація). Якщо пляшку з шампанським перед відкриванням потрясти або нагріти, то з неї вирветься потужний струмінь, і утримати цей процес неможливо. А якщо пляшка щільно, то ця струмінь може сама вибити пробку з пляшки.

Магма в магматичної вогнищі знаходиться під тиском, так само як і газовані напої в закритій пляшці. У тому місці, де земна кора опинилася «нещільно закрита», магма може вирватися з надр Землі, вибити «пробку» вулкана, і чим міцніше була «пробка», тим сильніше буде виверження вулкана. Піднімаючись вгору, магма втрачає гази і пари води і перетворюється в лаву - магму, газами.

На відміну від шипучих напоїв, гази, які виділяються при виверженні вулкана, - горючі, тому вони спалахують і вибухають в жерлі вулкана. Сила вибуху вулкана буває настільки потужною, що на місці гори після виверження залишається величезна «воронка» (кальдера), і якщо виверження триває, то прямо в цій западині починає рости новий вулкан.

Однак буває, що магмі вдається знайти легкий вихід на поверхню Землі, тоді лава випливає з вулканів взагалі без вибухів. Так кипляча каша, булькаючи, переливається через край каструлі. За таким типом вивергаються, наприклад, вулкани на Гавайських островах. У магми не завжди вистачає сил вийти на поверхню, і тоді вона повільно застигає на глибині. У цьому випадку вулкан взагалі не утворюється.

2. Як же все-таки працює вулкан?

Коли відкривається «клапан» в Землі (вибивається пробка вулкана), тиск в верхній частині магматичного вогнища різко знижується. Внизу ж, де тиск поки ще велика, розчинені гази все ще входять до складу магми. У жерлі вулкана з магми вже починають виділятися бульбашки газів: чим вище, тим їх стає більше; ці легкі «повітряні кульки» піднімаються вгору і захоплюють за собою в'язку магму. Близько поверхні вже утворюється суцільна піниста маса (застигла вулканічна кам'яна піна навіть легше води - це відома всім пемза). Дегазація магми завершується на поверхні, де, вирвавшись на волю, вона перетворюється на лаву, попіл, гарячі гази, пари води і уламки гірських порід.

Після бурхливого процесу дегазації тиск в магматичної вогнищі знижується, і виверження вулкана припиняється. Жерло вулкана закривається застиглою лавою, але іноді не дуже міцно: в магматичної вогнищі залишається досить спека, тому на поверхню через тріщини можуть вириватися вулканічні гази (фумароли) або струменя киплячої води (гейзери). У цьому випадку вулкан все ще вважається чинним. У будь-який момент в магматичної камері може накопичитися велика кількість магми, і тоді процес виверження почнеться знову.

Відомі випадки, коли вивергалися вулкани, що мовчали і 300, і 500, і 800 років. Вулкани, які хоча б раз вивергалися на пам'яті людини (і можуть заробити знову), називаються сплячими.

Згаслі (або стародавні) вулкани - це ті, які працювали в далекому геологічному минулому. Наприклад, столиця Шотландії місто Единбург стоїть на стародавньому вулкані, який вивергався більше 300 мільйонів років тому (тоді ще і динозаврів-то не було). [4]

До чинним відносяться вулкани, вивергався в історичний час або виявляли інші ознаки активності (викидання газів і пари і інш.). Деякі вчені вважають діючими ті вулкани, про які достеменно відомо, що вони вивергалися протягом останніх 10 тис. років. Наприклад, до діючих слід було відносити вулкан Ареналь у Коста-Ріці, оскільки при археологічних розкопках стоянки первісної людини в цьому районі був виявлений вулканічний попіл, хоча вперше на пам'яті людей його виверження відбулося в 1968, а до цього жодних ознак активності не виявлялося.

Вулкани відомі не тільки на Землі. На знімках, зроблених з космічних апаратів, виявлені величезні древні кратери на Марсі й безліч діючих вулканів на Іо, супутнику Юпітера.

Діючі вулкани землі

Чинним вважається вулкан, вивергався в історичний час. Всього відомо приблизно 2500 вивержень 500 таких вулканів. На карті відзначені деякі найбільш відомі, а також згадані в тексті вулкани. [3]

Основні типи вулканів

Екструзівний (Рисунок 4) (лавовий) купол (ліворуч) має округлу в плані форму і круті схили, прорізані глибокими борознами. У жерлі вулкана може утворитися пробка застиглої лави, яка перешкоджає виділенню газів, що згодом призводить до вибуху і руйнування куполу. Крутосхилих пірокластичний конус (праворуч) складний чередующимися прошарками попелу і шлаків.

Щитові вулкани (ліворуч) з великим кратером (кальдеро), і тонким покривом застиглої лави на поверхні. Виливу лави можуть відбуватися з кратера на вершині або через тріщини на схилах. Усередині кальдери, а також на схилах щитового вулкана зустрічаються воронки обвалення.

Конус стратовулкан (праворуч) складається з чергуються шарів лави, попелу, шлаків і більш великих уламків. На схилі вулкана показаний шлаковий конус. [3]

3. Вулканічні продукти

Лава - це магма, що виливається на земну поверхню при виверженнях, а потім затвердевающая. Зіслання лави може відбуватися з основного вершинного кратера, бічного кратера на схилі вулкана або з тріщин, зв'язаних з вулканічним вогнищем. Вона стікає вниз по схилу у вигляді лавового потоку. У деяких випадках відбувається виливання лави в рифтових зонах величезної довжини. Наприклад, в Ісландії в 1783 в межах ланцюга кратерів Лакі, що витягнувся уздовж тектонічного розлому на відстань бл. 20 км, відбулося вилив ~ 12, 5 км³ лави, розподілені на площі ~ 570 км².

Склад лави. Тверді породи, що утворюються при остиганні лави, містять в основному діоксид кремнію, оксиди алюмінію, заліза, магнію, кальцію, натрію, калію, титану і воду. Зазвичай в лавах вміст кожного з цих компонентів перевищує один відсоток, а багато інших елементів присутні в меншій кількості.



СЕРЕДНІЙ ХІМІЧНИЙ СКЛАД ДЕЯКИХ ЛАВ (У вагових відсотках)
Оксиди	Нефелін-вий ба-Зальтена	Базальт	Андезіт	Дацит	Фонолит	Трахит	Ріоліт
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

Існує безліч типів вулканічних порід, що розрізняються за хімічним складом. Найчастіше зустрічаються чотири типи, приналежність до яких встановлюється за змістом в породі діоксиду кремнію: базальт - 48 - 53%, андезит - 54 - 62%, дацит - 63 - 70%, ріоліт - 70 - 76% (див. таблицю). Породи, у яких кількість діоксиду кремнію менше, у великій кількості містять магній і залізо. При охолодженні лави значна частина розплаву утворює вулканічне скло, в масі якого зустрічаються окремі мікроскопічні кристали. Виняток становлять т.зв. фенокрісталли великі кристали, що утворилися в магмі ще в надрах Землі і винесені на поверхню потоком рідкої лави. Найчастіше фенокрісталли представлені польового шпату, олівінів, піроксенів і кварцом. Породи, що містять фенокрісталли, зазвичай називають порфірити. Колір вулканічного скла залежить від кількості присутнього в ньому заліза: чим більше заліза, тим воно темніше. Таким чином, навіть без хімічних аналізів можна здогадатися, що светлоокрашенная порода - це ріоліт або дацит, темноокрашенная базальт, сірого кольору андезит. За помітним в породі мінералів визначають її тип. Так, наприклад, олівін - мінерал, що містить залізо і магній, характерний для базальтів, кварц для ріолітов.

У міру підняття магми до поверхні виділяються гази утворюють крихітні бульбашки діаметром частіше до 1,5 мм, рідше до 2,5 см. Вони зберігаються в застиглій породі. Так утворюються пухирчасті лави. Залежно від хімічного складу лави розрізняються по в'язкості, або плинності. При високому вмісті діоксиду кремнію (кремнезему) лава характеризується високою в'язкістю. В'язкість магми і лави в великій мірі визначає характер виверження і тип вулканічних продуктів. Рідкі базальтові лави з низьким вмістом кремнезему утворюють протяжні лавові потоки завдовжки понад 100 км (наприклад, відомо, що один з лавових потоків в Ісландії простягнувся на 145 км). Потужність лавових потоків звичайно становить від 3 до 15 м. Більш рідкі лави утворюють більш тонкі потоки. На Гаваях звичайні потоки товщиною 3 - 5 м. Коли на поверхні базальтового потоку починається затвердіння, його внутрішня частина може залишатися в рідкому стані, продовжуючи текти і залишаючи за собою витягнуту порожнину, або лавовий тунель. Наприклад, на о. Лансарот (Канарські о-ви) крупний лавовий тунель простежується протягом 5 км. Поверхню лавового потоку буває рівною і хвилястою (на Гаваях така лава називається пахоехое) або нерівною (аа-лава). Гаряча лава, що володіє високою плинністю, може просуватися зі швидкістю більше 35 км / год, однак частіше її швидкість не перевищує декількох метрів на годину. В повільно рухомому потоці шматки застиглої верхньої кірки можуть відвалюватися і перекриватися лавою; в результаті в придонному частини формується зона, збагачена уламками. При застиганні лави іноді утворюються стовпчасті окремо (багатогранні вертикальні колони діаметром від декількох сантиметрів до 3 м) або тріщинуватість, перпендикулярна охолоджуючої поверхні. При злитті лави в кратер або кальдеру формується лавове озеро, яке з часом охолоджується. Наприклад, таке озеро утворилося в одному з кратерів вулкану Кілауеа на о під час вивержень 1967-1968, коли лава надходила в цей кратер зі швидкістю 1,1 - 106 м³ / ч (частково лава згодом повернулася в жерло вулкана). У сусідніх кратерах за 6 місяців товщина кірки застиглої лави на лавових озерах досягла 6,4 м.

Куполи, Маар і туфові кільця. Дуже в'язка лава (найчастіше дацітового складу) при виверженнях через основний кратер або бічні тріщини утворює не потоки, а купол діаметром до 1,5 км і висотою до 600 м. Наприклад, такий купол сформувався в кратері вулкана Сент-Хеленс (США) після виключно сильного виверження в травні 1980. Тиск під куполом може зростати, а через кілька тижнів, місяців або років він може бути знищений при наступному виверженні. В окремих частинах купола магма піднімається вище, ніж в інших, і в результаті над його поверхнею виступають вулканічні обеліски - брили або шпилі застиглої лави, часто висотою в десятки і сотні метрів. Після катастрофічного виверження в 1902 р. вулкана Монтань-Пеле на о Мартиніка в кратері утворився лавовий шпиль, який за добу виростав на 9 м і в результаті досяг висоти 250 м, а через рік обрушився. На вулкані Вусу на о. Хоккайдо (Японія) в 1942 в протягом перших трьох місяців після виверження лавовий купол Сева-Синдзан виріс на 200 м. доданків його в'язка лава пробилася крізь товщу утворилися раніше опадів.

Маар - вулканічний кратер, утворений при вибуховому виверженні (найчастіше при підвищеній вологості порід) без виливу лави. Кільцевої вал з уламкових порід, викинутих вибухом, при цьому не формується, на відміну від туфових кілець, також кратерів вибухів, які зазвичай оточені кільцями уламкових продуктів.

Уламковий матеріал

що викидається в повітря під час виверження, називають тефрой, або пірокластичні уламками. Так само називаються і сформовані ними відкладення. Уламки пірокластичні порід бувають різного розміру. Найбільш великі з них - вулканічні брили. Якщо продукти в момент викиду настільки рідкі, що застигають і набувають форму ще в повітрі, то утворюються т.н. вулканічні бомби. Матеріал розміром менше 0,4 см відносять до попелу, а уламки розміром від горошини до волоського горіха до лапіллі. Затверділі відклади, що складаються з лапіллей, називаються лапілліевим туфом. Виділяються декілька видів тефри, що розрізняються за кольором і пористості. Светлоокрашенная, пориста, не тоне в воді тефра називається пемзою. Темна пухирчаста тефра, що складається з отдельностей лапілліевой розмірності, називається вулканічним шлаком. Шматочки рідкої лави, недовго знаходяться в повітрі і не успішні повністю затвердіти, утворюють бризки, часто складають невеликі конуси розбризкування поблизу місць виходу лавових потоків. Якщо ці бризки спікаються, що формуються пірокластичні відкладення називають агглютіната.

Зважена в повітрі суміш дуже дрібного пірокластичні матеріалу і нагрітого газу, викинута при виверженні з кратера або тріщин і рухома над поверхнею грунту зі швидкістю ~ 100 км / год, утворює Попільні потоки. Вони поширюються на багато кілометрів, іноді долаючи водні простори й височини. Ці утворення відомі також під назвою пекучих хмар; вони настільки розпечені, що світяться вночі. У Попільні потоках можуть бути присутніми також великі уламки, у т.ч. і шматки породи, вирвані зі стінок жерла вулкана. Найчастіше пекучі хмари утворюються при обваленні стовпа попелу й газів, що викидаються вертикально з жерла. Під дією сили тяжіння, яка протидіє тискові вивергає газів, крайові частини стовпа починають осідати й спускатися по схилу вулкана у вигляді розпеченої лавини. У деяких випадках пекучі хмари виникають на периферії вулканічного купола або в підставі вулканічного обеліска. Можливий також їх викидання з кільцевих тріщин навколо кальдери. Відкладення Попільні потоків утворюють вулканічну породу ігнімбрит. Ці потоки транспортують як дрібні, так і великі фрагменти пемзи. Якщо ігнімбріти відкладаються досить потужним шаром, внутрішні горизонти можуть мати настільки високу температуру, що уламки пемзи плавляться, утворюючи спечений ігнімбрит, або спечений туф. У міру остигання породи у її внутрішніх частинах може утворитися стовпчаста окремість, причому менш чіткої форми і більша, ніж аналогічні структури в лавових потоках.

Невеликі пагорби, що складаються з попелу й брил різної величини, утворюються в результаті спрямованого вулканічного вибуху (як, наприклад, при виверженнях вулканів Сент-Хеленс у 1980 і Безіменного на Камчатці в 1965).

Спрямовані вулканічні вибухи являють собою досить рідкісне явище. Створені ними відкладення легко сплутати з відкладеннями уламкових порід, з якими вони часто сусідять. Наприклад, при виверженні вулкана Сент-Хеленс безпосередньо перед спрямованим вибухом відбулося сходження лавини щебеню.

Підводні вулканічні виверження. Якщо над вулканічним вогнищем розташована водойма, при виверженні пірокластичний матеріал насичується водою і розноситься навколо вогнища. Відкладення такого типу, уперше описані на Філіппінах, сформувалися в результаті виверження в 1968 р. вулкана Тааль, що знаходиться на дні озера; вони часто представлені тонкими хвилястими шарами пемзи.

Сіли. З виверженнями вулканів можуть бути пов'язані селі, або грязекаменние потоки. Іноді їх називають лахарами (першими описані в Індонезії). Формування лахарів не є частиною вулканічного процесу, а являє собою один із його наслідків. На схилах діючих вулканів у достатній кількості накопичується пухкий матеріал (попіл, лапіллі, вулканічні уламки), що викидається з вулканів або випадає з пекучих хмар. Цей матеріал легко втягується в рух водою після дощів, при таненні льоду й снігу на схилах вулканів або проривах бортів кратерних озер. Грязьові потоки з величезною швидкістю спрямовуються вниз по руслах водотоків. При виверженні вулкана Руїс у Колумбії в листопаді 1985 р. селі, що рухалися зі швидкістю вище 40 км / год, винесли на передгірську рівнину більше 40 млн м3 уламкового матеріалу. При цьому було зруйноване місто Армеро і загинуло близько. 20 тис. осіб. Найчастіше такі селі сходять під час виверження або відразу після нього. Це пояснюється тим, що при виверженнях, які супроводжуються виділенням теплової енергії, відбувається танення снігу й льоду, прорив і спускання кратерних озер і порушення стабільності схилів.

Гази

що виділяються з магми до і після виверження, мають вигляд білих струменів водяної пари. Коли до них при виверженні домішується тефра, викиди стають сірими або чорними. Слабке виділення газів у вулканічних районах може тривати роками. Такі виходи гарячих газів і пари через отвори на дні кратера або схилах вулкана, а також на поверхні лавових або попільних потоків називають фумаролами. До особливих типів фумарол належать сольфа, що містять сполуки сірки, і мофети, в яких переважає вуглекислий газ. Температура фумарольних газів близька до температури магми і може сягати 800 ⁰ С, але може і знижуватися до температури кипіння води (~ 100 ⁰ С), пари якої є основною складовою фумарол. Фумарольні гази зароджуються як у неглибоких приповерхневих горизонтах, так і на великих глибинах у розпечених породах. У 1912 в результаті виверження вулкана Новарупта на Алясці утворилася знаменита Долина десяти тисяч димів, де на поверхні вулканічних викидів площею близько. 120 км² виникла безліч високотемпературних фумарол. В даний час в Долині діє лише кілька фумарол із досить низькою температурою. Іноді від поверхні ще не остиглого лавового потоку піднімаються білі струмені пари; найчастіше це дощова вода, що нагрілася при зіткненні з розпеченим потоком лави.

Хімічний склад вулканічних газів. Газ, що виділяється з вулканів, на 50, 85% складається з водяної пари. Понад 10% припадає на частку вуглекислого газу, ок. 5% складає сірчистий газ, 2, 5%, хлористий водень і 0,02, 0,05%, фтористий водень. Сірководень і газоподібна сірка зазвичай містяться в малих кількостях. Іноді присутні водень, метан та оксид вуглецю, а також невелика домішка різних металів. У газових виділеннях із поверхні лавового потоку, вкритого рослинністю, був виявлений аміак. [3]



4. Типи вивержень

Продукти, що надходять на поверхню під час вулканічних вивержень, істотно розрізняються за складом й обсягом. Самі виверження мають різну інтенсивність і тривалість. На цих характеристиках і грунтується найбільш уживана класифікація типів вивержень. Але буває, що характер вивержень змінюється від однієї події до іншої, а іноді і в ході одного і того самого виверження.

Плініанський

тип називається за іменем римського вченого Плінія Старшого, котрий загинув при виверженні Везувію в 79 н.е. Виверження цього типу характеризуються найбільшою інтенсивністю (в атмосферу на висоту 20 - 50 км викидається велика кількість попелу) і відбуваються безупинно протягом декількох годин і навіть днів. Пемза дацитового або ріолітового складу утворюється з в'язкої лави. Продукти вулканічних викидів укривають велику площу, а їхній обсяг коливається від 0,1 до 50 км³ і більше. Виверження може завершитися обваленням вулканічної споруди й утворенням кальдери. Іноді при виверженні виникають пекучі хмари, але лавові потоки утворюються не завжди. Дрібний попіл сильним вітром зі швидкістю до 100 км / год розноситься на великі відстані. Попіл, викинутий у 1932 р. вулканом Серро-Асуль у Чилі, був виявлений в 3000 км від нього. До плініанського типу відноситься також сильне виверження вулкана Сент-Хеленс (шт. Вашингтон, США) 18 травня 1980, коли висота еруптивного стовпа досягала 6000 м. За 10 годин безперервного виверження було викинуто близько. 0,1 км³ тефри і більше 2,35 т сірчистого ангідриду. При виверженні Кракатау (Індонезія) у 1883 р. обсяг тефри склав 18 км³, а попільна хмара піднялася на висоту 80 км. Основна фаза цього виверження тривала приблизно 18 годин.

Аналіз 25 найсильніших історичних вивержень показує, що періоди спокою, які передували плініанським виверженням, складали в середньому 865 років.

Пелейський тип

Виверження цього типу характеризуються дуже в'язкою лавою, твердіє до виходу з жерла з утворенням одного або декількох екструзівних куполів, вижиманням над ним обеліска, викидами пекучих хмар. До цього типу належало виверження в 1902 р. вулкана Монтань-Пеле на о Мартиніка.

Вулканскій тип

Виверження цього типу (назва походить від о. Вулькано в Середземному морі) нетривалі від декількох хвилин до декількох годин, але поновлюються кожні кілька днів або тижнів протягом декількох місяців. Висота еруптивного стовпа досягає 20 км. Магма текуча, базальтового або андезитового складу. Характерним є формування лавових потоків, а Попільні викиди і екструзівние куполи виникають не завжди. Вулканічні споруди побудовані з лави і пірокластичні матеріалу (стратовулкани). Обсяг таких вулканічних споруд досить великий ? від 10 до 100 км³. Вік стратовулканів складає від 10 000 до 100 000 років. Періодичність вивержень окремих вулканів не встановлена. До цього типу належить вулкан Фуего в Гватемалі, що викидається кожні кілька років, викиди попелу базальтового складу іноді сягають стратосфери, а їхній обсяг при одному з вивержень склав 0,1 км³.

Стромболіанскій тип

Цей тип названий за іменем вулканічного о. Стромболі в Середземному морі. Стромболіанське виверження характеризується безперервною еруптивної діяльністю протягом декількох місяців або навіть років і не дуже великою висотою еруптивного стовпа (рідко вище 10 км). Відомі випадки, коли відбувалося розбризкування лави в радіусі ~ 300 м, але майже вся вона поверталася в кратер. Характерними є лавові потоки. Попільні покрови мають меншу площу, ніж при виверженнях вулканського типу. Склад продуктів вивержень зазвичай базальтовий, рідше - андезитовий. Вулкан Стромболі знаходиться в стані активності протягом більше 400 років, вулкан Ясур на о Танна (Вануату) у Тихому океані ? протягом більше 200 років. Будова жерл і характер вивержень у цих вулканів дуже близькі. Деякі виверження стромболіанського типу створюють жужільні конуси, що складаються з базальтового або, рідше, андезитового шлаку. Діаметр шлакового конуса біля основи коливається від 0,25 до 2,5 км, середня висота становить 170 м Жужільні конуси зазвичай утворюються протягом одного виверження, а вулкани називаються моногенними. Так, наприклад, при виверженні вулкана Парикутин (Мексика) за період з початку його активності 20 лютого 1943 р. до закінчення 9 березня 1952 р. утворився конус вулканічного шлаку заввишки 300 м, попелом були засипані околиці, а лава поширилася на площі 18 км² і знищила кілька населених пунктів.

Гавайський тип вивержень характеризується виливами рідкої базальтової лави. Фонтани лави, що викидається з тріщин або розламів, можуть досягати у висоту 1000, а іноді і 2000 м. пірокластичні продуктів викидається мало, більшу їхню частину складають бризи, що падають поблизу джерела виверження. Лави виливаються з тріщин, отворів (жерл), розташованих уздовж тріщини, або кратерів, іноді вміщають лавові озера. Коли жерло тільки одне, лава розтікається радіально, утворюючи щитовий вулкан з дуже пологими - до 10 ⁰ - схилами (у стратовулканів жужільні конуси й крутизна схилів ок. +30⁰). Щитові вулкани складені шарами відносно тонких лавових потоків і не містять попелу (наприклад, відомі вулкани на о. Мауна-Лоа і Кілауеа). Перші описи вулканів такого типу відносяться до вулканів Ісландії (наприклад, вулкан Крабла на півночі Ісландії, розташований в рифтової зоні). Дуже близькі до гавайського типу виверження вулкана Фурнез на о. Реюньон в Індійському океані.

Інші типи вивержень

Відомі й інші типи вивержень, але вони зустрічаються набагато рідше. В якості прикладу можна навести підводне виверження вулкана Сюртсей в Ісландії в 1965, в результаті якого утворився острів.



5. Термофізичних фізико-хімічні особливості процесу спучування вулканічних водомістких стекол

В основі технології спучування Обсідіаном, перліту та інших вулканічних стекол, що містять трудноудаляємиє зв'язну вологу, лежить поєднання процесів випаровування цієї вологи і розширення утворилася при цьому парів з процесом переходу речовини породи з твердого в піропластичний стан «Так як обсяг парів вологи при 900-950° З в 4000 разів більше об'єму вологи, з якої вони отримані, то достатньо, щоб в перліті містилося води всього лише 0,045% для спучування його більш ніж в 13 разів.

Однак у водомістких вулканічних стеклах значно більше міститься зв'язаної вологи (2,2-7,4%). а крім того, в процесі спучування в ряді випадків бере участь виділяється при дисоціації карбонатів вуглекислий газ. Отже, Кп.п має дуже низьке значення, і значний обсяг парів і газів іде з породи при її нагріві, не беручи участь у вспучивании. Обсидіани, що містять до 0,5% води, можна спучувати, поступово нагріваючи їх до температури 950-1000° С.

У процесі спучування спочатку долається розширюються в порах при нагріванні парами вологи граничне напруження зсуву склоподібного речовини, що знаходиться в упругопла-стических стані. Після цього вихід парів з розширюються пір регулюється в'язкістю склоподібного речовини, значення якої повинно бути трохи більше значення в'язкості наявної при переході з пружнопластичного в рідинний стан. При охолодженні всередині замкнутих пор створюється вакуум.

Розглядаючи модель спучується зерна перліту, механізм цього процесу можна представити таким чином: під дією теплового потоку, що має температуру початку переходу породи в пружнопластичної стан, нагріваються спочатку периферійні, а потім і глибинні шари з поступовим випаровуванням міститься у ньому вологи. Крім парів вологи також виділяються С02 і S02 (наприклад, з перліту гори Пелікан при 800° С крім 3,69% водяної пари виділилося 1,07% С02 і 0,58% S02). При нагріванні фронт теплового потоку, що має / ок. всп, проходить всередину зерна не відразу, тому спучуються спочатку периферійні, а потім глибинні шари. При цьому обов'язковою умовою є те, щоб вже здулася периферійні шари перліту до закінчення спучення глибинних шарів продовжували залишатися в стані. Основними факторами, що впливають на коефіцієнт спучування Кв, є:

а) температура спучування і інтервал спучування; чим вище температура переходу породи в упругопластичний стан, тим важче отримати високе значення Кв>

б) максимальна температура середовища, що впливає на тривалість спучування; чим вище буде температура середовища, тим менше потрібно часу для нагріву внутрішніх шарів зерна до і тим легше можна поєднати випаровування вологи з моментом досягнення речовиною інтервалу в'язкості

в) зміст складновидаляемі вологи в вулканічномі склі;

г) тривалість теплового впливу на зерно піддається вспучуванню породи;

д) максимальна температура середовища в сукупності з тривалістю впливу її на вулканічне скло;

е) хімічний склад спучування породи і вмісту в ній лугів; зі зростанням змісту Na20 + K.20 з 4,81 до 6,41% зменшуються значення Кь з 8,7 до 3,4;

ж) прийнятий спосіб випалу і його режими;

з) характер середовища (в відновної середовищі спучування проходить краще, ніж в окисної).

Про необхідність термообробки в дві стадії свідчить приклад дегідратації перліту Мухор-Талінского родовища. У цих дослідженнях було встановлено, що при ізотермічному нагріві для кожної температури і тривалості характерно видалення строго певного об'єму води. Тривалість випалювання перліту в вертикальних печах становить кілька секунд, а в обертових - 20-60 с. Результати дослідів показують, що перліт в першому випадку має після спучування зерна розміром до 3 мм насипну об'ємну масу 50-100 кг/м3, у другому ж випадку перлітовий щебінь має об'ємну насипну масу 150-180 кг/м3, модуль крупності більше 3, водопоглинання від 10 до 100% і міцність при стисненні до 4 МПа.

Встановлено, що на процес випалу перліту впливає тил печей, тонкість помелу або розміри часток спучується породи, властивості спучується сировини та інші чинники, про які було сказано раніше.

Про вплив деяких факторів на об'ємну насипну масу спученого перліту можна судити за даними табл. 35. У ній дані продуктивність і характеристика різних печей: шахтної (вертикальної) - Z) BH = 0,6 М (I); малої - ? вн = 0,45 м, L = 6 м, частотою обертання «= 10-12 об / хв (II); середньої обертової-Z) BH = 0,75 м, L = 8 м, частотою обертання 12 - 16 об / хв (III) і великий обертової DBH = 1,54 м, L = 10 м і частотою обертання 8-12 об / хв (IV).

Основні властивості спученого перліту та обсидіану. Спучений перліт (ГОСТ 10832-64) та інше спучений вулканічне скло, у тому числі і обсидіан, з якого в природних умовах утворився перліт, являє собою пухкий теплоізоляційний матеріал. За ГОСТ 16381-70 «Матеріали будівельні теплоізоляційні. Класифікація» спучений перліт відноситься: за структурою-до пористо-зернистим, за формою-до сипучим, по виду основного вихідної сировини - до неорганічних, по теплопровідності - до класів А і Б, тобто до малотеплопроводние і среднетеплопроводним, мають теплопровідність Вт / (м-° С) не більше 0,058 і 0,116 при 25° С, при 125° - 0,081-0,14 і при 300° С-не більше 0,128 і 0,186, по об'ємній масі-до груп особливо легких (менш 100 кг / м3) і легким (менше 350 кг/м3).

Теплопровідність при 20° С (= F5° С) для засипний ізоляції за технічними умовами - не більше 0,052. Однак у міру підвищення температури tcv (середньої в ізоляційному шарі) і збільшення об'ємної маси змінюється теплопровідність [Вт / (м-° С)] при об'ємній масі (кг/м3):

86 0,049 +0,001 tCp

3° 0,055 +0,0001 tcv

HI 0,074 +0,0001 to,

270 0,087 +0,0013 tcP.

Об'ємна маса в засипці спученого крупного щебеню - не більше 300 кг/м3 і дрібного - не більше 400 кг/м3; межа міцності при стисненні відповідно не менше 1,5 і 2,5 МПа, добове під-допоглощеніе - не більше 20 і 15%. за масою, втрати у масі після випробування на морозостійкість не повинні перевищувати 5% ', а вологість не повинна бути вище 5% по масі. [5]

6. Категорії вулканів за характером виверження і складом вулканічних продуктів

Головним чинником, що визначає характер виверження, слід, очевидно, вважати хімічний склад лави, оскільки від нього залежить рухливість лави і наявність в ній газів. За характером виверження і складом вулканічних продуктів можна виділити чотири категорії вулканів: ефузивними наземну; ефузивними підводну; пірокластовую; експлозівно. У складі кожної категорії можна виділити декілька типів вивержень.

Еффузивні наземні виверження характеризуються пануванням лави в складі продуктів та відсутністю сильних вибухів; пов'язані з рифтових структурами; виливають рухливу базальтову (основну) лаву.

Ісландський (тріщинні) тип вивержень характеризується тим, що магма наближається до поверхні по вузьким і довгим тріщинах. Гази, що скупчилися в верхній частині лавового вогнища, виходять за раніше існуючої тріщині, тому сильних вибухів не відбувається. Відразу за виділенням газів починається вилив потоків рідкої базальтової лави, розтікаються на великі відстані і формують дуже плоский конус. В кінці виверження лава проривається лише в окремих місцях тріщини, де виникають численні плоскі конуса.

Гавайський тип вивержень дуже близький до тріщин, але підйом лави тут відбувається через трубообразние канал. Спочатку також відбувається викид невеликої кількості газів, після чого з дрібного і широкого (блюдцеобразную) кратера починається вилив рухомий базальтової лави. Конус вулканів гавайського типу плоский і зазвичай має гігантські розміри. Так, найбільшим діючим вулканом Землі є Мауна-Лоа (о. Гаваї), висота якого близько 10 км, а обсяг перевищує 21 1000 куб. км. У силу особливостей форми такі вулкани називають щитовими.

Еффузівние підводні виверження є самими численними і найменш вивченими. Вони також приурочені до рифтових структурам, відрізняються пануванням базальтових лав. На дні океану при глибині 2 км і більше тиск води настільки велике, що вибухів не відбувається, а значить, і пірокластов не виникає. Під тиском води навіть рідка базальтова лава далеко не розтікається, утворює короткі куполоподібні тіла або вузькі і довгі потоки, покриті з поверхні скловатою кіркою. Відмінною рисою підводних вулканів, що знаходяться на великих глибинах, є рясне виділення гідротерм, що містять високу кількість сульфідів міді, свинцю, цинку та інших кольорових металів.

Пірокластовие (змішані) виверження характеризуються викидом всіх видів вулканічних продуктів, що супроводжується вибухами різної сили. Це виверження центрального типу, при яких виникають конуси правильної форми, складені переслаіваніе лав і твердих продуктів. Такі конуси називають стратовулканів, іліслоістимі вулканами.

Стромболіанскій тип вивержень (за назвою вулкана Стромболі на Ліпарських островах) характерний вулканам, виливається більш в'язку, в порівнянні з попередніми типами, лаву, яка, остигаючи, утворює короткі мови на схилах. Вогнище розташовується близько до поверхні, а жерло майже завжди заповнений вируючої лавою, з якої безперервно виділяються гази. Виверження відбуваються часто і відрізняються чіткою ритмічністю, зазвичай супроводжуються порівняно слабкими вибухами. Так, на протязі вже більше 200 років, кожні 8 хвилин вивергається і нарощує свій конус вулкан Исалько (Іцалько) в Центральній Америці.

Вулканскій тип вивержень (за назвою вулкана Вулькано на Ліпарських островах) відрізняється вибухами великої сили з викидом газово-пилових хмар і великої кількості уламків при порівняно невеликому участю лави. Магматичних вогнище у таких вулканів також розташовується близько до поверхні, а лава характеризується ще більшою в'язкістю (склад її трахітовий або андезитовий) і меншою рухливістю. Після чергового виверження лава, застигаючи в кратері, утворює щільну пробку, яка перешкоджає вільному виходу газів. Тому, при подальших виверженнях, нагромаджені під пробкою гази з силою викидають її вгору, утворюючи уламки самого різного розміру. Інтервал між виверженнями набагато більший, ніж у вулканів стромболианского типу.

Етно-везувіанскій тип відрізняється від попередніх ще більш тривалими інтервалами між виверженнями і ще більшою кількістю виділяються газів. Сильні вибухи ведуть до утворення на схилах вулкана численних тріщин, по яких і відбувається вилив лав під час наступних вивержень. Оголюються на поверхні схилу отвори таких жерл називаються Бокка. В результаті, на схилах головного вулкана виникають побічні (паразитичні) вулканічні конуси. Кількість Бокк на схилах вулкана Етна становить близько 800, а паразитичних конусів - більше 200. Під час сильних вибухів верхня частина вулканічного конуса може зруйнуватися, кратер стане набагато ширше, а при подальших виверженнях всередині його почнеться зростання нового, порівняно невеликого конуса. Стінки давнього кратера, що оточують новий конус, отримали назву Сомма. У деяких випадках на місці вулканічного конуса виникає гігантська воронка - кальдера, діаметр якої багаторазово перевищує глибину. Освіта кальдери зазвичай відбувається в результаті обвалення вулканічного конуса в виниклу під ним порожнину, що сформувалася завдяки спустошенню магматичного вогнища. Рідше кальдера утворюється з-завзрива вулкана.

Пірокластовие (газово-вибухові) виверження властиві вулканам з дуже глибоким заляганням магматичного вогнища, в якому накопичується кисла або середня за складом лава. При виверженні виділяється величезна кількість газів і пари, а лава, в силу високої в'язкості і низької рухливості, а також великої глибини залягання, викидається в мінімальних кількостях або відсутня повністю.

Мерапійскій тип вивержень (вулкан Мерапі на о. Ява) відрізняється виділенням палючих газово-пилових хмар, іноді вибухами на початку виверження, а також утворенням гарячих грязе-кам'яних потоків - лахарів. Потоки лахарів вулкана Мерапі досягають довжини 40 км. Лава кислого (дацитового) або середнього (андезітового) складу під час вибуху часто розпилюється у вигляді попелу або лапіллей, а в кінці виверження видавлюються на поверхню у вигляді куполів.

Пелейський тип вивержень (вулкан Мон-Пеле, о. Мартініка в Малих Антильських островах, катастрофа 1902 р - загинуло більше 31 тис. чоловік) спостерігається у вулканів з дуже густою і малорухомої лавою. На початку виверження з кратера, закупореного пробкою раніше застиглої лави, прориваються хмари газів, розпечених до 800° С. Ці хмари, насичені твердими продуктами виверження, а тому дуже важкі, не піднімаються вгору, а з великою швидкістю скочуються вниз по схилу. Викид газів часто супроводжується землетрусами. В кінці виверження з кратера видавлюється розпечений обеліск застиглої лави, завдяки чому виверження подібного роду отримали назву екструзівних.

Катмайскій тип вивержень (вулкан Катмай, п-ів Аляска, виверження 1912 р) проявляється у виверженні кислої лави, яка настільки перенасичена газами, що перетворюється в Катя по схилу газово-лавові хмару. Такі розпечені лавини падають як з головного кратера, так і з бічних тріщин. Потім піднімається лава закупорює жерло, перешкоджаючи виділенню газів, що може завершитися потужним вибухом, що знищує верхню частину вулкана. У підсумку виникає конус неправильної форми з величезним кратером.

Кракатаусскій тип вивержень (вулкан Кракатау, 1883 р) відрізняється вибухами жахливої ??сили і викидом гігантського обсягу газів. На відміну від попередніх типів вивержень, лава кислого складу, що накопичується в розташованому на величезній глибині вогнищі, на поверхню не виходить зовсім. У підсумку виверження виникає величезна кальдера.

Бандайсанскій тип (вулкан Бандай-Сан, о. Хонсю, 1883 р) подібний іншим типам експлозівних вивержень: потужні і часті вибухи, відсутність лави. Проте надзвичайна сила вибухів пов'язується тут з випаровуванням проникла по тріщинах всередину вулкана води.

Маарскій тип об'єднує лише одного разу вивергався, нині вимерлі експлозівние вулкани. У рельєфі вони представлені плоскими блюдцеобразнимі улоговинами, обрамленими невисокими валами. У складі валів присутні як вулканічні шлаки, так і уламки невулканіческіх порід, що складають дану територію. У вертикальному розрізі кратер має вигляд лійки, яка в нижній частині з'єднується з трубообразним жерлом, або трубкою вибуху. Стародавні структури такого вигляду отримали назву діатрем. Діаметр їх коливається від декількох десятків метрів до декількох кілометрів. Верхня частина діатрем, до глибини 400 - 500 м, заповнена кимберлитом - вулканічної брекчией, що складається з синіх глин і кластіческіх матеріалу. Останні представлені уламками як ультраосновних порід, так і порід, розсічених діатремой. Склад кімберлітів свідчить про найвищі температурах і тиску під час їх утворення, а також про сверхглубінном (мантійних) розташуванні магматичного вогнища. До кімберліту приурочені корінні родовища алмазів, Піроп і інших мінералів. На великих глибинах діатреми заповнені базальтоідах або ультраосновнимі породами. [1]

7. Вулканічні гази. Гайзер

Роль вулканічних газів. Які фізичні причини приводять в дію механізм виверження вулкана? Що змушує рідку магму, заполняющую магматичних вогнище, почати раптом рух вгору по жерла вулкана? Сучасні дослідники вважають, що вирішальну роль відіграють в даному випадку вулканічні гази.

Ми вже відзначали, що в магмі поряд з парами води містяться різні гази. Це насамперед вуглекислий газ COg. Крім того, в магмі розчинені хлористий і фтористий водень (НС1 і HF), оксиди сірки (SOg і SOg), оксид вуглецю СО, метан СН4, азот, водень та інші гази. У стані рівноваги концентрація розчинених у магмі газів соогвегсгву-ег при даній температурі певного зовнішньому тиску, під яким знаходиться магма на даній глибині. У фізиці відомий закон Генрі: концентрація газу, розчиненого в рідині, пропорційна його тиску над рідиною. Недарма для отримання газованої води вуглекислий газ підводять до неї під досить великим тиском.

Тепер уявімо, що тиск на глибині (наприклад, там, де знаходиться магматичних вогнище) раптом зменшилося. Це може бути пов'язано, зокрема, зі зрушенням ділянок кори в результаті землетрусу. Відразу ж порушується стан рівноваги; гази, розчинені в магмі під високим тиском, переходять у газоподібний стан, що, природно, супроводжується значним збільшенням їх обсягу. Магма спінюється і разом з виділилися з неї газами починає підніматися вгору. У міру її підйому тиск падає ще більше, тому процес виділення газів з піднімається магми весь час підсилюється, що, в свою чергу, призводить до прискорення підйому.

Вище зазначалося, що в основних магмах відділення газів відбувається легше, ніж у середніх і кислих. Значить, основна магма буде швидше підніматися по жерла вулкана (або по тріщинах), ніж середня або кисла. Неабиякою мірою цьому сприяє також менша в'язкість основної магми, про що ми вже говорили. В результаті основні магми вивергаються швидко і порівняно спокійно, тоді як виверження середніх і кислих магми відбуваються повільно, з утворенням пробок, з вибухами.

Отже, виділення газів з магми є вирішальним чинником, що викликає виверження вулкана. Характер ж виверження визначається в'язкістю магми і тим, наскільки легко виділяються з неї гази, тобто в кінцевому рахунку визначається вмістом кремнезему в магмі.

В якості причини, яка порушила фізико-хімічну рівновагу і призвела до виділення газів з магми, ми вказали раптове зменшення тиску, пов'язане із землетрусом. В даному випадку вулкан був розбуджений зовнішньою причиною - землетрусом. Однак виверження може бути викликано і суто внутрішніми причинами. Як вважають вчені, відділення газів може про-виходити внаслідок мимовільно (спонтанно) виникають в магмі хімічних процесів полімеризації, коли молекули SiOg раптом починають об'єднуватися в ланцюжки полімерних молекул.

Що таке гейзер.

Гейзери - джерела, що періодично, через певні про проміжки часу викидають фонтани гарячої води і пари. Слово гейзер ісландського походження; походить від geysa, що означає хлинути.

Гейзери зустрічаються не тільки в Ісландії. Ними можна милуватися також у США (на території Йеллоустонском національного парку). Нової Зеландії, Японії. В СРСР гейзери зосереджені, і притому у великій кількості, на Камчатці (близько 100 гейзерів). Одна з річок Камчатки так і називається - Гейзерна. У її долині знаходиться близько 20 великих гейзерів, і серед них найбільший гейзер Камчатки - Велетень. Він викидає фонтан води заввишки до 40 м, при цьому стовп пари піднімається до декількох сотень метрів. Виверження великого гейзера - дивно красиве видовище (рис. 16.11). Оповита паром потужний струмінь Киплячої води з гуркотом взметается вгору, розсипаючись на великій висоті міріадами бризок. Фонтан б'є деякий час, потім струмінь зникає, розсіюється пар і все заспокоюється. Як правило, навколо гейзера є невеликий природний басейн діаметром до декількох метрів. Земля навколо гейзерів зазвичай тепла і навіть гаряча.

Головне, що відрізняє гейзери від інших теплих і гарячих джерел, - це періодичність дії. Проміжки часу між виверженнями різні в різних гейзерів. Одні гейзери вивергають струмінь окропу через кожні 10… 20 хв, інші - всього один-два рази на місяць. Так, виверження гейзера Старий Служака в США повторюються щоразу через 50… 70 хв. Майже у всіх гейзерів виверження триває всього кілька хвилин.

Заглянемо в басейн гейзера відразу після того, як припинилося виверження. Ми виявимо, що води в ньому немає. У центрі басейну добре видно отвір - це минає в глиб землі канал, його називають трубкою гейзера. Наприклад, у Великого гейзера в Ісландії трубка має діаметр Емі йде в глибину на 23 м. Перед початком виверження вода піднімається по трубці, заповнює басейн, вирує - і раптом вгору взметается фонтан окропу. Після закінчення виверження вода з басейну поступово знову йде в трубку.

Фізика гейзера

Гейзери розташовуються поблизу діючих або порівняно недавно поснулих вулканів. Поширювана від магматичного вогнища теплота нагріває майже до кипіння підземні води, які заповнюють тріщини і розломи поблизу земної поверхні. Виверження гейзерів не мають нічого спільного з виверженнями вулканів. Однак для вивержень гейзерів необхідна теплота, яка надходить від вулканів. Тому гейзери прийнято розглядати як вторинні вулканічні явища.

Перш ніж обговорювати фізику гейзера, нагадаємо, що температура кипіння води залежить від тиску. Зі збільшенням тиску температура кипіння підвищується. На малюнку 16.12 наведено графік залежності температури кипіння Т від тиску р. При р = 1 атм маємо Г = 100° С. Коли тиск знижується до 0,5 атм, температура кипіння зменшується до 80° С. При підвищенні тиску до 2 атм температура кипіння збільшується до 120 С.

Уявімо собі 20-метрову гейзерні трубку, наповнену гарячою водою (ріс.16.13, а). Використовуючи результати конкретних вимірів, виконаних безпосередньо перед виверженням гейзера, будемо вважати, що у вершини трубки температура дорівнює 85° С, на глибині Я == 13 м вона становить 122° С, а у самого дна трубки 126° С. У міру збільшення глибини температура води в трубці росте. Одночасно зростає і тиск - воно складається з атмосферного тиску і тиску стовпа води в трубці (з зануренням зростає висота, а значить, і тиск стовпа води). При цьому скрізь по довжині трубки температура води виявляється трохи нижче температури кипіння, відповідної тиску на тій чи іншій глибині. Зокрема, на глибині Я = 13 м тиск трохи вище 2 атм. [2]



Висновок

На закінчення необхідно відзначити, що діяльність більшості вулканів розтягується на багато років і навіть тисячоліття. При цьому вулканізм здійснюється декількома циклами, кожен з яких поділяється на три етапи. Циклічність вулканізму проявляється в тому, що з часом відбувається послідовна зміна складу лави: від рідкої базальтової в початковій стадії, до андезитовій в середній стадії, і, нарешті, до в'язкої кислої лави на завершальній стадії. Відповідно до змін складу лави, змінюється і характер вивержень одного і того ж вулкана.



Список джерел інформації

1. http://studopedia.ru/view_geologia.php? id=28

2. http://www.ultrasonex-amfodent.ru/content/fizika/82/index.html

4. http://allforchildren.ru/why/why44.php

5. http://www.stfa.ru/termofizicheskie-i-fiziko-xim/

6. http://scientificrussia.ru/news/volcano-eruption-unveiled

7.http://www.vulkantm.com/nabivnue_massu_fiziko_himicheskie_pokazteli

8. http://sixthmahtsweetthai.binhoster.com/krateri-vulkanov-referat-po-geografii.html

Размещено на Allbest.ru

...