Что такое вулканизм и вулканы. Вулканизм - красивое, но грозное природное явление, которое сопровождается подземным гулом, взрывами, землетрясениями и ливнями (рис. 55). Оно связано с выходом магмы на поверхность суши или дно океана, которое называется извержением.
Рис. 55. Извержение вулканов
Изливающаяся магма превращается в растекающуюся потоками лаву. Помимо лавы при извержении выбрасываются твердые обломки горных пород, газы и пары воды. Обломков часто бывает больше, чем самой лавы. Мельчайшие обломки образуют вулканический пепел.
Извержения происходят по-разному. В океанах часто магма выходит на поверхность по длинным трещинам в земной коре (рис. 56). В этом случае застывшая лава образует вулканические горные цепи, протягивающиеся на многие сотни и тысячи километров.
Рис. 56. Извержение магмы: а - по трещинам; 6 - по каналу
На плоской вершине вулкана находится чашеобразное углубление - кратер (от греч. «кратер» - чаша). На дне кратера располагается отверстие -жерло. Жерло через подводящий канал связано с вулканическим очагом - подземным резервуаром магмы.
Магма может изливаться и через узкие каналы, по форме похожие на трубы (рис. 56, б). В этом случае образуется конус вулкана (рис. 57).
Рис. 57. Строение вулкана
Вулканы - это конусообразные горы, состоящие из застывших лав и сцементированных обломков горных пород.
Почти 2000 лет люди помнят об извержении вулкана Везувий (Италия) 24 августа 79 г. н. э. (Найдите этот вулкан на карте.) Это извержение уничтожило три богатых древнеримских города - Стабия, Геркуланум и Помпеи (рис. 58).
Рис. 58. К. Брюллов. «Последний день Помпеи»
Иногда при извержениях могут наблюдаться сильные взрывы. Такие извержения вызывают ужасные последствия, гибель тысяч людей и целых городов. Только за последние 500 лет вулканические извержения стали причиной гибели 240 тыс. человек.
Определите, как на картах обозначают действующие вулканы. Сравните районы распространения вулканизма и землетрясений с границами литосферных плит.
Точное количество действующих вулканов на Земле неизвестно. На континентах и островах их насчитывают около 600. Из них 2/3 расположено в горах и на островах вдоль побережья Тихого океана. Однако на дне океанов вулканов значительно больше. Только в Тихом океане их насчитывают около 10 000.
Где наблюдается вулканизм. Так же как и землетрясения, вулканические извержения происходят не повсеместно. Большинство их сосредоточно вдоль разломов между литосферными плитами. Таким образом, районы вулканизма и землетрясений практически совпадают (см. рис. 54). Вулканы, которые извергались хотя бы один раз на памяти человечества, называются действующими. Они могут извергаться постоянно или периодически. Вулканы, об извержениях которых не сохранилось никаких сведений, считаются потухшими. Иногда вулканы, считавшиеся потухшими, вдруг «оживают» вновь. Высочайшие вулканы суши - потухший вулкан Тупунгато (6887 м) и действующий Антофалла (6450 м) - расположены в Южной Америке, в Андах. В России самый высокий вулкан - Ключевская Сопка (4750 м) на Камчатке.
Вблизи действующих вулканов или там, где извержения происходили недавно, тепло вулканов согревает подземные воды. Когда эти воды выходят на поверхность, образуются горячие источники и гейзеры (рис. 59).
Рис. 59. Гейзер
Гейзеры - это источники, периодически выбрасывающие фонтаны горячей воды и пара на земную поверхность.
В настоящее время гейзеры существуют на Камчатке, на западе США (в Йеллоустонском национальном парке), в Новой Зеландии, Исландии.
Запасы горячих подземных вод огромны, и люди научились их использовать. Согретая вулканами вода отапливает дома, согревает теплицы. В некоторых странах построены электростанции, использующие горячую воду гейзеров для выработки электроэнергии.
Вопросы и задания
- Что такое вулканизм?
- Как могут происходить извержения?
- Какие вулканы называют действующими?
- Назовите основные районы распространения гейзеров.
ВВЕДЕНИЕ
Явления вулканических извержений сопровождают всю историю Земли. Вполне вероятно, что они оказывали влияние на климат и биоту Земли. В настоящее время вулканы присутствуют на всех континентах, причем часть из них являются действующими и представляют собой не только захватывающее зрелище, но и грозные опасные явления.
Вулканы Средиземноморья связывались с божеством огня на Этне и вулканах островов Вулькано и Санторин. Считалось, что в подземных мастерских трудились циклопы.
Аристотель считал их следствием действия сжатого воздуха в пустотах Земли. Эмпедокл полагал, что причиной действия вулканов является материал, расплавленный в глубинах Земли. В XVIII веке возникла гипотеза о том, что внутри Земли существует тепловой слой, и в результате явлений складчатости этот разогретый материал иногда выносится на поверхность. В XX веке сначала идет накопление фактического материала, а потом возникают идеи. Наиболее продуктивными они стали с момента возникновения теории тектоники литосферных плит. Спутниковые исследования показали, что вулканизм - явление космическое: на поверхности Луны и Венеры были обнаружены следы вулканизма, а на поверхности спутника Юпитера Ио - действующие вулканы .
Также важно рассмотрение вулканизма с точки зрения глобальн6ого воздействия на географическую оболочку в процессе ее эволюции.
Цель работы – изучить процессы вулканизма на Земле и его географические следствия.
В соответствии с целью в работе решаются следующие задачи:
1) Даются определения: вулканизм, вулкан, строение вулкана, типы вулканических извержений;
2) Изучаются основные вулканические пояса Земли;
3) Изучаются поствулканические явления;
4) Характеризуется роль вулканизма в преобразовании рельефа и климата Земли.
В работе использованы учебные материалы, научные издания, ресурсы сети Интернет.
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВУЛКАНИЗМЕ
1.1 Понятие о процессе вулканизма
Вулкан - это место выхода магмы или грязи на поверхность из жерла. Помимо этого, возможно излияние магмы по трещинам и выход газов после извержения вне вулкана. Вулканом также называют форму рельефа, возникшего при накоплении вулканического материала.
Вулканизм - совокупность процессов, связанных с появлением магмы на поверхности Земли. Если магма появляется на поверхности, то это эффузивное извержение, а если она остается на глубине - это интрузивный процесс.
Если магматические расплавы вырывались на поверхность,то происходили извержения вулканов, носившие в основном спокойный характер. Такой тип магматизма называют эффузивным.
Нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается, и на земную поверхность выпадает остывшие продукты расплава, включая застывшие капельки вулканического стекла. Подобные извержения называют эксплозивными.
Магма - это расплав силикатов, находящихся в глубинных зонах сферы или мантии. Она образуется при определенных значениях давления и температуры и с химической точки зрения представляет собой расплав, который содержит в своем составе кремнезем (Si), кислород (O 2) и летучие вещества, присутствующие в виде газа (пузырьков) либо растворе и расплаве.
Вязкость магм зависит от состава, давления, температуры, газо - и влагонасыщенности.
По составу выделяют 4 группы магм - кислые, основные, щелелочные и щелочноземельные.
По глубине образования выделяют 3 типа магм: пиромагма (богатый газом глубинный расплав с Т ~ 1200°С, очень подвижный, скорость на склонах до 60 км/ч), гипомагма (при больших Р, недостаточно насыщена и малоподвижна, Т = 800- 1000°С, как правило, кислая), эпимагма (дегазирована и неизлившаяся).
Генерирование магм - следствие фракционного плавления мантийных пород под влиянием привноса тепла, разуплотнения и повышения содержания воды в отдельных зонах верхней мантии (вода может понижать плавления). Это происходит: 1) в рифтах, 2) в зонах субдукции, 3) над горячими точками, 4) в зонах трансформных разломов.
Типы магм определяют характер извержения. Следует различать первичные и вторичные магмы. Первичные возникают на разных глубинах земной коры и верхней мантии и, как правило, имеют однородный состав. Однако, продвигаясь в верхние этажи земной коры, где термодинамические условия иные, первичные магмы изменяют свой состав, превращаясь во вторичные и образуя разные магматические серии. Подобный процесс называется магматинеской дифференциацией.
Если жидкий магматический расплав достигает земной поверхности, происходит его извержение. Характер извержения определяется: составом расплава; температурой; давлением; концентрацией летучих компонентов; водонасыщенностью.Одной из самых важных причин извержений магмы является еедегагазация.Именно газы, заключенные в расплаве, служат тем «двигателем», который вызывает извержение .
1.2 Строение вулканов
Магматические камеры под вулканами в плане обычно имеют форму грубой окружности, но не всегда можно определить, приближается ли их трехмерная форма к сферической или является вытянутой и уплощенной. Некоторые активные вулканы интенсивно изучались с помощью сейсмометров для определения источников вибрации, вызванной движением магмы или пузырьков газа, а также для замеров замедления искусственно генерируемых сейсмических волн, проходящих через магматическую камеру. В некоторых случаях было установлено существование нескольких магматических камер, залегающих на разных глубинах.
У вулканов классической формы (конусообразная гора) ближайшая к поверхности магматическая камера обычно связана с вертикальным цилиндрическим проходом (диаметром от нескольких метров до десятков метров), который называется подводящим каналом. Магма, извергаемая из вулканов такой формы, обычно имеет базальтовый или андезитовый состав. Место, где подводящий канал достигает поверхности, называется жерлом и обычно расположено на дне впадины на вершине вулкана, называемой кратером. Вулканические кратеры являются результатом сочетания нескольких процессов. Мощное извержение может расширить жерло и превратить его в кратер благодаря раздроблению и выбросу окружающих пород, а дно кратера может просесть из-за пустот, оставленных извержением и утечкой магмы. Кроме того, высота краев кратера может увеличиваться в результате накопления материала, выброшенного при взрывных извержениях. Жерла вулканов не всегда находятся под открытым небом, часто они бывают заблокированы обломками или застывшей лавой, либо скрыты под водами озера или накопившейся дождевой воды.
Крупная неглубокая магматическая камера, содержащая магму риолитового состава, часто бывает соединена с поверхностью кольцевым разломом, а не цилиндрическим подводящим каналом. Такой разлом позволяет вышележащим породам двигаться вверх или вниз, в зависимости от изменения объема магмы внутри камеры. Впадину, образованную в результате уменьшения объема магмы внизу (к примеру, после извержения), вулканологи называют кальдерой. Такой же термин используется для обозначения любого вулканического кратера диаметром более 1 км, поскольку кратеры такого размера образуются больше за счет проседания земной поверхности, чем в результате взрывного выброса пород .
Рис. 1.1. Строение вулкана 1 - вулканическая бомба; 2 – канонический вулкан;3 – слой пепла золы и лавы; 4 – дайка; 5 – жерло вулкана; 6 – силь; 7 –магматический очаг; 8 – щитовой вулкан.
1.3 Типы вулканических извержений
вулканизм климат рельеф магма
Жидкие, твердые и газообразные вулканические продукты, а также формы вулканических построек образуются в результате извержений различного типа, обусловленных химическим составом магмы, ее газонасыщенностью, температурой и вязкостью. Существуют разные классификации вулканических извержений, среди них выделяют общие для всех типы.
Гавайский тип извержений характеризуется выбросами очень жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоские щитовые вулканы (рис. 1.2.). Пирокластический материал практически отсутствует, часто образуются лавовые озера, которые, фонтанируя на высоту в сотни метров, выбрасывают жидкие куски лавы типа лепешек, создающие валы и конусы разбрызгивания. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров.
Иногда изменения происходят вдоль разломов по серии небольших конусов (рис. 1.3) .
Рис. 1.2. Извержение жидкой базальтовой лавы. Вулкан Килауэа
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 потоки (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Извержение стромболианского типа
При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы крученых вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков раскаленного шлака .
Плинианский тип (вулканический, везувианский) получил свое название по имени римского ученого Плиния Старшего, погибшего при извержении Везувия в 79 г. н.э. (были уничтожены 3 больших города - Геркуланум, Стабия и Помпеи). Характерной особенностью извержений этого типа являются мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросам огромного количества тефры, образующей пепловые и пемзовые потоки. Именно под высокотемпературной тефрой были погребены Помпеии Стабия, а Геркуланум завален грязекаменными потоками - лахарами. В результате мощных взрывов близповерхностная магматическая камера опустела вершинная часть Везувия, обрушилась и образовалась кальдера, в которого через 100 лет вырос новый вулканический конус - современный Везувий. Плинианские извержения весьма опасны и происходят внезапно, часто без всякой предварительной подготовки. К этому же типу относится грандиозный взрыв в 1883 г. вулкана Кракатау в Зондском проливе между островам Суматра и Ява, звук от которого был слышен на расстоянии до 5000 км, вулканический пепел достиг почти 100-километровой высоты. Извержение сопровождалось возникновением огромных (25-40 м) волн в океане цунами, в которых в прибрежных районах погибло около 40 тыс. человек. На месте группы островов Кракатау образовалась гигантская кальдера.
Что такое "Вулканизм"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.
Вулканизм вулкани?зм термин, имеющий два значения. В узком смысле обозначает процессы формирования вулканов и весь комплекс явлений вулканической деятельности. В широком смысле под вулканизмом понимаются все явления, связанные с деятельностью магмы как на глубине, так и на поверхности земли. Наиболее представительным следствием вулканизма на поверхности земли являются вулканы, на глубине – формирование интрузий и изменение вмещающих пород под воздействием высоких тем-р и давлений. Наиболее общее определение вулканизма – совокупность явлений, связанных с образованием и перемещением магмы в глубинах Земли и её извержением на поверхность суши, дна морей и океанов в виде лав, пирокластического материала и вулканических газов. В процессе вулканической деятельности в земных глубинах образуются магматические очаги и каналы, горные породы вокруг которых могут изменяться как под влиянием высокой тем-ры, так и в результате химических воздействий лав. На земной поверхности возникают вулканические конусы, купола, плато, кальдеры, лавовые потоки, пемзовые покровы, гейзеры, горячие источники и др. Горные породы, излившиеся на поверхность в результате вулканической деятельности, называются вулканическими. Породы из магмы на глубине – магматическими. За счёт всех форм проявления вулканизма объём пород земной коры увеличивается более чем на 5 км? в год. Вулканизм выделяет в атмосферу огромное количество газов, формирующих в значительной степени газовую оболочку Земли и участвующих в формировании гидросферы. Наиболее интенсивно вулканизм проявляется в срединно-океанических хребтах, островных дугах, рифтовых долинах, молодых орогенах. С вулканизмом связаны целые группы полезных ископаемых: золото, серебро, медь, сурьма, мышьяк, сера, алунит, бораты, драгоценные камни, строительные материалы. Вулканизм – могучий планетарный процесс. Вулканы, кальдеры, лавовые потоки и поля характерны для Луны, Марса, Меркурия и Ио – его спутника.
Вулканизм - Все изменения земной коры, совершающиеся на наших глазах и ознаменовавшие собой минувшие геологичес... Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Вулканизм - (геологический) совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на её ... Большая Советская энциклопедия
Вулканизм - ВУЛКАНИЗМ, вулканизма, мн. нет, м. (геол.). Деятельность внутренних сил земного шара, ведущая к изме... Толковый словарь Ушакова
Вулканизм - м. 1. Совокупность явлений, связанных с перемещением расплавленной жидкой массы (магмы) в земной ко... Толковый словарь Ефремовой
Вулканизм - совокупность процессов и явлений, связанных с перемещением магмы (вместе с газами и паром) в верхне... Энциклопедия Кольера
Вулканизм - ВУЛКАНИЗМ - совокупность явлений, обусловленных проникновением магмы из глубин Земли на ее поверхнос...
В Древнем Риме имя Вулкан носил могучий бог, покровитель огня и кузнечного ремесла. Мы же называем вулканами геологические образования на поверхности суши или на океаническом дне, через которые из глубоких земных недр на поверхность выходит лава.
Часто сопровождаемые землетрясениями и цунами, извержения крупных вулканов оказывали существенное влияние на историю человечества.
Географический объект. Значение вулканов
Во время извержения вулкана по трещинам в земной коре на поверхность выходит магма, образующая лаву, вулканические газы, пепел, вулканические камни и пирокластические потоки. Несмотря на опасность, которую представляют для человека эти могучие природные объекты, именно благодаря исследованиям магмы, лавы и других продуктов вулканической деятельности нам удалось получить знания об устройстве, составе и свойствах литосферы.
Считается, что благодаря извержениям вулканов на нашей планете смогли появиться белковые формы жизни: извержения высвобождали диоксид углерода и другие, необходимые для формирования атмосферы, газы. А вулканический пепел, оседая, становился отличным удобрением для растений благодаря содержащимся в нем калию, магнию и фосфору.
Неоценимо важна роль вулканов в регуляции климата на Земле: наша планета во время извержения «выпускает пар» и охлаждается, что во многом спасает нас от последствий глобального потепления.
Характеристика вулканов
Вулканы отличаются от остальных гор не только составом, но и строгими внешними очертаниями. От кратеров на вершине вулканов вниз тянутся глубокие узкие овраги, образованные потоками воды. Существуют также целые вулканические горы, сформированные несколькими рядом расположенными вулканами и продуктами их извержений.
Однако вулкан далеко не всегда является горой, дышащей огнем и жаром. Даже действующие вулканы могут выглядеть как прямолинейные трещины на поверхности планеты. Особенно много таких «плоских» вулканов в Исландии (самый известный из них, Эльдгья, имеет длину 30 км).
Виды вулканов
В зависимости от степени вулканической активности различают: действующие , условно активные и потухшие («спящие») вулканы. Деление вулканов по активности весьма условно. Известны случаи, когда вулканы, считавшиеся потухшими, начинали проявлять сейсмическую активность и даже извергаться.
В зависимости от формы вулканов различают:
- Стратовулканы - классические «огненные горы» или вулканы центрального типа конусообразной формы с кратером на вершине.
- Вулканические расщелины или трещины - разломы в земной коре, через которые выходит на поверхность лава.
- Кальдеры - впадины, вулканические котлы, образовавшиеся вследствие провала вулканической вершины.
- Щитовые - называются так из-за большой текучести лавы, которая, протекая на многие километры широкими потоками, образует подобие щита.
- Лавовые купола - образованы скоплением вязкой лавы над жерлом.
- Шлаковые или тефровые конусы - имеют форму усеченного конуса, состоят из рыхлых материалов (пепел, вулканические камни, глыбы и т.д.).
- Сложные вулканы.
Помимо наземных лавовых вулканов существуют подводные и грязевые (извергают жидкую грязь, а не магму) Подводные вулканы более активны, нежели наземные, через них происходит выброс 75% извергаемой из недр Земли лавы.
Типы извержения вулканов
В зависимости от вязкости лав, состава и количества продуктов извержения выделяют 4 основных типа извержения вулканов.
Эффузивный или гавайский тип - относительно спокойное извержение лавы, образовавшейся в кратерах. Выходящие при извержении газы образуют лавовые фонтаны из капель, нитей и комков жидкой лавы.
Экструзивный или купольный тип - сопровождается выделением газов в больших количествах, приводящих к взрывам и выбросам черных туч из пепла и обломков лавы.
Смешанный или стромболианский тип - обильный выход лавы, сопровождающийся небольшими взрывами с выбросами кусков шлака и вулканических бомб.
Гидроэксплазивный тип - характерен для подводных вулканов на мелководье, сопровождается большим количеством пара, выделяющегося при контакте магмы с водой.
Самые большие вулканы в мире
Самым высоким в мире является вулкан Охос-дель-Саладо , расположенный на границе Чили с Аргентиной. Его высота составляет 6891 м, вулкан считается потухшим. Среди активных «огненных гор» самым высоким является Льюльяйльяко - вулкан Чилийско-Аргентинских Анд высотой 6 723 м.
Самым большим (среди наземных) по занимаемой площади является вулкан Мауна-Лоа на острове Гавайи (высота - 4 169 м, объем - 75 000 км 3). Мауна-Лоа также один из самых мощных и активных вулканов мира: с момента своего «пробуждения» в 1843 году вулкан извергался 33 раза. Самым большим вулканом на планете является огромный вулканический массив Таму (площадь 260 000 км 2) , расположенный на дне Тихого океана.
А вот самое сильное извержение за весь исторический период произвел «невысокий» Кракатау (813 м) в 1883 году на Малайском архипелаге в Индонезии. Везувий (1281) - один из самых опасных вулканов мира, единственный действующий вулкан континентальной Европы - расположен на юге Италии близ Неаполя. Именно Везувий уничтожил Помпеи в 79 году.
В Африке самым высоким вулканом является Килиманджаро (5895), а в России - двухвершинный стратовулкан Эльбрус (Северный Кавказ) (5642 м - западная вершина, 5621 м - восточная).
Вулканы и вулканизм
Введение
Вулканами называются конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрыва 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. Высокая практическая значимость этих явлений обусловило выбор темы курсовой работы. Основной целью работы является исследование вулканов и вулканизма. В соответствии с поставленной целью в работе рассматриваются следующие задачи. В первой главе рассматриваются история появления вулканов их распространенность на земной поверхности, так же пойдет речь и о продуктах вулканических извержений, который бываю твердые в виде вулканических бомб и пепла и жидкие в виде лавы. Во второй главе речь идет о проявлении вулканизма и строении вулкана. Так мы узнаем, что вулканы бывают трех типов: 1) площадные 2) трещинные 3) центральные и очень сложно строение.
Общие сведения о вулканах
В Тирренском море в группе Липарских островов есть небольшой остров Вулькано. Древние римляне считали этот остров входом в ад, а также владением бога огня и кузнечного ремесла Вулкана. По имени этого острова огнедышащие горы впоследствии стали называть вулканами. Извержение вулкана может продолжаться несколько дней и даже месяцев. После сильного извержения вулкан снова приходит в состояние покоя на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называются действующими. Есть вулканы, которые извергались в давно прошедшие времена. Некоторые из них сохранили форму красивого конуса. О деятельности их у людей не сохранилось никаких сведений. Их называют потухшими. В древних вулканических областях встречаются глубоко разрушенные и размытые вулканы. В нашей стране такие области – Крым, Забайкалье и другие места.
Если подняться на вершину действующего вулкана во время его спокойного состояния, то можно увидеть кратер (по-гречески – большая чаша) – глубокую впадину с обрывистыми стенками, похожую на гигантскую чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на дне и стенах кратера поднимаются струи и газы пара. Иногда они спокойно выходят из под камней и щелей, а иногда вырываются бурно со свистом и шипением. Кратер наполняютудушливые газы ; поднимаясь вверх они образуют облачко на вершине вулкана. Месяцы и годы вулкан может спокойно куриться, пока не произойдет извержение. Этому событию часто предшествует землетрясение; слышится подземный гул, усиливается выделение паров и газов, сгущаются облака над вершиной вулкана. Потом под давлением газов, вырывающихся из недр земли, дно кратера взрывается. На тысячи метров выбрасываются густые черные тучи газов и паров воды, смешенных с пеплом, погружая во мрак окрестность. Одновременно со взрывом из кратера летят куски раскаленных камней, образуя гигантские снопы искр. Из черных, густых туч на землю сыплется пепел, иногда выпадают ливневые дожди, образуя потоки грязи, скатывающейся по склонам и заливающие окрестности. Блеск молний непрерывно прорезывает мрак. Вулкан грохочет и дрожит, а по жерлу его поднимется раскаленная лава. Она бурлит, переливается через край кратера и устремляется огненным потоком по склонам вулкана, уничтожая все на своем пути.При некоторых вулканических извержениях лава не изливается.
Извержение вулканов происходит также на дне морей и океанов. Об этом узнают мореплаватели, когда внезапно видят столб пара над водой или плавающую на поверхности “каменную пену ” – пемзу. Иногда суда наталкиваются на неожиданно проявившиеся мели, образованные новыми вулканами на дне моря. Со временем эти мели – изверженные массы – размываются морскими волнами и бесследно исчезают. Некоторые подводные вулканы образуют конусы, выступающие над поверхностью воды в виде островов. В древности люди не умели объяснить причины извержения вулканов. Поэтому это грозное явление природы повергало человека в ужас.
География вулканов
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов. К действующим относят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947. К потенциально действующим относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт. К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет). Потухшие вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет. Современные вулканы известны во всех крупных геолого-структурных элементах и геологических районах Земли. Однако распределены они неравномерно. Подавляющее большинство вулканов расположено в экваториальной, тропической и умеренной областях. В полярных областях, за Северным и Южным полярными кругами, отмечены чрезвычайно редкие участки относительно слабой вулканической активности, обычно ограничивающиеся выделением газов.
Наблюдается прямая зависимость между их количеством, и тектонической активностью района: наибольшее количество действующих вулканов в расчете на единицу площади приходится на островные дуги (Камчатка, Курильские острова, Индонезия) и другие горные сооружения (Южная и Северная Америка). Здесь сосредоточены также наиболее активные вулканы мира, характеризующиеся наибольшей частотой извержения. Наименьшая плотность вулканов характерна для океанов и континентальных платформ; здесь они связаны с рифтовыми зонами - узкими и протяженными областями расколов и просадки земной коры (Восточно-Африканская рифтовая система), Срединно-Атлантический хребет.
Установлено, что вулканы приурочены к тектонически-активным поясам , где происходит большинство землятресение. Области развития вулканов характеризуются сравнительно большой раздробленностью литосферы, аномально высоким тепловым потоком (в 3-4 раза больше фоновых значений), повышенными магнитными аномалиями, возрастанием теплопроводности горных пород с глубиной. К областям ювенильных источников термальных вод тина гейзеров. Вулканы расположенные на суше, хорошо изучены; для них точно определены даты прошлых извержений, известен характер вылившихся продуктов. Однако большая часть активных вулканических проявлений, по-видимому, происходит в морях и океанах, покрывающих более двух третей поверхности планеты. Изучение этих вулканов и продуктов их извержений затруднены, хотя при мощном извержении этих продуктов может оказаться так много, что сформированный ими вулканический конус показывается из воды, образуя новый остров. Так, например, в Атлантическом океане, южнее Исландии, 14 ноября 1963г., рыбаки заметили поднимающиеся над поверхностью океана клубы дыма, а также вылетающие из под воды камни. Через 10 дней на месте извержения уже образовался остров длиной около 900м, шириной до 650м и высотой до 100м, получивший название Суртсей. Извержение продолжалось более полутора лет и завершилось лишь весной 1965г., образовав новый вулканический остров площадью 2,4км2 и высотой 169м над уровнем моря. Геологические исследования островов показывают, что многие из них имеют вулканическое происхождение. При частой повторяемости извержений, их большой продолжительности и обилии выделяемых продуктов могут создаваться весьма внушительные сооружения. Так, цепочка Гавайских островов вулканического происхождения представляет собой систему конусов высотой 9,0-9,5км (относительно дна Тихого океана), т.е превышающей высоту Эвереста!
Известен случай, когда вулкан вырос не из под воды, как было рассмотрено в предыдущем случае, а из под земли, прямо на глазах у очевидцев. Произошло это в Мексике 20 февраля 1943г.; после многодневных слабых толчков на вспаханном поле появилась трещина и из нее началось выделение газов и пара, извержение пепла и вулканических бомб - сгустков лавы причудливой формы, выброшенных газами и остывших в воздухе. Последующие излияние лавы привели к активному росту вулканического конуса, высота которого в 1946г. достигла уже 500м (вулкан Парикутин).
Продукты вулканических извержений
При извержении вулкана выделяются продукты вулканической деятельности, которые могут быть жидкими, газообразными и твердыми. Газообразные - фумаролы и софиони, играют важную роль в вулканической деятельности. Во время кристаллизации магмы на глубине выделяющиеся газы поднимают давление до критических значений и вызывают взрывы, выбрасывая на поверхность сгустки раскаленной жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака. Такое газовое облако состоящее из капелек расплавленной (свыше 7000с) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей. Состав газовых выделений во многом зависит от температуры. Различают следующие типы фумарол:
a) Сухие - температура около 5000с, почти не содержит водяных паров; насыщен хлористыми соединениями. b) Кислые, или хлористо-водородно-сернистые - температура приблизительно равна 300-4000с. c) Щелочные, или аммиачные - температура не больше 1800с. d) Сернистые, или сольфатары - температура около 1000с, главным образом состоит из водяных паров и сероводорода. e) Углекислые, или моферы - температура меньше 1000с,преимущественно углекислый газ.
Жидкие - характеризуются температурами в пределах 600-12000с. Представлена именно лавой. Вязкость лавы обусловлена ее составом и зависит главным образом от содержания кремнезема или диоксида кремния. При высоком ее значении (более 65%) лавы называют кислыми, они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат большое количество газов, остывают медленно. Меньшее содержание кремнезема (60-52%) характерно для средних лав; они как и кислые более вязкие, но нагреты обычно сильнее (до 1000-12000с) по сравнению с кислыми (800-9000с). Основные лавы содержат менее 52% кремнезема и поэтому более жидкие, подвижные, свободно текут. При их застывании на поверхности образуется корочка, под которой происходит дальнейшее движение жидкости. Твердые продукты включают в себя вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел. В момент извержения они вылетают из кратера со скоростью500-600м/c .
Вулканические бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы "слезы Везувия" достигали десятков тонн). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий: 1-ая, возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания, образовавшейся при их остывании. 2-ая, формируются из более жидкой лавы, во время полета они приобретают самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе. Лапилли - сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5-3см, имеющие разнообразные формы. Вулканический песок - состоит из сравнительно мелких частиц лавы (і 0,5см). Еще более мелкие обломки, размером от 1мм и менее образуют вулканический пепел, который оседая на склонах вулкана или на некотором расстоянии от него образует вулканический туф.
Вулканизм
По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. При этих излияниях магмы на поверхность и образуются вулканы. Вулканы бывают трех типов:
2.1. Площадные вулканы.
В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.
2.2. Трещинные вулканы.
Они проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105 км2 при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов или траппов. В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии (вулкан Лаки), на Камчатке (вулкан Толбачинский), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2 , около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
2.3. Центральный тип.
Типы извержения
В зависимости от количеств, соотношения извергаемых вулканических продуктов (газовые, жидкие или твердые) и вязкости лав выделены четыре главных типа извержений: гавайский(эффузивный), стромболианский(смешанный), купольный(экструзивный) и вулканский.
3.1. Гавайский тип. Гавайский - вулканические горы имеют пологие склоны; их конуса сложены слоями остывшей лавы. В кратере действующих гавайских вулканов находится жидкая лава основного состава с очень небольшим содержанием газов. Она бурно кипит в кратере - небольшом озере на вершине вулкана, представляя собой великолепное зрелище, особенно ночью.
Строение Вулкана 1 - вулканическая бомба; 2 – канонический вулкан; 3 – слой пепла золы и лавы; 4 – дайка; 5 – жерло вулкана; 6 – силь; 7 – магматический очаг; 8 – щитовой вулкан.
Тусклую красновато-коричневую поверхность лавового озера периодически прорывают ослепительные струи лавы, взлетающие вверх. При извержении уровень лавового озера начинает спокойно, почти без толчков и взрывов, подниматься и доходит до краев кратера, затем лава переливается через край и, имея весьма жидкую консистенцию, растекается на обширной территории, со скоростью около 30км/ч, на десятки километров. Периодические извержения вулканов Гавайских островов приводят к постепенному увеличению их объема за счет наращивания склонов застывшей лавы. Так, объем вулкана Мауна-Лоа достигает 21.103 км3 ; он больше, чем объем любого из известных вулканов на земном шаре. По гавайскому типу происходит извержение вулканов на островах Самоа в восточной части Африки, на Камчатке и на самих Гавайских островах - Мауна-Лоа и Килауэа.
3.2. Стромболианский тип. Эталоном стромболианского типа является извержение вулкана Стромболи (Липарские острова) в Средиземном море. Обычно вулканы этого типа - это страто-вулканы и извержения происходящие в них сопровождаются сильными взрывами и подземными толчками, выбросами паров и газов, вулканического пепла, лапиллей. Иногда отмечается излияние лавы на поверхность, но в следствии значительной вязкости протяженность потоков бывает небольшой. Извержения подобного типа наблюдаются у вулкана Ицалько в центральной Америке; у вулкана Михара в Японии; у ряда вулканов Камчатки (Ключевской, Толбачек и других). Схожееизвержение, по последовате-льности событий и выделяемым продуктам, но в более крупных размерах произошло в 79 году.Это извержение можно отнести к подтипу стромболианского извержения и назвать его - Везувианский. Извержению вулкана Везувий, отчасти Этны и Вулкано (Средиземное море), предшествовало сильное землятресение. Затем из кратера вырвался расширяющийся кверху столб белого пара. Постепенно выбрасываемые пепел и обломки пород придали "облаку" черный цвет и начали падать на землю вместе со страшным ливнем. Излияние лавы было сравнительно небольшим. Лава имела средний состав и стекала по склону горы со скоростью 7км/ч. Основные разрушения были причинены землятресением и падающими на землю вулканическим пеплом и бомбами, представляющие собой обломки пород и застывшие сгустки лавы. Потоки ливня с пеплом образовали жидкую грязь, с которой были погребены расположенные на склонах Везувия города - Помпея (на юге), Геркуланум (на юго-западе) и Стабия (на юго-востоке). 3.3. Вулканы России и другие типы.
Для купольного типа характерно выжимание и выталкивание вязкой (андезитовой, дацитовой или риолитовой) лавы сильным напором из канала вулкана и образование куполов (Пюи-де-Дом в Оверни, Франция; Центральный Семячик, на Камчатке), криптокуполов (Сева-Синдзан на острове Хоккайдо, Япония) и обелисков (Шивелуч на Камчатке). В вулканском типе большую роль играют газы, производящие взрывы и выбросы огромных туч, переполненным большим количеством обломков горных пород, лав и пепла. Лавы вязкие, образуют небольшие потоки (Авачинская Сопка и Карымская сопка на Камчатке). Каждый из главных типов извержения разделяют на несколько подтипов (стромболианский тип, подтип - Везувианский).
Из них особо выделяются Пелейский, Кракатау, Маар, которые в той или иной степени являются промежуточными между купольным и вулканским типами. Пелейский подтип выделен по извержению вулкана Монтань-Пеле (Лысая гора) весной 1902 года на острове Мартиника в Атлантическом океане. Весной 1902г. гору Монтань-Пеле, которая в течении многих лет считалась потухшим вулканом и на склонах которой вырос город Сен-Пьер, неожиданно потряс мощный взрыв. Первый и последующие взрывы сопровождались появлением трещин на стенках вулканического конуса, из которого вырывались черные палящие тучи, состоящие из капелек расплавленной лавы, раскаленного (свыше 7000с) пепла и газов. 8 мая одна из таких туч устремилась к югу и в течении нескольких минут буквально уничтожила город Сен-Пьер. Погибло около 28000 жителей; спаслись только те, кто успел отплыть от берега. Не успевшие отшвартовать суда сгорели или были перевернуты, вода в гавани закипела. В городе спасся только один человек, защищенный толстыми стенами городской тюрьмы. Извержение вулкана завершилось лишь в октябре. Чрезвычайно вязкая лава медленно выдавила из вулканического канала пробку высотой 400м, образовавшую уникальный природный обе- лиск. Однако вскоре верхняя часть его откололась по косой трещине; высота оставшейся остроугольной иглы составляла около 270м, но и она под действием процессов выветривания была разрушена уже в 1903 году. Эталоном типа Кракатау взято извержение одноименного вулкана находящегося между островами Суматра и Ява. 20 мая 1883 года с немецкого военного судна, шедшего зондским проливом (между островами Ява и Суматра), увидели громадное пиниеобразное облако, поднимавшееся с группы островов Кракатау. Были отмечены огромная высота облака - около 10-11км, и частые - каждые 10-15 мин взрывы, сопровождавшиеся выбросом пепла на высоту 2-3км. После майского извержения активность вулкана несколько стихла и лишь в середине июля произошло новое мощное извержение. Однако основная катастрофа разыгралась 26 августа. В этот день после полудня на судне "Медея" заметили столб пепла высотой уже 27-33км, а мельчайший вулканический пепел был поднят на высоту 60-80км и в течении 3 лет после извержения находился в верхних слоях атмосферы. Звук взрыва был слышен в Австралии (за 5тыс. километров от вулкана), а взрывная волна трижды обежала планету. Даже 4 сентября, т.е через 9 дней после взрыва, самопишущие барометры продолжали отмечать незначительные колебания атмосферного давления. К вечеру на окрестных островах выпал дождь с пеплом. Пепел падал всю ночь; на кораблях, находившихся в Зондском проливе, толщина его слоя достигала 1,5м. К 6 часам утра в проливе разразилась страшная буря - море вышло из берегов, высота волн достигала 30-40м. Волнами были разрушены приближенные города и дороги на островах Ява и Суматра; население ближайших к вулкану островов погибло полностью. Общее число жертв, по официальным данным, достигло 40000.
Мощным вулканическим взрывом на две трети был разрушен главный остров архипелага Кракатау - Раката: в воздух была выброшена часть острова 4ґ6км2 с двумя вулканическими конусами Данан и Пербуатан. На их месте образовался провал, глубина моря в котором достигала 360м. Волна цунами за несколько часов достигла берегов Франции и Панамы, у берегов Южной Америки скорость ее распространения еще составляла 483 км/ч. Извержения типа Маар происходили в прошлые геологические эпохи. Они отличались сильными газовыми взрывами, выбрасывалось значительное количество газообразных и твердых продуктов. Излияние лавы не происходило из-за очень кислого состава магмы, которая в силу своей вязкости закупоривала жерло вулкана и приводила к взрывам. В результате возникали воронки взрыва диаметром от сотен метров до нескольких километров. Эти углубления иногда окружались невысоким валом, образовавшимся из выброшенных продуктов, среди которых встречаются обломки лав.Похожие на трубки взрыва типа маар - диатмеры. Их расположение известно в Сибири, в Южной Африке и в других местах. Это цилиндрические трубки, вертикально пересекающие пласты и заканчивающиеся воронкообразным расширением. Диатмеры заполнены брекчией - породой с обломками сланцев и песчаников. Брекчии алмазоносны, из них производится промышленная добыча алмазов.
Обширные пространства России в Европе и Азии принадлежат к малоподвижным участкам земной коры - платформам - и только на окраинах (Кавказ, Средняя Азия, Дальний Восток) существуют геосинклинальные зоны, отличающиеся большой сейсмичностью и активным вулканизмом. Из недавно потухших вулканов в Главном Кавказском хребте находятся упоминавшиеся уже Эльбрус и Казбек. в Закавказье, Восточном Саяне, Прибайкалье, Забайкалье, на Дальнем Востоке и Северо-востоке России известны молодые излияния эффузивных пород, а местами сохранились и вулканы - признаки недавнего здесь вулканизма. Действующие вулканы на территории России находятся лишь на самой восточной окраине: на п-ове Камчатка и Курильских островах. Исследования русских вулканов начал еще в XVIII в. друг и современник М. В. Ломоносова путешественник и географ С. П. Крашенинников, посетивший и изучавший Камчатку в 1737-1741 гг. Его талантливая книга «Oписание Земли Камчатки», где две главы «о огнедышащих горах» и «0 горячих ключах» впервые посвящены описанию камчатских вулканов и гейзеров, является первым научным трудом по исследованию вулканов и началом русской вулканологии. Позднее поступали редкие отрывочные сведения о вулканах Камчатки от моряков и путешественников и несколько более подробные сведения от участников некоторых экспедиций прошлого столетия: А. Постельса, А. Эрмана, К. Дитмара, К. И. Богдановича и других. Наиболее глубокие исследования вулканов Камчатки начал в 1931 г. А. Н. Заварицкий, который выявил связь линейного расположения вулканов с внутренним строением полуострова, с вероятными по этим направлениям глубокими разломами в земной коре.
В 1935 г. по инициативе Ф. Ю. Левинсон-Лессинга была организована у подножия Ключевской Сопки вулканологическая станция Академии наук СССР для систематических научно-исследовательских наблюдений современной деятельности камчатских вулканов. О вулканической деятельности на Курильских островах были опубликованы в конце прошлого и начале текущего столетий отрывочные сведения путешественников Б. Р. Головина и Ф. Крузенштерна, Д. Мильна и Г. Снoу. После Bеликой Отечественной войны вулканы Курильских островов более детально изучали Г. Б. Корсунская и Б. И. Bлодавец, а в настоящее время их изучение продолжают научные сотрудники Камчатской вулканологической станции.П-ов Камчатка представляет собой один из немногих участков земной поверхности, обильно насыщенный вулканами. в настоящее время здесь насчитывается не менее 180 вулканов, из которых 14 активно действующих, 9 вулканов затухающих и более 157 вулканов потухших. Кроме вулканов Камчатка изобилует гейзерами, горячими источниками и вулканическими сальзами. П-ов Камчатка расположен в подвижной зоне земной коры, захваченной альпийской складчатостью и вулканизмом, и относится к вулканическому Тихоокеанскому «огненному кольцу». Интенсивный вулканизм Камчатки u u v сочетается с высокой сейсмичностью, с частыми землетрясениями силой до 9 баллов. Оба этих геологических процесса играли и играют значительную роль в образовании, как внутреннего строения, так и рельефа полуострова. Характер поверхности полу.острова типичен для горно-вулканической страны. Bдоль полуострова вытянуты в северо-восточном направлении два горных хребта: в западной части проходит Срединный хребет, а вдоль восточного пoбepeжья - Bосточно-Камчатский.
