Строение вулканов. Виды и типы вулканов. Что такое кратер вулкана? Трещинные вулканы и их влияние на эволюцию жизни на земле Как называются трещины в вулкане

Древние римляне, наблюдая, как из вершины горы в небо вырывается черный дым и огонь, считали, что перед ними вход в ад или во владения Вулкана - бога кузнечного ремесла и огня. В честь него огнедышащие горы и называют до сих пор вулканами.

В этой статье мы разберемся, каково строение вулкана, и заглянем в его кратер.

Действующие и потухшие вулканы

На Земле множество вулканов, как спящих, так и действующих. Извержение каждого из них может длиться дни, месяцы, а то и годы (так, например, находящийся на Гавайском архипелаге вулкан Килауэа проснулся еще в 1983 г. и до сих пор его работа не прекращается). После чего кратеры вулканов способны на несколько десятилетий замереть, чтобы затем снова напомнить о себе новым выбросом.

Хотя, конечно же, есть и такие геологические образования, работа которых завершилась еще в далеком прошлом. Многие из них при этом до сих пор сохранили форму конуса, но о том, как именно происходило их извержение, нет никаких сведений. Такие вулканы считаются потухшими. Как пример можно привести и Казбек, с давних времен покрытые сияющими ледниками. А в Крыму и Забайкалье находятся сильно размытые и разрушенные вулканы, вовсе потерявшие свою первоначальную форму.

Какие бывают вулканы

В зависимости от строения, активности и месторасположения, в геоморфологии (так называется наука, изучающая описываемые геологические образования) выделяются отдельные типы вулканов.

В общем виде они делятся на две основные группы: линейные и центральные. Хотя, конечно, такое разделение весьма приблизительно, так как большинство из них относят к линейным тектоническим разломам земной коры.

Кроме этого, различают еще щитовидное и купольное строение вулканов, а также так называемые шлаковые конусы и стратовулканы. По активности их определяют как действующие, спящие или потухшие, а по местонахождению - как наземные, подводные и подледниковые.

Чем отличаются линейные вулканы от центральных

Линейные (трещинные) вулканы, как правило, не поднимаются высоко над поверхностью земли - они имеют вид трещин. В строение вулканов этого типа входят длинные подводящие каналы, связанные с глубокими расколами земной коры, из которых изливается жидкая магма, имеющая базальтовый состав. Она растекается во все стороны и, застывая, образует лавовые покровы, стирающие леса, заполняющие впадины, уничтожающие реки и селения.

Кроме того, во время взрыва линейного вулкана на земной поверхности могут возникать эксплозивные рвы, имеющие протяженность в несколько десятков километров. В придачу, строение вулканов вдоль трещин украшают пологие валы, лавовые поля, разбрызгивания и плоские широкие конусы, коренным образом меняющие ландшафт. Кстати, основная составляющая рельефа Исландии - это лавовые плато, возникшие именно таким образом.

Если же у магмы состав оказывается более кислым (повышенное содержание диоксида кремния), то вокруг устья вулкана вырастают экструзивные (т.е. выжатые) валы, имеющие рыхлый состав.

Строение вулканов центрального типа

Вулкан центрального типа - это конусообразное геологическое образование, которое сверху венчает кратер - углубление, имеющее форму воронки или чаши. Оно, между прочим, постепенно перемещается вверх, по мере того как вырастает сама вулканическая постройка, а его размер может быть абсолютно разным и измеряться как в метрах, так и в километрах.

Вглубь ведет жерло, по которому поднимается наверх, в кратер, магма. Магма - это расплавленная огненная масса, имеющая преимущественно силикатный состав. Она рождается в земной коре, где находится ее очаг, а поднявшись наверх, в виде лавы изливается на поверхность земли.

Извержение, как правило, сопровождается выбросом мелких брызг магмы, которые образуют пепел и газы, которые, что интересно, на 98% состоят из воды. К ним присоединяются различные примеси в виде хлопьев вулканического пепла и пыли.

Что определяет форму вулканов

Форма вулкана во многом зависит от состава и вязкости магмы. Легкоподвижная базальтовая магма образует щитовые (или щитовидные) вулканы. Они, как правило, имеют плоскую форму и большую окружность. Примером, представляющим такие типы вулканов, может послужить геологическое образование, находящееся на Гавайских островах и носящее название Мауна-Лоа.

Шлаковые конусы - это самый распространенный тип вулканов. Они образуются при извержении крупных фрагментов пористых шлаков, которые, нагромождаясь, выстраивают вокруг кратера конус, а их мелкие части формируют покатые склоны. Такой вулкан с каждым извержением становится выше. Примером может служить взорвавшийся в декабре 2012 года на Камчатке вулкан Плоский Толбачик.

Особенности строения купольных и стратовулканов

А знаменитая Этна, Фудзияма и Везувий - это пример стратовулканов. Их еще называют слоистыми, так как они образованы периодически извергаемой лавой (вязкой и быстро застывающей) и пирокластическим веществом, представляющим собой смесь из горячего газа, раскаленных камней и пепла.

В результате подобных выбросов эти типы вулканов имеют острые конусы с вогнутыми склонами, в которых и чередуются данные отложения. А лава из них вытекает не только через основной кратер, но и из трещин, застывая при этом на склонах и образуя ребристые коридоры, служащие опорой данному геологическому образованию.

Купольные вулканы образуются при помощи вязкой гранитной магмы, которая не стекает по склонам, а застывает наверху, формируя купол, который, как пробка, закупоривает жерло и вышибается скопившимися под ним со временем газами. Примером подобного явления может служить купол, который формируется над вулканом Сент-Хеленс, что на северо-западе США (он образовался в 1980 г).

Что такое кальдера

Описанные выше центральные вулканы имеют, как правило, форму конуса. Но иногда во время извержения стены такого вулканического сооружения обрушиваются, и при этом образуются кальдеры - огромные впадины, которые могут достигать глубины тысячи метров и диаметра до 16 км.

Из рассказанного ранее вы помните, что в строение вулканов входит огромное жерло, по которому поднимается во время извержения расплавленная магма. Когда вся магма оказывается сверху, внутри вулкана возникает огромная пустота. Вот именно в нее и может провалиться вершина и стены вулканической горы, образуя на земной поверхности окаймленные остатками крушения обширные котлообразные впадины с относительно ровным дном.

Самой крупной на сегодняшней день является кальдера Тоба, расположенная на (Индонезия) и полностью покрытая водой. Образовавшееся таким способом озеро имеет весьма внушительные размеры: 100/30 км и глубину в 500 м.

Что собой представляют фумаролы

Кратеры вулканов, их склоны, подножье, а также корка остывших лавовых потоков часто покрыты трещинами или отверстиями, из которых наружу вырываются растворенные в магме горячие газы. Их называют фумаролами.

Как правило, над крупными отверстиями клубится густой белый пар, потому что магма, как уже упоминалось, содержит много воды. Но кроме нее фумаролы служат источником выброса и для углекислого газа, всевозможных оксидов серы, сероводорода, галогеноводорода и других химических соединений, которые могут оказаться весьма опасными для человека.

Кстати, вулканологи считают, что входящие в строение вулкана фумаролы делают его более безопасным, так как газы находят выход и не скапливаются в недрах горы, чтобы образовать пузырь, который со временем вытолкнет лаву на поверхность.

К такому вулкану можно отнести знаменитую которая находится недалеко от Петропавловска-Камчатского. Дым, клубящийся над ней, виден в ясную погоду за десятки километров.

Вулканические бомбы тоже входят в строение вулканов Земли

Если взрывается долго спящий вулкан, то при извержении из его жерла вылетают так называемые Они состоят из сплавленных пород или обломков застывшей в воздухе лавы и могут весить несколько тонн. Их форма зависит от того, какой у лавы состав.

Например, если лава жидкая и не успевает в воздухе достаточно остыть - упавшая на землю вулканическая бомба превращается в лепешку. А базальтовые маловязкие лавы вращаются в воздухе, принимая за счет этого витую форму или становясь похожими на веретено или грушу. Вязкие же - андезитовые - куски лавы становятся после падения похожими на хлебную корку (они округлые или многогранные и покрыты при этом сетью трещинок).

Размер поперечника вулканической бомбы может достигать семи метров, и встречаются эти образования на склонах практически всех вулканов.

Типы извержения вулканов

Как указывал в книге «Основы геологии», рассматривающей строение вулканов и типы извержений, Короновский Н.В., все виды вулканических построек образуются в результате различных извержений. Среди них особенно выделяются 6 типов.

Когда происходили самые известные извержения вулканов

Годы извержения вулканов можно, пожалуй, отнести к серьезным вехам в истории человечества, ведь в это время изменялась погода, погибало огромное количество людей, а то и стирались с Земли целые цивилизации (так, в результате извержения гигантского вулкана погибла Минойская цивилизация в 15 или 16 в. до н. э).

В 79 г н. э. недалеко от Неаполя произошло извержение Везувия, похоронившего под семиметровым слоем пепла города Помпеи, Геркуланум, Стабия и Оплонтий, приведя к гибели тысяч жителей.

В 1669 г. несколько извержений вулкана Этна, а также в 1766 г. - вулкана Майон (Филиппины) привели к страшным разрушениям и гибели под потоками лавы многих тысяч людей.

В 1783 г. вулкан Лаки, взорвавшийся в Исландии, вызвал понижение температуры, которое привело в 1784 г. к неурожаю и голоду в Европе.

А на острове Сумбава, проснувшийся в 1815 г. оставил на следующий год всю Землю без лета, понизив температуру в мире на 2,5 °С.

В 1991 г. вулкан с филиппинского своим взрывом также временно понизил ее, правда, уже на 0,5 °С.

По сути, вулкан - это дыра в земной коре. При извержении вулкана из недр Земли на поверхность через эту дыру извергаются горячие горные породы. Вулканы, часто проявляющие активность, называются действующими. Вулканы, которые могут в будущем стать действующими называются спящими. Потухшим называется вулкан, жизнедеятельность которого прекратилась навсегда.

Где находятся вулканы?

В мире насчитывается примерно 840 действующих вулканов. Обычно за год всего 20-30 извержений. Большинство вулканов находится вблизи от краев гигантских плит, которые составляют в своей совокупности внешние слои Земли. В мире каждые 30 секунд происходит землетрясение и лишь некоторые из них представляют реальную опасность.

Строение вулкана

Для тех, кто хочет узнать, из чего состоит вулкан, советуем детально и внимательно изучить следующие изображения:

Какой самый большой вулкан в мире?

Самый большой вулкан в мире - Мауна-Лоа на Гавайях в США, купол которого имеет длину 120 км и ширину 50 км. Вулкан Лоихи является активным вулканом у Гавайских островов. Он уходит под воду на 900 м и поднимется на поверхность в период от 10 тыс. до 100 тыс. лет. Этот вулкан вы можете наблюдать на фото далее:

Что называют скоростными волнами?

Скоростные волны - это глубокие сейсмические волны, идущие сквозь землю со скоростью тыс. км/ч. Они намного быстрее звука.

Что такое величайшее лавовое?

В Исландии в 1783 г. случилось очень сильное трещинное извержение. При этом раскаленная растеклась на расстояние 65-70 км.

Когда люди ходили по морю?

Вулкан Кат-май на Аляске, США, в 1912 г. изверг так много плавающей пемзы, что люди ходили по этому морю.

Сколько на земле действующих вулканов?

В настоящее время на суше имеется примерно 1300 действующих вулканов. Под водой их тоже много, но число их колеблется, так как одни прекращают деятельность, а другие возникают. Каждый дремлющий вулкан может неожиданно взорваться. Следовательно, активными считаются те, вулканы, которые действовали хотя бы один раз за последние 10 тысяч лет.

Что такое вулканическое извержение? Вулканические извержения собой серию взрывов, похожих на пушечные. Они продолжаются с интервалом в часы и минуты, а случаются в результате скопления под лавовой большого объема газа. Во время таких извержений отлетать части кратера величина которых может достигать размера автобуса.

Что такое плинийское извержение?

Когда раскаленная насыщается газом и заполняет вулкан, его жерло взрывается, выбрасывая, скорости в два раза. Извержение сильное, что магма распадается на крошечные кусочки, а через несколько часов земля может оказаться под слоем пепла. Извержение в 79 г. имело такой же характер. При этом не смог спастись римский писатель Плиний, поэтому этот тип извержений плинийским.

Что такое стомболийское извержение?

Если магма достаточно жидкая, то над озером лавы в кратере вулкана может сформироваться кора. При этом крупные пузыри газа выплывают и взрывают оболочку, выплескивая вулканические бомбы из полу расплавленной лавы и обломков лавовой. Такого рода извержения стромболианскими от итальянского вулканического острова Стромболи.

Какое было самое мощное извержение вулкана ?

Самое мощное извержение вулкана случилось примерно 20 тыс. лет, когда разбушевался вулкан Тоба на острове Суматра в Индонезии. В его центре сформировался кратер 100 км, а другая часть острова была захоронена под слоем вулканических пород толщиной более 300 м.

Почему погиби Помпеи?

На протяжении всей истории человечества вулканы были опасны для живущих рядом с ними людей. В 79 г. римский город Помпеи был стерт с лица земли извергающимся вулканом Везувием. Даже в настоящее время сильнейшие извержения причинить вред людям.

Когда возникла легенда об Атлантиде?

Примерно в 1645 г. до н. э. взорвался греческий остров Санторини. В результате этого была уничтожена минойская цивилизация. Этот факт послужил началом легенды о пропавшем материке Атлантида.

Полезные сведения о вулканах, гейзерах, фото вулканов

Самыми опасными и непредсказуемыми объектами земной поверхности являются вулканы - геологические образования, возникающие над трещинами в земной коре, по которым извергаются землю горячая магма, сжигающая все живое своем пути, горячие и обломки горных пород.

При этом вулканы разделяются на действующие уснувшие и потухшие . Изверженную магму называют лавой. Временами она неторопливо изливается из трещин, а иногда вулкан извергается взрывом пара, золы, пыли и вулканического пепла. Именно эти процессы и приводят к последствиям, которые не приносят пользы людям. Человек на сегодня не имеет никаких средств для противостояние извержению вулкана, кроме как бегство.

Что такое пирокластические потоки? При обнажении жерла вулкана он разбивает породы и создает колоссальное количество обломков, пепла и пемзы - пирокластические материалы. При извержениях первыми поднимаются по жерлу. После того как отверстие расширится, из него начинает изливаться магма. При этом пирокластическое облако делается таким густым, что не может смешаться с воздухом, чтобы подняться вверх. Из-за этого оно вытекает горячими - пирокластическими потоками которые движутся с огромной скоростью достигающей 200 км/ч. Они могут покрыть продуктами извержения территории.

Какие бывают вулканы?

В местах, где расходятся тектонические плиты, магма протекает через щели, образовывая трещинные вулканы . Быстро застывшей густой лавой формируются насыпные вулканы . При мощных извержениях вулкана в кратер кальдера. В него зачастую стекает вода, а потом образуется озеро. Наиболее специфическими являютсястратовулканы , которые сложены по очереди из слоев лавы и пепла.

Извергающаяся очаговых и трещинных вулканов лава, как правило, текучая. Охладевая, она создает базальтовые породы, такие, как базальт, габбро и долерит. На месте становится породами типа андезита, трахита и риолита.

Образования при извержениях вулканов

Базальтовые колонны. Плотный поток лавы при застывании может разламываться на гексагональные базальтовые колонны, напоминающие те, которые стоят у Великой дамбы в Северной Ирландии.

Лава пахоэхоэ. Иногда породы на поверхности быстро застывают, создавая тонкую кору над пока еще вязкой и раскаленной лавой. Если корка имеет толщину в несколько сантимеу-ров, то она до такой степени остывает, что по ней можно гулять. Однако если лава продолжает течь, то корка начинает морщится. Эту лаву гавайцы прозвали «пахоэхоэ», что обозначает «волнистая».

Лава аа. Если лава стремительно застывает в грубую массу, то ее называют «аа». При подводных извержениях вулканов, например на срединно-океанических хребтах, вода мгновенно остужает и разбивает лаву на маленькие гладкие частицы, которые называют «подушками».

Очаговые вулканы. Большинство вулканов лежат вдоль границ плит земной коры, так как они находятся над одиночным скоплением магмы, вытекающей на поверхность. Даже когда плита движется, такой очаг продолжает оставаться на месте, горит прожигает ее в различных точках, образовывая цепь вулканов.

Какая лава может быть у вулканов

Вулканы могут извергать лаву двух типов: аа-лаву и волнистую лаву .

Аа-лава толще и окаменевает острыми пород - вулканическими шлаками.

Волнистая лава представляет собой более текучую и насыщенную газами лаву. При затвердевании она создает породы с гладкой поверхностью, а иной раз стекает, образовывая длинные сталактиты. Выбрасываемые тучи пепла представляют собой порошок из лавы.

Как появляются гейзеры

Горячие и гейзеры образовываются кипящей магмой. При протекании дождевая вода просачивается под землю и сталкивается с горячей магмой. За счет давления ее температура повыситься, и тогда магма поднимется заново. Если при поднимании наверх горячая вода перемешивается с холодной, то она вытекает на поверхность в виде горячего. Если на своем пути она сталкивается с преградой, то она остается под давлением и после этого выплескивается сильной струей, называемой гейзером.

Сила извержения

вулканы могут взрываться мощнее, чем атомная бомба. Как правило, это бывает, если магма загустела и стала настолько вязкой, что заткнула жерло вулкана. Внутри него давление понемногу увеличивается до тех пор, пока магма не выбьет такую пробку. Сила извержений измеряется по количеству пепла, который был выплеснут в воздух. При протекании магмы под землей благодаря породам она приобретает разнообразные формы. Как правило, текущая магма затекает в трещины внутри горных пород, и этот процесс называется согласной интрузией. При этом образуются блюдцеобразные породы, такие, как лополиты, линзообразные - факолиты, или плоские - силлы. Вязкая магма может надавить на породу с такой силой, что возникнут трещины, и этот процесс называется несогласной интрузией.

Прогноз извержения. Насколько реально?

Предугадать время, когда вулкан проснется, чрезвычайно трудно. Извержения Гавайях вполне спокойные, частые и относительно предсказуемые, однако большинство природных предсказывать трудно. Наклономер используют как одно из средств для определения приближающегося извержения. Он представляет собой прибор для установления крутизны склонов вулкана. В случае ее увеличения магма, находящаяся в центре вулкана, набухает, и может произойти извержение. Но следует помнить, что такие изменения лишь незадолго до извержения в результате чего данный вид прогнозирования опасен.

Наиболее типичное представление вулкана это гора в виде конуса с брызжейся лавой и отравляющими газами, извергающимися из кратера на вершине. Но это только один из множества видов вулкана, и характеристики других вулканов могут быть намного более сложными. Структура и поведение вулкана зависит от многих факторов. Многие вершины вулканов сформированы лавовыми конусами, а не кратерами. Таким образом, вулканические материалы (лава, или же вырвавшаяся из под глубин магма, и пепел) и газы (в основном пар и газы магмы) могут вырываться в любом месте на поверхности.

Другие типы вулканов включают в себя криовулканы, могут быть найдены на поверхности спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна, грязевые вулканы, которые образуются очень часто без всякой активности магмы в регионе. Температура активных грязевых вулканов намного ниже, чем вулканов, образованных в результате тектонической деятельности, за исключением, когда грязевый вулкан - это жерловая трещина, образованная обычным вулканом.

Жерловая трещина

Это вид вулкана с плоским разломом на вершине в виде линии, через который и извергается лава.

Щитовой вулкан

Такой вид вулкана назван из-за его широкого щитообразного профиля, образованного извержением невязкой лавы, которая может растекаться на большие расстояния от трещины, однако в основном это не приводит к катастрофическим последствиям. Невязкая лава не содержит большого количества оксида кремния, поэтому щитовые вулканы распространены в основном в океане, а не на континентах.

Лавовый купол

Лавовые купола образуются при извержении невязкой лавы. Иногда они формируются в кратере вулкана, извергшегося некоторое время назад, как на горе Святой Елены, но также они могут быть сформированы независимо от предыдущих извержений, как в случае Лассен Пик. Также как и стратовулканы, они сопровождаются сильными взрывными извержениями, однако их лава в основном не распространяется далеко от гидротермального коридора.

Криптовулканы

Криптовулканы формируются, когда вязкая лава прокладывает себе путь вверх и становится причиной образования лавового конуса. Извержение вулкана на Святой Елене в 1980 году было примером криптовулкана. Лава была под огромным давлением и сформировала лавовый купол на вершине горы, который был неустойчив и поэтому спустился вниз по северному склону.

Шлаковый конус

Вулканический или шлаковый конусы образуются в результате извержения маленьких кусочков шлака и пирокластов (оба образования похожи на маленькие цилиндры, которые и дали название вулкану), формирующиеся вокруг гидротермального коридора. Извержение происходит довольно таки непродолжительное время и образует конусообразный холм высотой 30-40 метров высотой. Большинство шлаковых конусов извергается только один раз. Они могут формировать как торцевые гидротермальные коридоры на больших вулканах, или образовываться сами по себе. Парикутин в Мексике и Сансет Кратер в Аризоне примеры шлаковых конусов. В Нью Мексико на вулканическом поле Каха дель Рио было сформировано около 60 шлаковых конусов.

Стратовулканы

Стратовулканы или как еще их называют композиционные вулканы, охарактеризованы как высокие конические структуры, состоящие из слоев лавы и других продуктов извержения вулкана, так называемых пластов - стратов - что и дало название данному виду вулканов. Стратовулканы сформированы из шлака, пепла и лавы. В результате вулканической деятельности шлак и пепел оседают на вершине горы слоями (пепел над шлаком), а лава стекает по слою пепла, где она остывает и затвердевает, далее процесс повторяется. Типичными примерами стратовулканов являются гора Фиджи в Японии, вулкан Мавон на Филлипинах и горы Везувий и Стромболи в Италии.

Супервулканы

Супервулкан обычно характеризуется кальдерой, распространенной на огромной территории, которая потенциально может представлять огромную опасность иногда даже континентального масштаба. Извержения таких вулканов могут быть причиной сильных глобальных похолоданий, продолжающихся несколько лет подряд, в результате попадания в атмосферу огромных масс серы и пепла. Супервулкан самый опасный тип вулкана. Примеры включают Йеллоустоун Кальдера в Национальном парке Йеллоустоун и Валлес Кальдера в Нью Мексико, озеро Таупо в Новой Зеландии, озеро Тоба на Суматре и Нгорогоро Кратер в Танзании, Кракатоа вблизи Явы и Суматры. Затруднительной задачей для вулканологов является определение границ огромных кальдер супервулканов, территория которых увеличивалась в течение столетий. Огромные регионы вулканического происхождения также характеризируются как супервулканы, если они покрыты огромными слоями извергшейся базальтовой лавы, но они считаются неспособными к вулканической деятельности.

Подводные вулканы

Общеизвестно, что подводные вулканы расположены на океаническом дне. Некоторые из них действующие, на небольших глубинах, могут быть определены визуальным методом по извержению пара и пород выше уровня океана. Однако, многие находятся на больших глубинах, где огромные массы воды не дают пару и газам извергаться на поверхность. Однако возможно определение активности таких вулканов с помощью подводных аппаратов и обесцвечиванию воды на поверхности, которое происходит из-за химических процессов соединения воды с извергающимися газами.
Пемза также может быть продуктом извержения. Однако даже крупное извержение никак не возмущает поверхность океана из-за быстрого процесса охлаждения продуктов извержения в воде, по отношению к газам в атмосфере, вода также снижает скорость распространения вулканических материалов. Подводные вулканы часто образуют колонны над гидротермальным коридором. Такие колонны могут становиться настолько высокими, что могут показываться над поверхностью океанов и образовывать новые острова. Лава под водой формируется в виде шаров, что является типичной характеристикой подводных вулканов. Гидротермальные коридоры часто находятся рядом с такими вулканами и даже поддерживают отдельную экосистему, построенную на стенках расплавленных минералов.

Грязевые вулканы

Грязевые вулканы или грязевые конусы обычно формируются при извержении жидкостей и газов, хотя существуют и некоторые другие процессы, которые могут привести к образованию таких вулканов. Самая большая грязевая вулканическая структура 10 километров в диаметре и около 700 метров высотой

Подледниковые вулканы

Подледниковые вулканы образуются под ледниковыми шапками. Извергаемая лава стекает по большим лавовым валунам и базальтическому туфу, которые были образованы в результате предыдущих вулканических извержений. При таких извержениях тают ледовые шапки и лава, находящаяся на вершине, уходит вниз, выравнивая поверхность и образовывая плоскую вершину. Такой вулкан также называют плосковершинным или туйем. Типичными примерами являются горы Исландии, а также Британской Колумбии. Плоские вершины вулканов были впервые исследованы именно там, в районе реки Туйя и Туйя Рэндж в северной части Британской Колумбии. Туйя Бутте - естественный ландшафт был первым исследован вулканологами и дал название этой группе вулканов. Также недавно был образован национальный парк Туйя Маунтинз в северном районе озера Туйя и на юге от реки Дженнингз вблизи Территории Юкон, чтобы оберегать малораспространенный ландшафт подледниковых вулканов.

http://vulcanism.ru

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).

Содержание статьи

ВУЛКАНЫ, отдельные возвышенности над каналами и трещинами земной коры, по которым из глубинных магматических очагов выводятся на поверхность продукты извержения. Вулканы обычно имеют форму конуса с вершинным кратером (глубиной от нескольких до сотен метров и диаметром до 1,5 км). Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры - крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

К действующим относятся вулканы, извергавшиеся в историческое время или проявлявшие другие признаки активности (выброс газов и пара и проч.). Некоторые ученые считают действующими те вулканы, о которых достоверно известно, что они извергались в течение последних 10 тыс. лет. Например, к действующим следовало относить вулкан Ареналь в Коста-Рике, поскольку при археологических раскопках стоянки первобытного человека в этом районе был обнаружен вулканический пепел, хотя впервые на памяти людей его извержение произошло в 1968, а до этого никаких признаков активности не проявлялось.

Вулканы известны не только на Земле. На снимках, сделанных с космических аппаратов, обнаружены огромные древние кратеры на Марсе и множество действующих вулканов на Ио, спутнике Юпитера.

ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ

Лава

– это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. В некоторых случаях происходит излияние лавы в рифтовых зонах огромной протяженности. Например, в Исландии в 1783 в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние ок. 20 км, произошло излияние ~12,5 км 3 лавы, распределившейся на площади ~570 км 2 .

Состав лавы.

Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.

Химический состав лав

СРЕДНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЛАВ (в весовых процентах)
Оксиды	Нефелино- вый ба- зальт	Базальт	Андезит	Дацит	Фонолит	Трахит	Риолит
SiO 2	37,6	48,5	54,1	63,6	56,9	60,2	73,1
Al 2 O 3	10,8	14,3	17,2	16,7	20,2	17,8	12,0
Fe 2 O 3	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
Na 2 O	3,8	2,3	3,7	4,0	8,7	5,4	4,3
K 2 O	1,0	0,8	1,1	1,4	5,4	6,5	4,8
H 2 O	1,5	0,7	0,9	0,6	1,0	0,5	0,6
TiO 2	2,8	2,1	1,3	0,6	0,6	0,6	0,3
P 2 O 5	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

Существует множество типов вулканических пород, различающихся по химическому составу. Чаще всего встречаются четыре типа, принадлежность к которым устанавливается по содержанию в породе диоксида кремния: базальт - 48-53%, андезит - 54-62%, дацит - 63-70%, риолит - 70-76% (см. таблицу ). Породы, в которых количество диоксида кремния меньше, в большом количестве содержат магний и железо. При остывании лавы значительная часть расплава образует вулканическое стекло, в массе которого встречаются отдельные микроскопические кристаллы. Исключение составляют т.н. фенокристаллы - крупные кристаллы, образовавшиеся в магме еще в недрах Земли и вынесенные на поверхность потоком жидкой лавы. Чаще всего фенокристаллы представлены полевыми шпатами, оливином, пироксеном и кварцем. Породы, содержащие фенокристаллы, обычно называют порфиритами. Цвет вулканического стекла зависит от количества присутствующего в нем железа: чем больше железа, тем оно темнее. Таким образом, даже без химических анализов можно догадаться, что светлоокрашенная порода – это риолит или дацит, темноокрашенная - базальт, серого цвета - андезит. По различимым в породе минералам определяют ее тип. Так, например, оливин – минерал, содержащий железо и магний, характерен для базальтов, кварц - для риолитов.

По мере поднятия магмы к поверхности выделяющиеся газы образуют крошечные пузырьки диаметром чаще до 1,5 мм, реже до 2,5 см. Они сохраняются в застывшей породе. Так образуются пузырчатые лавы. В зависимости от химического состава лавы различаются по вязкости, или текучести. При высоком содержании диоксида кремния (кремнезема) лава характеризуется высокой вязкостью. Вязкость магмы и лавы в большой степени определяет характер извержения и тип вулканических продуктов. Жидкие базальтовые лавы с низким содержанием кремнезема образуют протяженные лавовые потоки длиной более 100 км (например, известно, что один из лавовых потоков в Исландии протянулся на 145 км). Мощность лавовых потоков обычно составляет от 3 до 15 м. Более жидкие лавы образуют более тонкие потоки. На Гавайях обычны потоки толщиной 3-5 м. Когда на поверхности базальтового потока начинается затвердевание, его внутренняя часть может оставаться в жидком состоянии, продолжая течь и оставляя за собой вытянутую полость, или лавовый тоннель. Например, на о.Лансарот (Канарские о-ва) крупный лавовый тоннель прослеживается на протяжении 5 км. Поверхность лавового потока бывает ровной и волнистой (на Гавайях такая лава называется пахоэхоэ) или неровной (аа-лава). Горячая лава, обладающая высокой текучестью, может продвигаться со скоростью более 35 км/ч, однако чаще ее скорость не превышает нескольких метров в час. В медленно движущемся потоке куски застывшей верхней корки могут отваливаться и перекрываться лавой; в результате в придонной части формируется зона, обогащенная обломками. При застывании лавы иногда образуются столбчатые отдельности (многогранные вертикальные колонны диаметром от нескольких сантиметров до 3 м) или трещиноватость, перпендикулярная охлаждающейся поверхности. При излиянии лавы в кратер или кальдеру формируется лавовое озеро, которое со временем охлаждается. Например, такое озеро образовалось в одном из кратеров вулкана Килауэа на о.Гавайи во время извержений 1967-1968, когда лава поступала в этот кратер со скоростью 1,1ґ10 6 м 3 /ч (частично лава впоследствии возвратилась в жерло вулкана). В соседних кратерах за 6 месяцев толщина корки застывшей лавы на лавовых озерах достигла 6,4 м.

Купола, маары и туфовые кольца.

Очень вязкая лава (чаще всего дацитового состава) при извержениях через основной кратер или боковые трещины образует не потоки, а купол диаметром до 1,5 км и высотой до 600 м. Например, такой купол сформировался в кратере вулкана Сент-Хеленс (США) после исключительно сильного извержения в мае 1980. Давление под куполом может возрастать, а спустя несколько недель, месяцев или лет он может быть уничтожен при следующем извержении. В отдельных частях купола магма поднимается выше, чем в других, и в результате над его поверхностью выступают вулканические обелиски - глыбы или шпили застывшей лавы, часто высотой в десятки и сотни метров. После катастрофического извержения в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника в кратере образовался лавовый шпиль, который за сутки вырастал на 9 м и в результате достиг высоты 250 м, а спустя год обрушился. На вулкане Усу на о.Хоккайдо (Япония) в 1942 в течение первых трех месяцев после извержения лавовый купол Сёва-Синдзан вырос на 200 м. Слагавшая его вязкая лава пробилась сквозь толщу образовавшихся ранее осадков.

Маар - вулканический кратер, образующийся при взрывном извержении (чаще всего при повышенной влажности пород) без излияния лавы. Кольцевой вал из обломочных пород, выброшенных взрывом, при этом не формируется, в отличие от туфовых колец - также кратеров взрывов, которые обычно окружены кольцами обломочных продуктов.

Обломочный материал,

выбрасываемый в воздух во время извержения, называют тефрой, или пирокластическими обломками. Так же называются и сформированные ими отложения. Обломки пирокластических пород бывают разного размера. Наиболее крупные из них – вулканические глыбы. Если продукты в момент выброса настолько жидки, что застывают и приобретают форму еще в воздухе, то образуются т.н. вулканические бомбы. Материал размером менее 0,4 см относят к пеплам, а обломки размером от горошины до грецкого ореха - к лапиллям. Затвердевшие отложения, состоящие из лапиллей, называются лапиллиевым туфом. Выделяются несколько видов тефры, различающихся по цвету и пористости. Светлоокрашенная, пористая, не тонущая в воде тефра называется пемзой. Темная пузырчатая тефра, состоящая из отдельностей лапиллиевой размерности, называется вулканическим шлаком. Кусочки жидкой лавы, недолго находящиеся в воздухе и не успевающие полностью затвердеть, образуют брызги, часто слагающие небольшие конусы разбрызгивания вблизи мест выхода лавовых потоков. Если эти брызги спекаются, формирующиеся пирокластические отложения называют агглютинатами.

Взвешенная в воздухе смесь очень мелкого пирокластического материала и нагретого газа, выброшенная при извержении из кратера или трещин и движущаяся над поверхностью грунта со скоростью ~100 км/ч, образует пепловые потоки. Они распространяются на многие километры, иногда преодолевая водные пространства и возвышенности. Эти образования известны также под названием палящих туч; они настолько раскалены, что светятся ночью. В пепловых потоках могут присутствовать также крупные обломки, в т.ч. и куски породы, вырванные из стенок жерла вулкана. Чаще всего палящие тучи образуются при обрушении столба пепла и газов, выбрасываемых вертикально из жерла. Под действием силы тяжести, противодействующей давлению извергаемых газов, краевые части столба начинают оседать и спускаться по склону вулкана в виде раскаленной лавины. В некоторых случаях палящие тучи возникают по периферии вулканического купола или в основании вулканического обелиска. Возможен также их выброс из кольцевых трещин вокруг кальдеры. Отложения пепловых потоков образуют вулканическую породу игнимбрит. Эти потоки транспортируют как мелкие, так и крупные фрагменты пемзы. Если игнимбриты отлагаются достаточно мощным слоем, внутренние горизонты могут иметь настолько высокую температуру, что обломки пемзы плавятся, образуя спекшийся игнимбрит, или спекшийся туф. По мере остывания породы в ее внутренних частях может образоваться столбчатая отдельность, причем менее четкой формы и крупнее, чем аналогичные структуры в лавовых потоках.

Небольшие холмы, состоящие из пепла и глыб разной величины, образуются в результате направленного вулканического взрыва (как, например, при извержениях вулканов Сент-Хеленс в 1980 и Безымянного на Камчатке в 1965).

Направленные вулканические взрывы представляют собой довольно редкое явление. Созданные ими отложения легко спутать с отложениями обломочных пород, с которыми они часто соседствуют. Например, при извержении вулкана Сент-Хеленс непосредственно перед направленным взрывом произошел сход лавины щебня.

Подводные вулканические извержения.

Если над вулканическим очагом расположен водоем, при извержении пирокластический материал насыщается водой и разносится вокруг очага. Отложения такого типа, впервые описанные на Филиппинах, сформировались в результате извержения в 1968 вулкана Тааль, находящегося на дне озера; они часто представлены тонкими волнистыми слоями пемзы.

Сели.

С извержениями вулканов могут быть сопряжены сели, или грязекаменные потоки. Иногда их называют лахарами (первоначально описаны в Индонезии). Формирование лахаров не является частью вулканического процесса, а представляет собой одно из его последствий. На склонах действующих вулканов в изобилии накапливается рыхлый материал (пепел, лапилли, вулканические обломки), выбрасываемый из вулканов или выпадающий из палящих туч. Этот материал легко вовлекается в движение водой после дождей, при таянии льда и снега на склонах вулканов или прорывах бортов кратерных озер. Грязевые потоки с огромной скоростью устремляются вниз по руслам водотоков. При извержении вулкана Руис в Колумбии в ноябре 1985 сели, двигавшиеся со скоростью выше 40 км/ч, вынесли на предгорную равнину более 40 млн. м 3 обломочного материала. При этом был разрушен город Армеро и погибло ок. 20 тыс. человек. Чаще всего такие сели сходят во время извержения или сразу после него. Это объясняется тем, что при извержениях, сопровождающихся выделением тепловой энергии, происходят таяние снега и льда, прорыв и спуск кратерных озер и нарушение стабильности склонов.

Газы,

выделяющиеся из магмы до и после извержения, имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра, выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов в вулканических районах может продолжаться годами. Такие выходы горячих газов и паров через отверстия на дне кратера или склонах вулкана, а также на поверхности лавовых или пепловых потоков называют фумаролами. К особым типам фумарол относят сольфатары, содержащие соединения серы, и мофеты, в которых преобладает углекислый газ. Температура фумарольных газов близка к температуре магмы и может достигать 800° С, но может и снижаться до температуры кипения воды (~100° С), пары которой служат основной составляющей фумарол. Фумарольные газы зарождаются как в неглубоких приповерхностных горизонтах, так и на больших глубинах в раскаленных породах. В 1912 в результате извержения вулкана Новарупта на Аляске образовалась знаменитая Долина десяти тысяч дымов, где на поверхности вулканических выбросов площадью ок. 120 км 2 возникло множество высокотемпературных фумарол. В настоящее время в Долине действует лишь несколько фумарол с довольно низкой температурой. Иногда от поверхности еще не остывшего лавового потока поднимаются белые струи пара; чаще всего это дождевая вода, нагревшаяся при соприкосновении с раскаленным потоком лавы.

Химический состав вулканических газов.

Газ, выделяющийся из вулканов, на 50-85% состоит из водяного пара. Свыше 10% приходится на долю углекислого газа, ок. 5% составляет сернистый газ, 2-5% - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Сероводород и газообразная сера обычно содержатся в малых количествах. Иногда присутствуют водород, метан и оксид углерода, а также небольшая примесь различных металлов. В газовых выделениях с поверхности лавового потока, покрытого растительностью, был обнаружен аммиак.

Цунами

Огромные морские волны, связанные главным образом с подводными землетрясениями, но иногда возникающие при вулканических извержениях на дне океана, которые могут вызвать образование нескольких волн, следующих с интервалом от нескольких минут до нескольких часов. Извержение вулкана Кракатау 26 августа 1883 и последующее обрушение его кальдеры сопровождалось цунами высотой более 30 м, повлекшим многочисленные человеческие жертвы на побережьях Явы и Суматры.

ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ

Продукты, поступающие на поверхность при вулканических извержениях, существенно различаются по составу и объему. Сами извержения имеют различную интенсивность и продолжительность. На этих характеристиках и основана наиболее употребительная классификация типов извержений. Но бывает, что характер извержений меняется от одного события к другому, а иногда и в ходе одного и того же извержения.

Плинианский тип

называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 20-50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км 3 и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100 км/ч разносится на большие расстояния. Пепел, выброшенный в 1932 вулканом Серро-Асуль в Чили, был обнаружен в 3000 км от него. К плинианскому типу относится также сильное извержение вулкана Сент-Хеленс (шт. Вашингтон, США) 18 мая 1980, когда высота эруптивного столба достигала 6000 м. За 10 часов непрерывного извержения было выброшено ок. 0,1 км 3 тефры и более 2,35 т сернистого ангидрида. При извержении Кракатау (Индонезия) в 1883 объем тефры составил 18 км 3 , а пепловое облако поднялось на высоту 80 км. Основная фаза этого извержения продолжалась примерно 18 часов.

Анализ 25 наиболее сильных исторических извержений показывает, что периоды покоя, предшествовавшие плинианским извержениям, составляли в среднем 865 лет.

Пелейский тип.

Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника.

Вулканский тип.

Извержения этого типа (название происходит от о.Вулькано в Средиземном море) непродолжительны - от нескольких минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20 км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала (стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик - от 10 до 100 км 3 . Возраст стратовулканов составляет от 10 000 до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км 3 .

Стромболианский тип.

Этот тип назван по имени вулканического о.Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе ~300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет, вулкан Ясур на о.Танна (Вануату) в Тихом океане - в течение более 200 лет. Строение жерл и характер извержений у этих вулканов очень близки. Некоторые извержения стромболианского типа создают шлаковые конусы, состоящие из базальтового или, реже, андезитового шлака. Диаметр шлакового конуса у основания колеблется от 0,25 до 2,5 км, средняя высота составляет 170 м. Шлаковые конусы обычно образуются в течение одного извержения, а вулканы называются моногенными. Так, например, при извержении вулкана Парикутин (Мексика) за период с начала его активности 20 февраля 1943 до окончания 9 марта 1952 образовался конус вулканического шлака высотой 300 м, пеплом были засыпаны окрестности, а лава распространилась на площади 18 км 2 и уничтожила несколько населенных пунктов.

Гавайский тип

извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000 м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, бóльшую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими – до 10° – склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов ок. 30°). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные вулканы на о.Гавайи - Мауна-Лоа и Килауэа). Первые описания вулканов такого типа относятся к вулканам Исландии (например, вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Очень близки к гавайскому типу извержения вулкана Фурнез на о.Реюньон в Индийском океане.

Другие типы извержений.

Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965, в результате которого образовался остров.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ

Распределение вулканов по поверхности земного шара лучше всего объясняется теорией тектоники плит, согласно которой поверхность Земли состоит из мозаики подвижных литосферных плит. При их встречном движении происходит столкновение, и одна из плит погружается (поддвигается) под другую в т.н. зоне субдукции, к которой приурочены эпицентры землетрясений. Если плиты раздвигаются, между ними образуется рифтовая зона. Проявления вулканизма связаны с этими двумя ситуациями.

Вулканы зоны субдукции располагаются по границе поддвигающихся плит. Известно, что океанские плиты, образующие дно Тихого океана, погружаются под материки и островные дуги. Области субдукции отмечены в рельефе дна океанов глубоководными желобами, параллельными берегу. Полагают, что в зонах погружения плит на глубинах 100-150 км формируется магма, при поднятии которой к поверхности происходит извержение вулканов. Поскольку угол погружения плиты часто близок к 45°, вулканы располагаются между сушей и глубоководным желобом примерно на расстоянии 100-150 км от оси последнего и в плане образуют вулканическую дугу, повторяющую очертания желоба и береговой линии. Иногда говорят об «огненном кольце» вулканов вокруг Тихого океана. Однако это кольцо прерывисто (как, например, в районе центральной и южной Калифорнии), т.к. субдукция происходит не повсеместно.

Вулканы рифтовых зон существуют в осевой части Срединно-Атлантического хребта и вдоль Восточно-Африканской системы разломов.

Есть вулканы, связанные с «горячими точками», располагающимися внутри плит в местах подъема к поверхности мантийных струй (богатой газами раскаленной магмы), например, вулканы Гавайских о-вов. Как полагают, цепь этих островов, вытянутая в западном направлении, образовалась в процессе дрейфа на запад Тихоокеанской плиты при движении над «горячей точкой». Сейчас эта «горячая точка» расположена под действующими вулканами о.Гавайи. По направлению к западу от этого острова возраст вулканов постепенно увеличивается.

Тектоника плит определяет не только местоположение вулканов, но и тип вулканической деятельности. Гавайский тип извержений преобладает в районах «горячих точек» (вулкан Фурнез на о.Реюньон) и в рифтовых зонах. Плинианский, пелейский и вулканский типы характерны для зон субдукции. Известны и исключения, например, стромболианский тип наблюдается в различных геодинамических условиях.

Вулканическая активность: повторяемость и пространственные закономерности.

Ежегодно извергается приблизительно 60 вулканов, причем и в предшествовавший год происходило извержение примерно трети из них. Имеются сведения о 627 вулканах, извергавшихся за последние 10 тыс. лет, и о 530 – в историческое время, причем 80% из них приурочены к зонам субдукции. Наибольшая вулканическая активность наблюдается в Камчатском и Центрально-Американском регионах, более спокойны зоны Каскадного хребта, Южных Сандвичевых о-вов и южного Чили.

Вулканы и климат.

Полагают, что после извержений вулканов средняя температура атмосферы Земли понижается на несколько градусов за счет выброса мельчайших частиц (менее 0,001 мм) в виде аэрозолей и вулканической пыли (при этом сульфатные аэрозоли и тонкая пыль при извержениях попадают в стратосферу) и сохраняется таковой в течение 1–2 лет. По всей вероятности, такое понижение температуры наблюдалось после извержения вулкана Агунг на о.Бали (Индонезия) в 1962.

ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ

Извержения вулканов угрожают жизни людей и наносят материальный ущерб. После 1600 в результате извержений и связанных с ними селей и цунами погибло 168 тыс. человек, жертвами болезней и голода, возникших после извержений, стали 95 тыс. человек. Вследствие извержения вулкана Монтань-Пеле в 1902 погибло 30 тыс. человек. В результате схода селей с вулкана Руис в Колумбии в 1985 погибли 20 тыс. человек. Извержение вулкана Кракатау в 1883 привело к образованию цунами, унесшего жизни 36 тыс. человек.

Характер опасности зависит от действия разных факторов. Лавовые потоки разрушают здания, перекрывают дороги и сельскохозяйственные земли, которые на много столетий исключаются из хозяйственного использования, пока в результате процессов выветривания не сформируется новая почва. Темпы выветривания зависят от количества атмосферных осадков, температурного режима, условий стока и характера поверхности. Так, например, на более увлажненных склонах вулкана Этна в Италии земледелие на лавовых потоках возобновилось только через 300 лет после извержения.

Вследствие вулканических извержений на крышах зданий накапливаются мощные слои пепла, что грозит их обрушением. Попадание в легкие мельчайших частиц пепла приводит к падежу скота. Взвесь пепла в воздухе представляет опасность для автомобильного и воздушного транспорта. Часто на время пеплопадов закрывают аэропорты.

Пепловые потоки, представляющие собой раскаленную смесь взвешенного дисперсного материала и вулканических газов, перемещаются с большой скоростью. В результате от ожогов и удушья погибают люди, животные, растения и разрушаются дома. Древнеримские города Помпеи и Геркуланум попали в зону действия таких потоков и были засыпаны пеплом во время извержения вулкана Везувий.

Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей. Иногда рельеф местности способствует тому, что вулканические газы (сернистый газ, хлористый водород или углекислый газ) распространяются близ поверхности земли, уничтожая растительность или загрязняя воздух в концентрациях, превышающих предельные допустимые нормы. Вулканические газы могут наносить и косвенный вред. Так, содержащиеся в них соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.

Огромные разрушения вызывают также грязекаменные потоки и цунами.

Прогноз извержений.

Для прогноза извержений составляются карты вулканической опасности с показом характера и ареалов распространения продуктов прошлых извержений и ведется мониторинг предвестников извержений. К таким предвестникам относится частота слабых вулканических землетрясений; если обычно их количество не превышает 10 за одни сутки, то непосредственно перед извержением возрастает до нескольких сотен. Ведутся инструментальные наблюдения за самыми незначительными деформациями поверхности. Точность измерений вертикальных перемещений, фиксируемых, например, лазерными приборами, составляет ~0,25 мм, горизонтальных - 6 мм, что позволяет выявлять наклон поверхности всего в 1 мм на полкилометра. Данные об изменениях высоты, расстояния и наклонов используются для выявления центра вспучивания, предшествующего извержению, или прогибания поверхности после него. Перед извержением повышаются температуры фумарол, иногда изменяется состав вулканических газов и интенсивность их выделения.

Предвестниковые явления, предшествовавшие большинству достаточно полно документированных извержений, сходны между собой. Однако с уверенностью предсказать, когда именно произойдет извержение, очень трудно.

Вулканологические обсерватории.

Для предупреждения возможного извержения ведутся систематические инструментальные наблюдения в специальных обсерваториях. Самая старая вулканологическая обсерватория была основана в 1841-1845 на Везувии в Италии, затем с 1912 начала действовать обсерватория на вулкане Килауэа на о. Гавайи и примерно в то же время – несколько обсерваторий в Японии. Мониторинг вулканов проводится также в США (в т.ч. на вулкане Сент-Хеленс), Индонезии в обсерватории у вулкана Мерапи на о.Ява, в Исландии, России Институтом вулканологии РАН (Камчатка), Рабауле (Папуа - Новая Гвинея), на островах Гваделупа и Мартиника в Вест-Индии, начаты программы мониторинга в Коста-Рике и Колумбии.

Методы оповещения.

Предупреждать о грозящей вулканической опасности и принимать меры по уменьшению последствий должны гражданские власти, которым вулканологи предоставляют необходимую информацию.

Система оповещения населения может быть звуковой (сирены) или световой (например, на шоссе у подножья вулкана Сакурадзима в Японии мигающие сигнальные огни предупреждают автомобилистов о выпадении пепла). Устанавливаются также предупреждающие приборы, которые срабатывают при повышенных концентрациях опасных вулканических газов, например сероводорода. На дорогах в опасных районах, где идет извержение, размещают дорожные заграждения.

Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями.

Для смягчения вулканической опасности используются как сложные инженерные сооружения, так и совсем простые способы. Например, при извержении вулкана Миякедзима в Японии в 1985 успешно применялось охлаждение фронта лавового потока морской водой. Устраивая искусственные бреши в застывшей лаве, ограничивающей потоки на склонах вулканов, удавалось изменять их направление. Для защиты от грязекаменных потоков - лахаров - применяют оградительные насыпи и дамбы, направляющие потоки в определенное русло. Для избежания возникновения лахара кратерное озеро иногда спускают с помощью тоннеля (вулкан Келуд на о.Ява в Индонезии). В некоторых районах устанавливают специальные системы слежения за грозовыми тучами, которые могли бы принести ливни и активизировать лахары. В местах выпадения продуктов извержения сооружают разнообразные навесы и безопасные убежища.