Откуда появились вулканы. В любом случае извержение происходит в четыре этапа. Из чего состоит вулкан

Извержение вулкана - явление, наглядно иллюстрирующее силу природы и человеческую беспомощность. Вулканы могут быть одновременно величественными, смертоносными, загадочными и вместе с тем очень живописными и даже полезными. Сегодня мы с вами детально разберем образование и строение вулкана, а также познакомимся с множеством других занимательных фактов по этой теме.

Что такое вулкан?

Вулкан - геологическое образование, которое возникает на месте разлома земной коры и извергает ряд продуктов: лаву, пепел, горючие газы, обломки горной породы. Когда наша планета только начинала свое существование, она практически полностью была устелена вулканами. Сейчас на Земле есть несколько районов, в которых сосредоточено основное количество вулканов. Все они располагаются вдоль тектонически активных областей и крупных разломов.

Магма и плиты

Из чего состоит та самая горючая жидкость, которая извергается из вулкана? Она представляет смесь расплавленной породы, со сгустками более тугоплавких пород и газовыми пузырьками. Чтобы понять, откуда происходит лава, нужно вспомнить строение земной коры. Вулканы нужно рассматривать как последнее звено большой системы.

Итак, Земля состоит из множества различных слоев, которые сгруппированы в три так называемых мега-слоя: ядро, мантия, кора. Люди обитают на наружной поверхности коры, ее толщина может колебаться от 5 км под океанами до 70 км под сушей. Кажется что это весьма солидная толщина, но если соизмерить ее с габаритами Земли, кора напоминают шкурку на яблоке.

Под внешней корой располагается самый толстый мега-слой - мантия. Она имеет высокую температуру, но практически не плавится и не растекается, ведь давление внутри планеты очень велико. Иногда мантия все же тает, образуя магму, которая пробивает себе путь через кору Земли. В 1960 году ученные создали революционную теорию, согласно которой Землю покрывают тектонические плиты. По этой теории, литосфера - жесткий материал, состоящий из коры и верхнего слоя мантии, делится на семь больших и несколько меньших пластин. Они неспешно дрейфуют по поверхности мантии, «смазанной» астеносферой - мягким слоем. То, что происходит на стыке плит, является основной причиной выброса магмы. В месте, где плиты встречаются, есть несколько вариантов их взаимодействия.

Отдаление плит друг от друга

В месте, где две пластины разошлись в стороны, формируется хребет. Это может произойти как на суше, так и под водой. Образовавшийся промежуток, заполняется отложениями астеносферы. Так как давление здесь невелико, твердая поверхность образуется на том же уровне. Охлаждаясь, поднявшаяся магма застывает и создает кору.

Одна плита заходит под другую

Если при ударе пластин одна из них зашла под другую и погрузилась в мантию, на этом месте образуется огромная впадина. Как правило, такое можно встретить на дне океана. Когда жесткий край плиты заталкивается в мантию, он нагревается и плавится.

Кора сминается

Это происходит в том случае, если при ударе тектонических плит, ни одна из них не находит себе место под другой. В результате такого взаимодействия пластин, образуются горы. Вулканической активности такой процесс не предполагает. Со временем, горный хребет, который образовался на стыке ползущих другу к другу плит, может расти, незаметно для человека.

Образование вулканов

Большинство вулканов образуются в местах, где одна тектоническая плита погрузилась под другую. Когда твердый край плавится в магме, он увеличивается в объеме. Поэтому расплавившаяся порода с огромной силой стремится наверх. Если давление достигает достаточного уровня, или горячая смесь находит трещину в коре, происходит выброс наружу. При этом истекающая магма (а точнее, уже лава), образует конусообразное строение вулканов. Какую вулкан имеет структуру и насколько он интенсивно извергается, зависит от состава магмы и других факторов.

Иногда магма выходит прямо посреди плиты. Чрезмерная активность магмы обусловлена ее перегревом. Вещество мантии постепенно проплавляет колодец, и создает горячую точку под определенной местностью земной поверхности. Время от времени магма прорывает кору и происходит извержение. Сама по себе горячая точка неподвижна, чего не скажешь про тектонические плиты. Поэтому с тысячелетиями, в таких местах образуется «строка умерших вулканов». Подобным образом, были созданы гавайские вулканы, возраст которых, по данным исследователей, достигает 70 миллионов лет. Теперь давайте разберем строение вулкана. Фото нам в этом поможет.

Из чего состоит вулкан?

Как можно увидеть на фото, приведенном выше, схема строения вулкана весьма проста. Основными компонентами вулкана являются: очаг, жерло, и кратер. Очаг - место, где образуется избыток магмы. Вверх раскаленная магма поднимается по жерлу. Таким образом, жерло - это канал объединяющий очаг и поверхность земли. Он образуется застывающей по пути магмой и сужается по мере приближения к поверхности Земли. И, наконец, кратер - это углубление на поверхности вулкана, которое имеют форму чаши. Диаметр кратера может достигать несколько километров. Таким образом, внутреннее строение вулкана несколько сложнее, чем внешнее, однако ничего особенного в нем нет.

Сила извержения

В некоторых вулканах магма сочится настолько медленно, что по ним спокойно можно ходить. Но есть и такие вулканы, извержение которых за считанные минуты разрушает все на своем пути, в радиусе нескольких километров. Тяжесть извержения обуславливается составом магмы и внутренним давлением газов. В магме растворяется весьма внушительное количество газа. Когда давление пород начинает превышать давление паров газа, он расширяется и образует пузырьки, которые называют везикулами. Они пытаются высвободиться наружу, и взрывают породу. После извержения часть пузырьков застывает в магме, в результате чего образуется пористая порода, из которой делают пемзу.

Характер извержения также зависит от вязкости магмы. Как известно, вязкостью называют способность противостоять потоку. Она является противоположностью текучести. Если у магмы высокая вязкость, то пузырькам газа будет сложно из нее выбраться, и они будут толкать вверх большее количество породы, что приведет к сильному извержению. Когда вязкость магмы невелика, газ быстро высвобождается из нее, поэтому лава не выбрасывается с такой силой. Обычно вязкость магмы зависит от содержания в ней кремния. Содержание газа в магме также играет важную роль. Чем оно больше, тем сильнее будет извержение. Количество газа в магме зависит от пород, входящих в ее состав. Строение вулканов не влияет на разрушительную силу извержения.

Основное количество извержений происходит поэтапно. На каждом из этапов своя степень разрушения. Если вязкость магмы и содержание в ней газов невелики, то лава будет не спеша течь по земле с минимальным количеством взрывов. Лавочные потоки могут нанести вред местной природе и инфраструктуре, однако из-за низкой скорости движения они не опасны для людей. В противном случае вулкан интенсивно выбрасывает магму в воздух. Столб извержения состоит обычно из горючего газа, твердого вулканического материала и пепла. При этом лава движется стремительно, уничтожая все на своем пути. А над вулканом образуется облако, диаметр которого может достигать сотни километров. Вот такие последствия могут вызвать вулканы.

Типы, строение кальдер и лавочных куполов

Услышав об извержении вулкана, человек сразу же представляет коническую гору, с вершины которой течет оранжевая лава. Это классическая схема строения вулкана. Но фактически такое понятие, как вулкан, описывает куда более широкий круг геологических явлений. Поэтому в принципе, вулканом можно назвать любое место Земли, где происходит выброс определенных пород из внутренней части планеты наружу.

Строение вулкана, описание которого было приведено выше, является самым распространенным, но не единственным. Бывают также кальдеры и лавочные купола.

Кальдера отличается от кратера огромными размерами (диаметр может достигать нескольких десятков километров). Вулканические кальдеры возникают по двум причинам: взрывные извержения вулканов, обрушение горных пород в полость, освободившуюся от магмы.

Кальдеры обрушения возникают в местах, где произошло массивное извержение лавы, вследствие которого магматический очаг полностью освободился. Оболочка, образовавшаяся над этой пустотой, со временем обрушивается, и возникает огромный кратер, внутри которого вполне вероятно зарождение нового вулкана. Одной из наиболее известных кальдер обрушения является кальдера Крейтер в Орегоне. Она была образована 7700 лет назад. Ее ширина составляет порядка 8 км. Со временем кальдера заполнилась талой и дождевой водой, образовав живописное озеро.

Взрывные кальдеры образуются несколько иным образом. Крупный магматический очаг поднимается на поверхность, он не может просочиться из-за плотной земной коры. Магма сжимается, а когда из-за падения давления в «резервуаре» газы расширяются, происходит огромный взрыв, которые влечет за собой образование крупной полости в Земле.

Что касается лавочных куполов, то они образуются в том случае, если давления недостаточно, чтобы разорвать породы земли. В результате создается выпуклость в верхней части вулкана, которая со временем может нарастать. Вот таким интересным может быть строение вулкана. Картинки некоторых кальдер выглядят, скорее, как оазис, нежели как место, в котором однажды произошло извержение - губительный для всего живого процесс.

Сколько вулканов на Земле?

Строение вулканов нам уже известно, теперь поговорим о том, как обстоит ситуация с вулканами на сегодняшний день. На нашей планете существует более 500 активных вулканов. Где-то столько же считаются спящими. Большое количество вулканов признано умершими. Такое разделение считается весьма субъективным. Критерием для определения активности вулкана является дата последнего извержения. Принято считать, что если последнее извержение произошло в исторический период (время, когда люди ведут запись событий), то вулкан активный. Если это случилось за пределами исторического периода, но ранее 10000 лет тому назад, то вулкан считают спящим. Ну и, наконец, вымершими называют те вулканы, которые не извергались последние 10 000 лет.

Из 500 действующих 10 вулканов извергаются ежедневно. Обычно эти извержения недостаточно велики, чтобы поставить под угрозу человеческую жизнь. Однако иногда происходят крупные извержения. За последние два столетия таковых было 19. В них погибло немногим более 1000 человек.

Польза вулканов

В это слабо верится, но столь ужасное явление как вулкан может быть полезным. Вулканические продукты, благодаря своим уникальным свойствам, находит применение во многих областях человеческой деятельности.

Самым древним применением вулканической породы, является строительство. Известный французский собор Клермон-Ферран полностью построен из темной лавы. Базальт, входящий в состав изверженного материала, часто используют в мощении дорог. Мелкие частички лавы применяют в производстве бетона и для фильтрации воды. Пемза служит отличным звукоизолятором. Ее частички входят также в состав канцелярских резинок и некоторых видов зубной пасты.

Вулканы извергают много ценных для промышленности металлов: медь, железо, цинк. Серу, собранную из вулканических продуктов, используют для производства спичек, красителей и удобрений. Горячая вода, получаемая естественным или искусственным путем из гейзеров, на специальных геотермальных станциях дает электроэнергию. В вулканах часто находят алмазы, золото, опал, аметист и топаз.

Проходя через вулканическую породу, вода насыщается серой, углекислым газом и кремнеземом, которые помогают при астме и заболеваниях дыхательных путей. На термальных станциях пациенты не только пьют целебную воду, но и купаются в отдельных источниках, принимают грязевые ванны и проходят курс дополнительного лечения.

Заключение

Сегодня мы обсудили такой увлекательный вопрос, как образование и строение вулканов. Резюмируя выше сказанное, можно сказать, что вулканы возникают из-за передвижения тектонических плит, и представляют собой выбросы магмы, которая, в свою очередь, является расплавленной мантией. Таким образом, рассматривая вулканы, нелишним будет вспомнить строение Земли. Вулканы состоят из очага, жерла и кратера. Они могут приносить как разрушительное действие, так и пользу для разных областей промышленности.

Вулкан - огнедышащая гора. Обычно вулканы имеют форму правильного конуса с пологими склонами в нижней части и крутыми стенами у вершины. На вершине вулкана находится большое углубление с отвесными стенками - это кратер.
Раскаленное вещество, скрытое от нас твердой земной корой, на границах плит способно подниматься высоко к поверхности и становиться жидким, превращаться в магму. Ее температура так высока, что порода расплавляется и открывает магме путь к поверхности. В виде горячей густой пены магма поднимается все выше, пока не начинает переливаться через край кратера.
Постепенно водяной пар и газы выходят из магмы, она становится более плотной и вяз-

Схема строения вулкана

кой, и тогда ее называют лавой. Лава - это расплавленные камни. Температура лавы около 1000°С. Вулкан правильной формы образуется из застывших лавовых потоков. Скорость течения лавы зависит от ее густоты и условий извержения. Иногда она течет медленно, так что человек может уйти от потока пешком, иногда лавовый поток несется со скоростью более 100 км/ч.
Если вулкан раз в несколько лет или чаще извергается, его называют действующим. Много действующих вулканов находится на полуострове Камчатка. Некоторые вулканы действовали в далеком прошлом, и очень давно из йих не изливалась лава. Это потухшие вулканы. Они есть в Крыму, Забайкалье и других районах.

Некоторые вулканы находятся в океане, а не на суше. Многие острова образовались исключительно благодаря вулканической деятельности. Вулканы и зоны землетрясений располагаются в определенных частях планеты, то есть вдоль границ литосферных плит - там, где происходят наиболее бурные процессы в земной коре.
Высокая температура вулканов служит причиной образования в вулканических районах горячих источников и гейзеров - горячих фонтанов - природного происхождения. Вре-

Схема строения гейзера 26

мя от времени гейзер выбрасывает в воздух струю горячей воды и пара. Температура водяного пара достигает иногда 250 °С.В некоторых гейзерах вода едва двигается. Рекордное расстояние, на которое гейзер выбрасывает горячую воду - более 80 метров.
Гейзеры образуются везде, где раскаленная магма подходит достаточно близко к поверхности. Кроме Камчатки, всемирной известностью пользуются гейзеры Исландии. Там запасов горячей воды хватает, чтобы отопить столицу этой страны - город Рейкьявик. Гейзеры обнаружены в Новой Зеландии, Америке, Японии и Китае.

Бог дал нам окно, через которое мы можем заглянуть в прошлое нашей Земли. Основываясь на Писание и исследуя современные вулканы, а также огромные отложения прошлых вулканов, мы можем сложить воедино кусочки огромной картины уникальных катастрофических событий, происходивших во время Потопа.

Не многие природные катастрофы сравнимы с фантастическим зрелищем вулканического извержения. Извержение вулкана на горе Святой Елены, произошедшее 18 мая, 1980 года, - наиболее разрушительное извержение за всю письменную историю США. В результате этого события было выделено количество энергии, равноценное 400 миллионам тонн тротила или приблизительно 20000 атомных бомб, сброшенных над Хиросимой. И все же это мощное извержение меркнет по сравнению с извержениями, которые происходили в прошлом.

Взрыв вулкана на горе Святой Елены выбросил в атмосферу 1 км 3 вулканического пепла, но это количество пепла - ничто по сравнению с извержением вулкана Таупо (Новая Зеландия), случившегося примерно 1800 лет назад, в результате которого было выброшено 35 км 3 пепла. Однако даже это событие – лишь маленький эпизод в сравнении с извержением вулкана под Йеллоустонским национальным парком, которое произошло вскоре после Потопа и выделило, как минимум, 2000 км 3 пепла.

Масштаб этих извержений был настолько большим, что они образовали огромные отверстия в земле, кальдеры (или кратеры). Кальдера вулкана Таупо сегодня заполнена огромным озером, а отверстие вулкана под Йеллоустоном настолько огромное, что его границы можно увидеть только со спутника.

Трудно представить масштаб вулканического извержения, способного отложить траппы плато Декан – пласты вулканической породы толщиной 2000 метров, занимающие площадь более 500000 км 2

Однако и эти извержения – крошечные взрывы по сравнению с другим типом вулканов, отложивших колоссальные пласты толстых слоев, известные как «континентальные подстилающие базальты» . Например, траппы плато Декан в Индии уходят в глубину более чем на 2000 метров и занимают почти 500000 км 2 Индостана - приблизительная площадь современной Франции ! Сибирские траппы в России еще толще (более 2 миллионов км 3), однако они занимают меньшую территорию (340000 км 2).

Нам трудно представить масштаб события, которое образовало эти базальтовые отложения. Множество больших трещин или расщелин должны были открыться в земле одновременно, чтобы настолько огромное количество лавы смогло разлиться по такой большой площади. Ни одно из известных нам сегодня извержений не имеет таких масштабов, хотя в 1783–84 гг. одна небольшая расщелина и открылась, выбросив примерно 14 км 3 базальтовой лавы.

Перед тем как понять, какие же уникальные силы стоят за огромными извержениями прошлого, нам необходимо для начала исследовать тайны современных вулканов.

Типы вулканов

Вулканы могут быть различных размеров и форм. Многие из известных вулканов, особенно наиболее живописные, - очень большие, конусообразные и с крутыми склонами. К таким видам относится вулкан на горе Святой Елены, на горе Фуджияма (Япония), на горе Пинатубо (Филиппины), на горе Нгаурухоэ (Новая Зеландия), и многие другие. Они образуются по мере того, как накапливаются последовательные слои лавы и пепла. Если говорить техническим языком, то они называются «эксплозивные стратовулканы». Вполне вероятно, что вулкан Йеллоустон изначально был именно стратовулканом, только намного больше, чем любой из современных вулканов.

Другой тип вулканов, как например Килауэа, можно обнаружить на Гавайях. Такие вулканы с умеренно наклонными сторонами получили название «щитовые вулканы». Несмотря на то, что такие вулканы производят яркое впечатление, их извержения не сопровождаются взрывами. Кстати, если измерить всю высоту этих гавайских вулканов, начиная с глубокого океанского дна и до вершин, они окажутся выше горы Эверест .

Эти вулканы выделяют лаву, которая напоминает материал из траппов плато Декан, только других масштабов. Толщина лавы щитовых вулканов, как правило, составляет всего несколько футов, а занимаемая площадь равна примерно квадратной миле или даже меньше.

Типы лав и извержений

Различные типы вулканов отличаются составом расплавленной породы (магма), из которой они и состоят.

Вулканы питаются из очагов, расположенных в земных недрах. Различные геологические события, как например, трение движущихся плит, вызывают глубоко под поверхностью земли плавление породы. Эта расплавленная порода поднимается на поверхность в виде магмы. Если расплавленная порода включает значительное количество кремнезема, она очень толстая (и вязкая) и сдерживает движение. Но если в магме мало кремнезема, она течет очень легко.

Кремнезем очень часто встречается в породах «внешней оболочки» земли, или коре. В области, расположенной под корой, мантии, не так много кремнезема. Если магма является результатом плавления верхней части мантии, то в ней мало кремнезема, и она течет легко. Эта порода называется базальтом, и именно эту породу мы находим в траппах и гавайских щитовых вулканах.

Однако если по мере своего продвижения по трещинам земной коры магма загрязняется, то содержание в ней кремнезема увеличивается и магма становится более густой. (Такого рода породы известны как «андезит» и «дацит») С другой стороны, если плавятся только породы земной коры, они образуют другой, более густой тип магмы, гранит, который имеет самое высокое содержание кремнезема. Когда эти гранитные магмы достигают поверхности, они становятся риолитом.

Поскольку базальтовые лавы текут легко и плавно, их извержение не сопровождается взрывами. Они медленно распределяются и образуют наклонные стороны щитовых вулканов. Однако, дацитовая магма более густая, поэтому она выделяется подобно смоле, образуя вулканы с крутыми склонами. Кроме того, попавший в поднимающуюся дацитовую магму газ или пар, не может легко вырваться. Следовательно, давление увеличивается так же, как и в бутылке с пробкой, которую только что потрясли. В конце концов, происходит сильное извержение вулкана, и магма разделяется на пенистые блоки (пемза) или мелкозернистые частицы пепла (пирокластические отложения).

Окно во внутренний мир Земли

Количество выделяемой современными вулканами магмы очень мало по сравнению с теми огромными количествами лавы вулканов прошлого. Как можно объяснить физические силы, способные производить так много магмы?

Традиционные геологи оказываются в затруднительном положении. Сегодняшние лавовые потоки небольшие, потому что расположенные под вулканами магматические камеры содержат лишь небольшое количество магмы, а континентальные плиты передвигаются так медленно, что не способны обеспечить плавление огромных объемов новой магмы.

В отличие от этого базальты плато Декан и Сибирских траппов огромны. Здесь должны были произойти громадные извержения вулканов, сопровождающиеся постоянным и быстрым выделением лавы из множества огромных трещин вулканов. Вся эта магма могла образоваться только в результате какой-то уникальной катастрофы.

Где и почему образуются вулканы?

Вулканы помогают нам лучше понять силы, действующие глубоко внутри земли. Большинство активных вулканов расположено на границах тектонических плит земной коры (Рис. 1 ). Особенно это явно происходит, когда одна плита опускается под расположенную рядом плиту, как например тихоокеанская плита опускается под североамериканскую плиту в северо-западной части США (см. d на Рисунке 2 ), или в области, где Филиппинская плита опускается под Евразийскую плиту возле Японии (см.a на Рисунке 2 ). Опускание или «субдукция» плиты вызывает плавление породы мантии или коры, что заставляет магмы подниматься и извергаться через вулканы.

Другие активные вулканы образуются в месте разделения плит, как например в рифтовой долине в восточной Африке и вдоль хребтов посередине океанских бассейнов (см. c на Рисунке 2).

В некоторых отдельных местах активные вулканы расположены возле «горячих зон» под плитами, где потоки горячих мантийных пород поднимаются в направлении поверхности земли (см. b на Рисунке 2 ). Самые известные примеры таких вулканов – гавайские вулканы. Континентальные подстилающие базальты обнаруживаются в местах образования в прошлом таких горячих зон.

Катастрофическое прошлое Земли

Современные вулканы и извержения не являются ключом к пониманию прошлого земли. Некоторые лавовые отложения прошлого слишком большие, чтобы их можно было объяснить в рамках сегодняшней вулканической активности.

В отличие от традиционного представления в геологии (т.е. процессы происходят медленно и постепенно), современные вулканы не являются ключом к пониманию прошлого земли . Объем лавовых пород и отложений слишком большой и катастрофический, чтобы его можно было объяснить в рамках сегодняшней вулканической активности.

Для ученых, придерживающихся взглядов древней земли, расположение континентальных подстилающих базальтов над бывшими потоками мантии объясняется с точки зрения теории медленной и постепенной тектоники плит, но геологи, основывающие свои взгляды на событии Потопа, отмечают, что объем лавы необъясним . Традиционное представление о медленной скорости перемещения мантийного потока и движения плит, не способно объяснить такие огромные количества базальтовых лав. Несомненно, они должны были образоваться и извергаться во время некой катастрофы. Даже если использовать общепринятое датирование на основе долгих эпох, эти базальтовые образования образовались в самое настоящее геологическое «мгновение ока».

Библейский Потоп

Это еще один убедительный пример данных, которые объясняются катастрофической тектоникой плит во время библейского Потопа. Открытие источников великой бездны в начале Потопа и в продолжение 150 дней сопровождалось не только выбросом воды из земных недр, но также выделением пара и огромного количества лав. Впоследствии, когда источники закрылись, а движение плит замедлилось, вулканическая активность в конце Потопа снизилась. Это также отражается в описанной в исторических документах убывающей силе послепотопных вулканов, достигшей сегодня относительного покоя.

Геологическую историю земли можно понять только исходя из записанной в Божьем Слове истории о катастрофическом Потопе.

Когда Бог в огне сошел на гору Синай, чтобы дать Моисею Десять Заповедей (Исход 19:16,18), его пребывание там сопровождалось громами и молниями, а сама гора сильно дымилась и была окутана густым дымом, как от печи. Подобное описание напоминает сильное вулканическое извержение. И не удивительно, что народ Израильский был напуган.

Мы можем лишь представить, насколько сильным было разрушение, охватившее области земли, когда Бог судил землю через библейский Потоп. Свидетельство Его суда в прошлом и Его сила должны нам напоминать о том, что нам следует бояться Его и доверять Ему всегда, чтобы быть спасенными в день Его последнего суда.

Доктор Эндрю Снеллинг доктор геологических наук из сиднейского университета, работает консультантом по вопросам геологии в организациях Австралии и Америки. Доктор Снеллинг – профессор Института креационистских исследований в Санти (Калифорния) и автор многочисленных научных статей.

Вулкан на картинке внизу называется составным вулканом поскольку состоит из перемежающихся слоев лавы и пепла. За долгие периоды времени они образовали конус с крутыми склонами.

1. То место под земной корой, где собирается магма, называется очагом магмы или вулканической камерой

2. Жерло - основной канал в середине вулкана;

3. Дайка - заполненный магмой канал, идущий от жерла к поверхности;

4. Слои пепла и лавы;

5. Отверстие на самом верху вулкана, называется кратером;

6. Пыль, пепел и газы;

7. Кусочки лавы, называемые вулканическими бомбами.

Величественный конус на поверхности Земли - лишь верхушка вулкана. Каким бы большим ни казался вулкан, его наземная часть очень мала по сравнению с подземной, откуда поступает магма. Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, иногда заполненное водой.

Вулкан питается через отверстие, называемое главным каналом, или жерлом. Через жерло выходят газы, а также обломки пород и расплавы, поднявшиеся с глубин, которые постепенно формируют рельеф на поверхности вулкана. С жерлом связана целая система вулканических трещин, боковых каналов и магматических очагов, расположенных от одного до десятков километров от поверхности Земли. Первичный магматический очаг находится на глубине 60-100 км, а вторичный магматический очаг, который непосредственно питает вулкан, - на глубине 20-30км. По мере продвижения магмы к поверхности в ней происходят значительные изменения.

Существуют маленькие вулканы, конус которых поднимается от поверхности Земли на несколько сотен метров. Есть огромные, достигающие 3000-5000 м. в высоту. Самый большой вулкан на планете Мауна-Лоа расположен на острове Гавайи. Он возвышается на 4170 м над уровнем моря, а его подошва покоится на глубине 5000 м. В итоге его высота составляет более 9 км.

Причины извержений. Среди причин извержений вулкана могут быть многочисленные химические, физические, геологические факторы. Поэтому извержения не всегда легко предсказать.

Если бутылку с газированным напитком, прежде чем открыть, потрясти, то растворенный в напитке газ при раскупоривании бутылки стремится вырваться, образуя пену. Так и в жерле вулкана пенящаяся магма выбрасывается освобождающимися из нее газами. Под давлением она поднимается по трещинам в земной коре и устремляется в жерло вулкана, чтобы извергнуться из кратера. Потеряв значительное количество газа, магма выливается из кратера и уже как лава течет по склонам вулкана.

Отчего же происходят извержения вулканов? Накопленное в глубине Земли тепло раскаляет вещество земного ядра. Температура его так высока, что это вещество должно было бы расплавиться, но под давлением верхних слоев земной коры оно удерживается в твердом состоянии. В тех местах, где давление верхних слоев ослабевает в связи с движением земной коры и образованием трещин, раскаленные массы переходят в жидкое состояние. Масса расплавленной породы (магма), насыщенная газами, под сильным давлением, расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь наверх. Бывает, что жерло уже забито застывшей лавой как пробкой, что создает условия для роста давления до тех пор, пока оно не окажется достаточно высоким, чтобы эту пробку вытолкнуть. Проникновение поверхностной воды, а также физические и химические процессы, происходящие в самой магме, также создают условия, при которых может произойти извержение вулкана.

Вулканы - это геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Слово «вулкан» пришло от древнеримской мифологии и происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Наука, изучающая вулканы, - вулканология, геоморфология.

Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.

Вулканическая активность

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие и дремлющие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара. Учёные также отмечают, что слишком активный вулканизм, как например, на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведёт к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности», - пишут учёные.

Типы вулканических построек

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами - барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами - вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными - стратовулканами.

Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые - многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Монтань-Пеле, 1902 г.).

Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами,депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов - вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород. Отрицательные формы рельефа , связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами - крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров.

Классификация вулканов по форме

Форма вулкана зависит от состава извергаемой им лавы; обычно рассматривают пять типов вулканов:

• Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример - вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан ; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км).
• Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это - самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они - не больше нескольких сотен метров. Пример - вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года.
• Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры - Этна, Везувий, Фудзияма.
• Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г.
• Сложные (смешанные, составные) вулканы.

Извержение вулкана

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы извержений:

• Гавайский тип - выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра, должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины.
• Гидроэксплозивный тип - извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Поствулканические явления

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

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.

Поднявшаяся к земной поверхности лава не всегда на эту поверхность выходит. Она лишь поднимает слои осадочных пород и застывает в виде компактного тела (лакколита), образуя своеобразную систему невысоких гор. В Германии к таким системами относятся области Рён и Эйфель. На последней наблюдается и другое поствулканическое явление в виде озёр, заполняющих кратеры бывших вулканов, которым не удалось сформировать характерный вулканический конус (так называемые маары).

Источники тепла

Одной из нерешённых проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твёрдом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объёмов твёрдого материала. Например, в США в бассейне реки Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объём базальтов более 820 тыс. км³; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует ещё одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твёрдом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Районы вулканической активности

Основные районы вулканической активности - Южная Америка , Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан .

Грязевые вулканы

Грязевые вулканы - небольшие вулканы, через которые на поверхность выходит не магма, а жидкая грязь и газы из земной коры. Грязевые вулканы намного меньше по размерам, чем обыкновенные. Грязь, как правило, выходит на поверхность холодной, но газы, извергаемые грязевыми вулканами, часто содержат метан и могут загореться во время извержения, создавая картину, похожую на извержение обыкновенного вулкана в миниатюре.

В нашей стране грязевые вулканы более всего распространены на Таманском полуострове, встречаются также в Сибири, около Каспийского моря и на Камчатке. На территории других стран СНГ грязевых вулканов больше всего в Азербайджане, имеются они в Грузии и в Крыму.

Вулканы на других планетах

Вулканы в культуре

• Картина Карла Брюллова «Последний день Помпеи»;
• Кинофильмы «Вулкан», «Пик Данте» и сцена из фильма «2012».
• Вулкан близ ледника Эйяфьядлайёкюдль в Исландии во время своего извержения стал героем огромного числа юмористических программ, сюжетов теленовостей, сводок и народного творчества, обсуждающего события в мире.

(Visited 748 times, 1 visits today)