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.
6.1.Типы вулканов
Каждый действующий вулкан обладает своими индивидуальными особенностями. Более того, нет двух совершенно одинаковых вулканов, так же как среди многомиллионного населения нашей планеты нет двух совершенно одинаковых людей. Однако вулканы можно объединить в группы со сходными чертами.
Так, например, выделяют вулканы трех типов:
Площадные вулканы. В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.
Трещинные вулканы . Они проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5 . 10 5 км 2 при средней мощности от 1 до 3 км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния.
Мощность отдельных потоков была 5-15 м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течение многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов илитраппов.
В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии (вулкан Лаки), на Камчатке (вулкан Толбачинский), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12 км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915 км 2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886 г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30 км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км 2 , около трещины мощность покрова достигала 75 м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3 км.
Центральный тип. Это самый распространенный тип эффузивного магматизма. Он сопровождается образованием конусообразных вулканических гор; высота их контролируется гидростатическими силами. Дело в том, что высота h , на которую способна подняться жидкая лава плотностью p l , из первичного магматического очага, обусловлена давлением на него твердой литосферы мощностью H и плотностью p s . Эта зависимость может быть выражена следующим уравнением:
ghp s = gHp l
где, g - ускорение силы тяжести.
( h - H )/ H =( p s - p l )/ p s
Выражение <h - H > и есть высота вулканической горы h ; отношение ( p s - p l )/ p s можно выразить как некий плотностной коэффициент j , тогда h = jH . Так как данное уравнение связывает высоту вулкана с мощностью литосферы через некий плотностной коэффициент, который для разных регионов различен, значит высота вулкана в разных районах земного шара различна.
Обобщая данные о деятельности вулканов центрального типа, ученные предложили классифицировать вулканы по характеру их деятельности (рис.1).
К гавайскому типу извержений относятся Мауна-Лоа, Килауэа на Гавайских островах, некоторые вулканы Исландии, Нямлягира и Нирагонго в Африке. По многим признакам к гавайскому типу близок Плоский Толбачик на Камчатке. Деятельность этих вулканов характеризуется спокойным, без взрывов, излиянием текучей базальтовой лавы и отсутствием мощных выделений газов и пара. Когда кратер переполняется, лава переливается через край и стекает по склонам, образуя длинные потоки. Склоны вулканов этого типа очень пологие, по форме они напоминают гигантский щит, поэтому их еще называют щитовыми вулканами.
По деятельности вулкана Стромболи выделен стромболианский тип извержений. Базальтовая лава этих вулканов несколько более вязкая, нежели у гавайских, но еще достаточно подвижная. Вулканические газы выделяются из нее со взрывами, образуя закрученные вулканические бомбы. Пепла нет или очень мало. Вулканы конической формы с усеченной вершиной состоят из переслаивания лав и продуктов взрывной деятельности т.е. представляют собой типичные слоистые вулканы (стратовулканы).
Для вулканского типа извержений, примером которого служит вулкан Вулкано на Липарских островах, характерна вязкая андезито-базальтовая лава, с трудом отдающая газы. Нередко лава закупоривает жерло вулкана. Газы скапливаются под вулканической пробкой и прорываются наружу с большой силой, выбрасывая бомбы, лапилли и пепел. Куски вязкой лавы в воздухе не могут закручиваться, но при охлаждении растрескиваются, приобретая вид хлебной корки. При извержениях происходит также излияние лавы в виде коротких потоков. Застывшая лава обладает глыбовой поверхностью.
Везувианский тип извержений близок к вулканскому, но отличается от него очень сильной взрывной деятельностью. Вулканические извержения этого типа обусловлены несколько более кислой, с большим количеством кремнезема, а поэтому более вязкой лавой. Накапливающиеся под лавовой пробкой газы и пары прорываются наверх, выбрасывая большое количество пепла, лапилли и бомб. Характерна форма бомб в виде лепешек и караваев с растрескавшейся поверхностью (скрученные формы не образуются из-за вязкого состояния лавы). Потоки лав короткие, обычно неправильной формы. Вулканы по типу строения принадлежат к стратовулканам. К везувианскому типу относятся Везувий и Этна в Италии, многие вулканы Камчатки и Курильских островов.
Плинианский тип извержения является дальнейшим развитием везувианского. Для него характерны сильные взрывы стремящегося кверху газа, который поднимается на высоту нескольких километров, а затем образует расширяющуюся тучу, по форме напоминающую крону итальянской сосны пинии. Сильные взрывы приводят к разрушению вулканического конуса.
Особенности вулканических извержений пелейского типа (от названия вулкана Мон-Пеле) обусловлены очень большой вязкостью выбрасываемой лавы, которая, застыв, прочно закупоривает жерло вулкана. Газы на глубине развивают огромное давление, и в конце происходит колоссальный взрыв с выбросом огромного количества пепла, бомб и газов. Эта газовая высоконагретая туча с температурой до 700 0 С, наполненная каменным материалом, стремительно скатывается по склону вулкана, неся с собой разрушение и смерть. Одновременно туча разрастается вверх огромным кудрявым столбом. Такие высоконагретые тучи пепла и газа называются палящими тучами. К вулканам пелейского типа, кроме Мон-Пеле, относятся Катмаи на Аляске, Безымянный на Камчатке и др.
Наконец, выделяют извержения бандайсанского типа (Бандай-Сан - один из крупных японских вулканов), для которого характерна чисто взрывная деятельность, без выхода лавы в виде потоков или куполов на поверхность. Кратер вулкана закрыт вязкой лавой, которая не дает выхода газам и парам. Затем в определенный момент происходит мощный взрыв, в результате которого разрушается весь вулкан и выбрасывается масса застывшей лавы. Свежая лава на поверхность не выходит. К этому относится Кракатау в Индонезии, а также некоторые другие вулканы.
К рассмотренным типам деятельности относятся вулканы центрального типа, безраздельно господствующие в современный период жизни Земли. Но в прошлые геологические эпохи были также широко распространены извержения трещинного типа, для которых характерно излияние лавы из зияющих в земной коре трещин. В настоящее время извержения такого рода происходят в Исландии, поэтому трещинные вулканы называют еще вулканами исландского типа.
Не следует думать, что один и тот же вулкан действует только по одному типу. Вулканы в течение своей жизни проходят некоторый путь развития поэтому меняется и характер их деятельности. Действие вулкана по определенному типу по существу является временным, хотя оно и охватывает промежутки времени во многие десятки и даже сотни тысяч лет. Изменения типа извержения вызваны изменениями в составе магмы поступающей из глубин Земли, и теплового режима. Так, например, Везувий в историческое время извергался по типу Стромболи, Вулкано, плинианскому и выбрасывал палящие тучи.
6.2.Строение вулканов (рис. 2)
Корни вулкана, т.е. его первичный магматический очаг располагается на глубине 60-100км в астеносферном слое. В земной коре на глубине 20-30 км находится вторичный магматический очаг, который непосредственно и питает вулкан через жерло. Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, которое иногда заполняется водой. Диаметры кратеров могут быть различны, например, у Ключевской сопки – 675 м, а у известного вулкана Везувий, погубившего Помпею - 568м. После извержения кратер разрушается и образуется впадина с вертикальными стенками - кальдеры. Диаметр некоторых кальдер достигает многих километров, например кальдера вулкана Аниакчан на Аляске равно 10 км.
6.3.Продукты извержения
При извержении вулкана выделяются продукты вулканической деятельности, которые могут быть жидкими, газообразными и твердыми .
Газообразные , или летучие играют важную роль в вулканической деятельности. Во время кристаллизации магмы на глубине выделяющиеся газы поднимают давление до критических значений и вызывают взрывы, выбрасывая на поверхность сгустки раскаленной жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака. Такое газовое облако состоящее из капелек расплавленной (свыше 700 0 С) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей.
Состав газов и их концентрация в пределах одного вулкана очень сильно меняются от места к месту и во времени. Зависят они и от температуры, и в самом общем виде от степени дегазации мантии, и типа земной коры. По данным японских ученых, зависимость состава вулканических газов от температуры выглядит следующим образом:
Температура, 0 С Состав газов (без воды)
1200-800 HCl, CO 2 , H 2 O, H 2 S, SO
800-100 HCl, SO 2 , H 2 S, CO 2 , N 2 , H 2
100-60 H 2 , CO 2 , N 2 , SO 2 , H 2 S
60 CO 2 , N 2 , H 2 S
Характер выделения газов зависит от состава и вязкости магмы, а скорость отделения газов от расплава определяет тип извержения.
Жидкие - характеризуются температурами в пределах 600-1200 0 С. Представлена именно лавой.
Вязкость лавы обусловлена ее составом и зависит главным образом от содержания кремнезема или диоксида кремния. При высоком ее значении (более 65%) лавы называют кислыми , они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат большое количество газов, остывают медленно. Меньшее содержание кремнезема (60-52%) характерно для средних лав; они как и кислые более вязкие, но нагреты обычно сильнее (до 1000-1200 0 С) по сравнению с кислыми (800-900 0 С). Основные лавы содержат менее 52% кремнезема и поэтому более жидкие, подвижные, свободно текут. При их застывании на поверхности образуется корочка, под которой происходит дальнейшее движение жидкости.
Твердые продукты включают в себя вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел . В момент извержения они вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c.
Вулканические бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы ‘слезы Везувия’ достигали десятков тонн). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий: 1-ая , возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания, образовавшейся при их остывании. 2-ая, формируются из более жидкой лавы, во время полета они приобретают самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе. Лапилли (лат.”лапиллус“- маленький камень)- сравнительно мелкие обломки шлака величиной 1,5-3см, имеющие разнообразные формы. Вулканический песок - состоит из сравнительно мелких частиц лавы ( 0,5см). Еще более мелкие обломки, размером от 1мм и менее образуют вулканический пепел , который оседая на склонах вулкана или на некотором расстоянии от него образует вулканический туф. Мощные выбросы пеплов, снижая солнечную радиацию, вызывают понижение температуры. Так, извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. привело к снижению средней температуры на земном шаре на 2,5 0 С. Похолодание произошло и после извержения вулкана Пинатубо в 1991 г. на Филиппинах.
6.4.Вулканы на службе у человека (рис.3)
Внутренняя энергия Земли, с которой связана деятельность вулканов, еще не подвластна человеку, и поэтому мы не можем пока избавиться от этого грозного явления. Но люди находят разные средства для уменьшения этой опасности. Более того, человек научился получать выгоду от своего “страшного соседа”.
Прежде всего нужно отметить, что вулканические силы Земли заключают в себе огромную энергию. Расход тепла, связанный с извержениями и горячими источниками, по подсчетам ученых, составляет примерно от 8,4 . 10 17 до 31,5 . 10 18 дж в год.
Тепловая энергия вулканов давно и очень широко применяется в Исландии- стране вечных льдов, не имеющей запасов топлива. Также это самая дешевая энергия.
Широко используется горячая вулканическая вода в Японии. Ею отапливаются дома, прогревается почва на рисовых полях и огородах, а благодаря значительному содержанию солей аммония и фосфора она применяется как удобрение.
Горячие воды не только источник тепла и различных химических соединений. Многие из них содержат вещества, обладающие лечебными свойствами. Например, установлено, что горячие воды многих источников Камчатки и Курильских островов по своим бальнеологическим свойствам не уступают минеральным водам известных курортов. Так, на Камчатке большую славу снискали воды Налачевских источников, содержащие мышьяк. Горячие вулканические воды используются при лечении многих болезней, в том числе ревматизма, различных заболеваний суставов, нервной системы и т.д.
Современная деятельность вулканов сопровождается образованием ряда месторождений минералов, некоторые из них возникают на глазах человека, Например, выделяющиеся из глубин газовые струи бывают настолько насыщены сернистым газом и сероводородом, что у выхода их на поверхность возникают серные бугры. С действующими вулканами также связано образование нашатыря, борной кислоты и других химических соединений.
В древних вулканах, чьи вулканические постройки в большей или меньшей мере разрушены и под которыми на глубине уже нет очагов лавы, встречается другой комплекс полезных ископаемых. В основном это руды металлов, в том числе ртути, серебра, сурьмы и др., месторождения серы и, конечно, сами лавы как строительный материал. При подводных извержениях возникают месторождения исландского шпата (ценный материал для изготовления оптических приборов), а иногда и марганца и железа.
С особым видом магматической деятельности на огромных глубинах (по своему взрывному характеру примыкающей к вулканическим явлениям) связано образование алмаза.
Все, что мы узнали о вулканах, говорит о том, что их деятельность может использоваться в разнообразных направлениях. Более того, в некоторых случаях возможности эти оказываются совершенно неожиданными. Например, исследователи Сахары поставили вопрос об использовании угасших вулканов для…увеличения числа выпадающих дождей. На первый взгляд предложение кажется просто странным. Однако связь между дождями и вулканической деятельностью в Сахаре существует. Дело заключается в том, что в недалеком прошлом в условиях пустынного климата в Сахаре действовали вулканы, и тогда в этих краях было много озер. Поэтому предполагают, что наблюдаемое в настоящее время резкое понижение влажности связано с прекращением вулканических извержений. С другой стороны, данные о современной вулканической деятельности показывают, что извержения вулканов, как правило, сопровождаются обильными атмосферными осадками. Отсюда естественный вывод о возможности увлажнения климата путем искусственного возобновления деятельности потухших вулканов, например, при помощи атомной энергии.
6.5. Вулканическая деятельность на Луне
Сравнительно недавно (с началом освоения космоса) стало известно, что вулканизм - явление космическое, что он присущ всем планетам Солнечной системы. Больше всего мы знаем о вулканизме Луны. На видимой стороне Луны известно 517 больших и множество более мелких кратеров.
В ночь на 3 ноября 1958 года советские астрономы Н.А.Козырев и В.Е.Езерский зарегистрировали извержение вулканических газов из одного из лунных кратеров. Позднее они же обнаружили фумарольную (“фумо“-дым) деятельность еще в одном кратере. Это показывает, что вулканы на Луне продолжают действовать и сейчас.
7.Научные методы и средства исследований
Одним из методов научного исследования является фотограмметрия. Фотограмметрия традиционно подразделяется на два основных направления: 1 – наземная фотограмметрия (фототопография); 2 – воздушная фотограмметрия (аэрофототопография, аэрофотогеодезия) и предполагает исследование объектов и явлений по их фотографическим изображениям, получаемым специализированными фотокамерами (фототеодолитами, аэрофотоаппаратами и т.п.) с точек земной поверхности или с применением летательных аппаратов.
Последние десятилетия бурное развитие получили новые методы фотограмметрии, основанные на возможности визуализации результатов дистанционных исследований, выполняемых вне видимого диапазона электромагнитного спектра. Некоторые из новых направлений дистанционного зондирования были бы крайне полезны для изучения вулканов Камчатки и Курильских островов. Например, радиолокационная фотограмметрия - потому, что полностью свободна от погодных условий, являющихся, как известно, основным препятствием для изучения вулканов Камчатки и Курил в видимом диапазоне. Фотограмметрия инфракрасных (ИК) изображений, получаемых с помощью современных тепловизоров и термальных ИК сканеров, могла бы дать важные дополнительные материалы при изучении вулканических извержений и их предвестников. Но в Институте вулканологии ДВО РАН наибольшее развитие и применение получили именно методы традиционной фотограмметрии и только потому, что инструменты, приборы и технологии исследований этого направления оказались наиболее доступными. Точные геометрические характеристики и динамические параметры вулканических извержений, определяемые методами фотограмметрии, позволяют объективно судить о характере и масштабах происходящих событий, способствуют правильному пониманию механизма извержений.
А в комплекс вулканологических исследований, применяемых на НИС “Вулканолог” при изучении подводных вулканов Курильской островной дуги, в качестве обязательных методов входили эхолотный промер, гидромагнитная съемка (ГМС), отбор проб донных осадков и др. В ряде рейсов были выполнены измерения теплового потока, непрерывное газогидрохимическое профилирование и гидрохимические исследования.
При проведении геофизических исследований использовалась единая служба судового времени. Она позволяла синхронизировать работу различной измерительной аппаратуры и приводить результаты измерений к единым координатам времени и пространства.
Известно еще много методов исследования вулканов, но не будем вдаваться в подробности, ведь это не является основной темой работы.
8.Связи с другими проблемами и задачами
После накопления обширных знаний и выработки специальных методов исследования вулканов возникла самостоятельная наука вулканология. Вулканология тесно связана с такими науками, как геология, петрография, минералогия, геохимия, гидрогеология, геофизика, термодинамика и отчасти астрономия.
В вулканологии все шире применяются точные расчеты и эксперимент, поэтому она на наших глазах превращается в точную науку. И если раньше сборники статей вулканологов в какой-то мере представляли собой, по выражению одного ученого - невулканолога, “журналы, иллюстрированные клубами дыма“, то теперь в них большая роль отведена точным исследованиям, основанным на данных физико – химии, геофизики, математических расчетах, моделировании вулканических явлений и др.
Вулканологии развилось новое направление, названное “вулкано-физикой“,- количественное изучение явлений извержений, исследование глубоких частей вулканических аппаратов геофизическими методами, установление связи внешних вулканических явлений с процессами на больших глубинах.
Вулканологи взяли на вооружение достижения современной техники. В кратере Авачинского вулкана установлены датчики- автоматы, которые регистрируют температуру вулкана. Благодаря им камчатские вулканологи могут, не поднимаясь к кратеру, постоянно следить за тем, как “чувствует“ себя вулкан. На смену аквалангам приходят подводные суда и батискафы, дающие возможность подолгу и на большой глубине изучать проявления подводного вулканизма.
9. Место данной темы в учебных планах и тематике ГГФ
Данная тема изучается немного на первом курсе ГГФ. А так же для магистрантов преподают курс палеовулканологии (Литасов Ю.Д., 36 часов).Палеовулканология - отрасль геологии, изучающая вулканическую деятельность прошлых геологических эпох. Основной предмет палеовулканологии составляют древние вулканические постройки (кальдеры, остатки вулканических щитов и др.) и их корни (по которым магма поднималась на земную поверхность), уходящие в глубь Земли и, в отличие от современных вулканов, доступные для непосредственного изучения на эрозионных срезах древних складчатых сооружений.
10.Заключение
Как бы неправдоподобно это не звучало, но мне понравилось писать эту курсовую работу.
Даже и не знаю, удалось ли мне обобщить полученные знания и все ли я “рассказала”, что предполагалось под этой темой. Надеюсь, да. Но своей цели я точно добилась, я узнала о вулканах много нового, о чем даже не догадывалась. Например, что на Луне есть кратеры известно всем, но что они тоже извергаются, я не знала. Что на вулканическую деятельность могут влиять космические силы. И многое другое.
Трудности в выполнении работы заключались в нехватке времени (было бы больше времени, можно было бы лучше сформулировать свои мысли и идеи) и в том, что в библиотеке НГУ книги на данную тему были представлены в одном или в двух экземплярах и уже были разобраны до меня, так что большинство книг были взяты в ОИГГМ СО РАН.
11.Список литературы
3) Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. –М.: Наука, 1979. (302 стр.)
4) Лебединский В.И. Вулканы - грозное явление природы. –М.: АН УССР, 1963.(108 стр.)
5) Лебединский В.И. Вулканы и человек. –М.:Недра,1967.(204 стр.)
(от лат. fluidus - текучий) -..1) жидкие и газообразные легкоподвижные компоненты магмы или циркулирующие в земных глубинах насыщенные газами растворы. Предполагается, что в составе флюидов преобладают перегретые пары воды, присутствуют фтор, хлор, углекислота и многие др. вещества... Реферат >> География
Зависят характер вулканических продуктов , форма вулканических построек, тип извержений вулканов. Строение Земли. Где же... в кратере вулкана . Рост куполов после извержения наблюдается и в некоторых вулканах Камчатки. Тип Вулкано . Вулкан Вулкано , находящийся...
Вулканы и землетрясения как эндогенные факторы образования рельефа земли
Реферат >> БиологияЗемной коре. Линейные вулканы или вулканы трещинного типа , обладают протяжёнными... и жидкие продукты вырываются на поверхность и происходит извержение вулкана . Если на... -стратиграфические условия. Особенности строения структуры определяют разнообразие рельефа...
Вулканизмы на земле и их географическое следствие
Реферат >> ГеографияНа Аляске из туфогенно-лавовых продуктов извержения вулкана Катмай (1912 г.) в течение последующих лет...
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.
Еще с давних времен люди видели, как из нее иногда вырывались черные облака, огонь и выбрасывались огненные камни.
Древние римляне считали, что этот остров ворота в ад, что здесь живет бога огня и кузнечного дела Вулкан. По имени этого бога эти стали именоваться вулканами.
Извержение вулкана может продолжаться несколько дней и даже месяцев. После сильного извержения вулкан снова приходит в состояние покоя на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называются действующими .
Есть вулканы, которые извергались в давно-прошедшие времена. Некоторые из них сохранили форму красивого конуса. О деятельности их у людей не сохранилось никаких сведений. Их называют потухшими, как, например, у нас на Кавказе Эльбрус и Казбек, вершины которых покрыты сверкающими, ослепительно-белыми . В древних вулканических областях встречаются глубоко разрушенные и размытые вулканы. В нашей стране такие области - Крым, Забайкалье и другие места.
Вулканы обычно имеют форму конуса со склонами, более пологими у подошв и более крутыми у вершин.
Если подняться на вершину действующего вулкана во время его спокойного состояния, то можно увидеть кратер - глубокую впадину с обрывистыми стенками, похожую на гигантскую чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на дне и стенах кратера поднимаются струи газа и пара. Иногда они спокойно выходят из-под камней и из щелей, иногда вырываются бурно, с шипением и свистом. Кратер наполняют удушливые ; поднимаясь вверх, они образуют облачко на вершине вулкана. Месяцы и годы вулкан может спокойно куриться, пока не произойдет извержение. Этому событию часто предшествует ; слышится подземный гул, усиливается выделение паров и газов, сгущаются облака над вершиной вулкана.
Потом под давлением газов, вырывающихся из недр земли, дно кратера взрывается. На тысячи метров выбрасываются густые черные тучи газов и паров воды, смешанных с пеплом, погружая во мрак окрестность. Со взрывом и грохотом из кратера летят куски раскаленных докрасна камней, образуя гигантские снопы искр. Из черных, густых туч на землю сыплется пепел, иногда выпадают ливневые дожди, образуя потоки грязи, скатывающиеся по склонам и заливающие окрестности. Блеск молний непрерывно прорезывает мрак. Вулкан грохочет и дрожит, по жерлу его поднимается расплавленная огненно-жидкая лава. Она бурлит, переливается через край кратера и устремляется огненным потоком по склонам вулкана, все сжигая и уничтожая на своем пути.
При некоторых вулканических извержениях лава не изливается. Извержения вулканов происходят также на дне морей и океанов. Об этом узнают мореплаватели, когда внезапно видят столб пара над водой или плавающую на поверхности «каменную пену» - пемзу. Иногда суда наталкиваются на неожиданно появившиеся мели, образованные новыми вулканами на дне . Со временем эти мели - изверженные массы - размываются морскими волнами и бесследно исчезают.
Некоторые подводные вулканы образуют конусы, выступающие над поверхностью воды в виде островов.
Очень давно люди не могли объяснять причины извержения вулканов. Это явление природы повергало человека в ужас. Однако древние греки и римляне, а в последствии и арабы сделали вывод, что в недрах Земли находится большое море подземного огня. Волнения этого моря и вызывают извержения вулканов на поверхности Земли.
В конце прошлого века от геологии отделилась особая наука - вулканология . Теперь вблизи некоторых действующих вулканов организуют вулканологические станции - обсерватории , где ученые ведут постоянные наблюдения за вулканами. У нас такая вулканологическая станция устроена на Камчатке в селении Ключи. Когда какой-нибудь из вулканов начинает действовать, вулканологи немедленно выезжают к вулкану и ведут наблюдения за извержением.
Изучая вулканическую лаву, можно понять, как превращался расплавленный материал в твердую горную породу.
Вулканологи исследуют также потухшие и разрушенные древние вулканы. Накопление таких наблюдений и знаний очень важно для геологии.
Древние разрушенные вулканы, действовавшие десятки миллионов лет назад и почти сравнявшиеся с поверхностью Земли, помогают ученым распознать, каким образом расплавленные массы, находящиеся в недрах Земли, проникают в твердую земную кору и что получается от соприкосновения (контакта) их с горными.породами. Обычно в местах контакта благодаря химическим процессам образуются руды полезных ископаемых - месторождения железа, цинка и других металлов.
Струи пара в кратерах вулканов, которые называются фумаролами , выносят с собой некоторые вещества в растворенном состоянии. По трещинам кратера и около пего, вокруг таких фумарол отлагаются сера, нашатырь, борная кислота, которые используются в промышленности.
Вулканический пепел и лава содержат много соединений элемента калия и превращаются в очень плодородные почвы. На таких почвах разводят сады или используют земли для полеводства. Поэтому, хотя в окрестностях вулканов жить небезопасно, там почти всегда вырастают селения или города.
Отчего же происходят извержения вулканов и откуда берется такая огромная энергия внутри земного шара?
Открытие явления радиоактивности у некоторых химических элементов, особенно урана и тория, заставляет думать, что внутри Земли накапливается тепло от распада радиоактивных элементов. Изучение атомной энергии еще больше подтверждает этот взгляд.
Накопление тепла в Земле на большой глубине раскаляет вещество. Земли. Температура поднимается так высоко, 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 вследствие движения земной коры и образовавшихся трещин, раскаленные массы переходят из твердого состояния в жидкое.
Масса расплавленной каменной породы, насыщенная газами, образующаяся глубоко в недрах Земли, называется . Под сильным давлением выделяющихся газов , расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь и образует жерло, или канал, вулкана.
Освобождающиеся газы взрывами расчищают путь по жерлу, разламывают твердые горные породы и выбрасывают куски их на большую высоту. Это явление всегда предшествует излиянию лавы и всегда сопровождается землетрясениями в окрестностях вулкана.
Как растворенный в шипучем напитке при раскупоривании бутылки стремится выделиться, образуя пену, так и в жерле вулкана пенящаяся магма стремительно выбрасывается освобождающимися из нее газами, распыляя и разрывая на куски раскаленную массу.
Потеряв значительное количество газа, магма выливается из кратера и уже как лава течет по склонам вулкана.
Если магма в земной коре не находит выхода на поверхность, то она затвердевает в виде жил в трещинах земной коры. Бывает, что расплавленная магма застывает под землей на большом участке и образует огромное однородное тело, расширяющееся вглубь. Размеры его могут достигать сотен километров в поперечнике. Такие тела застывшей , внедренные в земную кору, называются батолитами .
Иногда магма внедряется по трещине, поднимает куполом слои земли и застывает в форме, похожей на каравай хлеба. Такое образование называют лакколитом .
Лава бывает разная по содержанию и может быть жидкой или густой. Если лава жидкая, то она достаточно быстро растекается, образуя на своем пути лаваиады . Газы, которые вырываются из кратера, выбрасывают раскаленные фонтаны лавы, брызги которой застывают в каменные капли - лавовые слезы . Густая лава течет достаточно медленно, ломается на глыбы, которые нагромождаются друг на друга. Если сгустки такой лавы вращаются при взлете, то они принимают форму веретена или шара. Такие застывшие куски лавы разной величины называются вулканическими бомбами. Если лава, переполненная газами, застынет, то образуется каменная пена - пемза . Пемза очень легкая и плавает на воде, а во время подводных извержений всплывает на морскую поверхность. Выброшенные при извержении обломки лавы размером с горошину или лесной орех называются лапилли . Есть еще более мелкий изверженный материал - вулканический пепел . Он падает на вулканические склоны и относится на очень большие расстояния, постепенно превращается в туф . Туф очень легкий, пористый материал, он хорошо пилится. Он бывает различных цветов.
На земном шаре в настоящее время известно несколько десятков действующих вулканов. Большая часть их расположена по берегам Тихого океана, в том числе и наши вулканы на Камчатке.
При слове «вулкан» большинство людей вспоминает Везувий, Фудзи или вулканы на Камчатке — элегантные конусовидные горы.
На самом деле, существуют и другие типы вулканов, совсем не похожие на привычные нам. Про мы уже говорили.
Теперь рассмотрим ещё один тип вулканизма - трещинный.
Извержение вулкана Плоский Толбачик (фото с сайта your-kamchatka.com)
Роль вулканов в развитии жизни на Земле значительна. Согласно некоторым гипотезам, первые живые организмы возникли вокруг подводных вулканов; вулканы смогли растопить оледеневшую Землю и вызвать весну жизни 700 миллионов лет назад; вулканы в Сибири «помогли» начать эпоху динозавров, а вулканы в Индии — ее закончить. Вулкан в Индонезии почти уничтожил человеческий род, а вулкан в Йеллоустоне несколько раз засыпал пеплом половину современной территории США.
1
Как образуется типичный вулкан? Многие из них находятся в районе столкновения тектонических плит. Примерами являются вулканы в «кольце огня» вокруг Тихого океана: на Камчатке, в Японии, Индонезии, Новой Зеландии, на Тихоокеанском побережье Северной и Южной Америки.
Когда океанская тектоническая плита сталкивается с континентальной плитой, океанская плита уходит вниз, как более плотная и тяжелая из-за своего химического состава. При этом содержащиеся в океанской плите примеси (в частности, вода) подогреваются и начинают просачиваться вверх, через мантию под континентальной плитой. Как ни странно, это вызывает плавление твердого вещества верхнего слоя мантии и превращение его в магму. Это происходит по той же причине, по которой снег тает при посыпании его солью: загрязнение твердого вещества примесями снижает температуру плавления. Из-за большого количества растворенных в магме и находящихся под большим давлением газов магма поднимается вверх и вызывает вулканическое извержение.
Вулканы образуются и на месте расхождения плит, например, вдоль Великой рифтовой долины на границе Африканской и Аравийской тектонических плит.
2
Вулкан Эрта Але в Эфиопии. (фото - Михаил Коростелев)
В результате этого расхождения через несколько миллионов лет современная территория Сомали, Танзании и Мозамбика на востоке Африки отделится от континента и посреди Африки возникнет новый океан.
3
Килиманджаро — вулкан на северо-востоке Танзании, высочайший пик Африки
При этом большинство мест расхождения плит находится не на континенте, а под водой, вдоль срединно-океанических хребтов. Именно в этих местах было сделано одно из главных биологических открытий ХХ века — экологические системы гидротермальных источников.
В 1990-х годах немецкий ученый Гюнтер Вахтершаузер предложил гипотезу возникновения жизни вокруг гидротермальных источников, которая получила название «мир железа и серы». Согласно этой гипотезе, жизнь на Земле была порождена не Солнцем, а энергией вулканов, и на начальном этапе, еще до появления белков и ДНК, использовала сероводород, цианистый водород, железо, никель и угарный газ.
4
Извержение подводного вулкана
Через пару миллиардов лет вулканы помогли жизни на Земле еще раз. В 1950-1960 годы геологи сэр Дуглас Моусон и Брайен Харленд нашли ископаемые следы ледника, который покрывал тропические широты в промежутке от 850 до 630 миллионов лет назад. Исследователи предположили, что Земля прошла через период, когда она была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза получила название Snowball Earth («Земля-снежок»). Моусону и Харленду возразил русский климатолог Михаил Будыко, который произвел расчеты и показал, что замороженную Землю некому было бы разморозить, так как лед отражал бы солнечные лучи в космическое пространство и Земля осталась бы «снежком» навсегда. Только в 1992 году американец Джозеф Линн Киршвинк обосновал предположение, что Земля была разморожена парниковым эффектом от газов, выделяемых в атмосферу вулканами. После этого на Земле наступила настоящая весна: возникли крупные многоклеточные животные эдиакарского и кембрийского периодов.
Магматизм (Magmatism) - геологические процессы, связанные с образованием магмы, перемещением ее в земной коре и излиянием ее на поверхность, в том числе деятельность вулканов (вулканизм).
Вулканизм
(Volcanism; Vulcanism; Vulcanicity) - совокупность процессов и явлений, обусловленных движением магмы в верхней мантии, земной коре и ее проникновением из глубин Земли на земную поверхность. Типичным проявлением вулканизма является образование магматических геологических тел при внедрении магмы и ее застывании в толщах осадочных пород, а также излияние магмы (лавы) на поверхность с образованием специфических форм рельефа (вулканов).
5
Вулкан Карымский - один из самых активных вулканов Камчатки
“Вулканизм - это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли — кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов - биосфера” - такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки.
По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. При этих излияниях магмы на поверхность и образуются вулканы.
6
Фудзияма — самая высокая горная вершина (3776 м) Японии. Является вулканом с кратером диаметром около 500 метров и глубиной до 200 метров. Самые разрушительные извержения произошли в 800, 864 и 1707 гг.
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов.
7
Отсюда
К действующим относят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.
К потенциально действующим
относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.
8
Гора Арарат - вулкан, который считается потухшим. На самом деле, он, как и другие проявлявшие вулканическую активность в позднечетвертичное время вулканы Кавказа: Арарат, Арагац, Казбек, Кабарджин, Эльбрус и др. , является потенциально действующим. В центральном секторе Северного Кавказа неоднократно отмечались извержения вулкана Эльбрус в позднем плейстоцене и голоцене.
К условно потухшим
вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
9
ШАСТА (Shasta) — потухший вулкан в южной части Каскадных гор, в США.
Потухшие вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет.
Трещинные вулканы проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105 км2 при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов или траппов.
12
Трапповые базальты в верховьях реки Колорадо.
Сибирские траппы — одна из самых крупных трапповых провинций расположена на Восточно-Сибирской платформе. Сибирские траппы изливались на границе палеозоя и мезозоя, пермского и триасовых периодов. Одновременно с ними произошло крупнейшее (пермо-триасовое) вымирание видов истории Земли. Они развиты на площади около 4 млн км², объем извергнутых расплавов составил порядка 2 млн км³ эффузивных и интрузивных пород.
13
Плато Путорана сложено трапповыми базальтами. Водопад на плато Путорана. (Автор - Сергей Горшков)
250 миллионов лет назад, на границе палеозойской и мезозойской эры происходили массированные извержения лавы на территории вулканической провинции под названием Сибирские траппы, с центром в районе современного Норильска. В течение нескольких сотен тысяч лет 2 миллиона кубических километров лавы растеклось по территории около 4 миллионов квадратных километров. В это же время произошло самое большое вымирание в истории Земли, которое уничтожило 96% морских и около 70% наземных видов животных. Согласно одной из теорий, массовое вымирание было связано с «вулканической зимой». Сначала вулканическая пыль загрязнила атмосферу, вызвала глобальное охлаждение и недостаток света для растений. Одновременно сернистые вулканические газы вызвали кислотные дожди из серной кислоты, уничтожившие растения на суше и моллюсков в море. Затем произошло глобальное потепление из-за выброшенного углекислого газа и парникового эффекта.
После каждого крупного вымирания происходит расцвет новых видов. После вымирания палеозойских видов фаворитами стали динозавры. В свою очередь, динозавры вымерли 65 миллионов лет назад. Долгое время вымирание динозавров объяснялось столкновением Земли с астероидом, упавшим в районе полуострова Юкатан на юге Мексики. Но согласно новым исследованиям Джерты Келлер из Принстона и Тьерри Адатте из Швейцарии, главной причиной гибели динозавров были Деканские траппы — вулканы, залившие в течение 30 тысяч лет лавой половину территории современной Индии и также вызвавшие «вулканическую зиму».
14
Деканское Плоскогорье (Плато Декан или Южное Плато), которое занимает территорию почти всей Южной Индии
Плато Декан - крупная трапповая провинция расположена на Индостане и слагает Деканское плато. Сумарная мощность базальтов центре провинции составляет более 2 000 метров, они развиты на площади 1.5 миллиона км². Объем базальтов оценивается в 512 000 км3. Деканские траппы начали изливаться на границе мела и палеогена, и их так же связывают с мел-палеогеновым вымиранием, в результате которого исчезли динозавры и многие другие виды.
Ученые знали, что серия извержений, создавших Деканскую трапповую провинцию, произошла вблизи границы мел-палеоген, когда и случилось массовое вымирание. Теперь, после изучения пород в Индии и морских отложений данной эпохи, они утверждают, что им впервые удалось четко связать вулканизм на плато Декан и гибель динозавров.
Самая мощная фаза периода вулканизма на Декане закончилась, когда массовое вымирание уже началось. При этом двуокиси углерода и двуокиси серы, меняющих климат, из этих вулканов (лава от которых распространялась на многие сотни километров, сформировав слои базальта двухкилометровой толщины) было выброшено в 10 раз больше, чем при ударе астероида по Юкатану.
Еще ученым удалось объяснить задержку в резком взлете развития морских существ (который четко прослеживается в морских ископаемых после границы мел-палеоген). Дело в том, что последний всплеск вулканизма на Декане случился через 280 тысяч лет после вымирания. Это отодвинуло во времени восстановление численности микроорганизмов в морях.
В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии (вулкан Лаки), на Камчатке (вулкан Толбачинский), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2 , около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
15
Общий объем извергнутой пирокластики составил 1 км3, лавы - 1,2 км3, всего - 2,2 км3. Это было крупнейшее базальтовое извержение в Курило-Камчатском вулканическом поясе в историческое время, одно из пятнадцати извержений XX в., объем продуктов которых превысил 1 миллион куб. км., одно из шести больших трещинных извержений, наблюдавшихся в мире в историческое время. Благодаря усиленным систематическим исследованиям Большое трещинное Толбачинское извержение является в настоящее время одним из трех наиболее изученных крупных вулканических извержений.
Лавы, вызвавшие в прошлом столь масштабные события, представлены наиболее распространенным на Земле типом — базальтовым. Их название указывает на то, что впоследствии они превращались в черную и тяжелую горную породу — базальт.
Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще очень необычные формы. Там, где древние траппы выходят на поверхность, как, например, в обрывах сибирских рек, можно встретить ряды вертикальных 5- и 6-гранных призм. Это столбчатая отдельность, которая образуется при медленном остывании большой массы однородного расплава. Базальт постепенно уменьшается в объеме и трескается по строго определенным плоскостям. Звучит знакомо, не правда ли?
18
Израиль. Река Завитан. Бассейны призм. (а это уже моё)
Голанские высоты (Рамат а-Голан) являются частью базальтового плато вулканического происхождения, общая площадь которого 35.000 кв.км. Геологи считают, что возраст Голан - около полутора миллионов лет.
Граничащее на западе с Иорданской впадиной плато Голан на востоке доходит до каньона Нахал-Раккад (приток реки Ярмук) и цепи высоких холмов (отроги Хермона), понижаясь с севера к югу от 1000 м до 350 м над уровнем моря. Несколько десятков потухших вулканов (в том числе Авитал, Варда и Хермонит, свыше 1200 м над уровнем моря), некоторые с целыми и деформированными кратерами, в недавнюю геологическую эпоху покрывали плато и смежные районы лавой, породив характерный ландшафт с черными базальтовыми скалами и коричневым туфом (вулканические выбросы), лежащим поверх осадочных меловых и известняковых пород. Идущие главным образом к западу и густо поросшие вдоль берегов кустарником ручьи промыли в почве глубокие ущелья, часто с водопадами на уступах.
И базальтовое плато разлившееся поверх других пород, и уступы, и водопады. и призмы в реках - ну, очень подходит под трещинный вулканизм.P.S.Все фотографии, иллюстрирующие текст, найдены в сети. Где знала - указала точное авторство.
