Всё о вулканах: строение, факты, определения, полезные сведения. Вулканы: характеристика и виды

Вулканы - это геологические образования на поверхности Земли, где магма выходит наружу в виде лавы. Эти горы есть не только на Земле, но и на других планетах. Так, вулкан Олимп на Марсе достигает в высоту нескольких десятков километров. Такие образования опасны не только лавой, но и выбросом в атмосферу большого числа пыли и пепла.

Извержение исландского вулкана Эйяфьяллайекюль в 2010 году наделало много шума. Пусть он по силе и не был самым разрушительным, однако близость его к Европе привела к воздействию выбросов на транспортную систему материка. Однако история знает немало других случаев разрушительного воздействия вулканов. Расскажем о десяти самых известных и масштабных из них.

Везувий, Италия. 24 августа 79 года произошло извержение вулкана Везувий, который уничтожил не только известный всем город Помпеи, но и города Стабии и Геркуланум. Пепел долетал даже до Египта и Сирии. Ошибочно было бы считать, что катастрофа уничтожила заживо Помпеи, из 20 тысяч населения погибло лишь 2 тысячи. Среди жертв оказался известный ученый Плиний Старший, который приблизился к вулкану на корабле, дабы исследовать его и оказался тем самым практически в эпицентре катастрофы. В ходе раскопок Помпеи обнаружилось, что под многометровым слоем пепла замерла жизнь города в момент катастрофы - остались на своих местах предметы, дома с обстановкой, были найдены люди и животные. Сегодня Везувий остается единственный действующим вулканом континентальной части Европы, всего известно более 80 его извержений, самое первое случилось предположительно еще 9 тысяч лет назад, а последнее пришлось на 1944 год. Тогда разрушены были города Масса и Сан-Себастьяно, и погибло 57 человек. В 15 километрах от Везувия располагается Неаполь, высота же горы составляет 1281 метр.

Тамбора, остров Сумбава. Катаклизм на этом индонезийском острове случился 5 апреля 1815 года. Это наибольшее по числу погибших людей и по объему выброшенного материала в современной истории извержение. Катастрофа, связанная с извержением, и последовавший голод уничтожили 92 тысячи человек. Кроме того полностью исчезла с лица земли культура Тамбора, с которой европейцы только познакомились незадолго до этого. Вулкан жил 10 дней, уменьшившись за это время в высоту на 1400 метров. Пепел на 3 дня скрывал от солнца территорию в радиусе 500 километров. По свидетельству британских властей в те дни на Индонезии нельзя было рассмотреть что-либо на расстоянии вытянутой руки. Большая часть острова Сумбава покрылась метровым слоем пепла, под тяжестью которого рассыпались даже каменные дома. В атмосферу было выброшено 150-180 кубических километров газов и пироклассики. Вулкан поэтому оказал сильное воздействие на климат всей планеты - облака пепла плохо пропускали лучи Солнца, что привело к заметному понижению температуры. 1816 год стал известен как "год без лета", в Европе и Америке снег сошел лишь в июне, а первые заморозки появились уже в августе. В результате возникли массовые неурожаи и голод.

Таупо, Новая Зеландия. 27 тысяч лет назад на одном из островов произошло сильное извержение вулкана, превосходящее по силе даже Тамбору. Геологи считают этот катаклизм последним такой силы в истории планеты. В результате работы супервулкана образовалось озеро Таупо, которое сегодня является объектом внимания туристов, так как оно очень красивое. Последнее же извержение гиганта состоялось в 180 году нашей эры. Пепел и взрывная волна истребили половину всего живого на Северном острове, в атмосферу попало около 100 кубических километров тектонической материи. Скорость извержения породы составляла 700 км/час. Поднявшийся в небо пепел окрасил багрянцем закаты и восходы по всему миру, что нашло отражение в древнеримских и китайских летописях.

Кракатау, Индонезия. Вулкан, расположившийся между островами Суматрой и Явой, произвел 27 августа 1883 года крупнейший взрыв своего рода в современной истории. В ходе катаклизма возникли цунами высотой до 30 метров, которыми просто смыло 295 деревень и городов, при этом погибло около 37 тысяч человек. Грохот от взрыва слышен был на 8% всей поверхности планеты, а куски лавы выбрасывались в воздух на невиданную высоту в 55 километров. Ветер настолько разнес вулканический пепел, что через 10 дней его обнаружили на расстоянии в 5330 километров от места событий. Гора-остров после этого раскололась на 3 небольшие части. Волна от взрыва обогнула землю от 7 до 11 раз, геологи считают, что взрыв был в 200 тысяч раз сильнее, чем ядерный удар по Хиросиме. Кракатау и раньше просыпался, так, в 535 году его деятельность заметно изменила климат планеты, возможно тогда-то и разделились острова Ява и Суматра. На месте разрушенного в 1883 году вулкана в ходе подводного извержения в 1927 году появился новый вулкан, Анак Кракатау, который и сегодня довольно активен. Его высота теперь за счет новой деятельности уже составляет 300 метров.

Санторин, Греция. Примерно за полторы тысяч лет до нашей эры на острове Фера произошло извержение вулкана, который положил конец всей Критской цивилизации. Сера накрыла все поля, что сделало дальнейшее земледелие немыслимым. По некоторым версиям именно Фера и является той самой Атлантидой, описанной Платоном. Кто-то же считает, что извержение Санторина вошла в летописи, как огненный столб, увиденный Моисеем, а расступившееся море есть не что иное, как последствия ухода острова Фера под воду. Однако Вулкан продолжил свою деятельность, в 1886 году его извержение длилось целый год, при этом куски лавы вылетали прямо из моря и поднимались на высоту в 500 метров. Как результат - несколько новых островов неподалеку.

Этна, Сицилия. Извержений этого итальянского вулкана известно около 200. Среди них были и довольно мощные, так, в 1169 году в ходе катаклизма погибло около 15 тысяч человек. Сегодня Этна остается действующим вулканом с высотой в 3329 метров, просыпаясь примерно раз в 150 лет и уничтожая какой-нибудь из близлежащих поселков. Почему люди не покидают склоны горы? Дело в том, что застывшая лава помогает почве стать более плодородной, вот почему сицилийцы селятся здесь. В 1928 году к тому же случилось чудо - поток раскаленной лавы остановился перед католической процессией. Это так воодушевило верующих, что в 1930 году на этом месте была воздвигнута часовня, спустя 30 лет лава остановилась уже перед ней. Итальянцы оберегают эти места, поэтому в 1981 году местным правительством вокруг Этны был создан заповедник. Любопытно, что на спокойном вулкане даже устраивается фестиваль блюзовой музыки. Этна довольно велика, превышая размеры Везувия в 2,5 раза. Вулкан имеет от 200 до 400 боковых кратеров, каждые три месяца из одного из них извергается лава.

Монтань-Пеле, остров Мартиника. Извержение вулкана на острове началось еще в апреле 1902 года, а 8 мая целое облако из паров, газов и раскаленной лавы обрушилось на город Сен-Пьер, расположенный в 8 километрах поодаль. Через несколько минут его не стало, а из 17 пароходов, находившихся в тот момент в гавани, удалось уцелеть только одному. Корабль "Роддам" вырвался из лап стихии с поломанными мачтами, дымящимся и заваленным пеплом. Из населявших город 28 тысяч спаслось двое, одного из них звали Опост Сипарис, и он был приговорен к смерти. Его спасли толстые каменные стены тюрьмы. Впоследствии заключенный был помилован губернатором, остаток своей жизни проведя в поездках по миру с рассказами о произошедшем. Сила удара была такой, что монумент на площади, весом в несколько тонн, был отброшен в сторону, а жар был такой, что оплавились даже бутылки. Интересно, что непосредственно излияния жидкой лавы не произошло, удар нанесли пары, газы и распыленная лава. В дальнейшем из жерла вулкана вылезла острая лавовая пробка высотой 375 метров. Оказалось также, что дно моря около Мартиники опустилось на несколько сотен метров. Город Сен-Пьер, кстати, прославился фактом рождения в нем жены Наполеона, Жозефины Богарне.

Невадо-дель-Руис, Колумбия. Вулкан высотой 5400 метров, расположенный в Андах, выплеснул потоки лавы 13 ноября 1985 года, а главный удар пришелся на город Армеро, расположенный в 50 километрах. Всего 10 минут потребовалось лаве, чтобы уничтожить его. Количество погибших превысило 21 тысячу человек, а всего на тот момент в Армеро проживало около 29 тысяч. Печально, но никто не прислушался к информации вулканологам о готовящемся извержении, так как информация специалистов неоднократно не подтверждалась.

Пинатубо, Филиппины. До 12 июня 1991 года вулкан на протяжении 611 лет считался потухшим. Первый признаки деятельности появились в апреле и власти Филиппин успели эвакуировать всех жителей в радиусе 20 километров. Само же извержение унесло жизни 875 человек, при этом были уничтожены военно-морская база США и американская стратегическая авиабаза, расположенная в 18 километрах от Пинатубо. Выброшенный пепел закрыл участок неба в 125000 км2. Последствиями катастрофы стало общее понижение температуры на полградуса и сокращение озонового слоя, благодаря чему над Антарктидой образовалась очень крупная озоновая дыра. Высота вулкана до извержения составляла 1486 метров, а после - 1745 метров. На месте Пинатубо образовался кратер диаметром в 2,5 километра. Сегодня в этой местности регулярно происходят подземные толчки, препятствующие какому-либо строительству в радиусе десятков километров.

Катмай, Аляска. Извержение этого вулкана 6 июня 1912 года стало одним из самых крупных в 20 столетии. Высота столба пепла составила 20 километров, а звук доносился до столицы Аляски города Джуно, расположенного за 1200 километров. На расстоянии 4 километров от эпицентра слой пепла достигал 20 метров. Лето на Аляске выдалось очень холодным, так как лучи не могли пробиться сквозь облако. Ведь в воздух было понято тридцать миллиардов тонн горных пород! В самом же кратере образовалось озеро с диаметров в 1,5 километра, оно и стало главной достопримечательностью образовавшегося здесь в 1980 году Национального парка и заповедника Катмай. Сегодня высота этого действующего вулкана 2047 метров, а последнее известное извержение произошло в 1921 году.

На этом уроке мы узнаем, что такое вулканы, как они образуются, познакомимся с видами вулканов и с их внутренним строением.

Тема: Земля

Вулканизм — совокупность явлений, обусловленных проникновением магмы из глубин Земли на ее поверхность.

Слово "вулкан" происходит от имени одного из древнеримских богов - бога огня и кузнечного дела — Вулкана. Древние римляне верили, что у этого бога есть под землей кузница. Когда Вулкан начинает работать в своей кузнице, через кратер вырываются дым и пламя. В честь этого бога римляне назвали остров и гору на острове в Тирренском море — Вулькано. А позднее вулканами стали называть все огнедышащие горы.

Земной шар так устроен, что под твёрдой земной корой находится слой расплавленных горных пород (магма), причём, под большим давлением. Когда в коре Земли появляются трещины (а на земной поверхности в этом месте образуются возвышенности), то находящаяся под давлением магма в них устремляется и выходит на поверхность земли, распадаясь на раскалённую лаву (500-1200°С), едкие вулканические газы и пепел. Растекающаяся лава застывает, и вулканическая гора увеличивается в размерах.

Образовавшийся вулкан становится уязвимым местом земной коры, даже после окончания извержения внутри его (в кратере) постоянно выходят из земных недр на поверхность газы (вулкан «курится»), а при каких-либо малейших сдвигах или потрясениях земной коры такой «уснувший» вулкан может проснуться в любое время. Иногда пробуждение вулкана происходит и без явных причин. Такие вулканы называются действующими.

Рис. 2. Строение вулкана ()

Кратер вулкана — чашеобразное или воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса. Диаметр кратера может быть от десятков метров до нескольких километров и глубина от нескольких метров до сотен метров. На дне кратера находятся одно или несколько жерл, через которые на поверхность поступают лава и другие вулканические продукты, поднимающиеся из магматического очага по выводному каналу. Иногда дно кратера перекрыто лавовым озером или небольшим новообразованным вулканическим конусом.

Жерло вулкана — вертикальный или почти вертикальный канал, соединяющий очаг вулкана с поверхностью земли, где жерло оканчивается кратером. Форма жерл лавовых вулканов близка к цилиндрической.

Очаг магмы - место под земной корой, где собирается магма.

Лава - излившаяся магма.

Виды вулканов (по степени их активности).

Действующие - которые извергаются, и сведения об этом на памяти человечества. Их насчитывается 800.

Потухшие - об извержении не сохранилось никаких сведений.

Уснувшие - те, которые потухли, и вдруг начинают действовать.

По форме вулканы разделяют на конические и щитовые .

Склоны конического вулкана крутые, лава густая, вязкая, остывает достаточно быстро. Гора имеет форму конуса.

Рис. 3. Конический вулкан ()

Склоны щитового вулкана пологие, очень горячая и жидкая лава растекается быстро на значительные расстояния, остывает медленно.

Рис. 4. Щитовой вулкан ()

Гейзер — источник, периодически выбрасывающий фонтан горячей воды и пара. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности.

Грязевой вулкан — геологическое образование, представляющее собой отверстие или углубление на поверхности земли, либо конусообразное возвышение с кратером, из которого постоянно или периодически на поверхность Земли извергаются грязевые массы и газы, часто сопровождаемые водой и нефтью.

Рис. 6. Грязевой вулкан ()

— комок или обрывок лавы, выброшенный во время извержения вулкана в жидком или пластическом состоянии из жерла и получивший при выжимании, во время полёта и застывания на воздухе специфическую форму.

Рис. 7. Вулканическая бомба ()

Подводный вулкан — разновидность вулканов. Эти вулканы расположены на дне океана.

Большинство современных вулканов расположено в пределах трёх основных вулканических поясов: Тихоокеанского, Средиземноморско-Индонезийского и Атлантического. Как свидетельствуют результаты изучения геологического прошлого нашей планеты, подводные вулканы по своим масштабам и объему поступавших из недр Земли продуктов выброса значительно превосходят вулканы на суше. Ученые полагают, что это основной источник цунами на Земле.

Рис. 8. Подводный вулкан ()

Ключевская Сопка (Ключевской вулкан) — действующий стратовулкан на востоке Камчатки. Имея высоту 4850 м, является самым высоким активным вулканом на Евразийском континенте. Возраст вулкана приблизительно 7000 лет.

Рис. 9. Вулкан Ключевская Сопка ()

1. Мельчаков Л.Ф., Скатник М.Н. Природоведение: учеб. для 3,5 кл. сред. шк. - 8-е изд. - М.: Просвещение, 1992. - 240 с.: ил.

2. Бахчиева О.А., Ключникова Н.М., Пятунина С.К. и др. Природоведение 5. - М.: Учебная литература.

3. Еськов К.Ю. и др. Природоведение 5 / Под ред. Вахрушева А.А. - М.: Баласс.

3. Самые знаменитые вулканы Земли ().

1. Расскажите о строении вулкана.

2. Как образуются вулканы?

3. Чем лава отличается от магмы?

4. * Подготовьте небольшое сообщение об одном из вулканов нашей страны.

Одним из самых удивительных и загадочных геологических образований на Земле являются вулканы. Однако многие из нас имеют о них лишь поверхностное представление. Какова природа вулканизма? Где и как образуется вулкан?

До рассмотрения вопроса о том, как образуется вулкан, следует углубиться в этимологию и значение этого термина. В древнеримских мифах упоминается по имени Вулкан, дом которого находился под землей. Если он гневался, земля начинала содрогаться, а из недр извергались дым и языки пламени. Именно отсюда и произошло название таких гор.

Слово «вулкан» происходит от латинского «vulcanus», что буквально означает огонь. Вулканы - геологические образования, которые возникают непосредственно над трещинами земной коры. Именно по этим трещинам на поверхность земли извергается лава, пепел, смесь газов с водяным паром и горные породы. Изучением этого загадочного явления занимаются науки геоморфология и вулканология.

Классификация и строение

Все вулканы по характеру активности бывают действующими, спящими и потухшими. А по местонахождению - наземными, подводными и подледниковыми.

Чтобы понять, как образуется вулкан, необходимо сначала подробно рассмотреть его строение. Каждый вулкан состоит из следующих элементов:

Жерло (главный канал по центру геологического образования).
Дайка (канал с извергшейся лавой).
Кратер (крупное отверстие сверху в виде чаши).
(затвердевшие куски извергшейся магмы).
Вулканическая камера (участок под поверхностью земли, где концентрируется магма).
Конус (так называемая «гора», образованная за счет извергшихся лавы, пепла).

Несмотря на то что вулкан выглядит как огромная гора, его подземная часть намного больше той, что находится на поверхности. Кратеры нередко заполняются водой.

Почему образуются вулканы?

Процесс формирования вулкана начинается с образования магматического очага под землей. Постепенно в нем накаливается жидкая раскаленная магма, которая оказывает давление на земную кору снизу. Именно по этой причине земля начинает растрескиваться. Сквозь трещины и разломы магма извергается вверх, а в процессе своего движения она проплавляет горные породы и существенно расширяет трещины. Так образуется вулканическое жерло. Как образуется вулкан? В процессе извержения на поверхность выходят различные горные породы, которые впоследствии оседают на склоне, в результате чего формируется конус.

Где находятся вулканы?

Где образуются вулканы? Эти геологические образования распределены на Земле крайне неравномерно. Если говорить о закономерности их распространения, то большое их количество находится вблизи экватора. В южном полушарии их гораздо меньше, чем в северном. В европейской части России, Скандинавии, Австралии и Бразилии они и вовсе отсутствуют.

Но если говорить о Камчатке, Исландии, Средиземноморье, западном побережье Северной и Южной Америки, Индийском и Тихом океане, средней Азии и центральной Африке, то здесь их предостаточно. В основном они располагаются близ островов, архипелагов, береговых зон континентов. Общепризнана зависимость их активности и процессов, связанных с движением земной коры.

Как образуется извержение вулкана?

Каким же образом и почему процесса кроются в недрах Земли. В процессе накапливания магмы образуется большое количество тепловой энергии. Температура магмы достаточно высокая, однако она не способна расплавить поскольку на нее сверху давит кора. Если слои земной коры давят на магму слабее, раскаленная магма становится жидкой. Она постепенно насыщается газами, расплавляет на своем пути горные породы и таким путем простилает себе путь к поверхности земли.

Если вулканическое жерло уже наполнено застывшей и затвердевшей лавой, то извержение не произойдет до тех пор, пока величина давления магмы не будет достаточной для выталкивания этой пробки. всегда сопровождается землетрясением. Пепел может выбрасываться на высоту до нескольких десятков километров.

Вулканы представляют собой образования, напоминающие по форме горы, из которых извергается раскаленная магма. Как образуется вулкан? При наличии трещин в земной коре раскаленная магма извергается к ее поверхности под давлением. Склоны вулкана образуются в результате оседания горных пород, лавы, пепла вблизи жерла.

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

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВУЛКАНОВ Экструзивный (лавовый) купол (слева) имеет округлую в плане форму и крутые склоны, прорезанные глубокими бороздами. В жерле вулкана может образоваться пробка застывшей лавы, которая препятствует выделению газов, что впоследствии приводит к взрыву и разрушению купола. Крутосклонный пирокластический конус (справа) сложен чередующимися прослоями пепла и шлаков.

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

Вулканы известны не только на Земле. На снимках, сделанных с космических аппаратов, обнаружены огромные древние кратеры на Марсе и множество действующих вулканов на Ио, спутнике Юпитера.
ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ
Лава - это магма, изливающаяся на земную поверхность при извержениях, а затем затвердевающая. Излияние лавы может происходить из основного вершинного кратера, бокового кратера на склоне вулкана или из трещин, связанных с вулканическим очагом. Она стекает вниз по склону в виде лавового потока. В некоторых случаях происходит излияние лавы в рифтовых зонах огромной протяженности. Например, в Исландии в 1783 в пределах цепи кратеров Лаки, вытянувшейся вдоль тектонического разлома на расстояние ок. 20 км, произошло излияние ВУЛКАНЫ12,5 км3 лавы, распределившейся на площади ВУЛКАНЫ570 км2.

Состав лавы. Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.
Существует множество типов вулканических пород, различающихся по химическому составу. Чаще всего встречаются четыре типа, принадлежность к которым устанавливается по содержанию в породе диоксида кремния: базальт - 48-53%, андезит - 54-62%, дацит - 63-70%, риолит - 70-76% (см. таблицу). Породы, в которых количество диоксида кремния меньше, в большом количестве содержат магний и железо. При остывании лавы значительная часть расплава образует вулканическое стекло, в массе которого встречаются отдельные микроскопические кристаллы. Исключение составляют т.н. фенокристаллы - крупные кристаллы, образовавшиеся в магме еще в недрах Земли и вынесенные на поверхность потоком жидкой лавы. Чаще всего фенокристаллы представлены полевыми шпатами, оливином, пироксеном и кварцем. Породы, содержащие фенокристаллы, обычно называют порфиритами. Цвет вулканического стекла зависит от количества присутствующего в нем железа: чем больше железа, тем оно темнее. Таким образом, даже без химических анализов можно догадаться, что светлоокрашенная порода - это риолит или дацит, темноокрашенная - базальт, серого цвета - андезит. По различимым в породе минералам определяют ее тип. Так, например, оливин - минерал, содержащий железо и магний, характерен для базальтов, кварц - для риолитов. По мере поднятия магмы к поверхности выделяющиеся газы образуют крошечные пузырьки диаметром чаще до 1,5 мм, реже до 2,5 см. Они сохраняются в застывшей породе. Так образуются пузырчатые лавы. В зависимости от химического состава лавы различаются по вязкости, или текучести. При высоком содержании диоксида кремния (кремнезема) лава характеризуется высокой вязкостью. Вязкость магмы и лавы в большой степени определяет характер извержения и тип вулканических продуктов. Жидкие базальтовые лавы с низким содержанием кремнезема образуют протяженные лавовые потоки длиной более 100 км (например, известно, что один из лавовых потоков в Исландии протянулся на 145 км). Мощность лавовых потоков обычно составляет от 3 до 15 м. Более жидкие лавы образуют более тонкие потоки. На Гавайях обычны потоки толщиной 3-5 м. Когда на поверхности базальтового потока начинается затвердевание, его внутренняя часть может оставаться в жидком состоянии, продолжая течь и оставляя за собой вытянутую полость, или лавовый тоннель. Например, на о.Лансарот (Канарские о-ва) крупный лавовый тоннель прослеживается на протяжении 5 км. Поверхность лавового потока бывает ровной и волнистой (на Гавайях такая лава называется пахоэхоэ) или неровной (аа-лава). Горячая лава, обладающая высокой текучестью, может продвигаться со скоростью более 35 км/ч, однако чаще ее скорость не превышает нескольких метров в час. В медленно движущемся потоке куски застывшей верхней корки могут отваливаться и перекрываться лавой; в результате в придонной части формируется зона, обогащенная обломками. При застывании лавы иногда образуются столбчатые отдельности (многогранные вертикальные колонны диаметром от нескольких сантиметров до 3 м) или трещиноватость, перпендикулярная охлаждающейся поверхности. При излиянии лавы в кратер или кальдеру формируется лавовое озеро, которое со временем охлаждается. Например, такое озеро образовалось в одном из кратеров вулкана Килауэа на о.Гавайи во время извержений 1967-1968, когда лава поступала в этот кратер со скоростью 1,1*10 6 м3/ч (частично лава впоследствии возвратилась в жерло вулкана). В соседних кратерах за 6 месяцев толщина корки застывшей лавы на лавовых озерах достигла 6,4 м. Купола, маары и туфовые кольца. Очень вязкая лава (чаще всего дацитового состава) при извержениях через основной кратер или боковые трещины образует не потоки, а купол диаметром до 1,5 км и высотой до 600 м. Например, такой купол сформировался в кратере вулкана Сент-Хеленс (США) после исключительно сильного извержения в мае 1980. Давление под куполом может возрастать, а спустя несколько недель, месяцев или лет он может быть уничтожен при следующем извержении. В отдельных частях купола магма поднимается выше, чем в других, и в результате над его поверхностью выступают вулканические обелиски - глыбы или шпили застывшей лавы, часто высотой в десятки и сотни метров. После катастрофического извержения в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника в кратере образовался лавовый шпиль, который за сутки вырастал на 9 м и в результате достиг высоты 250 м, а спустя год обрушился. На вулкане Усу на о.Хоккайдо (Япония) в 1942 в течение первых трех месяцев после извержения лавовый купол Сева-Синдзан вырос на 200 м. Слагавшая его вязкая лава пробилась сквозь толщу образовавшихся ранее осадков. Маар - вулканический кратер, образующийся при взрывном извержении (чаще всего при повышенной влажности пород) без излияния лавы. Кольцевой вал из обломочных пород, выброшенных взрывом, при этом не формируется, в отличие от туфовых колец - также кратеров взрывов, которые обычно окружены кольцами обломочных продуктов. Обломочный материал, выбрасываемый в воздух во время извержения, называют тефрой, или пирокластическими обломками. Так же называются и сформированные ими отложения. Обломки пирокластических пород бывают разного размера. Наиболее крупные из них - вулканические глыбы. Если продукты в момент выброса настолько жидки, что застывают и приобретают форму еще в воздухе, то образуются т.н. вулканические бомбы. Материал размером менее 0,4 см относят к пеплам, а обломки размером от горошины до грецкого ореха - к лапиллям. Затвердевшие отложения, состоящие из лапиллей, называются лапиллиевым туфом. Выделяются несколько видов тефры, различающихся по цвету и пористости. Светлоокрашенная, пористая, не тонущая в воде тефра называется пемзой. Темная пузырчатая тефра, состоящая из отдельностей лапиллиевой размерности, называется вулканическим шлаком. Кусочки жидкой лавы, недолго находящиеся в воздухе и не успевающие полностью затвердеть, образуют брызги, часто слагающие небольшие конусы разбрызгивания вблизи мест выхода лавовых потоков. Если эти брызги спекаются, формирующиеся пирокластические отложения называют агглютинатами. Взвешенная в воздухе смесь очень мелкого пирокластического материала и нагретого газа, выброшенная при извержении из кратера или трещин и движущаяся над поверхностью грунта со скоростью ВУЛКАНЫ100 км/ч, образует пепловые потоки. Они распространяются на многие километры, иногда преодолевая водные пространства и возвышенности. Эти образования известны также под названием палящих туч; они настолько раскалены, что светятся ночью. В пепловых потоках могут присутствовать также крупные обломки, в т.ч. и куски породы, вырванные из стенок жерла вулкана. Чаще всего палящие тучи образуются при обрушении столба пепла и газов, выбрасываемых вертикально из жерла. Под действием силы тяжести, противодействующей давлению извергаемых газов, краевые части столба начинают оседать и спускаться по склону вулкана в виде раскаленной лавины. В некоторых случаях палящие тучи возникают по периферии вулканического купола или в основании вулканического обелиска. Возможен также их выброс из кольцевых трещин вокруг кальдеры. Отложения пепловых потоков образуют вулканическую породу игнимбрит. Эти потоки транспортируют как мелкие, так и крупные фрагменты пемзы. Если игнимбриты отлагаются достаточно мощным слоем, внутренние горизонты могут иметь настолько высокую температуру, что обломки пемзы плавятся, образуя спекшийся игнимбрит, или спекшийся туф. По мере остывания породы в ее внутренних частях может образоваться столбчатая отдельность, причем менее четкой формы и крупнее, чем аналогичные структуры в лавовых потоках. Небольшие холмы, состоящие из пепла и глыб разной величины, образуются в результате направленного вулканического взрыва (как, например, при извержениях вулканов Сент-Хеленс в 1980 и Безымянного на Камчатке в 1965).
Направленные вулканические взрывы представляют собой довольно редкое явление. Созданные ими отложения легко спутать с отложениями обломочных пород, с которыми они часто соседствуют. Например, при извержении вулкана Сент-Хеленс непосредственно перед направленным взрывом произошел сход лавины щебня.
Подводные вулканические извержения. Если над вулканическим очагом расположен водоем, при извержении пирокластический материал насыщается водой и разносится вокруг очага. Отложения такого типа, впервые описанные на Филиппинах, сформировались в результате извержения в 1968 вулкана Тааль, находящегося на дне озера; они часто представлены тонкими волнистыми слоями пемзы.
Сели. С извержениями вулканов могут быть сопряжены сели, или грязекаменные потоки. Иногда их называют лахарами (первоначально описаны в Индонезии). Формирование лахаров не является частью вулканического процесса, а представляет собой одно из его последствий. На склонах действующих вулканов в изобилии накапливается рыхлый материал (пепел, лапилли, вулканические обломки), выбрасываемый из вулканов или выпадающий из палящих туч. Этот материал легко вовлекается в движение водой после дождей, при таянии льда и снега на склонах вулканов или прорывах бортов кратерных озер. Грязевые потоки с огромной скоростью устремляются вниз по руслам водотоков. При извержении вулкана Руис в Колумбии в ноябре 1985 сели, двигавшиеся со скоростью выше 40 км/ч, вынесли на предгорную равнину более 40 млн. м3 обломочного материала. При этом был разрушен город Армеро и погибло ок. 20 тыс. человек. Чаще всего такие сели сходят во время извержения или сразу после него. Это объясняется тем, что при извержениях, сопровождающихся выделением тепловой энергии, происходят таяние снега и льда, прорыв и спуск кратерных озер и нарушение стабильности склонов. Газы, выделяющиеся из магмы до и после извержения, имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра, выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов в вулканических районах может продолжаться годами. Такие выходы горячих газов и паров через отверстия на дне кратера или склонах вулкана, а также на поверхности лавовых или пепловых потоков называют фумаролами. К особым типам фумарол относят сольфатары, содержащие соединения серы, и мофеты, в которых преобладает углекислый газ. Температура фумарольных газов близка к температуре магмы и может достигать 800° С, но может и снижаться до температуры кипения воды (ВУЛКАНЫ100° С), пары которой служат основной составляющей фумарол. Фумарольные газы зарождаются как в неглубоких приповерхностных горизонтах, так и на больших глубинах в раскаленных породах. В 1912 в результате извержения вулкана Новарупта на Аляске образовалась знаменитая Долина десяти тысяч дымов, где на поверхности вулканических выбросов площадью ок. 120 км2 возникло множество высокотемпературных фумарол. В настоящее время в Долине действует лишь несколько фумарол с довольно низкой температурой. Иногда от поверхности еще не остывшего лавового потока поднимаются белые струи пара; чаще всего это дождевая вода, нагревшаяся при соприкосновении с раскаленным потоком лавы.
Химический состав вулканических газов. Газ, выделяющийся из вулканов, на 50-85% состоит из водяного пара. Свыше 10% приходится на долю углекислого газа, ок. 5% составляет сернистый газ, 2-5% - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Сероводород и газообразная сера обычно содержатся в малых количествах. Иногда присутствуют водород, метан и оксид углерода, а также небольшая примесь различных металлов. В газовых выделениях с поверхности лавового потока, покрытого растительностью, был обнаружен аммиак. Цунами - огромные морские волны, связанные главным образом с подводными землетрясениями, но иногда возникающие при вулканических извержениях на дне океана, которые могут вызвать образование нескольких волн, следующих с интервалом от нескольких минут до нескольких часов. Извержение вулкана Кракатау 26 августа 1883 и последующее обрушение его кальдеры сопровождалось цунами высотой более 30 м, повлекшим многочисленные человеческие жертвы на побережьях Явы и Суматры.
ТИПЫ ИЗВЕРЖЕНИЙ
Продукты, поступающие на поверхность при вулканических извержениях, существенно различаются по составу и объему. Сами извержения имеют различную интенсивность и продолжительность. На этих характеристиках и основана наиболее употребительная классификация типов извержений. Но бывает, что характер извержений меняется от одного события к другому, а иногда и в ходе одного и того же извержения. Плинианский тип называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 20-50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км3 и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100 км/ч разносится на большие расстояния. Пепел, выброшенный в 1932 вулканом Серро-Асуль в Чили, был обнаружен в 3000 км от него. К плинианскому типу относится также сильное извержение вулкана Сент-Хеленс (шт. Вашингтон, США) 18 мая 1980, когда высота эруптивного столба достигала 6000 м. За 10 часов непрерывного извержения было выброшено ок. 0,1 км3 тефры и более 2,35 т сернистого ангидрида. При извержении Кракатау (Индонезия) в 1883 объем тефры составил 18 км3, а пепловое облако поднялось на высоту 80 км. Основная фаза этого извержения продолжалась примерно 18 часов. Анализ 25 наиболее сильных исторических извержений показывает, что периоды покоя, предшествовавшие плинианским извержениям, составляли в среднем 865 лет.
Пелейский тип. Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 вулкана Монтань-Пеле на о.Мартиника.
Вулканский тип. Извержения этого типа (название происходит от о. Вулькано в Средиземном море) непродолжительны - от нескольких минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20 км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала (стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик - от 10 до 100 км3. Возраст стратовулканов составляет от 10 000 до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км3.
Стромболианский тип. Этот тип назван по имени вулканического о. Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе ВУЛКАНЫ300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже - андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет, вулкан Ясур на о.Танна (Вануату) в Тихом океане - в течение более 200 лет. Строение жерл и характер извержений у этих вулканов очень близки. Некоторые извержения стромболианского типа создают шлаковые конусы, состоящие из базальтового или, реже, андезитового шлака. Диаметр шлакового конуса у основания колеблется от 0,25 до 2,5 км, средняя высота составляет 170 м. Шлаковые конусы обычно образуются в течение одного извержения, а вулканы называются моногенными. Так, например, при извержении вулкана Парикутин (Мексика) за период с начала его активности 20 февраля 1943 до окончания 9 марта 1952 образовался конус вулканического шлака высотой 300 м, пеплом были засыпаны окрестности, а лава распространилась на площади 18 км2 и уничтожила несколько населенных пунктов.
Гавайский тип извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000 м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, большую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими - до 10° - склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов ок. 30°). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные вулканы на о.Гавайи - Мауна-Лоа и Килауэа). Первые описания вулканов такого типа относятся к вулканам Исландии (например, вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Очень близки к гавайскому типу извержения вулкана Фурнез на о.Реюньон в Индийском океане.
Другие типы извержений. Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965, в результате которого образовался остров.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ
Распределение вулканов по поверхности земного шара лучше всего объясняется теорией тектоники плит, согласно которой поверхность Земли состоит из мозаики подвижных литосферных плит. При их встречном движении происходит столкновение, и одна из плит погружается (поддвигается) под другую в т.н. зоне субдукции, к которой приурочены эпицентры землетрясений. Если плиты раздвигаются, между ними образуется рифтовая зона. Проявления вулканизма связаны с этими двумя ситуациями. Вулканы зоны субдукции располагаются по границе поддвигающихся плит. Известно, что океанские плиты, образующие дно Тихого океана, погружаются под материки и островные дуги. Области субдукции отмечены в рельефе дна океанов глубоководными желобами, параллельными берегу. Полагают, что в зонах погружения плит на глубинах 100-150 км формируется магма, при поднятии которой к поверхности происходит извержение вулканов. Поскольку угол погружения плиты часто близок к 45°, вулканы располагаются между сушей и глубоководным желобом примерно на расстоянии 100-150 км от оси последнего и в плане образуют вулканическую дугу, повторяющую очертания желоба и береговой линии. Иногда говорят об "огненном кольце" вулканов вокруг Тихого океана. Однако это кольцо прерывисто (как, например, в районе центральной и южной Калифорнии), т.к. субдукция происходит не повсеместно.

ВЕЛИЧАЙШАЯ ГОРА ЯПОНИИ ФУДЗИЯМА (3776 м над у.м.) - конус "спящего" с 1708 вулкана, покрытый снегом в течение большей части года.

Вулканы рифтовых зон существуют в осевой части Срединно-Атлантического хребта и вдоль Восточно-Африканской системы разломов. Есть вулканы, связанные с "горячими точками", располагающимися внутри плит в местах подъема к поверхности мантийных струй (богатой газами раскаленной магмы), например, вулканы Гавайских о-вов. Как полагают, цепь этих островов, вытянутая в западном направлении, образовалась в процессе дрейфа на запад Тихоокеанской плиты при движении над "горячей точкой". Сейчас эта "горячая точка" расположена под действующими вулканами о.Гавайи. По направлению к западу от этого острова возраст вулканов постепенно увеличивается. Тектоника плит определяет не только местоположение вулканов, но и тип вулканической деятельности. Гавайский тип извержений преобладает в районах "горячих точек" (вулкан Фурнез на о.Реюньон) и в рифтовых зонах. Плинианский, пелейский и вулканский типы характерны для зон субдукции. Известны и исключения, например, стромболианский тип наблюдается в различных геодинамических условиях. Вулканическая активность: повторяемость и пространственные закономерности. Ежегодно извергается приблизительно 60 вулканов, причем и в предшествовавший год происходило извержение примерно трети из них. Имеются сведения о 627 вулканах, извергавшихся за последние 10 тыс. лет, и о 530 - в историческое время, причем 80% из них приурочены к зонам субдукции. Наибольшая вулканическая активность наблюдается в Камчатском и Центрально-Американском регионах, более спокойны зоны Каскадного хребта, Южных Сандвичевых о-вов и южного Чили.
Вулканы и климат. Полагают, что после извержений вулканов средняя температура атмосферы Земли понижается на несколько градусов за счет выброса мельчайших частиц (менее 0,001 мм) в виде аэрозолей и вулканической пыли (при этом сульфатные аэрозоли и тонкая пыль при извержениях попадают в стратосферу) и сохраняется таковой в течение 1-2 лет. По всей вероятности, такое понижение температуры наблюдалось после извержения вулкана Агунг на о.Бали (Индонезия) в 1962.
ВУЛКАНИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ
Извержения вулканов угрожают жизни людей и наносят материальный ущерб. После 1600 в результате извержений и связанных с ними селей и цунами погибло 168 тыс. человек, жертвами болезней и голода, возникших после извержений, стали 95 тыс. человек. Вследствие извержения вулкана Монтань-Пеле в 1902 погибло 30 тыс. человек. В результате схода селей с вулкана Руис в Колумбии в 1985 погибли 20 тыс. человек. Извержение вулкана Кракатау в 1883 привело к образованию цунами, унесшего жизни 36 тыс. человек. Характер опасности зависит от действия разных факторов. Лавовые потоки разрушают здания, перекрывают дороги и сельскохозяйственные земли, которые на много столетий исключаются из хозяйственного использования, пока в результате процессов выветривания не сформируется новая почва. Темпы выветривания зависят от количества атмосферных осадков, температурного режима, условий стока и характера поверхности. Так, например, на более увлажненных склонах вулкана Этна в Италии земледелие на лавовых потоках возобновилось только через 300 лет после извержения. Вследствие вулканических извержений на крышах зданий накапливаются мощные слои пепла, что грозит их обрушением. Попадание в легкие мельчайших частиц пепла приводит к падежу скота. Взвесь пепла в воздухе представляет опасность для автомобильного и воздушного транспорта. Часто на время пеплопадов закрывают аэропорты. Пепловые потоки, представляющие собой раскаленную смесь взвешенного дисперсного материала и вулканических газов, перемещаются с большой скоростью. В результате от ожогов и удушья погибают люди, животные, растения и разрушаются дома. Древнеримские города Помпеи и Геркуланум попали в зону действия таких потоков и были засыпаны пеплом во время извержения вулкана Везувий. Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей. Иногда рельеф местности способствует тому, что вулканические газы (сернистый газ, хлористый водород или углекислый газ) распространяются близ поверхности земли, уничтожая растительность или загрязняя воздух в концентрациях, превышающих предельные допустимые нормы. Вулканические газы могут наносить и косвенный вред. Так, содержащиеся в них соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения. Огромные разрушения вызывают также грязекаменные потоки и цунами.
Прогноз извержений. Для прогноза извержений составляются карты вулканической опасности с показом характера и ареалов распространения продуктов прошлых извержений и ведется мониторинг предвестников извержений. К таким предвестникам относится частота слабых вулканических землетрясений; если обычно их количество не превышает 10 за одни сутки, то непосредственно перед извержением возрастает до нескольких сотен. Ведутся инструментальные наблюдения за самыми незначительными деформациями поверхности. Точность измерений вертикальных перемещений, фиксируемых, например, лазерными приборами, составляет ВУЛКАНЫ0,25 мм, горизонтальных - 6 мм, что позволяет выявлять наклон поверхности всего в 1 мм на полкилометра. Данные об изменениях высоты, расстояния и наклонов используются для выявления центра вспучивания, предшествующего извержению, или прогибания поверхности после него. Перед извержением повышаются температуры фумарол, иногда изменяется состав вулканических газов и интенсивность их выделения. Предвестниковые явления, предшествовавшие большинству достаточно полно документированных извержений, сходны между собой. Однако с уверенностью предсказать, когда именно произойдет извержение, очень трудно.
Вулканологические обсерватории. Для предупреждения возможного извержения ведутся систематические инструментальные наблюдения в специальных обсерваториях. Самая старая вулканологическая обсерватория была основана в 1841-1845 на Везувии в Италии, затем с 1912 начала действовать обсерватория на вулкане Килауэа на о.Гавайи и примерно в то же время - несколько обсерваторий в Японии. Мониторинг вулканов проводится также в США (в т.ч. на вулкане Сент-Хеленс), Индонезии в обсерватории у вулкана Мерапи на о.Ява, в Исландии, России Институтом вулканологии РАН (Камчатка), Рабауле (Папуа - Новая Гвинея), на островах Гваделупа и Мартиника в Вест-Индии, начаты программы мониторинга в Коста-Рике и Колумбии.
Методы оповещения. Предупреждать о грозящей вулканической опасности и принимать меры по уменьшению последствий должны гражданские власти, которым вулканологи предоставляют необходимую информацию. Система оповещения населения может быть звуковой (сирены) или световой (например, на шоссе у подножья вулкана Сакурадзима в Японии мигающие сигнальные огни предупреждают автомобилистов о выпадении пепла). Устанавливаются также предупреждающие приборы, которые срабатывают при повышенных концентрациях опасных вулканических газов, например сероводорода. На дорогах в опасных районах, где идет извержение, размещают дорожные заграждения. Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями. Для смягчения вулканической опасности используются как сложные инженерные сооружения, так и совсем простые способы. Например, при извержении вулкана Миякедзима в Японии в 1985 успешно применялось охлаждение фронта лавового потока морской водой. Устраивая искусственные бреши в застывшей лаве, ограничивающей потоки на склонах вулканов, удавалось изменять их направление. Для защиты от грязекаменных потоков - лахаров - применяют оградительные насыпи и дамбы, направляющие потоки в определенное русло. Для избежания возникновения лахара кратерное озеро иногда спускают с помощью тоннеля (вулкан Келуд на о.Ява в Индонезии). В некоторых районах устанавливают специальные системы слежения за грозовыми тучами, которые могли бы принести ливни и активизировать лахары. В местах выпадения продуктов извержения сооружают разнообразные навесы и безопасные убежища.
ЛИТЕРАТУРА
Лучицкий И.В. Основы палеовулканологии. М., 1971 Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование. М., 1980 Влодавец В.И. Справочник по вулканологии. М., 1984 Действующие вулканы Камчатки, тт. 1-2. М., 1991

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

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 Мон-Пеле, 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

Щитовидные вулканы образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мауна-Лоа на Гавайских островах, где она стекает прямо в океан.
Шлаковые конусы выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел : самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера. Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше. Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими.
Стратовулканы , или «слоистые вулканы», периодически извергают лаву и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются. На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы, которые служат вулкану опорой.
Купольные вулканы образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам. Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке, которую накопившиеся под куполом газы буквально вышибают из жерла.
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 .

Вулканические купола Эйфеля

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 , Полуостров Камчатка , северо-западная часть США , Аляска , Гавайские острова , Алеутские острова , Исландия , Атлантический океан .

Грязевые вулканы

Вулканы на других планетах

Вулканы имеются не только на Земле , но и на других планетах и их спутниках. Самой высокой горой Солнечной системы является марсианский вулкан Олимп , высота которого оценивается несколькими десятками километров.

Извержения

XXI век

2011 г. 12 июня - вулкан Набро , государство Эритрея
2011 г. 5 июня - вулкан Пуйеуэ , государство Чили
2011 г. 21 мая - вулкан Гримсвотн , остров Исландия
2011 г. 3 января - вулкан Этна , восточное побережье Сицилии
2010 г. 26 октября - вулкан Мерапи , Индонезия , о. Ява
2010 г., 21 марта - вулкан Эйяфьядлайёкюдль , остров Исландия

XX век

Крупнейшие вулканы

Название вулкана	Местоположение	Высота, м	Регион
Охос-дель-Саладо	Чилийские Анды	6893	Южная Америка
Льюльяйльяко	Чилийские Анды	6725	Южная Америка
Сан-Педро	Центральные Анды	6159	Южная Америка
Котопахи	Экваториальные Анды	5897	Южная Америка
Килиманджаро	Плоскогорье Масаи	5895	Африка
Мисти	Центральные Анды	5821	Южная Америка
Орисаба	Мексиканское нагорье	5700
Эльбрус	Северный кавказ	5642	Европа
Попокатепетль	Мексиканское нагорье	5455	Северная и Центральная Америка
Сангай	Экваториальные Анды	5230	Южная Америка
Толима	Северо-Западные Анды	5215	Южная Америка
Ключевская сопка	п-ов Камчатка	4850	Азия
Рейнир	Кордильеры	4392	Северная и Центральная Америка
Тахумулько	Центральная Америка	4217	Северная и Центральная Америка
Мауна-Лоа	Гавайские о-ва	4169	Австралия и Океания
Камерун	Массив Камерун	4100	Африка
Эрджинс	Анатолийское плоскогорье о. Суматра	3916	Азия
Керинчи	о. Суматра	3805	Азия
Эребус	о. Росса	3794	Антарктида
Фудзи	о. Хонсю	3776	Азия
Тейде	Канарские о-ва	3718	Африка
Семеру	о. Ява	3676	Азия
Ичинская сопка	п-ов Камчатка	3621	Азия
Кроноцкая сопка	п-ов Камчатка	3528	Азия
Корякская сопка	п-ов Камчатка	3456	Азия
Этна	о. Сицилия	3340	Европа
Шивелуч	п-ов Камчатка	3283	Азия
Лассен-Пик	Кордильеры	3187	Северная и Центральная Америка
Льяйма	Южные Анды	3060	Южная Америка
Апо	о. Минданао	2954	Азия
Руапеху	Новая Зеландия	2796	Австралия и Океания
Пэктусан	Корейский полуостров	2750	Азия
Авачинская сопка	п-ов Камчатка	2741	Азия
Алаид	Курильские о-ва	2339	Азия