Вулканы и вулканическая деятельность на планете
В римской мифологии первоначально Вулкан – это бог огня, а в науке – это геологическое образование в земной коре, возникающее над её трещинами и каналами. По этим трещинам на поверхность Земли извергается лава, горячие газы и обломки горной породы.
Вулканы – это обычно сложенные продуктами извержения отдельные конусовидные горы, у которых есть центральный кратер.
Вулканы находятся не только на поверхности Земли, но и под водой. Во время своего извержения они выбрасывают огромное количество вулканического материала, $80$ % которого приходится на подводные вулканы и только $20$ % на наземные. Вынос вулканического материала – около $4$ куб. км в год – наиболее интенсивно происходит вдоль рифтовых зон срединно-океанических хребтов. Вулканы имеют разные размеры, что зависит от их гипсометрического положения. Высота подводных действующих вулканов достигает $9$ км, в островных дугах – $6$ км, а в горных сооружениях – $3 $ км. Степень их активности может быть разная и в зависимости от этого вулканы делятся на действующие, спящие, потухшие, дремлющие.
Статья: Вулканы
Вулкан является действующим, если он извергался в исторический период времени или в голоцене. Спящие – это недействующие вулканы, но способные к извержению. Извержение потухших вулканов маловероятно.
Продолжительность извержений может быть длительной или кратковременной. Извержение обычно предвещают вулканические землетрясения, акустические явления, изменения магнитных свойств и состава фумарольных газов. На первом этапе извержения усиливается выброс газов вместе с холодными обломками лавы, а затем идет выброс лавы раскаленной. В ряде случаев выбросы сопровождаются излиянием лавы. Обломочный материал, выброшенный вулканом, может переноситься на десятки тысяч километров, а его объем порой достигает несколько кубических километров. Иногда концентрация вулканического пепла в атмосфере настолько большая, что вызывает полную темноту.
Пояса вулканической деятельности и дислоцированные подвижные зоны земной коры между собой связаны, о чем свидетельствует размещение вулканов. Образующиеся в этих зонах разломы как раз и являются каналами, по которым магма движется к поверхности земли. Специалисты предполагают, что движение магмы происходит под влиянием тектонических процессов. Вулканическая активность, по мнению астрофизиков, может способствовать появлению жизни. В формирование воздушной и водной оболочек планеты свой вклад внесли именно вулканы, выбрасывая во время извержения огромное количество углекислого газа и водяного пара. Но, в свое время, очень активный вулкан может поверхность планеты сделать непригодной для жизни.
Классификация вулканов и типы извержений
Вулканы могут иметь разную форму, что зависит от состава извергаемой лавы.
С этой точки зрения рассматривают пять типов вулканов:
- Щитовидные вулканы, они же щитовые. Это самые большие вулканы на Земле. К щитовым относятся Гавайские вулканы, а самым большим из них является вулкан Мауна Лоа. Лава из вулкана стекает прямо в океан. В Исландии есть $5$ щитовых вулканов. Сложены они базальтами – этот тип лавы при извержении очень подвижен – в результате накопления лавы в форме пирамиды не происходит, она растекается наподобие воды, вылитой из сосуда, потому что вязкость её очень низкая. Этот тип вулканов извергается спокойно при небольшой взрывной мощности, имеет поперечник до $100$ км, а высоту $5$ км;
- Шлаковые конусы формируются из сторон стратовулканов, поэтому известны как паразитические вулканы. Как правило, их размеры небольшие – высота менее $450$ м – и состоят они из фрагментов выброшенной лавы. Каждое новое извержение приводит к увеличению высоты вулкана, а сам тип этих вулканов является распространенным на суше, например, на Камчатке, есть такой тип вулкана, который называется Плоский Толбачик. Содержание газов в лаве этих вулканах низкое, поэтому плотность её высокая. Это причина, по которой вершина вулкана редко нарушается;
- Стратовулканы. Это классические конусообразные вулканы, которые часто называют «слоистыми». Лава, периодически извергающаяся, вязкая и густая, имеет высокое содержание кремнезема и газа. Застывает такая лава достаточно быстро. Помимо лавы стратовулканы извергают пирокластическое вещество, представленное смесью горячих газов, пепла и раскаленных камней. При охлаждении лавы образуются большие отверстия, о чем свидетельствует высокое содержание газа. Примером таких вулканов является Везувий, извержение которого в $79$ г. н.э. уничтожило город Помпею;
- Купольные вулканы. Такое название они получили потому, что их вязкая гранитная магма не стекает по склонам и, застывая вверху, образует купол. Жерло вулкана становится закупоренным и, накопившиеся внутри газы, со временем, выбивают его как пробку. Примером формирования такого купола над кратером является вулкан Сент-Хеленс, расположенный на северо-западе США;
- Сложные вулканы имеют несколько вершин и кратеров и образуются в результате нескольких извержений. Извергающиеся потоки лавы и пепла неравномерно накладываются друг на друга, что создает условия для повторного извержения. Формирование сложных вулканов чаще всего происходит за счет стратовулканов и заканчивается крупным извержением. Выбрасывается огромное количество раскаленного пепла и пемзы. Большое количество извергающейся магмы лишает вулкан опоры и приводит к обрушению верхней части конуса. В результате образуются кальдеры – циркообразые впадины. Извержения этих вулканов очень опасны, несут с собой большие разрушения с катастрофическими последствиями.
Вулканы извергаются не одинаково, поэтому выделяют 4 главных типа извержений:
- Гавайский тип;
- Стромболианский тип;
- Купольный тип;
- Вулканский тип.
При гавайском типе извержения, характерном для щитовидных вулканов, происходит спокойное излияние жидкой лавы. В кратерах она может образовывать огненно-жидкие озера и лавовые потоки. Небольшое количество газов образуют фонтаны. Лава иногда может излиться на поверхность, но в результате значительной вязкости имеет небольшую протяженность потоков. Лава, как правило, бурно кипит в кратере, представляя собой великолепное зрелище.
Стромболианский тип извержения имеет обильные излияния жидкой лавы базальтового состава, но преобладают небольшие взрывы, при которых происходит выброс кусков шлака, а также витых и веретенообразных бомб.
При извержении вулканов купольного типа выжимание и выталкивание вязкой лавы происходит при сильном напоре газов из канала вулкана. В результате образуются купола, криптокупола, конусокупола, обелиски.
Газообразные вещества играют большую роль в вулканском типе. Они производят взрывы и выбросы огромных черных туч с большим количеством обломков лавы. Вязкая лава образует небольшие потоки.
География действующих вулканов
Как правило, вулканы расположены в тектонически подвижных районах вдоль молодых горных хребтов или крупных разломов. Основная часть вулканов планеты сосредоточена на островах и берегах Тихого океана. Среди других районов по количеству действующих вулканов стоит Атлантический океан.
Тихоокеанское вулканическое кольцо, по разным сведениям, содержит до $381$ действующего наземного вулкана, $59$ из которых расположено в Южной Америке, $70$ – в Центральной Америке и $46$ – в Северной Америке.
От Камчатки до Японских островов, т.е. в северо-западной части этого пояса расположено $140$ вулканов, остальные находятся в юго-западной и южной части вулканического кольца. Вулканы пояса располагаются вдоль узких глубоководных желобов и по характеру извержений относятся к самым разным категориям и типам.
Второй пояс получил название Средиземноморско-Индонезийский. Он опоясывает планету в широтном направлении. Пояс включает до $175$ действующих вулканов. В Средиземноморском районе известно $13$ наземных вулканов и $123$ в пределах Малайского архипелага. Здесь тоже находится активная сейсмическая зона планеты. Наличие множества потухших вулканов в Карпатах, на Кавказе, на Иранском нагорье говорит о том, что наиболее активная вулканическая деятельность наблюдалась в районе в неогене и начале четвертичного периода.
В осевой меридиональной части Атлантического океана располагается Атлантический вулканический пояс. Действующие наземные вулканы, а их здесь $44$, находятся на островах и связаны с рифтовыми структурами растяжения. Исходя из этого, очаги залегают неглубоко и имеют базальтовый состав лавы. Преобладающими являются вулканы трещинного типа.
В пределах континентальной рифтовой системы располагается Восточно-Африканский вулканический пояс. В свой состав он включает $42$ действующих наземных вулкана. Они разные и по составу лав и по характеру извержений. За пределами этих вулканических поясов ещё находится небольшое количество наземных вулканов. Они размещаются и на островах – Канарские, Маврикий, Реюньон, Гавайи, острова Зеленого Мыса и на материках – государство Камерун. Огромное количество вулканов расположено на дне океанов.
