Характеристика вулканов
Вулканическая деятельность представляет собой опасное явление. Вулканы помимо районов горообразования, известны как места возникновения слабых и сильных землетрясений. Вулканизм представляет собой внешнюю эффузивную форму магматизма. Это процесс, связанный с движением магмы из земных недр к поверхности.
Очаги расплавленного вещества – магмы, образуются на глубине от 50 до 350 км. Трещины в земной коре способствуют снижению давления внутри Земли, и магма устремляется по этим трещинам на поверхность. Газы, содержащиеся в магме, уходят в атмосферу и, на поверхность планеты изливается уже лава. В результате этих излияний и образуются вулканы.
Самое большое количество вулканов на Земле находится в районе Тихоокеанского вулканического кольца.
По степени вулканической активности, выделяют действующие, спящие, потухшие, дремлющие вулканы.
Вулканы, извергавшиеся в историческом периоде времени, ученые относят к действующим вулканам.
На потухших вулканах извержение маловероятно. Вулкан может быть активным от нескольких месяцев и до миллионов лет.
По форме, которая зависит от состава извергаемой лавы, выделяют 5 типов вулканов:
- щитовидные;
- шлаковые;
- стратовулканы;
- купольные;
- сложные вулканы.
Вулканы извергаются не всегда одинаково, что зависит от количественных соотношений извергаемых продуктов и вязкости лав.
Выделяется 4 главных типа извержений:
- гавайский (эффузивный);
- стромболианский (смешанный);
- купольный (экструзивный);
- вулканский (эксплозивный).
Те окрестности, где когда-то извергался вулкан, сохраняют процессы, связанные с остыванием очага магмы. Это поствулканические процессы – к ним относят фумаролы, термы, гейзеры.
Человек пока не может полностью обезопасить себя от этого грозного явления природы, но находит средства для уменьшения опасности. Можно даже получать выгоду от такого «соседа». Например, тепловую энергию вулканов используют в Исландии, Японии. Горячие подземные воды, используют в лечебных целях. Кроме этого вулканическая деятельность сопровождается образованием полезных ископаемых, например, алмазов. Современные данные о вулканической деятельности говорят, о том, что извержения сопровождаются обильными осадками. Если это так, то есть возможность увлажнения климата через искусственное возобновление деятельности потухших вулканов.
Землетрясения и механизм их образования
Землетрясение приводит к опустошительным разрушениям и уносит человеческие жизни, являясь страшной природной катастрофой. Глубинные сейсмические толчки непрерывно действуют на поверхность Земли. Ежегодно на планете происходит более 100 тыс. землетрясений, или каждые пять минут – один подземный толчок.
Большая часть этих толчков слабая и не ощущается людьми, но высокочувствительные приборы – сейсмографы, их фиксируют. Разрушительных землетрясений ежегодно бывает до десяти, а самые сильные относятся к катастрофам.
Как показывает статистика, от землетрясений погибает 10 тыс. человек в год. При катастрофических землетрясениях жертв во много раз больше.
Например, землетрясение в Японии в 1923 г. унесло 140 тыс. человек, а во время китайского землетрясения 1976 г. погибло до 700 тыс. человек.
Выясняя механизм землетрясений, сейсмологи придерживаются теории упругого высвобождения или упругой отдачи. Они считают, что землетрясение возникает в том случае, когда происходит внезапное высвобождение энергии упругой деформации.
Длительные движения в районе разлома приводят к накоплению напряжения, если оно достигает величин, предельных для прочности пород, происходит разрыв этих пород, сопровождающийся внезапным быстрым смещением – упругой отдачей, следствие – возникновение сейсмической волны.
Получается, что медленные тектонические движения во время землетрясения переходят в сейсмические движения. Они отличаются большой скоростью, которая образуется в результате быстрой «разрядки» накопленной упругой энергии. Разрядка длится 10-15 секунд, иногда 40-60 секунд.
Зарождающееся землетрясение на каком-то ограниченном участке разрушает породы. Происходит это на определенной глубине от поверхности Земли. Возникшее ослабление является причиной развития дислокации на очаг землетрясения. В том месте, где порода менее прочна, произойдет разрушение.
Чаще всего действуют две модели распространения сил, которые вызывают разрыв в очаге. Первая модель основана на предположении действия в очаге пары сил, вызывающей касательные усилия вдоль линии разрыва. Вторая модель предполагает, что в зоне очага существуют две взаимно перпендикулярные пары сил.
Землетрясения могут быть вызваны не только естественным, природным путем, но и искусственным путем, например, при подземном взрыве.
Землетрясение – это любое сотрясение поверхности Земли, вызванное сейсмическими волнами, которые возникают при местном нарушении сплошности и внезапным выделением в земной коре упругой энергии.
Вулканические землетрясения
Местом возникновения как слабых, так и сильных землетрясений могут быть вулканы. Раскаленные газы и лава давят на верхние слои, в результате чего появляются толчки. Движение лавы и газов вызывает серию мелких землетрясений или по-другому вулканический тремер – вулканическое дрожание.
Данное явление говорит о том, что вулкан готовится к извержению. Продолжаться такой процесс может длительное время. Движение раскаленной магмы в недрах вулкана может сопровождаться взрывами пара и газов, растрескиванием горных пород, а это, в свою очередь, провоцирует сейсмические и акустические колебания.
Локальные землетрясения могут происходить и под потухшими вулканами, что говорит об их возможном извержении. Подобные сейсмические события имеют спокойный и устойчивый фон. Усиление землетрясений характерно только для начала вулканической деятельности, а это своеобразное предзнаменование.
Ученые Японии и Станфордского университета США сумели найти способ прогнозирования вулканических землетрясений. В его основе лежит регистрация землетрясений и наблюдения со спутника. Возможность прорыва лавы из недр вулкана контролируется.
Районы современного вулканизма совпадают с зонами возникновения тектонических землетрясений, а это значит, что отнести данные явления к какому-либо типу достаточно сложно.
Признаки вулканического землетрясения:
- очаг землетрясения совпадает с местом нахождения вулкана;
- сравнительно небольшая магнитуда.
Например, извержение вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 г. сопровождалось землетрясением. Половина вулкана была уничтожена взрывом, а сотрясения вызвали разрушения на островах Суматра, Ява, Борнео. Население острова Борнео погибло, а цунами смыла все живое с низких островов Зондского пролива. Небольшой итальянский город Казамичола тоже был разрушен вулканическим землетрясением – извергался вулкан Ипомео. Многочисленные вулканические землетрясения происходят на российской Камчатке. Связаны они с активностью вулканов Ключевская Сопка, Шивелуч и др.
Вулканические и тектонические землетрясения имеют одинаковые явления. Разница только в масштабе и дальности распространения, которая значительно меньше у вулканических землетрясений. Характерны вулканические землетрясения и для современной Европы.
Так, в начале 2001 г. на Сицилии проснулся вулкан Этна – самый большой и активный. Его первое извержение датируется 1500 г. до нашей эры. Общее число его извержений достигает порядка 200. Извержение Этны сопровождали микроземлетрясения.
Наблюдение за сейсмичностью в районах вулканов является одним из элементов для мониторинга их состояния. Микроземлетрясения дают возможность не только проследить, но и смоделировать движение магмы в недрах вулканов и установить его структуру.
Активизация вулканов сопровождает не только сильные землетрясения, возможен и обратный процесс, когда начало крупного извержения сопровождается сильными сейсмическими колебаниями. Так было при извержении Везувия в древней Помпее.
