Извержение вулкана

Что такое вулкан и что такое извержение вулкана

В древности люди, не знавшие причин возникновения природных явлений, считали извержение вулкана гневом богов. Жуткая стихия стирала города и поселения с лица планеты. Со школьной скамьи всем известна печальная история римского города Помпеи, погребенного под толстым слоем вулканических осадков. Сегодня вулканы изучены хорошо, ученые даже научились с достаточной степенью точности прогнозировать извержение по сейсмическим колебаниям.

Вулкан в классическом виде – возвышенность, имеющая отверстие, уходящее вертикально через земную кору вглубь планеты. Однако это не всегда возвышенности, бывают вулканы незначительно поднятые над окружающим рельефом, а бывают вообще плоские. Главное их отличие от обычных гор – способность извергать магму, что и есть на самом деле извержение вулкана – внутреннее раскаленное содержимое планеты, имеющее силикатный состав и вязкую консистенцию.

Строение вулкана

Строение вулкана можно назвать примитивным:

1. Кратер – отверстие воронкообразной или чашеобразной формы на вершине или на склоне горы. Его диаметр может достигать десятков и сотен метров. Некоторые давно потухшие кратеры закрыты озерами или возвышенными образованиями.
2. Жерло – идущий от кратера вертикально (реже наклонно) вглубь планеты канал. Чаще всего он имеет цилиндрическую форму.
3. Магматическая камера – место накопления магмы под земной корой, куда выходит жерло.

Вулканы имеют разное строение, какая-то из вышеописанных частей может отсутствовать. Но классическое образование рельефа имеет коническую форму, состоит из трех указанных элементов. Магма, излившаяся из жерла и вступившая в реакцию с кислородом, называется лавой.

Виды вулканов

Вулканы делятся на несколько видов по разным критериям. По активности выделяют:

• активные – извергавшиеся в период развития цивилизации (высок риск нового пробуждения);
• спящие – долго не извергавшиеся (средняя вероятность пробуждения);
• потухшие – извергавшиеся давно по планетарным меркам (вероятность возобновления активности приближается к нулю).

По форме извергающиеся образования бывают:

1. Шлаковые – самые распространенные. Вышедшая лава застывает, стекая по склону. В результате после каждого извержения возвышенность становится все больше.
2. Купольные. Если магма слишком вязкой консистенции, она не стекает по склонам, а застывает в области кратера, формируя куполообразную структуру. Выходящие из земных недр газы разбивают купол.
3. Щитовые. Имеют чашеобразную и щитообразную форму. Пологие склоны образованы траппами – базальтовыми потоками.
4. Стратовулканы. Выпускают смесь раскаленных газов, лавы, пепла и каменных осколков. Склоновое покрытие представляет собой каменно-лавовые слои.

В год на планете отмечается около 50 извержений. Исход магмы из недр планеты поэтапный. Далее приводится описание этапов извержения:

1. Внезапное начало. Внешних предвестников извержения нет. Только сейсмографы улавливают незначительные подземные колебания.
2. Выход содержимого. Из жерла вырываются газы температурой до 800°C и клубы пепла. Раскаленное газовое облако уничтожает все живые организмы в радиусе десятков и сотен километров. Вытекшая лава, температура которой достигает 1500°C, сжигает почвенный слой, распространяется на расстояние до нескольких сотен километров.
3. Пепельный дождь. Если в месте извержения дождливая погода, то могут пойти осадки, состоящие из воды, пепла и частиц пемзы.
4. Лава застывает, образует темный толстый покров. Под таким покровом могут быть погребены города и поселки.

Извержение вулкана: сколько всего вулканов на Земле

Ученые насчитывают на планете около 1500 вулканов, находящихся на суше. Количество морских образований неизвестно. Вулканическая активность на дне морей и океанов становится причиной появления новых островов. Известно, что в результате извержения подводных вулканов и активного выброса магмы над океанической поверхностью образовались Канарские и Гавайские острова.

Больше всего подводных вершин отмечено в Тихом океане. Тихоокеанское огненное кольцо окаймляет Тихоокеанскую литосферную плиту, отличающуюся высокой подвижностью, постоянно сталкивающуюся с прилегающими плитами.

Самый высокий потухший вулкан – чилийский Охос-дель-Саладо (6890 м). А Самый высокий активный – расположенный в Андах пик Льюльяйльяко (6720 м). Самый крупный наземный – гавайский Мауна-Лоа (75 тысяч км³). Самый крупный подводный – Таму на дне Тихого океана (занимает площадь 260 тысяч км²).

Типы извержения вулканов

Существует несколько классификаций извержений. По масштабу явления делятся на 5 классов:

• I – объем извергаемой массы превышает 100 км³;
• II – 10 – 100 км³;
• III – до 10 км³;
• IV – до 1 км³;
• V – до 100 м³.

По характеру процесса и составу выходящего материала извержения делятся на:

• эффузивные наземные (лава изливается и растекается по земной поверхности, сильные взрывы отсутствуют);
• эффузивные подводные (лава растекается по океаническому ложу, взрывы не наблюдаются из-за высокого давления водной массы);
• эксплозивные (происходит взрыв, при котором выбрасывается большой объем газов и твердых элементов, лава не вытекает или вытекает в небольшом количестве из-за вязкости или значительной глубины залегания);
• экструзивные (густая или затвердевшая магма выдавливается наружу).

Возможно смешение разных видов извержений. Например, существуют эксплозивно-экструзивные процессы. Каждая из перечисленных категорий включает несколько типов вулканических извержений.

В состав эффузивного вида входят:

1. Исландский тип (трещинный). Движение магмы к поверхности осуществляется по узким трещинам в земной коре. Газы выходят спокойно, не взрываются. Базальтовая лава растекается на значительные расстояния, формирует уплощенные конусы.
2. Гавайский. Магма движется по цилиндрическому каналу. Газов немного, поэтому нет сильного взрыва. Базальтовая лава вытекает из крупного уплощенного конуса с широким кратером.

Эксплозивный вид представлен следующими типами:

1. Мерапийский (яванский кратер Мерапи). Из жерла выходят раскаленные газово-пылевые клубы, лава во время взрыва распыляется, оседает в виде пепла. Возможно образование горячих потоков грязи и камней.
2. Катмайский (аляскинский кратер Катмай). Выбрасываемая лава настолько кислая и насыщенная газами, что при движении образует раскаленное газовое облако. Из закупоренного лавой жерла с мощнейшим взрывом выбрасываются газы, в результате вулканическая вершина разрушается, образуется обширный кратер.
3. Кракатауский тип (Кракатау). Взрыв невероятной мощности выбрасывает в атмосферу огромное количество газов и твердых частиц. Магма находится на значительной глубине, поэтому не выходит. На месте извержения образуется многокилометровая воронка – кальдера.
4. Бандайсанский тип (Бандай-Сан на острове Хонсю). Мощность взрыва обусловлена испарением воды, просочившейся по трещинам в земной коре в магматическую камеру. Лава отсутствует.
5. Маарский тип представляет потухшие вулканы, некогда взорвавшиеся с большой силой. В рельефе они выглядят как впадины с плоским дном, окруженные относительно невысокими валами.

Экструзивный вид представлен извержениями пелейского типа (кратер Мон-Пеле на Малых Антильских островах). Магма густая, вязкая, тяжело выдвигается из жерла. Начинается извержение с того, что из кратера вырываются раскаленные газы, насыщенные твердыми частицами. Из-за большой массы газы не устремляются в атмосферу, а стелются по склонам. Завершается процесс выдавливанием плотной магматической массы.

Также следует отметить извержения смешанного вида – пирокластовые, сопровождающиеся выбросом всех видов содержимого земных недр. К такому виду относятся:

1. Стромболианский тип (Стромболи на Липарских островах). Вязкая лава застывает на склонах наподобие языков. Процесс поверхностный, магма располагается близко к земной поверхности, бурлит в жерле. Это сопровождается выходом газов и несильными взрывами.
2. Вульканский (кратер Вулькано на Липарских островах). Очаг находится недалеко от поверхности. Магма плотная, образует над кратером пробку. Накапливающиеся в жерле газы разрывают пробку, в результате выбрасывается облако газа, содержащее пыль и частицы пород.
3. Этно-Везувианский. Выделяется очень большое количество газов. Мощные взрывы приводят к формированию склоновых трещин – бокков, из которых выходит лава. На склонах Этны около 800 бокк.

Причины извержения вулканов

Причина вулканизма – активность магмы под земной корой. Чтобы понять, как происходит извержение вулкана, нужно представлять внутреннее строение планеты. Твердая земная кора – тонкий поверхностный слой, между ним и ядром располагается раскаленная и расплавленная масса – магма.

Магма, содержащая сероводород, серный диоксид и прочие газы, находится под высоким давлением. Газы заставляют ее двигаться вверх, просачиваться сквозь трещины в земную кору. Более податливые участки коры расплавляются, в итоге магма обретает выход на поверхность. Большая часть вулканов находится на линиях стыка литосферных плит, где земная кора неустойчива.

Если выход сопровождается взрывом газов, то в атмосферу выбрасывается пепельное облако.

Взрывы бывают такими мощными, что лава из жерла выплескивается фонтаном величиной с многоэтажный дом.

Длительность извержения может составлять от нескольких часов до нескольких лет.

Последствия извержения вулканов

Ущерб, наносимый стихийным явлением, может быть колоссальным. Даже если человеческих жертв удается избежать, остаются разрушенные постройки, почва оказывается выжженной и бесплодной на долгие годы.

Пепел, выброшенный в атмосферу, может стать причиной серных дождей. Если такие осадки выпадают над водохранилищем, то вода становится непригодной для употребления, район катастрофы сталкивается с водным дефицитом.

Глобальным катастрофическим явлением может стать извержение супервулкана – образования, занимающего огромную площадь. Значительная территория планеты превратится в выжженную пустыню. Пепла будет так много, что он закроет небо плотным слоем, лишив земную поверхность солнечного света и вызвав похолодание. Из пепельных облаков будут выпадать кислотные осадки.

Весь мир знает о высокой вероятности пробуждения Йеллоустонского супервулкана, однако в истории было немало извержений обычных вулканов, причинивших огромный ущерб:

1. Везувий, разрушивший Помпеи и Геркуланум в августе 79 года н.э.
2. Этна, в марте 1669 года погубивший сицилийский город Николоси.
3. Майон на Филиппинах в октябре 1766 года (погибло более 2 тысяч населения).
4. Тамбора на острове Сумбава (Индонезия) в апреле 1815 года (10 тысяч человек погибли сразу, еще около 80 тысяч стали жертвами голода и прочих последствий катастрофы).
5. Кракатау (Ява и Суматра) в августе 1883 года (несколько островов ушли под воду, погибло больше 36 тысяч человек).
6. Мон-Пеле (Мартиника) в мае 1902 года (уничтожен портовый город Сент-Пьер, жертвами стали около 40 тысяч человек).
7. Мерапи на острове Ява в декабре 1931 года (погибло почти 1,5 тысячи человек).
8. Руис в Колумбии в ноябре 1985 года (уничтожены город Армеро и прилегающие поселки, жертвами стали более 20 тысяч человек).

Ныне существующие вулканы в большинстве своем являются спящими или потухшими, поэтому степень их угрозы невысока. Значительная вулканическая активность отмечается на дне океанов, но для людей она не несет опасности. Современные ученые умеют определять признаки надвигающегося явления по показаниям сейсмографов. Это позволяет своевременно эвакуировать население из опасной местности.