Бамбуров Алексей

Я предположил, что . Изучая различные источники информации, я решил выяснить для себя, что же такое вулкан и как происходит его извержение.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Почему и как извергаются вулканы? - исследование Бамбурова Алексея – учащегося 3 класса А МБОУ «Гимназия №34» г.Ульяновска, научный руководитель Я.М. Брагина.

Очень часто явления и события из нашей повседневной жизни или поведение человека напоминают нам природные явления, например:

1. Если потрясти бутылку с сильно газированным напитком и приоткрыть крышку, то жидкость и газы, содержащиеся в бутылке, стремительно побегут наружу;
2. Вскипали ли вы когда-нибудь, выходя из себя, а затем успокаиваясь? Это был ваш способ «выпустить пар» (вспомните, что происходит, когда мы снимаем крышку с кипящего чайника).

Я предположил, что вулканы - это способ планеты выпустить пар . Изучая различные источники информации, я решил выяснить для себя, что же такое вулкан и как происходит его извержение. Наша планета Земля напоминает яйцо: сверху тонкая твёрдая скорлупа - земная кора , под ней находится вязкий слой горячей мантии , а в центре - твёрдое ядро . Земную кору называют литосферой , что в переводе с греческого означает «каменная оболочка». Толщина литосферы в среднем около 1% радиуса земного шара. На суше она составляет 70-80 километров, а в глубине океанов может быть всего 20 километров. Температура мантии - тысячи градусов. Ближе к ядру - температура мантии больше, ближе к коре - меньше. Из-за разницы температур происходит перемешивание вещества мантии: горячие массы поднимаются вверх, а холодные - опускаются (так же, как закипающая вода в кастрюле или чайнике, но только происходит это в тысячи раз медленнее). Мантия, хоть и разогрета до огромных температур, но из-за колоссального давления в центре Земли она не жидкая, а вязкая, как очень густая смола. Литосфера как бы плавает в вязкой мантии, немного погрузившись в неё под тяжестью своего веса.

Достигая подошвы литосферы, остывающая масса мантии какое-то время движется горизонтально вдоль твердой каменной «скорлупы», но затем, остыв, она снова опускается в направлении центра Земли. Пока мантия движется вдоль литосферы, вместе с ней поневоле движутся и куски земной коры (литосферные плиты), при этом отдельные части каменной мозаики сталкиваются и наползают друг на друга.

Часть плиты, которая оказалась снизу (на которую наползла другая плита), постепенно погружается в мантию и начинает плавиться. Так образуется магма - густая масса расплавленных пород с газами и парами воды. Магма легче, чем окружающие породы, поэтому она медленно поднимается к поверхности и накапливается в так называемых магматических очагах. Они располагаются чаще всего вдоль линии столкновения плит.

Поведение раскаленной магмы в магматическом очаге и правда напоминает дрожжевое тесто: магма увеличивается в объеме, занимает всё свободное пространство и поднимается из глубин Земли по трещинам, норовя вырваться на волю. Как тесто приподнимает крышку кастрюли и вытекает через край, так и магма прорывает земную кору в самых слабых местах и вырывается на поверхность. Это и есть извержение вулкана.

Извержение вулкана происходит из-за дегазации магмы, то есть выхода газов из неё. Процесс дегазации известен каждому: если осторожно открыть бутылку с газированным напитком (лимонадом, кока-колой, квасом или шампанским), раздается хлопок, и из бутылки появляется дымок, а иногда и пена - это из напитка выходит газ (то есть происходит его дегазация). Если бутылку с шампанским перед открыванием потрясти или нагреть, то из нее вырвется мощная струя, и удержать этот процесс невозможно. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки.

Как образуется вулкан? Представьте себе, что банка с минералкой - это поверхность Земли, а крышка с отрывным язычком - это слабое место земной поверхности. Если банку потрясти, углекислый газ расширится и может проделать дыру в месте соединения отрывного язычка и крышки. Подобным образом горячие газы и магма могут продавить дыру в слабых местах земной коры и выплеснуться наружу.

Горячий пепел, холодный климат

После извержения вулкана закаты солнца по всей Земле могут на многие месяцы стать красными - это очевидное доказательство того, что вулканы влияют на атмосферу. Когда пепел вздымается в воздух и разлетается по всему земному шару, он зависает в атмосфере, рассеивая солнечный свет и окрашивая закаты в более яркие тона.

Но влияние вулканов на атмосферу планеты не ограничивается только эффектными закатами. Вспомним, например, что произошло несколько сотен миллионов лет назад в Сибири. Если вы поедете туда сегодня, вы увидите так называемый Сибирский капкан - огромный кусок твердой горной породы вулканического происхождения, протянувшийся на 1400 км. Учёные, исследовавшие этот кусок, говорят, что ему более 250 млн. лет. Перед тем как остыть, он представлял собой жидкую горячую лаву. А судя по размерам этого куска, извергнувший его вулкан должен был быть чудовищно большим.

Учёные считают, что в течение 600 000 лет сибирские вулканы неоднократно извергали потоки раскаленной лавы из недр Земли. И каждый раз во время извержения они выбрасывали в небо тонны пепла. Они также изрыгали смертельные удушающие газы. Плавящиеся минералы выделяли сульфаты, которые при нагревании превращались в сернистый газ. Пепел и газы сибирских вулканов поднимались высоко в атмосферу. Пепел препятствовал проникновению солнечного света на Землю. Сернистый же газ, вступая в реакцию с водой в воздухе, превращался в обжигающую серную кислоту. Капельки кислоты отражали часть солнечных лучей, и тепло не могло достичь поверхности планеты, а значит, атмосфера, океаны и суша начали остывать.

Постепенно температура на Земле падала. Ледяные шапки на полюсах стремительно росли, океаны покрывались толстой ледяной коркой. В конце концов, большая часть Земли была скована льдами. Вот так вулканы положили начало новому ледниковому периоду. Из остывающей атмосферы кислота в виде снега и дождя обрушивалась на поверхность планеты.

Во время этой планетарной катастрофы более 90 % всех растений и животных в морях Земли постепенно погибло, оставив в качестве воспоминания о себе лишь окаменелые останки в осадочных горных породах. По мнению некоторых ученых, массовое вымирание, длившееся сотни лет, и последовавшая за ним цепная реакция событий объясняются именно этими извержениями.

Газ, вырывающийся из вулканов, на 50-85 % состоит из водяного пара. Больше 10 % приходится на долю углекислого газа (того самого, который в газировке), примерно 5 % составляет сернистый газ, 2-5 % - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Иногда в вулканических газах встречаются сероводород и газообразная сера, водород, метан и оксид углерода, а также совсем малые примеси различных металлов.

Известны случаи, когда извергались вулканы, молчавшие и 300, и 500, и 800 лет. Вулканы, которые хотя бы раз извергались на памяти человека (и могут заработать вновь), называются спящими . Потухшие (или древние) вулканы - это те, которые работали в далеком геологическом прошлом. Например, столица Шотландии город Эдинбург стоит на древнем вулкане, который извергался более 300 миллионов лет назад (тогда ещё и динозавров-то не было).

Извержение цепи вулканов Лаки, расположенных на юге Исландии вдоль тектонической трещины, в 1783 году было одним из сильнейших за всю историю нашей планеты. Оно продолжалось восемь месяцев, длина потока вырвавшейся на свет лавы составила почти 70 км. Обжигающая масса двигалась со скоростью свыше 45 км/ч и разлилась на площади 579 км 2 .

Подведем итоги.

В результате движения литосферных плит могут возникать очаги магмы. Если жидкая магма вырывается на поверхность Земли, начинается извержение вулкана. Часто извержение вулкана сопровождается мощными взрывами, это происходит из-за дегазации магмы и взрыва горючих газов. Вулкан засыпает, если прекращается подача новых порций магмы из магматического очага, но может проснуться (ожить), если движение плит продолжается, и магматический очаг вновь заполняется. Вулканы тухнут окончательно, если движение плит в этом районе прекращается.

Самые знаменитые извержения вулканов:

Санторин, Греция - 1450 до н.э.
Везувий, Италия - 79 г.
Таупо, Новая Зеландия - 150 г.
Тамбора, о-в Сумбава - 1815 г.
Кракатау, о-в Ява - 1883 г.
Монтань-Пеле, о-в Мартиника - 1902 г.
Катмай, Аляска - 1912 г.
Св. Елены гора, США - 1980 г.
Невадо-де-Руис, Колумбия - 1985 г.
Пинатубо, Филиппины - 1991 г.
Эйяфьятлайокудль, Исландия – апрель 2010 г.

Вулканы мира.

Этна (Италия) (что означает “гора огонь” по-арабски) является самым высоким и самым активным вулканом в Европе (3326 м). Зафиксировано более 200 её извержений. Интересно, что Этна изменяется по высоте от извержения к извержению. Например, в настоящее время она на 21,6 м ниже, чем в 1865 году. Примерно каждые 150 лет Этна разрушает одну из соседних деревень, но несмотря на это, близлежащие территории плотно заселены. Дело в том, что вулканический пепел делает почву плодородной. Согласно последним исследованиям в настоящее время нарастает опасность обширного извержения Этны. Из-за постоянной активности Этна была выбрана «Вулканом десятилетия» ООН.

Попокатепетль (также называется Попо и Дон Гойо) является действующим вулканом в Мексике. Он достигает высоты в 5426 м и является вторым по величине на высшем уровне в стране. Попокатепетль получил свое название от слова науатль “popōca” (дым) и tepētl (“гора”), что означает “Курение Горы” и полностью оправдывает своё название. До девяностых годов, Попо был любимым местом отдыха – сноуборд-центром. В 1947 году он начал новый цикл активности с крупного извержения. В настоящее время учёные тщательно изучают его. Жители соседних городов любуются снежной белой горой Попокатепетль в течение большей части года.

Фудзияма является действующим вулканом и самой высокой вершиной Японии (3776 м). Его последнее извержение датируется 1707 и 1708 годом. Фудзияма отличается своим почти идеально симметричным конусом, хорошо видимым из Токио в ясную погоду, который является одним из символов Японии.

Редаут (Аляска) представляет собой стратовулкан с кратером, находящимся на высоте 2700 м. Наиболее активные его извержения в 20-м веке датируются 1902, 1966 и 1989 годами. В последнее извержение в 2009 году, были зафиксированы 6 взрывов, которые выбросили столб пепла более чем на 9 миль в воздух. Это был самый большой вулканический выброс почти за 20 лет.

Руапеху является действующим вулканом в Новой Зеландии, высота 2797 м. Он считается одним из самых активных вулканом в мире и крупнейшим действующим вулканом в Новой Зеландии. Руапеху получил свое название из языка маори, на котором это слово означает ”пропасть взрыва”. Последнее извержение датируется 25 сентября 2007. Не смотря на то, что извержение началось, как и все предыдущие, внезапно, он часто посещается туристами.

И напоследок... Ученые знают теперь, каким образом и почему происходят извержения вулканов. В последние десятки лет вулканологи сделали много ценных наблюдений и выводов по деятельности вулканов. Для нас теперь ясна картина подготовки извержения и самого извержения различных вулканов. Но, к сожалению, этим и ограничивается человеческое знание в названной области. Мы можем только наблюдать и объяснять происходящие извержения. Останавливать, изменять, даже предупреждать эти грозные явления природы человек не может. Да это и понятно,- ведь действующие при извержениях силы огромны. Они связаны с теми подземными силами, которые образуют земные складки - горы и горные хребты. На эти силы мы, конечно, не можем влиять, даже в малой степени. Они слишком могущественны!

Список использованной литературы

Апродов В.А. Вулканы. - М.: Мысль, 1982. – 158с.

Апродов В.А. Дыхание Земли: вулканы и землетрясения. – М.: Географгиз, 1963. – 180с.

Влодавец В.И. Вулканы Земли. – М.: Наука, 1973. – 160с.

Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. – М.: Наука, 1979. – 124с.

Детям обо всем на свете. - Интерактивная энциклопедия для детей. М: Махаон – 2011. – 31с.

Лебединский В.И. Вулканы и человек. – М.: Недра, 1967. – 240с.

Макдональд Г.А. Вулканы. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 210с.

Маракушев А.А. Вулканизм Земли//Природа. – 1984.-№9. – 175с.

Мархинин Е.К. Вулканизм. - М.: Недра, 1985. – 93с.

Ритман А. Вулканы и их деятельность. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1964. – 190с.

Тазиев Г. Вулканы. – Пер. с франц. – М.: Мысль, 1963. – 220с.

Вулканы существуют практически на каждом континенте, в том числе и на Антарктиде. Нет их только в Австралии. Основная часть вулканов расположена в зонах с повышенной сейсмической активностью, разломов коры Земли и там, где сталкиваются тектонические плиты. При этом места, где наблюдается наибольшая подземная активность (для получения более подробной информации ), наиболее подвержены возникновению извержений.

Вулканы делятся на действующие и «спящие». Вторые не менее опасны, поскольку могут активизироваться в любой момент. Обычно это сопровождается выбросами пара, рокотом, запахом серы, кислотными дождями, выделением газов и облаков пара.

Как распознать начало извержения?

Началу извержения вулкана предшествуют несколько явлений:

• возрастает температура почвы, особенно на склонах;
• повышается выделение пара и газов;
• усиливается сейсмическая активность (фиксируются разные по силе подземные толчки);
• разбухает вулканический конус (возможно с изменением наклона поверхности вулкана).

Когда начинается извержение, из вершины (конуса) вулкана начинают выделять лавовые потоки из расплавленной и раскаленной магмы. Пребывание в этой зоне чревато как минимум серьезными ожогами. Помимо лавы (магмы) опасность несут следующие явления, характерные для каждого извержения:

• вулканические «бомбы» - обломки камней и куски лавы, разлетающиеся на значительное расстояние. Это еще одна причина, по которой проводится эвакуация жителей территорий, прилегающих к вулкану.
• пепел – наиболее страшное явление. Он может засыпать целый город толстым слоем и спастись от него невозможно. Тонны порошкообразного камня буквально хоронят под собой все живое.
• палящая туча из облаков пыли и газа, перемещаясь по склону с большой скоростью, сжигает все на своем пути. Спасти от нее может только погружение в воду.
• потоки грязи случаются не при каждом извержении, но также считаются одним из наиболее опасных явлений. Смесь земли, камней и обломков причиняет значительные разрушения.

Трудно найти человека, который хоть раз не поинтересовался бы вулканами. Большинство читали книги про них, с замиранием сердца смотрели кадры с мест извержений, одновременно восхищаясь мощью и великолепием стихии и радуясь, что рядом с ними такое не происходит. Вулканы — это то, что не оставляет равнодушным никого. Так что же это такое?

Строение вулкана

Вулканы — это особые геологические образования, возникающие при подъеме с глубин раскаленного вещества мантии и выхода его на поверхность. Магма поднимается вверх по трещинам и разломам в земной коре. Там, где она прорывается наружу, и образуются действующие вулканы. Это происходит на границах литосферных плит, где из-за их раздвижения или столкновения возникают разломы. А сами плиты вовлекаются в движение при перемещении вещества мантии.

Чаще всего вулканы имеют вид конических гор или холмов. В их строении четко выделяются жерло — канал, по которому поднимается магма, и кратер — углубление на вершине, через которое происходит излияние лавы. Сам вулканический конус состоит из множества слоев продуктов деятельности: застывшей лавы, и пепла.

Так как извержение сопровождается выбросом раскаленных газов, светящихся даже днем, и пепла, вулканы часто называют «огнедышащими горами». В древности их считали воротами в подземный мир. А название они получили в честь древнеримского Считалось, что огонь и дым летят из его подземной кузницы. Такие интересные факты о вулканах подогревают любопытство у самых разных людей.

Виды вулканов

Существующее деление на действующие и потухшие весьма условно. Действующие вулканы — это те, которые извергались на памяти человечества. Об этих событиях сохранились свидетельства очевидцев. Очень много действующих вулканов в районах современного горообразования. Это, например, Камчатка, остров Исландия, Восточная Африка, Анды, Кордильеры.

Потухшие вулканы — это не извергающиеся в течение тысячелетий. В памяти людей не сохранились сведения об их активности. Но много случаев, когда вулкан, считавшийся давно уже недействующим, вдруг просыпался и приносил множество бед. Самое известное из них — знаменитое извержение Везувия в 79 году, прославленное картиной Брюллова «Последний день Помпеи». За 5 лет до этой катастрофы на его вершине прятались восставшие А гора была покрыта пышной растительностью.

К потухшим вулканам относится гора Эльбрус — самая высокая вершина России. Ее двуглавая вершина представляет собой два конуса, слившиеся основаниями.

Извержение вулкана как геологический процесс

Извержением считается процесс выброса на земную поверхность раскаленных магматических продуктов в твердом, жидком и газообразном состоянии. Для каждого вулкана он индивидуален. Иногда извержение бывает довольно спокойным, жидкая лава изливается потоками и стекает по склонам. Она не мешает постепенному выделению газов, поэтому сильных взрывов не происходит.

Такой тип извержения характерен для Килауэа. Этот вулкан на Гавайях считается одним из самых активных в мире. Его кратер с диаметром около 4,5 км также является самым большим в мире.

Если лава густая, она время от времени закупоривает кратер. В результате выделяющиеся газы, не находя выхода, скапливаются в жерле вулкана. Когда давление газов становится очень высоким, происходит мощный взрыв. Он поднимает в воздух большие объемы лавы, которая впоследствии выпадает на землю в виде вулканических бомб, песка и пепла.

Самые известные взрывные вулканы — это уже упоминавшийся Везувий, Катмай в Северной Америке.

Но самый мощный взрыв, приведший к похолоданию во всем мире из-за вулканических туч, через которые с трудом могли пробиться солнечные лучи, произошел в 1883 году. Тогда потерял большую свою часть. Столб газа и пепла поднялся до 70 км ввысь. Соприкосновение океанской воды с раскаленной магмой привело к образованию цунами высотой до 30 м. В целом жертвами извержения стали около 37 тысяч человек.

Современные вулканы

Считается, что сейчас в мире существует более 500 действующих вулканов. Большинство из них относятся к зоне Тихоокеанского «огненного кольца», расположенного вдоль границ одноименной литосферной плиты. Каждый год происходит порядка 50 извержений. В зоне их активности проживает не менее полумиллиарда человек.

Вулканы Камчатки

Один из самых известных районов современного вулканизма находится на российском Дальнем Востоке. Это район современного горообразования, относящийся к Тихоокеанскому огненному кольцу. Вулканы Камчатки включены в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Они представляют большой интерес не только как объекты научных исследований, но и как памятники природы.

Именно здесь находится самый высокий действующий вулкан в Евразии — Ключевская Сопка. Ее высота составляет 4750 м. Широко известны своей активностью также Плоский Толбачик, Мутновская Сопка, Горелый, Вилючинский, Горный Зуб, Авачинская Сопка и другие. Всего на Камчатке насчитывается 28 действующих вулканов и около полутысячи потухших. Но вот интересные факты. О вулканах Камчатки известно очень многое. А ведь наряду с этим регион известен гораздо более редким явлением — гейзерами.

Это источники, периодически выбрасывающие фонтаны кипящей воды и пара. Связана их деятельность с магмой, поднявшейся по трещинам в земной коре близко к земной поверхности и нагревающей подземные воды.

Знаменитая Долина гейзеров, находящаяся здесь, была открыта в 1941 году Т. И. Устиновой. Она по праву считается одним из чудес природы. Площадь Долины гейзеров не более 7 кв. км, но на ней действуют 20 крупных гейзеров и десятки источников с кипящей водой. Самый большой — гейзер Великан — выбрасывает столб воды и пара на высоту около 30 м!

Какой вулкан выше всех?

Определить это не так уж просто. Во-первых, высота действующих вулканов может увеличиваться с каждым извержением за счет нарастания нового слоя пород или уменьшаться за счет взрывов, разрушающих конус.

Во-вторых, может проснуться считавшийся потухшим вулкан. Если он достаточно высок, то может отодвинуть назад уже имеющегося лидера.

В-третьих, откуда считать высоту вулкана — от основания или от уровня моря? Это дает совершенно разные цифры. Ведь конус, имеющий наибольшую абсолютную высоту, может оказаться не самым большим по сравнению с окружающей местностью, и наоборот.

В настоящее время среди действующих вулканов самым большим считается Льюйльяйльяко в Южной Америке. Его высота составляет 6723 м. Но многие вулканологи считают, что на звание величайшего может претендовать Котопахи, находящийся на том же материке. Пусть у него высота меньше - «всего» 5897 м, но зато последнее извержение у него было в 1942 году, а у Льюйльяйльяко — аж в 1877 г.

Также высочайшим вулканом на Земле можно считать гавайский Мауна-Лоа. Хотя его абсолютная высота составляет 4169 м, это меньше половины его истинной величины. Конус Мауна-Лоа начинается от самого океанического дна и поднимается более чем на 9 км. То есть его высота от подошвы до вершины превышает размеры Джомолунгмы!

Грязевые вулканы

Слышал ли кто-нибудь о Долине вулканов в Крыму? Ведь очень трудно себе представить этот полуостров окутанным дымом извержений, а пляжи — залитыми раскаленной лавой. Но можно не беспокоиться, ведь речь идет о грязевых вулканах.

Это не такое уж редкое явление в природе. Грязевые вулканы — это подобие настоящих, но выбрасывают они не лаву, а потоки жидкой и полужидкой грязи. Причиной извержений является скопление в подземных полостях и трещинах большого количества газов, чаще всего углеводородов. Давление газа приводит в действие вулкан, высокий столб грязи поднимается иногда на несколько десятков метров, а воспламенение газа и взрывы придают извержению достаточно грозный вид.

Процесс может продолжаться несколько дней, сопровождаться локальным землетрясением, подземным гулом. В результате формируется невысокий конус из застывшей грязи.

Районы грязевого вулканизма

В Крыму такие вулканы встречаются на Керченском полуострове. Самый известный из них — Джау-Тепе, здорово напугавший местных жителей своим коротким извержением (всего 14 минут) в 1914 году. Столб жидкой грязи выбрасывался на 60 м вверх. Длина грязевого потока достигла 500 м при ширине более 100 м. Но такие крупные извержения, скорее, исключение.

Районы действия грязевых вулканов часто совпадают с местами добычи нефти и газа. В России они встречаются на Таманском полуострове, на Сахалине. Из соседних стран «богат» ими Азербайджан.

В 2007 году на активизировался вулкан, затопивший своей грязью обширную территорию, в том числе и множество зданий. По мнению местного населения, это произошло из-за бурения скважины, потревожившей глубинные пласты горных пород.

Эдинбургский замок в Шотландии возведен на вершине потухшего вулкана. А большинство шотландцев даже не догадываются об этом.

Оказывается, вулканы могут быть актерами! В фильме «Последний самурай» в роли священной горы японцев Фудзиямы выступил Таранаки, считающийся самым красивым в Новой Зеландии. Дело в том, что окрестности Фудзи с его урбанистическими ландшафтами никак не подходили для съемок картины о событиях конца 19-го века.

Вообще новозеландским вулканам не приходится жаловаться на невнимание кинорежиссеров. Ведь Руапеху и Тонгариро стали известны во многом благодаря фильму «Властелин колец», в котором изобразил Ородруин, в пламени которого было создано и впоследствии там же уничтожено Кольцо Всевластья. Одинокая гора в Эреборе в фильме «Хоббит» - это также один из местных вулканов.

А камчатские гейзеры и водопады стали фоном для съемок фильма «Земля Санникова».

Извержение вулкана Сент-Хеленс (США) в 1980 году считается самым мощным за весь 20-й век. Взрыв, по своей мощности равный 500 бомбам, сброшенным на Хиросиму, выпал пеплом на территории четырех штатов.

Эйяфядлайокудль прославился тем, что выбросами пепла и дыма вверг в хаос авиасообщение европейских стран весной 2010 года. А его название поставило в тупик сотни дикторов радио и телевидения.

Филиппинский вулкан Пинатубо извергался последний раз в 1991 году. При этом были уничтожены две американские военные базы. А уже через 20 лет кратер Пинатубо наполнился дождевой водой, образовав удивительно красивое озеро, склоны вулкана заросли тропической растительностью. Это дало возможность туристическим агентствам организовать отдых с купанием в вулканическом озере.

В результате извержений часто образуются интересные горные породы. Например, самый легкий камень - пемза. Многочисленные воздушные пузырьки делают ее легче воды. Или встречающиеся на Гавайях «волосы Пеле». Они представляют собой длинные тонкие нити породы. Многие здания в столице Армении Ереване построены из розового вулканического туфа, что придает городу неповторимый колорит.

Вулканы - это грозное и величественное явление. Интерес к ним вызван и страхом, и любопытством, и жаждой новых знаний. Ведь не зря их называют окнами в подземный мир. Но есть чисто утилитарные интересы. Например, вулканические почвы очень плодородны, что и заставляет людей веками селиться близ них, невзирая на опасность.

Земли, расположенные у подножья вулканов, являются одними из наиболее плодородных территорий нашей планеты, потому что извержения, которые производит жерло вулкана насыщают грунт огромным количеством питательных элементов и минералов. Даже если вулкан давно спит и никак себя не проявляет, ветер, обдувающий его камни, разносит в разные стороны нужные для земли вещества. Поэтому люди постоянно селятся не только у подножия вулканов, но и на склонах гор, и не обращают ни малейшего внимания на периодически возникающие толчки в регионе. И совершенно зря. Всем известна печальная участь жителей Помпеи, которых похоронило Везувий почти 2000 лет тому назад. Трагедии вполне можно было бы избежать, если бы они обратили внимание на участившиеся землетрясения магнитудой в пять-шесть балов.

Извержение вулкана: вулканы земного шара

Где осуществляется происхождение вулканов? Появляются огнедышащие горы над местами столкновения друг с другом литосферных плит, в наиболее слабых местах земной коры, через которые наша планета выкидывает наружу раскалённую магму, горючие газы и самый разнообразный вулканический материал, который впоследствии эти горы и образовывают.


Что касается слова «вулкан», то само оно латинского происхождения – именно так в Древнем Риме местные называли бога огня. Интересно, что первым такое название получила гора (именно там, по утверждениям местных жителей, находилась кузница Вулкана).

Существуют различные типы вулканов. В настоящее время геологи насчитывают на нашей планете около полторы тысячи действующих вулканов, не считая подводных. Что же касается последних, то в океанических и морских глубинах расположено около 20% от общей численности всех существующих в мире вулканов, в т. ч. и угасших. Именно им мы обязаны новыми участками суши, иногда возникающим посреди бескрайнего океана: после того, как подводные вулканы извергают огромное количество лавы, их вершины со временем достигают океанической поверхности и образуют острова (например, Гавайские или Канарские).

Чтобы поехать туда, нужно лишь заказать билеты здесь:

Наибольшее количество вулканов (две трети) находятся в так называемом Тихоокеанском Огненном Кольце, обрамляющий края огромной тихоокеанской плиты, что находится в постоянном движении и всё время сталкивается с соседними плитами.

Извержение вулкана: видео

Роль вулканов в жизни планеты

Приуменьшить роль вулканов в жизни нашей планеты невозможно. Прежде всего потому, что если бы не они, то вполне возможно, что Земля до сих пор представляла бы собой разгорячённый космический шар: именно огнедышащие горы выводили в своё время наружу из недр земного шара водяной пар, охлаждая тем самым литосферу и атмосферу планеты.

По утверждению геологов, одно-единственное извержение огненной горы на одном из индонезийских островов более 75 тыс. лет тому назад повергло всю нашу планету в эпоху Ледникового периода, а в атмосфере образовалась серная кислота.
Они на протяжении всей истории земного шара активно участвовали в создании и уничтожении различных участков суши. Например, довольно недавно, в 1963 году возле юго-западного берега Исландии одним из подземных вулканов был создан небольшой остров Суртсей, площадью в 2,5 кв. км.

В далёком прошлом (в 16-17 в. до н.э.) другим подобным вулканом был почти полностью уничтожен остров Санторини (Эгейское море). При этом решающую роль сыграл давно спящий вулкан, который внезапно с неожиданной силой снёс вершину горы и извергал лаву на протяжении долгих дней (пока почти полностью не уничтожил остров, погубив тем самым минойскую цивилизацию и вызвав огромнейшее цунами). Всё, что осталось от острова после окончания извержения – это большой серповидный островок с самой большой кальдерой в мире.

Причины извержения вулкана

Изучая , посмотрим, что представляет из себя Земля в разрезе. Фактически она напоминает яйцо, в центре которого в окружении мантии и литосферы находится чрезвычайно твёрдое ядро.

Сверху нашу планету защищает довольно-таки тонкая, но одновременно с этим – твёрдая скорлупа, иначе говоря, земная кора, литосфера. На суше её толщина обычно варьируется от 70 до 80 км, на океаническом дне – в районе двадцати.

Под литосферой расположена вязкая, словно горячая смола, прослойка из раскалённой мантии: температура её в глубине планеты достигает тысячи градусов (чем ближе к центру Земли, тем она горячей). Чтобы получить её температурные показатели, вулканологи используют специальные электрические термометры «термопара» – изготовленные из стекла приборы в ней практически сразу плавятся. Жизнь нашей планеты изнутри выглядит следующим образом:

Часть мантии, что находится ближе к литосфере и та, что пребывает возле ядра, постоянно перемешивается между собой: раскалённая поднимается вверх, холодная – опускается вниз.
Поскольку мантия сама по себе имеет чрезвычайно вязкую структуру, то со стороны может показаться, что земная кора в ней как бы плавает, уйдя немного вглубь под давлением собственного веса.
Достигнув земной коры, постепенно остывающая лава некоторое время двигается вдоль неё, после чего, охладев, опускается вниз.
Двигаясь вдоль литосферы, магма приводит в движение отдельные участки земной коры (иначе говоря – литосферные плиты), которые из-за этого периодически сталкиваются друг с другом.
Часть литосферной плиты, что оказывается снизу, погружается в более горячую мантию и практически сразу же начинает плавиться, образуя магму – вязкую массу, состоящую из расплавленных пород и содержащую в себе различные газы и водяной пар. Несмотря на то, что образовавшаяся магма не такая густая, как мантия, она всё равно остаётся довольно-таки вязкой консистенции.
Поскольку магма по своей структуре намного легче, чем окружающие её породы, она снова поднимается наверх и постепенно скапливается в магматических очагах, что расположены вдоль всех мест, где сталкиваются литосферные плиты.

Роль магмы
А вот дальше магма своим поведением напоминает дрожжевое тесто: она увеличивается в объёме и занимает абсолютно всю свободную территорию, до которой только может добраться, поднимаясь из недр нашей планеты по всем доступным ей трещинам.

Добравшись до наименее плотно закупоренных мест, под влиянием содержащихся в ней газов, что пытаются любым способом её покинуть (процесс этот называется дегазация магмы), она пробивает земную кору и, выбив «пробку» вулкана, вырывается наружу.

Извержение вулкана
Чем крепче будет закупорена гора, тем сильнее окажется извержение. Обычно силу вулканических выбросов специалисты (VEI) обозначают от 0 (наиболее слабое) до 8 (самое сильное) балов. Например, активную деятельность вулкана Сент-Хеленс в 1980 году вулканологи оценили, как умеренное, хотя само извержение по мощности приравняли к взрыву пятисот атомных бомб.

Поднявшись наверх и вырвавшись из замкнутого пространства, магма практически сразу теряет газы и пары воды, и становится лавой (магмой, обеднённой газами), способной передвигаться со скоростью около 90 км/ч. Газы, что вырываются на свободу, являются горючими и взрываются в кратере вулкана (кратер вулкана - воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса), оставляя после себя в горе огромных размеров воронку (кальдеру). Вулкан извергается следующим образом:

Строение вулкана

После того как магма вышибает пробку вулкана, давление в магматическом очаге (его верхней части) моментально понижается. Растворённые газы, что находятся внизу, продолжают бурлить и продолжают оставаться составной частью магмы;
Чем ближе в жерлу, тем газовых пузырьков становится больше. Когда их оказывается слишком много, то они решительно устремляются наверх, наружу, поднимая вместе с собой ещё и расплавленную магму.
В тоже время возле кратера вулкана накапливается пенистая масса, в застывшем варианте известная нам как пемза.
Оказавшись на свободе, газы полностью покидают магму, которая из-за этого трансформируется в лаву и выносит из глубины земного шара пепел, пар и осколки горных пород (среди которых нередко попадаются глыбы величиной с дом). Что же касается самого извержения, то его ещё и характеризует чередование слабых и мощных взрывов.
Высота подъёма выбрасываемых из недр Земли веществ обычно варьируется от одного до пяти километров, но бывает и значительно выше. Например, в 50-х годах прошлого века высота выкинутых обломочных материалов вулкана Безымянного (Камчатка) достигала 45 км, а сами выбросы разлетались по округе на расстояние в несколько десятков тысяч километров.
В случае чрезвычайно сильного извержения объём вулканических выбросов может составлять нескольких десятков кубических километров, а количества пепла быть настолько огромным, что возникает абсолютная тьма, которую обычно можно наблюдать только в полностью закрытом от света пространстве.


Продукты извержения вулканов подразделяются на разные типы. Они могут быть газообразными (вулканические газы), жидкими (лава) и твёрдыми (вулканические горные породы). В зависимости от характера продуктов извержения вулканов и состава магмы на поверхности образуются сооружения различной формы и высоты.

Завершение процесса
Когда газы с шумом и взрывами уходят из магмы, давление, что перед этим возникло в магматическом очаге, значительно понижается, и извержение останавливается. После этого извергающее жерло вулкана закрывает остывающая лава, причём иногда делает это довольно прочно, а иногда – не совсем. И тогда на земную поверхность продолжают вырываться в незначительном количестве газы (фумаролы) или фонтаны кипящей воды (гейзеры), а сам вулкан считается действующим. Это значит, что внизу скоро снова станет собираться магма, и, достигнув определённого объёма, извержение начнётся снова. Ярким примером является , потрясший весь мир в 1883 году.

Виды вулканов

Вулканологи часто задавались вопросом, какие бывают виды вулканов ? Во время исследований выделили несколько видов:
Действующие .

Жерло вулкана считается действующим, если оно постоянно или периодически выкидывает магму и этому явлению есть документальные подтверждения. Если выбросы нигде не зафиксированы, но вулканы активно выделяют горячие газы и кипящие фонтаны, их также относят к данному типу.
Уснувшие. Вулкан называют спящим, если о его извержении нет никаких зафиксированных сведений, но вместе с тем он сохранил свою форму и под ним постоянно происходят небольшие землетрясения и сотрясения, а в магматический очаг поступают новые порции магмы. При этом известно немало случаев, когда вулканы молчали более тысячи лет, а потом просыпались и возобновляли свою активную деятельность.

Потухшие . Потухшие (древние) вулканы активно работали в далёком прошлом, но в данный момент сильно разрушены, размыты и не проявляют никакой вулканической активности, а литосферные плиты в этом районе абсолютно никуда не движутся. Примером потухшего вулкана может служить гора, на которой расположена столица Шотландии: по предположения учёных, в последний раз он извергал лаву более 300 млн. лет назад (динозавры в то время ещё не существовали и близко).
Трещинные . Лава далеко не всегда вырывается из горы с шумом и взрывами. Если она находит более лёгкий выход на поверхность, то вытекает абсолютно бесшумно (такое явление можно наблюдать, например, на Гавайских островах), и растекается по огромной территории. После того как лава охлаждается, она трансформируется в твердый каменный слой (базальт). При этом после каждого следующего извержения его толщина значительно увеличивается (нередко до десяти метров за раз). Такие типы вулканов называют линейными (трещинными) и их извержения характеризует довольно таки спокойный характер.
Центральные . Вулканы бывают и центрального типа. Именно он издаёт наибольшее количество шума, взрывов, а последствия его деятельности как для людей, так и для окружающей среды бывают довольно плачевны. Его характеризует центральный канал (жерло вулкана), который выводит на поверхность магму. Заканчивается он расширением (кратером), которое со временем, по мере роста вулкана, постепенно перемещается наверх. Довольно часто в кратере такой горы образовывается озеро, состоящее из жидкой лавы. Если же магма состоит из более вязкой консистенции, жерло вулкана она закупоривает очень крепко, что в дальнейшем приводит к чрезвычайно сильным выбросам.

Как пережить извержение вулкана

Несмотря на опасность, люди продолжают жить у подножия опасного соседа, вулканологами разработан целый комплекс мероприятий, целью которых является предупредить местное население о приближающейся опасности, а в случае попадания в опасную ситуацию, знать, как надо действовать, чтобы сохранить себе жизнь.

Прежде всего, нужно обязательно отслеживать все предостережения вулканологов о возможном начале вулканического извержения. Если нет возможности выехать из опасной территории, при первом же оповещении об опасности, необходимо запастись автономными источниками освещения и обогревателями, а также водой и едой в расчёте на несколько дней. Если уехать из опасной местности до начала извержения не удалось, необходимо плотно и надёжно закрыть все оконные и дверные проёмы, а также вентиляционные и дымовые каналы.

Извержение возле города

Владельцы домашних животных обязательно должны завести их в полностью закрытые помещения. Если вулканические выбросы застали человека на улице, он должен любым способом защитить тело (в первую очередь – голову) от падающих камней и пепла.

Поскольку извержение вулкана обычно сопровождают разные природные катаклизмы (наводнения, селевые потоки), в это время необходимо уйти подальше от рек и долин, чтобы не оказаться в зоне затопления или не быть погребённым под грязью (желательно находиться в это время на какой-либо возвышенности).

Пережив извержение, прежде чем выйти наружу, необходимо закрыть марлевой повязкой рот и нос, а также одеть защитные очки и одежду, которые предотвратят появление ожогов. Не стоит вырываться из зоны бедствия на машине сразу после выпадения пепла – она практически сразу же будет выведена из строя. Покинув помещение, необходимо очистить от пепла и других вулканических выбросов крышу дома (укрытия), иначе она может разрушиться, не выдержав огромной нагрузки.

Каждый человек трактует природу вулкана по-своему. Один считает, что извержения ниспосланы судьбой, второй верит в греховную сущность человечества, которая и вызывает катастрофы, а третий совершенно справедливо уверен в научном обосновании вулканизма. Независимо от взглядов на этот вопрос, мало кто знаком с механизмом работы вулканов и теми причинами, которые побуждают их к активности. Почему же они извергаются?

Каждый вулкан имеет канал, по которому расплавленные подземные породы поднимаются из недр Земли на поверхность. Под горой расположен магматический очаг – резервуар, содержащий большие объемы расплавленной магмы. Когда в этом резервуаре начинает расти давление, проиходит извержение. Причинами роста давления могут быть как внутренние процессы, так и реакции, происходящие ниже или выше магматического очага.

Процессы ниже магматической камеры

Многие вулканы расположены в зонах субдукции – местах, где одна тектоническая плита погружается под другую. По мере погружения нижняя плита опускается в мантию, происходит ее прогрев и выделение летучих веществ, которые попадают в верхние слои твердой мантии и расплавляют ее. В результате образуются новые порции магмы, которые попадают в магматический резервуар вулкана. Когда камера полностью заполняется и уже не в силах вместить поступающие расплавленные породы, излишки магмы выходят на поверхность Земли через каналы вулканов.

Процессы, происходящие ниже магматической камеры, обычно имеют цикличность, поэтому извержения вулканов достаточно легко предсказать. К примеру, вулкан Папандайян в Западной Яве находится в зоне субдукции Евразийской и Индо-Австралийской плит и имеет 20-летний цикл. Учитывая, что последний раз он извергался в 2002 году, можно предположить, что его следующая вулканическая активность начнется в 2022 году.

Процессы внутри магматического очага

Деятельность внутри магматической камеры также может привести к извержению. Из-за снижения температуры магма внутри резервуара постепенно кристаллизуется и опускается на дно. По мере погружения она вытесняет в верхнюю часть камеры более легкие расплавленные породы, которые оказывают давление на крышку камеры. Если крышка не может выдержать давление, она срывается, в результате начинается извержение. Подобные процессы тоже цикличны и могут быть предсказаны.

Помимо погружения кристаллизованной магмы, внутри камеры происходят другие явления. В частности, магма может смешиваться с окружающими породами и в процессе ассимиляции оказывать давление на крышку резервуара. Если у вулкана есть канал, она изливается через него, если нет – находит места с наименьшим давлением, в результате чего происходит обрушение стен камеры.

Представьте, что будет, если бросить кирпич в ведро с водой. Первое, что случится, – это разбрызгивание воды из ведра. Аналогичная ситуация происходит внутри камеры, когда после обрушения ее стены падают в расплавленные породы. Магма разбрызгивается и вызывает извержение. Подобный процесс непредсказуем и может произойти в любой момент.

Пустая магматическая камера изнутри

Процессы над магматической камерой

Иногда извержения происходят из-за потери давления над магматической камерой. Это может быть вызвано разными причинами, например уменьшением плотности пород над резервуаром. В связи с изменением своего минерального состава скалы, охватывающие магматический очаг, постепенно смягчаются, в результате не могут удерживать давление магмы.

Что вызывает эти минералогические изменения? Иногда у вулканов появляются трещины на поверхности, через которые талые и дождевые воды просачиваются в резервуар и вступают во взаимодействие с магмой. В этом случае очень важно, в каком месте расплавленные породы выходят на поверхность. Если лава или образуются не в кратере, а на склонах, то под силой тяжести может произойти обрушение купола. В таком случае происходят очень крупные извержения.

Глобальное потепление может привести извержению из-за таяния ледников. Если тают большие объемы льда, над магматической камерой снижается давление, магма выходит из равновесия и прорывается через вулканические каналы. Подобное извержение произошло в 2010 году на вулкане Эйяфьядлайёкюдль. Учитывая, что Исландия каждый год теряет около 11 млрд. тонн льда, следует ожидать новых вулканических взрывов.

Сильный тайфун, проходящий над вершиной, тоже может усугубить положение. В 1991 году мощное извержение Пинатубо на Филиппинах произошло после того, как тайфун Юня ударил по вулкану и его окрестностям. До этого Пинатубо только ворчал, но благодаря циклону взорвался. Произошло это потому, что высокая скорость тайфуна привела к изменению давления вокруг горы и, как следствие, столб воздуха над вулканом был втянут в циклон.

Учитывая важную роль магмы в запуске извержений вулканов, ее более тесное изучение может помочь в предсказании этих впечатляющих природных событий.