Вулканы

Основные понятия

Список терминов, связанных с вулканической деятельностью, приведен в таблице 2.7. Основные из них сформулированы ниже.

Таблица 2.7
Список терминов, связанных с вулканической деятельностью
Вулканы Вулканическая деятельность Вулканическая активность Зона вулканической активности Извержение вулкана Вулканические потоки Вулканические наводнения Вулканические тучи Вулканические газы Вулканический очаг Вулканические породы Вулканический песок Вулканические бомбы Вулканические озера Лавовые потоки	Грязевые потоки Пепельные потоки Пирокластические потоки Пепел Шлак Центральный канал Побочный канал Лавовая пробка Центральный кратер Побочный кратер Суббдукция Подвиг Пепельные осадки Пемзовые осадки Поствулканические явления	Фумаролы Термы Гейзеры Кальдеры Экзовулканы Криовулканы Криптовулканы Шейзеры Вулканическое облако Вулканические осадки Лава Пепел Пемза Конус вулкана Экструзия

Вулканы – геологические образования на поверхности земной коры, извергающие на поверхность лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы), пирокластические потоки.

Вулканический очаг (магматический очаг) – образуется в местах подвижек в земной коре и верхней мантии, где нарушается равновесие и твердое вещество переходит в сплав благодаря увеличению температуры и давления.

Вулканические тучи (облака) – смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие - возникновение ударной волны сильным ветром. Скорость – до 40 км/ч, Температура: до 1000°.

Вулканические наводнения – быстрое образование огромного количества воды при таянии ледников во время извержений.

Рисунок 2.2. Извержение вулкана Синабунг в Индонезии. 1-5 января 2014 г.

Вулканические газы (магматические газы) – смесь сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот в газообразном состоянии, углекислого и угарного газов в больших концентрациях.

Вулканические породы (тефра) – материя, состоящая из обломков застывшей лавы. Бывает: вулканические бомбы (крупные), вулканический песок (средние) и вулканический пепел (мелкие).

Вулканические потоки

Вулканические потоки – потоки продуктов вулканической деятельности. Бывают: лавовые, грязевые и пирокластические.

Лавовые потоки – расплавленные горные породы. Скорость: от нескольких см/ч до нескольких км/час, до 100 км/ч, чаще всего – не более 1 км/ч. Температура: 900 – 1000°, до 1300^oС и более, при соприкосновении с воздухом падает на 40^oC и более. Скорость зависит от уклона конуса вулкана, степени вязкости лавы и ее количества.

Грязевые потоки – мощные слои пепла на склонах вулкана, которые находятся в неустойчивом положении: соскальзывают по склону при наложении новых порций пепла и пропитывании водой. Частный случай: лахары – смесь воды, вулканического пепла, пемзы и горных пород. Бывают: горячие и холодные. Скорость: может доходить до 100 км/ч. Температура: до 950^oC.

Пирокластические потоки – смесь газа, пепла и камней, перемещающихся с высокой скоростью и при высокой температуре. Скорость потока – до 700 км/ч. Температура – 100—800 °C.

Стадии вулканической деятельности

1. Перемещение магмы при нахождении ее в разогретом состоянии;

2. Образование трещин при тектонических процессах;

3. Устремление магмы по трещинам к поверхности; выделение паров воды и газов;

4. Создание парами и газами высокого давления; формирование т.о. каналов для выхода материала на поверхность;

5. При выходе магмы на поверхность превращение одной ее части в шлак, излияние другой ее части в виде лавы (извержение вулканов);

6. Растворение одной части паров и газов в атмосфере, оседание другой части в виде вулканических пород на поверхности (в виде тефры).

Характеристики вулканической деятельности

1. Температура в очаге и на поверхности;

2. Толщина и площадь покрытия пеплом;

3. Объем изверженного материала;

4. Состав, скорость потоков и др.

Классификация вулканов

Классификация вулканов показана в таблице 2.8. Основными (наиболее распространенными) видами вулканов являются: 1) по характеру деятельности – гавайский и гидроэсплозивный типы; 2) по форме – щитовые, шлаковые, стратовулканы.

Экзовулканы действуют на других планетах. К их подвидам относятся: криовулканы (азотные, метановые вулканы, ледовые вулканы), газовые гейзеры и др. Экзовулканы мало изучены в настоящее время. Предположительно, их качественные и поэтому количественные характеристики (очаги, стадии, классификации, причины, предвестники, природа и т.д.) отличаются от характеристик земных вулканов. Некоторые виды земных вулканов (гидровулканы, песчаные вулканы) также мало изучены.

Таблица 2.8
Классификация вулканов
№	КП	Виды
	Причины возникновения	Классы 1-4
	Степень активности	Действующие, Дремлющие, Потухшие
	Характер деятельности	Гавайский, Плинианский, Пелейский, Газовый (фреатический), Подледный, Гидроэксплозивный тип; Страмболи, Вулкано, Везувий, Мон-пеле; Извержение тепловых потоков, Гейзеры, Криовулканы, Гидровулканы; Грязевые (гнилые), Песчаные вулканы
	Форма	Щитовидные (щитовые), Шлаковые, Купольные (лавовые куполы), Сложные (составные, смешанные), Стратовулканы (слоистые вулканы), Жерловые трещины, Супервулканы, Криптовулканы
	Форма подводящего канала	Линейные, Центральные
	Происхождение	Моногенные, Полигенные
	Планетарное месторасположение	Земные вулканы, Экзовулканы
	Наземное месторасположение	Наземные, Подводные, Подледниковые

Вулканы по происхождению

Моногенные вулканы – образованы в результате единого, возможно, очень длительного поднятия на земную поверхность всей массы лавы из очага, впервые открывшегося. Полигенные вулканы – образованы извержениями, прерывавшимися длительными периодами покоя и менявшие характер деятельности, а часто и состав лав.

Вулканы по характеру деятельности

Гавайский тип – выбросы жидкой базальтовой лавы. Лавовые потоки небольшой мощности растекаются на десятки километров. Часто образуются лавовые озёра.

Стромболианский тип – извержение более вязкой основной лавы, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки.

Плинианский тип – мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий.

Пелейский тип – характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы.

Газовый (фреатический) тип – выбросы в воздух обломков твёрдых, древних пород, обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами.

Подлёдный тип – извержения, происходящие подо льдом или ледником. Могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву.

Извержение тепловых потоков – были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в классическом времени не наблюдаются человеком. Напоминают 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.

Криовулканы – вид вулканов на некоторых планетах и других небесных телах в условиях крайне низких температур окружающей среды. Относятся к экзовулканам. Вместо расплавленных скальных пород извергают воду, аммиак, соединения метана как в жидком, так и в газообразном состоянии.

Вулканы по форме

Щитовидные вулканы (щитовые вулканы). Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример – вулкан Мауна-Лоа, Гавайи, где лава стекает прямо в океан; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км).

Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту не больше нескольких сотен метров. Пример – вулкан Плоский Толбачик, Камчатка, который взорвался в декабре 2012 г.

Стратовулканы (слоистые вулканы). Имеют острый конус с вогнутыми склонами. Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество – смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на конусе чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры — Этна, Везувий, Фудзияма.

Купольные вулканы (лавовые куполы). Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Пример – над кратером вулкана Сент-Хеленс, северо-запад США, образовавшегося при извержении 1980 г., в настоящее время формируется такой купол.

Криптовулканы – формируются, когда вязкая лава прокладывает себе путь вверх и становится причиной образования лавового конуса. Лава течет под огромным давлением и формирует устойчивый лавовый купол на вершине горы, который может спускаться вниз по склону. Пример – извержение вулкана на Святой Елене в 1980 г.

Супервулканы –обычно характеризуется кальдерой, распространенной на огромной территории, которая потенциально может представлять огромную опасность иногда даже континентального масштаба. Наиболее опасный тип вулкана. Могут быть причиной сильных глобальных похолоданий, продолжающихся несколько лет подряд, в результате попадания в атмосферу огромных масс серы и пепла. Затруднительной задачей для вулканологов является определение границ огромных кальдер супервулканов, территория которых увеличивалась в течение столетийи образует огромные регионы вулканического происхождения. Пример – озеро Таупо в Новой Зеландии.

Признаки вулканической деятельности

Первичный фактор (ПФ) вулканической деятельности – образование каналов в земной коре для выхода магмы. Вторичные факторы (ВФ) зависят от вида вулканов по причинам возникновения (таблица 2.9).

Таблица 2.9
Причины вулканической деятельности
№	Вид	Зона формирования	Факторы
	Класс 1	Зоны субдукции или поддвига океанической плиты под материковую	Тепловая концентрация в недрах
	Класс 2	Рифтовые зоны	Ослабление земной коры и выпучивание границы между корой и мантией Земли благодаря тектоническим явлениям
	Класс 3	Зоны крупных разломов	Медленное накопление тектонических сил в разрывах (разломах) земной коры, которые могут превратиться во внезапный сейсмический взрыв с вулканическими проявлениями
	Класс 4	Зоны «горячих точек»	Расплавление горных пород в «горячих точках» (местах сосредоточения высоких тепловых энергий в земной коре) и выход их на поверхность в виде базальтовой лавы

Предвестники: периодический выброс вулканического пепла и газа, нагревание вулканических озер, усиление сейсмической активности, звук «ворчания» из кратера вулкана и из-под земли, запах серы из прилегающих рек и ручьев, кислотные дожди, пемзовая пыль в воздухе.

Признаки события: лавовые, грязевые, водяные, пирокластические потоки, тефра, вулканические наводнения, тучи, газы, взрывная волна, образование молний, пепельные и пемзовые осадки.

Последствия для ОПС: положительные и отрицательные образования (формы рельефа). К ним относятся: вулканические купола, фумаролы, термы, гейзеры, лакколиты, маары, кальдеры, вулканические озера, вулканические кратеры, вулканические впадины, трещины, депрессии, резкие колебания климата.

Основные районы вулканической активности: Южная Америка, Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан.