Извержение вулканов

Сели

Сели (от араб. “сайль” - бурный горный поток) - кратковременные бурные паводки на горных реках, имеющие характер грязекаменных потоков. Возникновению грязевого потока способствуют три условия: интенсивный ливень или очень дружное снеготаяние; значительная крутизна склонов речных долин и балок, т.е. большие уклоны водных потоков; наличие на склонах больших масс легко смываемого рыхлого мелкообломочного грунта,землетрясения

Основная опасность - огромная кинетическая энергия грязеводных потоков, скорость движения которых может достигать 10 м/с (36 км/ч).

По мощности селевые потоки делятся на мощные (вынос более 100 тыс. м³ селевой массы), средние (от 10 до 100 тыс. м³) и слабые (менее 10 тыс. м³). Селевые потоки происходят внезапно, быстро нарастают и продолжаются обычно от 1 до 3 часов, в редких случаях - до 6-8 часов. Сели прогнозируются по результатам наблюдений за прошлые годы и по метеорологическим прогнозам.

К профилактическим противоселевым мероприятиям относятся: гидротехнические сооружения (селезадерживающие, селенаправляющие и др.), спуск талой воды, закрепление растительного слоя на горных склонах, лесопосадочные работы, регулирование рубки леса и т.д. В селеопасных районах создаются автоматические системы оповещения о селевой угрозе и разрабатываются соответствующие планы мероприятий.

3.Снежные лавины

Лавина - это снежный обвал - масса снега, падающая или сползающая с горных склонов под влиянием какого-либо воздействия и увлекающая на своем пути новые массы снега. Одной из побудительных причин лавины может быть землетрясение. По характеру движения лавины делятся на склоновые, лотковые и прыгающие.

Снежные лавины распространены в горных районах. Опасность лавины заключается в большой кинетической энергии лавинной массы, обладающей большой разрушительной силой. Лавины образуются на безлесых склонах крутизной от 15° и более. Оптимальные условия для образования лавин - на склонах в 30-40°. При крутизне более 50° снег осыпается к подножию склона, и лавины не успевают сформироваться. Сход лавины начинается при слое свежевыпавшего снега в 30 см, а старого - более 70 см. Скорость схода лавины может достигать 100 м/с, в среднем 20-30 м/с. Точный прогноз времени схода лавины невозможен.

В Европе ежегодно лавины разного вида уносят около 100 человеческих жизней.

В ХХ в. самая крупная катастрофа произошла в Альпах, во время первой мировой войны, на австро-итальянском фронте. По последующим оценкам, здесь от лавин погибло до 60 000 солдат – больше, чем в результате военных действий. А 16 декабря 1916 г. осталось в памяти как “черный четверг”. В этот день лавинами было засыпано более 6 000 солдат. Всего же в тяжелую зиму 1916/1917 года жертвами лавин стало более 10 000 человек.

В России практически весь Дальний Восток в той или иной мере является лавиноопасным. Районы со значительной лавинной опасностью (лавины встречаются часто, сходят ежегодно) на карте лавиноопасности отмечены на севере Хабаровского края, западной части Якутии, в южной половине о. Сахалин, на Камчатке и Чукотке. Приморский край относится к районам со слабой лавинной опасностью (лавины встречаются в отдельных местах, сходят в многоснежные зимы) и к районам с потенциальной лавинной опасностью.

Сахалин - самый лавиноопасный регион Дальнего Востока России. За февраль 2001 г. в Сахалинской области выпала почти полугодовая норма осадков, и за этот же период Сахалинской области сошло более 200 снежных лавин. Наиболее опасным стал Чангинский перевал, где только за несколько дней сошло 66 лавин общей массой более 36 тыс. куб. м снега.

Сход лавины - незабываемое зрелище. Сначала где-то в вышине раздается глухой звук, а затем безмолвные горы словно оживают. Со склона вниз, искрясь миллионами снежинок, устремляется огромное облако снега. Вот оно достигло дна долины, распласталось по ней, высоко взметнулась снежная пыль, и все исчезло как в тумане... Через некоторое время снежная пыль улеглась, но днище долины перекрыли бесформенные груды снега, настолько плотные, что похожи на куски льда. В них торчат ветки, обломки стволов деревьев, камни". Как все стихийные силы Земли зрелище красивое и страшное.

Всем тем, кто имеет хоть какое-либо отношение к лавинам, или хотя бы часто бывает в горах никогда не нужно забывать, что:

Две величайшие в мире "лавинные" катастрофы, произошедшие в нашем столетии, случились в Перу в долине реки Сайта. 10 января 1962г. на вершине Уаскарана обломился огромный снежный карниз шириной около 1 км и толщиной более 30 м. Это случилось вечером - на многие километры разнесся глухой гул, потрясший ущелья. "Масса снега и льда объемом примерно 3 млн. м³ ринулась вниз со скоростью 150 км/ч, увлекая за собой каменные глыбы, песок, щебень. Огромный вал молниеносно разрастался, и уже спустя минуты по крутой долине двигалась масса объемом не менее 10 млн. мЗ, сокрушая все на своем пути. Через 7 минут лавина достигла городка Ранаирка и смела его с лица Земли. Лишь через 16 км, спустившись на 4 км и распластавшись по широкой долине на 1,5 км, она остановилась, запрудив реку".(1) Урон от Уаскаранской лавины был огромен: погибло около 4 тыс. человек и до 10 тыс. домашних животных.

Через 8 лет подобное событие повторилось, но только в еще больших размерах. 31 мая 1970г. Кордильере Бланка, где находится вершина Уаскаран, произошло сильное землетрясение, сорвавшее со склонов не менее 5 млн. мЗ снега и льда. По дороге лавина отколола значительную часть нижележащего ледника и понеслась, сдирая мощный слой рыхлой породы и унося громадные камни. По дороге лавина спустила небольшое озеро, что придало всей массе еще большую силу. По долине со скоростью 320 км/ч неслось гигантское количество снега, льда и горной породы - 50 млн. мЗ! Лавина преодолела препятствие высотой 140 м, вновь разрушала заново отстроенный поселок Ранаирка и город Юнгай, который в 1963 г. спас невысокий холм. Масса снега, воды и камней прошла почти 17 км. Последствия были ужасны: из 20 тыс. жителей в живых остались лишь несколько сот человек. Такие страшные лавины случаются редко, но лавины обычных размеров - это грозная стихия гор.

Древнегерманское слово "лафина" произошло от латинского "лабина", то есть скольжение, оползень. Епископ Исидор из Севильи (570-636 год н. э.) упоминал "лабины" и "лавины" - это первый литературный источник. В фольклоре лавины называют "белая смерть", "белые драконы", "белые невесты" и так далее.

"Лавины заинтересовали человека лишь тогда, когда стали ему мешать, то есть тогда, когда человек начал обживать горы. Одновременно и лавины заинтересовались человеком - так называемым нездоровым интересом. Возникнув в тот период, когда Земля выдавила из себя горные хребты, а с неба пошел первый снег, лавины тысячами лет привыкали к уединению и посему в штыки встретили его нарушителей: чего иного ждать от мирно спавшего в берлоге медведя, которого люди разбудили свистом и улюлюканьем? " (5)

Сведения о снежных лавинах дошли из глубины веков. В 218 г. до н.э. они причинили немало бед войскам карфагенского полководца Ганнибала, переходившего Альпы. Тогда под лавинами погибло множество людей и животных - каждый пятый пеший воин (60 тыс. человек), каждый второй всадник (6 тыс.), иЗб слонов из37, участвовавших в этом переходе.

Кроме того известна история перехода через Альпы армии Суворова в 1799г. И здесь лавины затруднили действие армии на опасном Сент-Готардском перевале.

Во время первой мировой войны, когда Альпы были в сфере военных действий, под лавинами погибло около 60 тыс. человек - больше, чем в результате военных действий. Только за один "черный четверг" 16 декабря 1916г. лавинами засыпало более 6 тыс. солдат.

Потери мирного времени неизмеримо меньше, но и они ощутимы.

В наше время особенно страдают от лавин Альпы, "заселенные людьми, как ульи пчелами" С начала текущего столетия по 1970г. в Швейцарских Альпах от лавин погибло 1244 человека. Всего в Альпах насчитывается 20 тыс. участков схода лавин, из них более 10 тыс. мест постоянного схода, и 3 тыс. из них угрожают населенным пунктам, дорогам, линиям электропередач и связи.

У нас, к счастью, таких ситуаций пока нет, и люди могут встречаться с лавинами только в том случае, если проводят отдых в горах. Но, несмотря на это за 20-30 годы в горах Заилийского Алатау погибло 50 человек.

Типы лавин.

Свежевыпавший снег кажется нам легким, как пух, но его кубометр весит 50-60 кг. Кубометр слежавшегося снега весит уже 300-400 кг. Весной снежный покров насыщается водой и тот же кубометр становиться тяжелее еще почти в два раза. При падении лавины больших размеров, например, объемом в 100 тысяч кубометров, ее вес может достигать 70 тыс. тонн. При остановке лавины снег настолько спрессовывается, что с ним, очень часто, не сразу может справиться даже мощный бульдозер.

Выделяют 3 основных типа лавин: остовы, лотковые и прыгающие.

Остов - снежный оползень. У него нет определенного канала схода. Часто снежный склон протяженностью в сотни метров отрывается и скользит вниз.

Лотковые лавины - несут снег по строго определенному руслу, безлесным углублениям в склонах, лоткам.

Прыгающие лавины - свободно падают на дно долины через отвесные участки скал или льда.

На северном склоне Заилийского Алатау преобладают лотковые лавины. Основы и прыгающие лавины наблюдаются гораздо реже, соответственно 18% и 2%.

4.Профилактические мероприятия.

Профилактические мероприятия делятся на 2 группы: пассивные и активные.

Пассивные способы состоят в использовании опорных сооружений, дамб, лавинорезов, надолбов, снегоудерживающих щитов, посадках и восстановлении леса и др.

Активные методы заключаются в искусственном провоцировании схода лавины в заранее выбранное время и при соблюдении мер безопасности. С этой целью производится обстрел головных частей потенциальных срывов лавины разрывными снарядами или минами, организуются взрывы направленного действия, используются сильные источники звука.

В лавиноопасных регионах создаются противолавинные службы, предусматривается система оповещения и разрабатываются планы мероприятий по защите от лавин.

ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНОВ

Магма (от греч. густая мазь) — это расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. Достигая земной поверхности, магма изливается в виде лавы.

Лава отличается от магмы отсутствием газов, улетучивающихся при извержении. Вулканы (по имени бога огня Вулкана) представляют геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергается на земную поверхность магма. Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений.

Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности называется вулканизмом. Принято считать, что верхняя часть мантии находится в состоянии, близком к расплавленному, поэтому даже незначительные изменения давления (например, при раздвижении тектонических плит) приводит к полному ее расплавлению. Расплавленная порода (магма), будучи более легкой, чем окружающие породы, медленно поднимается к поверхности. Чаще это происходит по разломам земной коры. Второй причиной, вызывающей извержения, является наличие радиоактивных источников. Немногочисленные материковые вулканы, расположенные вдали от границ литосферных плит, вызваны как раз такими локальными источниками радиоактивной теплоты или горячими точками в мантии.

Вулканы разделяются на действующие, уснувшие и потухшие. К уснувшим относятся вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения. Потухшие - это различные вулканы без какой-либо вулканической активности. Действующими считаю вулканы, извержения которых происходили на памяти людей. В вулканологии – науке о вулканических процессах – известно правило, полученное на основании наблюдений за многими десятками вулканов: при своем пробуждении вулкан должен проявить мощь, пропорциональную длительности предшествующей стадии покоя. Магматические очаги находятся в мантии на глубине 50-70 км или в земной коре на глубине 5-6 км.

Извержения вулканов бывают длительными и кратковременными. Продукты извержения (газообразные, жидкие и твердые) выбрасываются на высоту 1-5 км и переносятся на большие расстояния. Концентрация вулканического пепла бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная ночной. Объем излившейся лавы достигает десятков км³.

Существуют следующие типы извержений: эффузивный (гавайский), смешанный (стромболианский), экструзивный (купольный).

Замечена взаимозависимость между вулканической деятельностью и землетрясениями.

Основой прогноза извержения являются сейсмические толчки, характеризующие начало извержения.

Профилактические мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительстве дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую и др.

Рис. 1. Строение вулкана.

Современные вулканы сосредоточены на Земле вдоль определенных зон (поясов), характеризующихся высокой тектонической активностью.

Наиболее крупным на нашей планете является Тихоокеанское огненное кольцо, где находится 526 вулканов. Из них 328 извергалось в историческое время. На нашей территории в Тихоокеанском кольце входят вулканы Курильских островов (140) и полуострова Камчатка (28).

Второй крупный вулканический пояс протягивается через Срединоземноморье, Иранское плоскогорье к Зондскому архипелагу (Индонезия). В этом архипелаге 63 вулкана, из них 37 действующих.

Третий крупный вулканический пояс протягивается вдоль Атлантического океана. Здесь насчитывается 69 вулканов, из них 39 извергалось в историческое время. Наибольшее число вулканов на о. Исландия (40, 27 – действующих).

Четвертый пояс занимает Восточную Африку (40 вулканов, из них 16 действующих).

За пределами этих четырех вулканических поясов вулканы на материках почти не встречаются. Но в океанах картина совершенно иная. На дне всех без исключения океанов имеется огромное число крупных вулканических построек. Особенно много их обнаружено на дне Тихого окекана.

Чаще всего извержения вулканов начинается выбросом из кратера столба черного дыма или пепла высотой до 5 км, который быстро расплывается в воздухе в виде огромной тучи; на склонах и на кратере появляются трещины, через которые выделяются удушливые газы или горячая вода.

Вслед за этим обычно начинается ливневой грозовой дождь. Одновременно из кратера выбрасываются крупные и мелкие раскаленные обломки горных пород, из туч выпадает пепел, который покрывает склоны вулкана и окрестности.

При извержениях чаще всего наблюдаются: деформация и сотрясение земной поверхности; выброс, выпадение продуктов извержения; движение лавы, грязевых и каменных потоков, гравитационное смещение горных пород.

Замечена взаимосвязь между вулканической деятельностью и землетрясениями. Основой прогноза извержения являются сейсмические толчки, характеризующие начало извержения.

Для характеристики силы извержения П. Хейдервари предложил вычислять новую величину – магнитуду извержения, которая пропорциональна выделившейся энергии. Энергию вулканического извержения, по мнению П.Хейдервари, целесообразно определять атомно-бомбовым эквивалентом, т.е. числом атомных бомб, могущих дать соответствующую энергию при взрыве. Энергия одной атомной бомбы принята 8.4 10¹⁸ Дж. Оказалось, что самое сильное извержение ХХ в. – взрыв считавшегося потухшим вулкана Безымянного на Камчатке эквивалентно 4 атомных бомб.