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.