Древние римляне, наблюдая, как из вершины горы в небо вырывается черный дым и огонь, считали, что перед ними вход в ад или во владения Вулкана - бога кузнечного ремесла и огня. В честь него огнедышащие горы и называют до сих пор вулканами.
В этой статье мы разберемся, каково строение вулкана, и заглянем в его кратер.
Действующие и потухшие вулканы
На Земле множество вулканов, как спящих, так и действующих. Извержение каждого из них может длиться дни, месяцы, а то и годы (так, например, находящийся на Гавайском архипелаге вулкан Килауэа проснулся еще в 1983 г. и до сих пор его работа не прекращается). После чего кратеры вулканов способны на несколько десятилетий замереть, чтобы затем снова напомнить о себе новым выбросом.
Хотя, конечно же, есть и такие геологические образования, работа которых завершилась еще в далеком прошлом. Многие из них при этом до сих пор сохранили форму конуса, но о том, как именно происходило их извержение, нет никаких сведений. Такие вулканы считаются потухшими. Как пример можно привести и Казбек, с давних времен покрытые сияющими ледниками. А в Крыму и Забайкалье находятся сильно размытые и разрушенные вулканы, вовсе потерявшие свою первоначальную форму.
Какие бывают вулканы
В зависимости от строения, активности и месторасположения, в геоморфологии (так называется наука, изучающая описываемые геологические образования) выделяются отдельные типы вулканов.
В общем виде они делятся на две основные группы: линейные и центральные. Хотя, конечно, такое разделение весьма приблизительно, так как большинство из них относят к линейным тектоническим разломам земной коры.
Кроме этого, различают еще щитовидное и купольное строение вулканов, а также так называемые шлаковые конусы и стратовулканы. По активности их определяют как действующие, спящие или потухшие, а по местонахождению - как наземные, подводные и подледниковые.
Чем отличаются линейные вулканы от центральных
Линейные (трещинные) вулканы, как правило, не поднимаются высоко над поверхностью земли - они имеют вид трещин. В строение вулканов этого типа входят длинные подводящие каналы, связанные с глубокими расколами земной коры, из которых изливается жидкая магма, имеющая базальтовый состав. Она растекается во все стороны и, застывая, образует лавовые покровы, стирающие леса, заполняющие впадины, уничтожающие реки и селения.
Кроме того, во время взрыва линейного вулкана на земной поверхности могут возникать эксплозивные рвы, имеющие протяженность в несколько десятков километров. В придачу, строение вулканов вдоль трещин украшают пологие валы, лавовые поля, разбрызгивания и плоские широкие конусы, коренным образом меняющие ландшафт. Кстати, основная составляющая рельефа Исландии - это лавовые плато, возникшие именно таким образом.
Если же у магмы состав оказывается более кислым (повышенное содержание диоксида кремния), то вокруг устья вулкана вырастают экструзивные (т.е. выжатые) валы, имеющие рыхлый состав.
Строение вулканов центрального типа
Вулкан центрального типа - это конусообразное геологическое образование, которое сверху венчает кратер - углубление, имеющее форму воронки или чаши. Оно, между прочим, постепенно перемещается вверх, по мере того как вырастает сама вулканическая постройка, а его размер может быть абсолютно разным и измеряться как в метрах, так и в километрах.
Вглубь ведет жерло, по которому поднимается наверх, в кратер, магма. Магма - это расплавленная огненная масса, имеющая преимущественно силикатный состав. Она рождается в земной коре, где находится ее очаг, а поднявшись наверх, в виде лавы изливается на поверхность земли.
Извержение, как правило, сопровождается выбросом мелких брызг магмы, которые образуют пепел и газы, которые, что интересно, на 98% состоят из воды. К ним присоединяются различные примеси в виде хлопьев вулканического пепла и пыли.
Что определяет форму вулканов
Форма вулкана во многом зависит от состава и вязкости магмы. Легкоподвижная базальтовая магма образует щитовые (или щитовидные) вулканы. Они, как правило, имеют плоскую форму и большую окружность. Примером, представляющим такие типы вулканов, может послужить геологическое образование, находящееся на Гавайских островах и носящее название Мауна-Лоа.
Шлаковые конусы - это самый распространенный тип вулканов. Они образуются при извержении крупных фрагментов пористых шлаков, которые, нагромождаясь, выстраивают вокруг кратера конус, а их мелкие части формируют покатые склоны. Такой вулкан с каждым извержением становится выше. Примером может служить взорвавшийся в декабре 2012 года на Камчатке вулкан Плоский Толбачик.
Особенности строения купольных и стратовулканов
А знаменитая Этна, Фудзияма и Везувий - это пример стратовулканов. Их еще называют слоистыми, так как они образованы периодически извергаемой лавой (вязкой и быстро застывающей) и пирокластическим веществом, представляющим собой смесь из горячего газа, раскаленных камней и пепла.
В результате подобных выбросов эти типы вулканов имеют острые конусы с вогнутыми склонами, в которых и чередуются данные отложения. А лава из них вытекает не только через основной кратер, но и из трещин, застывая при этом на склонах и образуя ребристые коридоры, служащие опорой данному геологическому образованию.
Купольные вулканы образуются при помощи вязкой гранитной магмы, которая не стекает по склонам, а застывает наверху, формируя купол, который, как пробка, закупоривает жерло и вышибается скопившимися под ним со временем газами. Примером подобного явления может служить купол, который формируется над вулканом Сент-Хеленс, что на северо-западе США (он образовался в 1980 г).
Что такое кальдера
Описанные выше центральные вулканы имеют, как правило, форму конуса. Но иногда во время извержения стены такого вулканического сооружения обрушиваются, и при этом образуются кальдеры - огромные впадины, которые могут достигать глубины тысячи метров и диаметра до 16 км.
Из рассказанного ранее вы помните, что в строение вулканов входит огромное жерло, по которому поднимается во время извержения расплавленная магма. Когда вся магма оказывается сверху, внутри вулкана возникает огромная пустота. Вот именно в нее и может провалиться вершина и стены вулканической горы, образуя на земной поверхности окаймленные остатками крушения обширные котлообразные впадины с относительно ровным дном.
Самой крупной на сегодняшней день является кальдера Тоба, расположенная на (Индонезия) и полностью покрытая водой. Образовавшееся таким способом озеро имеет весьма внушительные размеры: 100/30 км и глубину в 500 м.
Что собой представляют фумаролы
Кратеры вулканов, их склоны, подножье, а также корка остывших лавовых потоков часто покрыты трещинами или отверстиями, из которых наружу вырываются растворенные в магме горячие газы. Их называют фумаролами.
Как правило, над крупными отверстиями клубится густой белый пар, потому что магма, как уже упоминалось, содержит много воды. Но кроме нее фумаролы служат источником выброса и для углекислого газа, всевозможных оксидов серы, сероводорода, галогеноводорода и других химических соединений, которые могут оказаться весьма опасными для человека.
Кстати, вулканологи считают, что входящие в строение вулкана фумаролы делают его более безопасным, так как газы находят выход и не скапливаются в недрах горы, чтобы образовать пузырь, который со временем вытолкнет лаву на поверхность.
К такому вулкану можно отнести знаменитую которая находится недалеко от Петропавловска-Камчатского. Дым, клубящийся над ней, виден в ясную погоду за десятки километров.
Вулканические бомбы тоже входят в строение вулканов Земли
Если взрывается долго спящий вулкан, то при извержении из его жерла вылетают так называемые Они состоят из сплавленных пород или обломков застывшей в воздухе лавы и могут весить несколько тонн. Их форма зависит от того, какой у лавы состав.
Например, если лава жидкая и не успевает в воздухе достаточно остыть - упавшая на землю вулканическая бомба превращается в лепешку. А базальтовые маловязкие лавы вращаются в воздухе, принимая за счет этого витую форму или становясь похожими на веретено или грушу. Вязкие же - андезитовые - куски лавы становятся после падения похожими на хлебную корку (они округлые или многогранные и покрыты при этом сетью трещинок).
Размер поперечника вулканической бомбы может достигать семи метров, и встречаются эти образования на склонах практически всех вулканов.
Типы извержения вулканов
Как указывал в книге «Основы геологии», рассматривающей строение вулканов и типы извержений, Короновский Н.В., все виды вулканических построек образуются в результате различных извержений. Среди них особенно выделяются 6 типов.
Когда происходили самые известные извержения вулканов
Годы извержения вулканов можно, пожалуй, отнести к серьезным вехам в истории человечества, ведь в это время изменялась погода, погибало огромное количество людей, а то и стирались с Земли целые цивилизации (так, в результате извержения гигантского вулкана погибла Минойская цивилизация в 15 или 16 в. до н. э).
В 79 г н. э. недалеко от Неаполя произошло извержение Везувия, похоронившего под семиметровым слоем пепла города Помпеи, Геркуланум, Стабия и Оплонтий, приведя к гибели тысяч жителей.
В 1669 г. несколько извержений вулкана Этна, а также в 1766 г. - вулкана Майон (Филиппины) привели к страшным разрушениям и гибели под потоками лавы многих тысяч людей.
В 1783 г. вулкан Лаки, взорвавшийся в Исландии, вызвал понижение температуры, которое привело в 1784 г. к неурожаю и голоду в Европе.
А на острове Сумбава, проснувшийся в 1815 г. оставил на следующий год всю Землю без лета, понизив температуру в мире на 2,5 °С.
В 1991 г. вулкан с филиппинского своим взрывом также временно понизил ее, правда, уже на 0,5 °С.
Действительно удивительное зрелище – извержение вулкана. Но что же представляет из себя вулкан? Как происходит извержение вулкана? Почему одни из них с разной периодичностью извергают огромные потоки лавы, а другие мирно спят столетиями?
Что такое вулкан?
Внешне вулкан напоминает гору. Внутри него есть геологический разлом. В науке вулканом принято называть образование из геологической породы, расположенное на поверхности земли. Через него наружу извергается магма, которая очень сильно раскалена. Именно магма впоследствии образует вулканические газы и камни, а также лаву. Большая часть вулканов на земле образовалась несколько столетий назад. Сегодня на планете изредка появляются новые вулканы. Но происходит это намного реже, чем раньше.
Как образуются вулканы?
Если кратко объяснять суть образования вулкана, то это будет выглядеть следующим образом. Под земной корой расположен особый слой под сильным давлением, состоящий из расплавленных горных пород, его и называют магмой. Если же в земной коре вдруг начинают возникать трещины, то на поверхности земли образовываются возвышенности. Через них то и выходит наружу магма под сильным давлением. На поверхности земли она начинает распадаться на раскаленную лаву, которая затем застывает, заставляя вулканическую гору становиться все больше и больше. Появившийся вулкан становится настолько уязвимым местом на поверхности, что извергает с большой частотой на поверхность вулканические газы.
Из чего состоит вулкан?
Для того, чтобы понять, как извергается магма, нужно знать, из чего состоит вулкан. Основными его компонентами являются: вулканический очаг, жерло и кратеры. Что такое очаг вулкана? Это место, где образуется магма. Но не все знают, что такое жерло и кратер вулкана? Жерлом называют особый канал, который объединяет очаг с поверхностью земли. Кратером называют небольшое углубление в форме чаши на поверхности вулкана. Его размер может достигать нескольких километров.
Что такое извержение вулкана?
Магма постоянно находится под сильным давлением. Поэтому над ней в любое время есть облако газов. Постепенно они толкают раскаленную магму к поверхности земли через жерло вулкана. Вот из-за чего происходит извержение. Однако одного небольшого описания процесса извержения недостаточно. Чтобы увидеть это зрелище можно воспользоваться видео, смотреть которое нужно после того, как вы узнали, из чего состоит вулкан. Точно также на видео вы сможете узнать, каких вулканов не бывает в нынешнее время и как выглядят вулканы, которые сегодня являются действующими.
Чем опасны вулканы?
Действующие вулканы представляют опасность по ряду причин. Сам по себе спящий вулкан очень опасен. Он в любое время может «проснуться» и начать извергать потоки лавы, растекающейся на множество километров. Поэтому не стоит селиться вблизи таких вулканов. В случае расположения извергающегося вулкана на острове может возникнуть такое опасное явление, как цунами .
Несмотря на свою опасность, вулканы могут сослужить человечеству хорошую службу.
Чем полезны вулканы?
- В ходе извержения появляется большое количество металлов, которые можно применять в промышленности.
- Вулкан порождает крепчайшие горные породы, которые можно использовать для строительства.
- Пемза, которая появляется вследствие извержения, используется в промышленных целях, а также при производстве канцелярских резинок и зубной пасты.
Наиболее типичное представление вулкана это гора в виде конуса с брызжейся лавой и отравляющими газами, извергающимися из кратера на вершине. Но это только один из множества видов вулкана, и характеристики других вулканов могут быть намного более сложными. Структура и поведение вулкана зависит от многих факторов. Многие вершины вулканов сформированы лавовыми конусами, а не кратерами. Таким образом, вулканические материалы (лава, или же вырвавшаяся из под глубин магма, и пепел) и газы (в основном пар и газы магмы) могут вырываться в любом месте на поверхности.
Другие типы вулканов включают в себя криовулканы, могут быть найдены на поверхности спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна, грязевые вулканы, которые образуются очень часто без всякой активности магмы в регионе. Температура активных грязевых вулканов намного ниже, чем вулканов, образованных в результате тектонической деятельности, за исключением, когда грязевый вулкан -- это жерловая трещина, образованная обычным вулканом.
Жерловая трещина
Это вид вулкана с плоским разломом на вершине в виде линии, через который и извергается лава.
Рисунок 1. Жерловая трещина
В Древнем Риме имя Вулкан носил могучий бог, покровитель огня и кузнечного ремесла. Мы же называем вулканами геологические образования на поверхности суши или на океаническом дне, через которые из глубоких земных недр на поверхность выходит лава.
Часто сопровождаемые землетрясениями и цунами, извержения крупных вулканов оказывали существенное влияние на историю человечества.
Географический объект. Значение вулканов
Во время извержения вулкана по трещинам в земной коре на поверхность выходит магма, образующая лаву, вулканические газы, пепел, вулканические камни и пирокластические потоки. Несмотря на опасность, которую представляют для человека эти могучие природные объекты, именно благодаря исследованиям магмы, лавы и других продуктов вулканической деятельности нам удалось получить знания об устройстве, составе и свойствах литосферы.
Считается, что благодаря извержениям вулканов на нашей планете смогли появиться белковые формы жизни: извержения высвобождали диоксид углерода и другие, необходимые для формирования атмосферы, газы. А вулканический пепел, оседая, становился отличным удобрением для растений благодаря содержащимся в нем калию, магнию и фосфору.
Неоценимо важна роль вулканов в регуляции климата на Земле: наша планета во время извержения «выпускает пар» и охлаждается, что во многом спасает нас от последствий глобального потепления.
Характеристика вулканов
Вулканы отличаются от остальных гор не только составом, но и строгими внешними очертаниями. От кратеров на вершине вулканов вниз тянутся глубокие узкие овраги, образованные потоками воды. Существуют также целые вулканические горы, сформированные несколькими рядом расположенными вулканами и продуктами их извержений.
Однако вулкан далеко не всегда является горой, дышащей огнем и жаром. Даже действующие вулканы могут выглядеть как прямолинейные трещины на поверхности планеты. Особенно много таких «плоских» вулканов в Исландии (самый известный из них, Эльдгья, имеет длину 30 км).
Виды вулканов
В зависимости от степени вулканической активности различают: действующие , условно активные и потухшие («спящие») вулканы. Деление вулканов по активности весьма условно. Известны случаи, когда вулканы, считавшиеся потухшими, начинали проявлять сейсмическую активность и даже извергаться.
В зависимости от формы вулканов различают:
- Стратовулканы - классические «огненные горы» или вулканы центрального типа конусообразной формы с кратером на вершине.
- Вулканические расщелины или трещины - разломы в земной коре, через которые выходит на поверхность лава.
- Кальдеры - впадины, вулканические котлы, образовавшиеся вследствие провала вулканической вершины.
- Щитовые - называются так из-за большой текучести лавы, которая, протекая на многие километры широкими потоками, образует подобие щита.
- Лавовые купола - образованы скоплением вязкой лавы над жерлом.
- Шлаковые или тефровые конусы - имеют форму усеченного конуса, состоят из рыхлых материалов (пепел, вулканические камни, глыбы и т.д.).
- Сложные вулканы.
Помимо наземных лавовых вулканов существуют подводные и грязевые (извергают жидкую грязь, а не магму) Подводные вулканы более активны, нежели наземные, через них происходит выброс 75% извергаемой из недр Земли лавы.
Типы извержения вулканов
В зависимости от вязкости лав, состава и количества продуктов извержения выделяют 4 основных типа извержения вулканов.
Эффузивный или гавайский тип - относительно спокойное извержение лавы, образовавшейся в кратерах. Выходящие при извержении газы образуют лавовые фонтаны из капель, нитей и комков жидкой лавы.
Экструзивный или купольный тип - сопровождается выделением газов в больших количествах, приводящих к взрывам и выбросам черных туч из пепла и обломков лавы.
Смешанный или стромболианский тип - обильный выход лавы, сопровождающийся небольшими взрывами с выбросами кусков шлака и вулканических бомб.
Гидроэксплазивный тип - характерен для подводных вулканов на мелководье, сопровождается большим количеством пара, выделяющегося при контакте магмы с водой.
Самые большие вулканы в мире
Самым высоким в мире является вулкан Охос-дель-Саладо , расположенный на границе Чили с Аргентиной. Его высота составляет 6891 м, вулкан считается потухшим. Среди активных «огненных гор» самым высоким является Льюльяйльяко - вулкан Чилийско-Аргентинских Анд высотой 6 723 м.
Самым большим (среди наземных) по занимаемой площади является вулкан Мауна-Лоа на острове Гавайи (высота - 4 169 м, объем - 75 000 км 3). Мауна-Лоа также один из самых мощных и активных вулканов мира: с момента своего «пробуждения» в 1843 году вулкан извергался 33 раза. Самым большим вулканом на планете является огромный вулканический массив Таму (площадь 260 000 км 2) , расположенный на дне Тихого океана.
А вот самое сильное извержение за весь исторический период произвел «невысокий» Кракатау (813 м) в 1883 году на Малайском архипелаге в Индонезии. Везувий (1281) - один из самых опасных вулканов мира, единственный действующий вулкан континентальной Европы - расположен на юге Италии близ Неаполя. Именно Везувий уничтожил Помпеи в 79 году.
В Африке самым высоким вулканом является Килиманджаро (5895), а в России - двухвершинный стратовулкан Эльбрус (Северный Кавказ) (5642 м - западная вершина, 5621 м - восточная).
