Содержание статьи
Что такое вулканизм
Вулканизм относится к активности вулкана и результатам его деятельности.
Вулкан — это, по сути, отверстие в земной коре, сообщающееся с земными недрами, из которого текут расплавленные горные породы (лава), фонтаны раскаленных брызг или взрывные выбросы газов и пепла вулканического происхождения, извергающиеся на поверхность.
Действующие, спящие, потухшие вулканы
По частоте извержений различают действующие (активные), спящие и потухшие или древние вулканы.
Активные — вулканы, извергающиеся довольно часто по сравнению с другими. Лишь несколько вулканов на Земле остаются активными в течение длительных периодов времени, но периодическая активность более обычна.
Спящие вулканы — это те, извержения которых в последнее, сотни, иногда и тысячи лет не происходили. Эти вулканы подвергаются длительным периодам покоя, во время которых исчезают все внешние признаки активности, но в недрах под ними геологическая активность продолжается.
Те вулканы, извержения которых в исторические времена не регистрировались, считаются потухшими. Прежде чем вулкан потухнет, он проходит через стадию угасания, во время которой выделяются пар и другие горячие газы. Они известны как фумаролы или сольфатары.
Иногда вулкан, считающийся потухшим, внезапно становится активным. Такими примерами являются Бесплодный остров на Андаманских и Никобарских островах Индии, Везувий (Италия) и Кракатао (Индонезия). В последние годы на Бесплодном острове внезапно начали выделяться горячие газы и лава, а вулкан Кракатао активизировался в 1883 году, унеся жизни 36000 человек на Западной Яве. Сообщается, что звук взрыва был слышен до Турции на западе и Токио на востоке. Сегодня Кракатао — не более чем невысокий остров с кальдерным озером внутри кратера.
Причины вулканической активности
Вещества внутри Земли находятся под большим давлением, продолжают выделять много тепла в результате разложения и химических реакций. В итоге материал земных недр находится в постоянном движении. Этот расплавленный, полужидкий, а иногда и газообразный материал стремиться вырваться на поверхность Земли при первой же возможности.
Такую возможность предоставляют слабые зоны вдоль земной поверхности. Землетрясения, например, могут обнажить зоны разломов, через которые возможно извержение магмы.
Продукты вулканической деятельности
Продуктами вулканической деятельности могут быть как лавовые потоки, выбросы пепла, выход на поверхность геотермальных вод и различных газов. Исходя из этого, можно выделить четыре типа вулканической активности.
Газовые вулканы
Это включает выброс материалов в газообразной форме, таких как водяной пар, пары соляной кислоты, хлорид аммония, диоксид серы, сероводород, водород, диоксид углерода, азот и др. Эти газы могут выходить через жерла, которые имеют форму горячих источников, гейзеров, фумарол и сольфатар, которые обычно не считаются вулканами, даже если их активность похожа на извержение вулкана.
Такая деятельность приводит к появлению форм рельефа, таких как насыпи из агломерата, конусы осажденных минералов и грязевые вулканы. Грязевые вулканы в бассейне реки Каппер на Аляске имеют высоту от 45 до 95 м и выбрасывают минерализованную теплую воду и газ, включая легкие углеводороды, вероятно, полученные в результате разложения погребенных торфяных пластов или угля.
Лавовые вулканы
Этот вид деятельности относится к обильным излияниям лавы из отверстия или трещины. Лава — это расплавленные магматические породы, вышедшие на поверхность. Большинство лав представляет собой расплавленные силикаты, лава без кремнезема также распространена, в Восточной Африке. Лава на основе серы коммерчески добывается в Японии. Богатая кремнеземом лава более вязкая, чем бедная кремнеземом лава. Вязкость лавы — решающий фактор в развитии рельефа. Двумя другими факторами, помимо кремнезема, которые определяют вязкость лавы, являются температура и растворенные газы. Низко силикатные базальтовые лавы очень подвижны и свободно текут на большие расстояния.
Взрывные
Этот вид вулканической деятельности приводит к фрагментации и выбросу твердого материала через вентиляционные отверстия. Вулканические выбросы, осаждаемые на поверхность из воздуха, иногда называют пирокластическими отложениями или породами. Тефра — это менее громоздкий собирательный термин для всех фрагментированных выбросов вулканов. Фрагменты, отнесенные к тефре, могут иметь различный размер и форму. Самая тонкая тефра размером с мелкий песок называется пеплом. Более крупные золы называются лапилли. Это гравий, расплавленный или твердый. Большие куски, выбрасываемые в воздух на несколько сотен метров, называются бомбами.
При транспортировке по воздуху тефра проходит сортировку. Более мелкие частицы, пепла, перемещаются по воздуху на многие километры и могут оставаться в воздухе в течение длительного времени. Слои вулканической пыли и пепла часто уплотняются в плотную породу, называемую туфом.
Подводный вулканизм:
Этот вид вулканической активности имеет место под поверхностью воды. Когда лава течет по глубокому океанскому дну или иным образом контактирует с водой, она быстро остывает, образуя структуру, подобную нагроможденной кучке подушек, и поэтому описывается как подушечная лава.
Прекрасные образцы подушечной лавы докембрийского периода можно увидеть в некоторых частях Карнатаки. Более вязкие лавы и лавы, извергавшиеся на меньших глубинах, образуют разбитые стеклянные края на подушках и поверхностях потока. Связанный с этим вулканический продукт — гиалокластит (буквально, стеклянный обломок породы). Большинство идентифицированных гиалокластитов находится в Исландии. На Земле Мэри Берд в Антарктиде гиалокластиты составляют значительную часть нескольких вулканических пиков, которые выступают сквозь ледяной покров.
Характерные типы извержения
Основываясь на типичной схеме или режиме извержений некоторых известных вулканов, вулканологи выделяют четыре основных типа извержений (на самом деле их больше). Однако ни один из вулканов не извергается только в результате одного из описанных ниже действий.
Гавайское извержение:
Это связано с излиянием базальтовой лавы из кратеров, лавовых озер или трещин. Единичный поток имеет толщину примерно 10 м и либо широко распространяется по открытым склонам, либо стекает по долинам в виде лавовых рек. Вырабатывается мало газа или тефры. Примеры: великие базальтовые плато Колумбии и Исландии.
Стромболианское извержение:
В этом случае более вязкая лава фонтаном выбрасывается вверх из лавового озера в кратере с регулярными интервалами около 15 минут. Стромболи находится на островах Липари недалеко от Италии. Его называют «маяком Средиземного моря».
Вулканическое извержение:
Извержение в этом режиме носит взрывной характер. Расплавленная лава, заполняющая кратер, затвердевает и выбрасывается взрывом в виде огромного облака темной тефры и пепла. Бомбы, блоки, лапилли осыпают окрестности. В результате возникают лишь незначительные потоки лавы. После каждого цикла извержения вулкан бездействует в течение десятилетий или столетий.
Пелеанское извержение:
Этот тип извержения является результатом того, что очень вязкая, богатая газом, кислая лава закупоривает вентиляционное отверстие и либо сильно вспенивается над краем кратера, либо прорывается сбоку. Взрыв типа Pelean отличается от вулканического извержения тем, что очень горячий газ и смесь лавы не уносятся восходящим потоком вверх, чтобы стать тефрой, а распространяется вниз по склону в виде жидкого потока, продолжая выделять газ, который смягчает текущие фрагменты.
Распространение вулканов
Считается, что на Земле находится около 4000 вулканов, но с 1500 года нашей эры активными являются 486 из них. Причем 403 расположены в Тихом океане и вокруг него, а 83 — в среднем поясе через Средиземное море, Альпийско-Гималайский пояс, а также в Атлантическом и Индийском океанах.
В Тихоокеанском поясе самая высокая концентрация — Алеутско-Курильская островная дуга, Меланезия и Новозеландско-Тонга. В Тихоокеанском поясе США и Канады в исторические времена действовали только 7 вулканов.
Тихоокеанский пояс известен как «Огненное кольцо» из-за наибольшего количества действующих вулканов на побережье Северной и Южной Америки и Азии в этом океане. На втором месте находится средний вулканический пояс Камчатки. Африка занимает третье место, имея один вулкан на западном побережье, потухший на горе Килиманджаро в Танзании и несколько таких в поясе озер рифтовой долины, проходящей через Красное море и простирающейся до Палестины на севере.
Вулканические структуры имеются на ледяной шапке Антарктики, в тропических лесах Меланезии и Индонезии, в пустынях и во многих других районах.
В Гималаях и на Индийском полуострове вулканов нет. Остров Бесплодный, расположенный в 135 км к северо-востоку от Порт-Блэра, считался бездействующим с момента последнего извержения в начале девятнадцатого века. Он внезапно снова стал активным в марте 1991 года. Вторая фаза извержений началась в январе 1995 года. Основание острова составляет 2000 метров ниже уровня моря, а его кратер находится примерно на 350 метрах над уровнем моря.
В Австралии нет активных вулканов.
Лишь от 10% до 20% всей вулканической активности находится над поверхностью моря, а наземные вулканические горы невелики по сравнению с их подводными аналогами. Из всех действующих подводных вулканов 62 процента находятся в зоне субдукции вокруг Тихоокеанского бассейна (Тихоокеанское огненное кольцо), 22 процента вокруг Индонезии, 10 процентов в Атлантическом океане (включая Карибское море), а остальные — в Африке, Средиземноморско-Ближневосточном поясе, Гавайских островах и островах посреди океана.
Наиболее известная вулканическая активность и землетрясения происходят вдоль краев сходящихся плит и срединно-океанических хребтов, где встречаются восходящие границы конвективных течений в мантии Земли. Существует поразительно близкое согласие между вулканическими зонами и зонами землетрясений на Земле, что указывает на наличие определенной взаимосвязи между этими двумя группами явлений. Расположение вулканов на крутых континентальных границах вблизи больших океанских глубин и в молодых горах или вблизи них определенно коррелирует их с зонами слабости в земной коре.
Влияние вулканизма на деятельность человека
Разрушительные эффекты:
Извержения вулканов считаются величайшими стихийными бедствиями на Земле. Массовая гибель людей и разрушение больших и малых городов — частые явления в истории народов, живущих вблизи действующих вулканов. Ущерб вызван распространяющейся лавой, которая пожирает целые поселения, от ливней пепла, золы и бомб, лавины раскаленных газов, спускающихся со склонов вулканов, сильных землетрясений, связанных с вулканической активностью, и селей.
В прибрежных районах сейсмические морские волны, называемые цунами, представляют дополнительную опасность, создаваемую подводными разломами земли.
Положительные эффекты:
Вулканический пепел очень полезен для фермерского хозяйства. Вулканические породы при выветривании и разложении дают очень плодородную почву. Хотя крутые склоны вулканов препятствуют ведению сельского хозяйства, лесоводство на них дает ценные ресурсы древесины.
Знаменитая кимберлитовая скала Южной Африки, источник алмазов, — это трубка древнего вулкана. В окрестностях действующих вулканов вода в глубине нагревается от контакта с горячей магмой. Тепло из недр земли в районах вулканической активности используется для производства геотермальной электроэнергии. Страны, производящие геотермальную энергию, включают Исландию, Россию, Японию, Италию, Новую Зеландию. Геотермальный потенциал также можно использовать для отопления помещений.
В качестве источника щебня и других строительных материалов широко используются горные породы из затвердевшей лавы.
Вулканическая активность добавляет на нашу землю обширные плато и вулканические горы. Формы рельефа, образованные вулканами, будучи живописными местами невероятной красоты, привлекают большое количество туристов. Во многих местах были созданы национальные парки, сосредоточенные вокруг вулканов, «Йеллоустонский национальный парк» в США и «Долина гейзеров» на Камчатке в России.
