Тайны вулканов. Что такое лава? Во что превращается лава когда застывает

Вулканическая деятельность, относящаяся к ряду наиболее грозных явлений природы, часто приносит огромные бедствия людям и народному хозяйству. Поэтому необходимо иметь в виду, что хотя не все действующие вулканы вызывают несчастья, тем не менее, каждый из них может быть в той или иной степени источником негативных событий, извержения вулканов бывают различной силы, однако к катастрофическим относятся только те, которые сопровождаются гибелью людей и материальных ценностей.

Общие представления о вулканизме

“Вулканизм – это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли - кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов – биосфера”. Такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки. Вулканизм охватывает все явления связанные с извержением магмы на поверхность. Когда магма находится в глубине земной коры под большим давлением, все ее газовые компоненты остаются в растворенном состоянии. По мере продвижения магмы к поверхности давление уменьшается, газы начинают выделяться, в результате изливающаяся на поверхность магма существенно отличается от изначальной. Чтобы подчеркнуть это отличие, магму излившуюся на поверхность, называют лавой. Процесс извержения называется эруптивной деятельностью.

Рис.1. Извержение вулкана Сент-Хеленс

Извержения вулканов протекают неодинаково, в зависимости от состава продуктов извержения. В одних случаях извержения протекают спокойно, газы выделяются без крупных взрывов и жидкая лава свободно изливается на поверхность. В других случаях извержения бывают очень бурные, сопровождаются мощными газовыми взрывами и выжиманием или излиянием относительно вязкой лавы. Извержения некоторых вулканов заключаются только в грандиозных газовых взрывах, вследствие чего образуются колоссальные тучи газа и паров воды, насыщенных лавой, поднимающиеся на огромную высоту. По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности.

На глубине от 50 до 350 км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. В местах извержения возникают лавовые покровы, потоки, вулканы-горы, сложенные лавами и их распыленными частицами – пирокластами. По содержанию главной составляющей – оксида кремния магмы и образованные ими вулканические породы – вулканиты делят на ультраосновные (оксида кремния менее 40 %), основные (40-52%), средние (52-65%), кислые (65-75%). Наиболее распространена основная, или базальтовая, магма.

Типы вулканов, состав лав. Классификация по характеру извержения

Классификация вулканов основывается главным образом на характере их извержений и на строении вулканических аппаратов. А характер извержения, в свою очередь, определяется составом лавы, степенью ее вязкости и подвижности, температурой, количеством содержащихся в ней газов. В вулканических извержениях проявляются три процесса: 1) эффузивный - излияние лавы и растекание ее по земной поверхности; 2) эксплозивный (взрывной) - взрыв и выброс большого количества пирокластического материала (твердых продуктов извержения); 3) экструзивный - выжимание, или выдавливание, магматического вещества на поверхность в жидком или твердом состоянии. В ряде случаев наблюдаются взаимные переходы этих процессов и сложное их сочетание между собой. В результате многие вулканы характеризуются смешанным типом извержения – эксплозивно-эффузивным, экструзивно-эксплзивным, а иногда один тип извержения сменяется другим во времени. В зависимости от характера извержения отмечается сложность и многообразие вулканических построек и форм залегания вулканического материала. Среди вулканических извержений выделяются следующие: извержения центрального типа, трещинные и ареальные.

Рис.2. Гавайский тип извержения

1 - Пепельный шлейф, 2 - Фонтан лавы, 3 - Кратер, 4 - Лавовое озеро, 5 - Фумаролы, 6 - Поток лавы, 7 - Слои лавы и пепла, 8 - Слой породы, 9 - Силл, 10 - Магматический канал, 11 - Магматическая камера, 12 - Дайка

Вулканы центрального типа. Они имеют в плане форму, близкую к округлой, и представлены конусами, щитами, куполами. На вершине располагается обычно чашеобразное или воронкообразное углублением, называемое кратером (греч.’кратер’-чаша).От кратера в глубину земной коры идет магмоподводящий канал, или жерло вулкана, имеющий трубообразную форму, по которому магма из глубинного очага поднимается к поверхности. Среди вулканов центрального типа выделяются полигенные, образовавшиеся в результате многократных извержений, и моногенные – один раз проявившие свою деятельность.

Полигенные вулканы. К ним относится большинство известных вулканов мира. Единая и общепринятая классификация полигенных вулканов отсутствует. Различные типы извержений чаще всего обозначают по названию известных вулканов, в которых тот или иной процесс проявляется наиболее характерно. Эффузивные, или лавовые, вулканы. Преобладающим процессом в этих вулканах является эффузия, или излияние лавы на поверхность и движение ее в виде потоков по склонам вулканической горы. В качестве примеров такого характера извержения можно привести вулканы Гавайских островов, Самоа, Исландии и др.

Рис.3. Плинианский тип извержения

1 - Пепельный шлейф, 2 - Магматический канал, 3 - Дождь вулканического пепла, 4 - Слои лавы и пепла, 5 - Слой породы, 6 - Магматическая камера

Гавайский тип. Гавайи образованы слившимися вершинами пяти вулканов, из которых четыре действовали в историческое время (рис.2). Особенно хорошо изучена деятельность двух вулканов: Мауна-Лоа, возвышающегося почти на 4200 метров над уровнем Тихого океана, и Килауэа высотой более 1200 метров. Лава в этих вулканах основная базальтовая, легкоподвижная, высокотемпературная (около 12000). В кратерном озере лава все время бурлит, ее уровень то понижается, то повышается. При извержениях происходит подъем лавы, возрастает ее подвижность, она заливает весь кратер, образуя огромное кипящее озеро. Газы выделяются относительно спокойно, образуя над кратером всплески, лавовые фонтаны, поднимающиеся в высоту от нескольких до сотен метров (редко). Вспененная газами лава разбрызгивается и застывает в виде тонких стеклянных нитей ‘волосами Пеле ’. Затем кратерное озеро переполняется и лава начинает переливаться через его края и стекать по склонам вулкана в виде крупных потоков.

Эффузивные подводные. Извержения являются самыми многочисленными и наименее изученными. Они также приурочены к рифтовым структурам, отличаются господством базальтовых лав. На дне океана при глубине 2 км и более давление воды столь велико, что взрывов не происходит, а значит и пирокластов не возникает. Под давлением воды даже жидкая базальтовая лава далеко не растекается, образует короткие куполообразные тела или узкие и длинные потоки, покрытые с поверхности стекловатой коркой. Отличительной чертой подводных вулканов, находящихся на больших глубинах, является обильное выделение гидротерм, содержащих высокое количество меди, свинца, цинка и других цветных металлов.

Смешаннные эксплозивно-эффузивные (газово-взрывные-лавовые) вулканы. Примерами таких вулканов могут служить вулканы Италии: Этна – высочайший вулкан Европы (более 3263 м), расположенный на острове Сицилия; Везувий (высотой около 1200 м), расположенный близ Неаполя; Стромболи и Вулкано из группы Липарских островов в Мессинском проливе. К этой же категории относятся многие вулканы Камчатки, Курильских и Японских островов и западной части Кордильерского подвижного пояса. Лавы данных вулканов различны - от основных (базальтовых), андезито-базальтовых, андезитовых до кислых (липаритовых). Среди их условно выделяют несколько типов.

Рис.4. Подлёдный тип извержений

1 - Облако водяного пара, 2 - Озеро, 3 - Лёд, 4 - Слои лавы и пепла, 5 - Слой породы, 6 - Шаровая лава, 7 - Магматический канал, 8 - Магматическая камера, 9 - Дайка

Стромболианский тип. Характерен для вулкана Стромболи, поднимающегося в Средиземном море до высоты 900 м. Лава этого вулкана главным образом базальтового состава, но более низкотемпературная (1000-1100), чем лава вулканов гавайских островов, поэтому менее подвижна и насыщена газами. Извержения происходят ритмично через определенные короткие промежутки времени – от нескольких минут до часа. Газовые взрывы выбрасывают на относительно не большую высоту раскаленную лаву, которая выпадает затем на склоны вулкана в виде спирально завитых бомб и шлака (пористые, пузыристые куски лавы). Характерно, что пепла выбрасывается очень мало. Вулканический аппарат конусовидной формы состоит из слоев шлака и застывшей лавы. К этому же типу относится такой известный вулкан как Исалько.

Вулканы эксплозивные (газово-взрывные) и экструзивно-эксплозивные. К этой категории относятся многие вулканы, в которых преобладающее значение имеют крупные газово-взрывные процессы с выбросом большого количества твердых продуктов извержения, почти без излияния лав (или в ограниченных размерах). Такой характер извержения связан с составом лав, их вязкостью, относительно малой подвижностью и большой насыщенностью газами. В ряде вулканов одновременно наблюдаются газово-взрывные и экструзивные процессы, выражающиеся в выжимании вязкой лавы и образовании куполов и обелисков, возвышающихся над кратером.

Пелейский тип. Особенно ярко проявился в вулкане Мон-Пеле на о. Мартиника, входящем в группу Малых Антильских островов. Лава этого вулкана преимущественно средняя, андезитовая, отличается большой вязкостью и насыщена газами. Застывая, она образует в жерле вулкана твердую пробку, препятствующую свободному выходу газа, который, накапливаясь под ней, создает очень большие давления. Лава выжимается в виде обелисков, куполов. Извержения происходят как сильные взрывы. Возникают огромные облака газов, перенасыщенные лавой. Эти раскаленные (с температурой свыше 700-800) газово-пепловые лавины не поднимаются высоко, а скатываются с большой скоростью по склонам вулкана и уничтожают на своем пути все живое.

Рис.5. Вулканическая активность на Анак Кракатау, 2008

Кракатауский тип. Выделен по названию вулкана Кракатау, на расположенного в Зондском проливе между Явой и Суматрой. Этот остров представлял собой три сросшихся вулканических конуса. Наиболее древний из них, Раката, сложен базальтами, а два других, более молодых,-андезитами. Эти три слившихся вулкана располагаются в древней обширной подводной кальдере, образовавшейся в доисторическое время. До 1883 г. в течение 20 лет Кракатау не проявлял активной деятельности. В 1883 г. произошло одно из крупнейших катастрофических извержений. Оно началось взрывами умеренной силы в мае, после некоторых перерывов вновь возобновлялись в июне, июле, августе с постепенным нарастанием интенсивности. 26 августа произошли два больших взрыва. Утром 27 августа произошел гигантский взрыв, который был слышен в Австралии и на островах в западной части Индийского океана на расстоянии 4000-5000 км. На высоту около 80 км поднялось раскаленное газово-пепловое облако. Огромные волны высотой до 30 м, возникшие от взрыва и сотрясения Земли, называемые цунами, вызвали большие разрушения на прилежащих островах Индонезии, ими было смыто с берегов Явы и Суматры около 36 тыс. человек. Местами разрушения и человеческие жертвы были связаны со взрывной волной огромной силы.

Катмайский тип. Его выделяют по названию одного из крупных вулканов Аляски, близ основания которого в 1912 г. произошло крупное газово-взрывное извержение и направленный выброс лавин, или потоков, горячей газово-пирокластической смеси. Пирокластический материал имел кислый, риолитовый или андезито-риолитовый состав. Эта раскаленная газово-пепловая смесь заполнила на протяжении 23 км глубокую долину, расположенную к северо-западу от подножия горы Катмай. На месте прежней долины образовалась плоская равнина шириной около 4 км. Из заполнившего ее потока многие годы наблюдались массовые выделения высокотемпературных фумарол, что послужило основанием называть ее «Долиной десяти тысяч дымов».

Подледный вид извержений (рис.4) возможен в случае, когда вулкан находится подо льдами или целым ледником. Подобные извержения опасны тем, что провоцируют мощнейшие наводнения, а также своей шаровой лавой. До настоящего времени известно лишь пять подобных извержений, то есть они весьма редкое явление.

Моногенные вулканы

Маарский тип. Этот тип объединяет лишь единожды извергавшиеся вулканы, ныне потухшие эксплозивные вулканы. В рельефе они представлены плоскими блюдцеобразными котловинами, обрамленными невысокими валами. В составе валов присутствуют как вулканические шлаки, так и обломки невулканических пород, слагающих данную территорию. В вертикальном разрезе кратер имеет вид воронки, которая в нижней части соединяется с трубообразным жерлом, или трубкой взрыва. К ним относятся вулканы центрального типа, образовавшиеся при однократном извержении. Это газово-взрывные извержения, иногда сопровождающиеся эффузивными или экструзивными процессами. В результате на поверхности образуются небольшие шлаковые или шлаково-лавовые конусы (высотой от десятков до первых сотен метров) с блюдцеобразным или чашеобразным кратерным углублением.

Такие многочисленные моногенные вулканы наблюдаются в большом количестве на склонах или у подножия крупных полигенных вулканов. К моногенным формам относятся также газово-взрывные воронки с подводящим трубообразным каналом (жерловиной). Они образованы одним газовым взрывом большой силы. К особой категории относятся алмазоносные трубки. Широкой известностью пользуются трубки взрыва в Южной Африке называемые диатремами(греч. «диа»-через, «трэма»-отверстие, дыра). Их диаметр колеблется от 25 до 800 метров, они заполнены своеобразной брекчированной вулканогенной породой, называемой кимберлитом (по г. Кимберли в Южной Африке). В составе этой породы присутствуют ультраосновные породы – гранатсодержащие перидотиты (пироп – спутник алмаза), характерные для верхней мантии Земли. Это указывает на подкровное образование магмы и быстрый ее подъем к поверхности, сопровождающийся газовыми взрывами.

Трещинные извержения

Они приурочены к крупным разломам и трещинам в земной коре, играющим роль магмовыводящих каналов. Извержение, особенно в ранние фазы, может происходить вдоль всей тещины или отдельных участков ее участков. В последующем по линии разлома или трещины возникают группы сближеных вулканических центров. Излившаяся основная лава после застывания образует базальтовые покровы различных размеров с почти горизонтальной поверхностью. В историческое время подобные мощные трещинные излияния базальтовой лавы наблюдались в Исландии. Трещинные излияния широко распространены на склонах крупных вулканов. О ни же, по-видимому, широко развиты в пределах разломов Восточно-Тихоокеанского поднятия и в других подвижных зонах Мирового океана. Особенно значительные трещинные излияния были в прошлые геологические периоды, когда образовались мощные лавовые покровы.

Ареальный тип извержения. К этому типу относятся массовые извержения из многочисленных близко расположенных вулканов центрального типа. Они часто бывают приурочены к мелким трещинам, или узлам их пересечения. В процессе извержения некоторые центры отмирают, а другие возникают. Ареальный тип извержения захватывает иногда обширные площади, на которых продукты извержения сливаются, образуя сплошные покровы.



Килауэа на Гавайях (в переводе с гавайского - «изрыгающий») - один из самых активных вулканов на Земле. Он непрерывно извергается аж с 1983 года.

Этот поток лавы, названный «61g», начал свой путь со скорость от 2-х до 15-ти метров в час из вулкана Килауэа в мае, в конце июля он достиг воды. Проследим весь путь лавы из вулкана Килауэа на Гавайях, а заодно посмотрим, можно ли остановить такой поток.

В мое 2016 повышенное давление в конусе Килауэа достигло критической точки, и магма вырвалась наружу.

Забор образца лавы для химического анализа.

Иногда Скорость движения потока лавы может достигать нескольких метров в секунду. Но это не в нашем случае. Температура лавы колеблется от 500 до 1200° C.

Разогретая до 1 000 градусов по Цельсию лава движется в непредсказуемом направлении, уничтожая все вокруг. Попытки остановить или перенаправить ее во-многом зависят от рельефа местности, имеющихся ресурсов и везения. Можно ли ее остановить?

Лавовая трубка, 30 июня 2016. Лавовые трубки - это каналы, которые получаются при неравномерном остывании текущей со склонов вулкана лавы.

Но мы отвлеклись. Итак, идея остановки лавы 1: разбомбить.

В 1935 году, по мере того как лава все ближе подходила к гавайскому городу Хило, директор Гавайской вулканической обсерватории Томас Джаггар предложил разбомбить лавовые трубки. Дело в том, что они помогают раскаленной вулканической массе течь быстрее и дальше за счет покрытых замерзшей лавой стенок. Но воронки, оставшиеся от бомбардировок, вскоре вновь заполнились лавой. Город уцелел благодаря лишь тому, что вулкан прекратил извержение.

Идея 2: залить водой.

В 1973 году на исландском острове Хеймаэй в течение нескольких месяцев потоки лавы, угрожавшие городу Вестманнаэйяр, поливали из водомётов морской водой. Попадая на раскаленную магму, она испарялась, помогая ей затвердеть. Пятая часть города была уничтожена, прежде чем туда привезли более мощные водяные пушки. Вскоре лава была остановлена, а бухта спасена. Всего для этой операции было использовано 6.8 млрд литров воды. Но не всегда лаву можно остановить водой: в данной конкретной ситуации лава текла медленно, а количество воды для охлаждения было практически неограниченным.

Идея 3: построить барьер.

В 1983 году произошло очередное извержение Этны на восточном побережье Сицилии, и оно грозило уничтожить три города. Были срочно возведены преграды из камней и пепла. В итоге лава преодолела один из первых барьеров, 18 метров в высоту и 10 метров в ширину, но второй барьер все же сумел приостановить её.

Идея 4: искусственные каналы.

Спустя 10 лет Этна вновь начала извержение, на этот раз угрожая городу Дзафферана. Итальянские власти, учтя предыдущий опыт, взрывами развернули часть лавы, направив ее в искусственные каналы. Остальной поток был отведён бетонными блоками.

В целом, стране нужно обладать достаточными финансовыми возможностями, чтобы остановить лаву. Есть мнение, что вы можете лишь отсрочить неизбежное, если вулкан сам не остановится.

Типы вулканов и лава обладают коренными различиями, позволяющими выделить из них несколько основных типов.

Типы вулканов

• Гавайский тип вулканов . У этих вулканов не наблюдается значительного выделения паров и га­зов, лава у них жидкая.
• Стромболийский тип вулканов . У этих вулканов лава тоже жидкая, однако они выделяют много паров и газов, но пепла не выделяют; при остывании лава становится волнистой.
• Вулканы типа Везувия характеризуются более вязкой лавой, обильно вы­деляются пары, газы, вулканический пепел и другие твердые продукты извержения. При остывании лава становится глы­бистой.
• Пелейский тип вулканов . Очень вязкая лава обусловливает сильные взрывы с выбросом раскаленных газов, пепла и других продуктов в виде паля­щих туч, все уничтожающих на своем пути, и др.

Гавайский тип вулканов

Вулканы гавайского типа спокойно и обильно изливают во вре­мя извержения одну только жидкую лаву. Таковы вулканы Гавайских островов. Гавайские вулканы, подножия которых лежат на дне океана, на глубине приблизительно 4600 метров, произошли, несомненно, в результате мощных подводных извержений. О силе этих извер­жений можно судить по тому, что абсолютная высота потухшего вулкана Мауна-Кеа (т. е. «белая гора») достигает со дна океана 8828 метров (относительная высота вулкана 4228 метров). Наибольшей известностью пользуются - Мауна-Лоа, иначе «высокая гора» (4168 метров), и Килауэа (1231 метр). У Килауэа огромный кратер -5,6 километра длины и 2 ки­лометра ширины. На дне его, на глубине 300 метров, лежит бур­лящее лавовое озеро. Во время извержений на нем образуются мощные лавовые фонтаны высотой до 280 метров, при попереч­нике приблизительно в 30 метров. Вулкан Килауэа. Капельки жидкой лавы, вы­брошенные на такую высоту вытягиваются в воздухе в тонкие нити, называемые коренным населением «волосами Пеле» - богини огня древних жителей Гавайских островов. Потоки ла­вы при извержении Килауэа достигали иногда огромной величи­ны-до 60 километров длины, 25 километров ширины и 10 метров мощности.

Стромболийский тип вулканов

Стромболийский тип вулканов выделяющие в основном только газообразные продукты. Например, вулкан Стромболи (900 метров высоты), на одном из Липарских островов (к северу от Мессинского проли­ва, между островом Сицилией и Апеннинским полуостровом).
Вулкан Стромболи на одноименном острове. Ночью отражение его огненного жерла в столбе паров и газов, отлично видимое на расстоянии до 150 километров, служит для моряков естественным маяком. Широкой известностью среди моряков всего мира пользуется другой естественный маяк, в Центральной Америке у берегов Сальвадора - вулкан Цалко. Аккуратно через каждые 8 минут он выбрасывает столб дыма и пепла, поднимающийся на 300 метров. На темном тропическом небе он эффектно осве­щается багровым отблеском лавы.

Вулканы типа Везувия

Наиболее полную картину извержения дают вулканы типа . Извержению вулкана обычно предшествует сильный подземный гул, сопровождающий удары и толчки землетря­сений. Из трещин на склонах вулкана начинают выделяться удуш­ливые газы. Выделение газообразных продуктов - паров воды и различных газов (углекислого, сернистого, хлористоводородного, сероводорода и многих других) усиливается. Они выде­ляются не только через кратер, но также из фумарол (фумарола - производное от итальянского слова «фумо» - дым). Клубы пара вместе с вулканическим пеплом поднимаются на несколько километров в атмосферу. Массы светло-серого или черного вулканического пепла, представляющего мельчайшие кусочки застывшей лавы, разносятся на тысячи километров. Пепел Везувия, например, долетает до Константинополя и Се­верной Америки. Черные клубы пепла застилают солнце, превращая яркий День в темную ночь. Сильное электрическое напряжение от трения частиц пепла и паров проявляется в электрических раз-Рядах и ударах грома. Пары, поднятые на значительную высо­ту, сгущаются в тучи, из которых вместо дождя проливаются потоки грязи. Из жерла вулкана выбрасывается вулканический песок, камни различной величины, а также вулканические бом­бы - округленные куски лавы, застывшей в воздухе. Наконец из жерла вулкана появляется лава, которая огненным потоком устремляется по склону горы.

Вулкан этого же ти­па - Ключевская сопка

Вот как передает картину извержения вулкана этого ти­па - Ключевской сопки 6 октября 1737 г., (подробнее: ), первый русский иссле­дователь Камчатки акад. С. П. Крашенинников (1713-1755). В камчатской экспедиции он участвовал еще студентом Россий­ской академии наук в 1737-1741 гг.

Вся гора казалась раскаленным камнем. Пламя, которое внутри ее сквозь расщелины было видимо, устремлялось иногда вниз, как огненные реки, с ужасным шумом. В горе слышен был гром, треск и будто сильными мехами раздувание, от которого все ближние места дрожали.

Незабываемую картину извержения того же вулкана в ночь на новый, 1945 год дает современный наблюдатель:

Острый оранжево-желтый конус пламени, высотой в полто­ра километра, словно вонзился в клубы газов, поднимавшихся огромной массой из кратера вулкана приблизительно на 7000 метров. Из вершины огненного конуса непрерывным потоком па­дали раскаленные вулканические бомбы. Их было так много, что они производили впечатление сказочной огненной пурги.

На рисунке показаны образцы различных вулканических бомб, - это сгустки лавы, принявшие определенную форму. Округлую или веретенообразную форму они приобретают, вращаясь во время полета.

1. Вулканическая бомба шарообразной формы - образец с Везувия;
2. Трасс - пористый трахитовый туф - образец из Эйхеля, Германии;
3. Вулканическая бомба веретенообразной формы- образец с Везувия;
4. Лапилли - мелкие вулканические бомбы;
5. Вулканическая бомба, покрытая коркой - образец из Южной Франции.

Пелейский тип вулканов

Пелейский тип вулканов представляет еще более ужасную картину. В результате страшного взрыва значительная часть конуса вдруг распыляется в воздухе, застилая непроницае­мой мглой солнечный свет. Таким было извержение .

К этому же типу относится и японский вулкан Бандай-Сан. В течение более ты­сячи лет он считался потух­шим, и вдруг неожиданно в 1888 г. взлетает на воздух значительная часть его кону­са высотой в 670 метров.
Вулкан Бандай-Сан. Пробуждение вулкана от долгого покоя было ужасно:

взрывная волна с корнем вырывала деревья и произвела страшные разрушения. Распыленные породы плотной пеленой держались в атмосфере 8 часов, застилая солнце, и яркий день сменился темной ночью... Выделения жидкой лавы не происходило.

Подобного рода извержения вулканов пелейского типа объясняются присутствием очень вязкой лавы , препятствующей выделению скопившихся под ней паров и газов.

Зачаточные фор­мы вулканов

Встречаются, кроме перчисленных типов, зачаточные фор­мы вулканов , когда извержение ограничивалось прорывом на поверхность земли только паров и газов. Эти зачаточные вулка­ны, получившие название «мааров», встречаются в Западной Гер­мании у г. Эйфеля. Их кратеры обычно заполнены водой и в этом отношении маары похожи на озера, окруженные невысо­ким валом из обломков пород, выброшенных вулканическим взрывом. Обломки пород заполняют также и дно маара, а глуб­же начинается уже древняя лава. Богатейшие месторождения алмазов в Южной Африке, рас­положенные в древних вулканических каналах, представляют по своей природе, по-видимому, образования, подобные маарам.

Тип лавы

По содержанию кремнезема различают лавы кислые и основ­ные . В первых его количество доходит до 76%, а во вторых не превышает 52%. Кислые лавы отличаются светлой окраской и небольшим удельным весом. Они богаты парами и газами, вязки и малоподвижны. При остывании образуют так называемую глы­бовую лаву.
Основные лавы , наоборот, темной окраски, легко­плавки, бедны газами, обладают большой подвижностью и значительным удельным весом. При остывании называются «вол­нистыми лавами».

Лава вулкана Везувий

По химическому составу лава бывает различна не только у вулканов различного типа, но также у одного и того же вулкана в зависимости от периодов извержений. Так, например, Везувий в современное время изливает легкие (кислые) трахитовые лавы, более же древняя часть вулкана, так называемая Сомма, сло­жена из тяжелых базальтовых лав.

Скорость движеия лавы

Средняя скорость движения лавы - пять километров в час, но в отдельных случаях жидкая лава двигалась со скоростью 30 километров в час. Вылившаяся лава скоро остывает, на ней образуется плотная шлакообразная корка. Вследствие плохой теплопроводности лавы по ней вполне можно ходить, как по льду замерзшей реки, даже во время движения лавового потока. Однако внутри лава еще долго сохраняет высокую температуру: металлические стержни, опущенные в трещины остывающего потока лавы, быстро оплавляются. Под наружной коркой долгое время еще продолжается медленное движение лавы - оно отмечалось в потоке 65-летней давности, следы же тепла были установлены в одном случае даже через 87 лет после извержения.

Температура потока лавы

Лава Везувия через семь лет после извержения 1858 г. хранила еще температуру в 72°. Исходная температура лавы определялась для Везувия в 800-1000°, а лава кратера Килауэа (Гавайские острова) - 1200°. Интересно в связи с этим ознакомиться, как два научных со­трудника Камчатской вулканологической станции измеряли температуру лавового потока.

Для того чтобы произвести необходимые исследования, они с опасностью для жизни вскочили на движущуюся корку лавового потока. На ногах у них были асбестовые сапоги, плохо проводящие тепло. Хотя стоял холодный ноябрь и дул сильный ветер, однако и в асбестовых сапогах ноги все же так нагревались, что приходилось попеременно стоять то на одной, то на другой ноге, чтобы хоть немного остыла подошва. Температура лавовой корки доходила до 300°. Отважные исследователи продолжали работать. Наконец, им удалось пробить корку и измерить температуру лавы: на глубине 40 сантиметров от по­верхности она равнялась 870°. Измерив температуру лавы и взяв пробу газа, они благопо­лучно перепрыгнули на застывший борт лавового потока.

Благодаря плохой теплопроводности лавовой корки темпера­тура воздуха над лавовым потоком изменяется настолько слабо, что деревья продолжают расти и цвести даже на небольших островках, окаймленных рукавами свежего лавового потока. Излияние лавы происходит не только посредством вулканов, но также и через глубокие трещины в земной коре. Исландии встречаются потоки лавы, застывшие между слоями снега или льда. Лава, заполняющая трещины и пустоты земной коры, может в продолжение многих сотен лет сохранять свою температуру, чем и объясняется наличие горячих источников в вулканических местностях.

Экология

Вулканы на нашей планете представляют собой геологические образования на земной коре.

Отсюда на поверхность земли выходит магма , которая образует лаву, а также вулканические газы, камни и смеси газа, вулканического пепла и камней. Такие смеси называют пирокластическими потоками.

Стоит отметить, что само слово "вулкан" пришло к нам из Древнего Рима, где Вулканом звали бога огня.

О вулканах известно много интересного, и ниже вы сможете найти несколько фактов о них.

25. Сильнейшее извержение вулкана (Индонезия)

Из всех документированных извержений вулканов, самое большое было зарегистрировано у стратовулкана Тамбора на острове Сумбава, Индонезия, в 1815 году.

По показателю вулканической эксплозивности, сила извержения достигла 7 баллов (из 8-ми).

Это извержение понизило среднюю температуру на Земле на 2,5 °C в течение следующего года, который назвали "годом без лета".

Стоит отметить, что объем выбросов в атмосферу составил примерно 150-180 куб. км.

24. Продолжительные эффекты извержения вулкана

Газ и другие частицы, выброшенные в атмосферу во время извержения вулкана Пинатубо на острове Лусон, Филиппины, в 1991 году, снизили мировую температуру примерно на 0,5 градусов по Цельсию в течение следующего года.

23. Много вулканического пепла

Во время извержения 1991 года вулкана Пинатубо было выброшено в воздух 5 кубических километров вулканического материала, что создало столб пепла высотой в 35 км.

22. Большой взрыв вулкана

Самый большой взрыв 20-го столетия произошел в 1912 году во время извержения Новарупта, одного из цепи вулканов Аляски - части Тихоокеанского вулканического огненного кольца. Сила извержение достигла 6-ти баллов.

21. Продолжительное извержение Килауэа

Один из самых активных вулканов на Земле, гавайский Килауэа, беспрерывно извергается с января 1983 года.

20. Смертельное извержение вулкана

Колоссальная магматическая камера, которая находилась внутри вулкана Таупо, продолжала наполняться очень долгое время, и, наконец, вулкан взорвался.

После извержения в апреле 1815 года, сила которого достигла 7 баллов, в воздух было выброшено от 150 до 180 куб. км вулканического материала.

Вулканический пепел заполонил и удаленные острова, что привело к огромному количеству погибших. Их число составило примерно 71 000. Около 12 000 людей погибли непосредственно от извержения, остальные же умерли в результате голода и болезней, которые стали результатом эруптивных выпадений.

19. Большие горы

18. Действующие вулканы сегодня

Гавайский вулкан Мауна-Лоа является самым большим активным вулканом в мире, возвышаясь на 4 1769 метров над уровнем моря. Его относительная высота (с океанского дна ) - 10 168 метров. Его объем - около 75 000 кубических километров.

17. Поверхность земли, покрытая вулканами

Более 80 процентов поверхности Земли над уровнем моря и под ним, вулканического происхождения.

16. Пепел повсюду (вулкан Сент-Хеленс)

Во время извержения стратовулкана Сент-Хеленс в 1980 году, около 540 миллионов тон пепла покрыло территорию, превышающую 57 000 кв. км.

15. Катастрофа от вулкана - оползни

Извержения Сент-Хеленс привели к самым крупным оползням на Земле. В результате этого извержения высота вулкана сократилась на 400 метров.

14. Извержения подводного вулкана

Самое глубокое зарегистрированное извержение вулкана произошло в 2008 году на глубине 1 200 метров.

Причиной стал вулкан Западная Мата (West Mata), находящийся в бассейне Лау (Lau Basin) около островов Фиджи.

13. Озера лавы вулкана в Антарктиде

Самый южный активный вулкан - это Эребус, находящийся в Антарктике. Стоит отметить, что лавовое озеро этого вулкана является самым редким явлением на нашей планете.

Лишь 3 вулкана на Земле могут похвастаться "незаживающими" лавовыми озерами - Эребус, Килауэа на Гавайских островах и Ньирагонго в Африке. И все же, огненное озеро посреди вечных снегов является воистину впечатляющим явлением.

12. Высокая температура (что выходит при извержении вулкана)

Температура внутри пирокластического потока - смесь, состоящая из высокотемпературных вулканических газов, пепла и камней, которая образуется во время извержении вулкана - может превышать 500 градусов по Цельсию. Этого достаточно для того, чтобы сжечь и карбонизировать древесину.

11. Первый в истории (вулкан Набро)

12 июня 2011 года активный вулкан Набро, который находится в южной части Красного моря, рядом с границами Эритреи и Эфиопии, проснулся в первый раз. Согласно НАСА это было его первое зарегистрированное извержение.

10. Вулканы Земли

На Земле существуют около 1 500 вулканов, не считая продолжительный вулканический пояс на океанском дне.

9. Слезы и волосы Пеле (части вулкана)

Килауэа - это место, где, согласно мифам, обитает Пеле - гавайская богиня вулканов.

Слезы Пеле

Ее именем назвали несколько лавовых образований, включая "слезы Пеле" (небольшие капли лавы, охлажденные на воздухе) и "волосы Пеле" (брызги лавы, охлажденные ветром).

Волосы Пеле

8. Супервулкан

Современный человек не мог быть свидетелем извержения супервулкана (8 баллов), которое способно изменить климат на Земле.

Последнее извержение произошло примерно 74 000 лет назад в Индонезии. Всего на нашей планете существует примерно 20 супервулканов, известных ученым. Стоит отметить, что в среднем извержения такого вулкана происходит 1 раз в 100 000 лет.

Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.

Карбонатная лава

Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия. Это самая холодная и жидкая лава на земле, она течёт по земле словно вода. Температура карбонатной лавы всего 510-600 °C. Цвет горячей лавы - чёрный или тёмно-коричневый, однако по мере остывания становится светлее, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде. Карбонатная лава течёт только из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании.

Кремниевая лава

Кремниевая лава наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца. Такая лава обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может немного вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило сильнейшим взрывом. Цвет горячей лавы - тёмный или чёрно-красный. Застывшие кремниевые лавы могут образовать вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая кристаллизоваться.

Базальтовая лава

Основной тип лавы, извергаемый из мантии, характерен для океанических щитовых вулканов. Наполовину состоит из диоксида кремния, наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.

Магма - представляет собой при­родный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, воз­никающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма - это лава.

Разновидности магмы

Базальтовая (основная) магма, по-видимому, имеет боль­шее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, каль­ций, железо и магний, в меньшем -натрий, калий, титан и фосфор. По химическому составу базальтовые магмы подразделяются на толеитовую (перенасыщенна кремнезёмом) и щёлочно-базальтовую (оливин-базальтовую) магму (недонасыщенную кремнезёмом, но обогащённую щелочами).

Гранитная (риолитовая, кислая) магма содержит 60-65 % кремнезёма, она имеет меньшую плотность, более вязкая, ме­нее подвижная, в большей степени чем базальтовая магма на­сыщена газами.

В зависимости от харак­тера движения магмы и места её застывания, различают два типа магматизма: интрузивный и эффузивный . В первом случае магма остывает и кристаллизуется на глубине, в недрах Земли, во втором - на земной поверхности или в приповерхностных условиях (до 5 км).

11.Магматические горные породы

Магматические горные породы - это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания . По условиям образования различают две подгруппы магматических горных пород: интрузивные (глубинные), от латинского слова “интрузио” – внедрение; эффузивные (излившиеся) от латинского слова “эффузио” – излияние. Интрузивные (глубинные) горные породы образуются при медленном постепенном остывании магмы, внедренной в нижние слои земной коры, в условиях повышенного давления и высоких температур. Выделение минералов из вещества магмы при ее остывании происходит строго в определенной последовательности, каждый минерал имеет свою температуру образования. Сначала образуются тугоплавкие темноцветные минералы (пироксены, роговая обманка, биотит, …), далее рудные минералы, затем полевые шпаты и последним выделяется в виде кристаллов кварц. Главные представители интрузивных магматических горных пород – граниты, диориты, сиениты, габбро, перидотиты. Эффузивные (излившиеся) горные породы образуются при остывании магмы в виде лавы на поверхности земной коры или вблизи нее. По вещественному составу эффузивные горные породы сходны с глубинными, они образуются из одной и той же магмы, но в разных термодинамических условиях (давлении, температуре и др.). На поверхности земной коры магма в виде лавы остывает значительно быстрее, чем на некоторой глубине от нее. Главные представители эффузивных магматических горных пород – обсидианы, туфы, пемзы, базальты, андезиты, трахиты, липариты, дациты, риолиты. Основные отличительные признаки эффузивных (излившихся) магматических горных пород, которые определяются их происхождением и условиями образования: для большинства образцов грунтов характерна некристаллическая, тонко-,мелкозернистая структура с отдельными видимыми глазом кристаллами; для некоторых образцов грунтов характерно наличие пустот, пор, пятен; в некоторых образцах грунтов присутствует какая-либо закономерность пространственной ориентировки компонентов (окраски, овальных пустот и др.). Отличия эффузивных горных пород друг от друга, как и интрузивных горных пород друг от друга, определяются условиями их образования и вещественным составом магмы, что проявляется в различной их окраске (светлые – темные) и составе компонентов. В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы.