Вулканы. Закономерности эволюции магмы и образования магматических горных пород

ВУЛКАНИЗМ НА ЗЕМЛЕ И ЕГО ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ СЛЕДСТВИЯ

Курсовую работы выполнил студент 1 курса 1 группы Бобков Степан

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Государственный университет

Географический факультет

Кафедра общего землеведения

АННОТАЦИЯ

Вулканизм, типы вулканических извержений, состав лав, эффузивный, экструзивный процесс.

Проводится исследование типов: вулканов, вулканических извержений. Рассматривается их географическое распространение. Роль вулканизма в формировании земной поверхности.

Библиогр.5 назв., рис.3, стр.21

АНАТАЦЫЯ

Бабкоў С.У. Вулканізм на зямлі і яго геаграфічныя вынікі (курсавая работа).-Мн., 2003 .-21с.

Вулканізм, тыпы вулканічных вывяржэнняў, састаў лаў, эффузіўны, экструзіўны працэс.

Праводзіцца даследванне тыпаў : вулканаў, вулканічных вывяржэнняў разглядаецца іх геаграфічнае размеркаванне. Роля вулканізму ў фарміраванні зямной паверхні .

Бібліягр.5 назв., мал.3, стар.21

Bobkov S.V. Volcanism on the Earth and main of it in the geography sphere. (cours paper).-Minsk , 2003. –21 p.

Volcanism , types of volcanism effusion, contest of lavs,effusion ,extrusive edifice.

The tipes of volcanous and effusion have been researched.Role of volcanism in forming of earth’s surface.

The bibliograthy 5 references,pictures 3,pages 21.

ВВЕДЕНИЕ

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.

Также важно рассмотрение вулканизма с точки зрения глобальн6ого воздействия на географическую оболочку в процессе ее эволюции.

Целью является изучение вулканизма как важнейшего проявления эндогенных процессов, географическое распространение.

Также необходимо проследить:

1)классификацию извержений.

2)типы вулканов.

3)состав извергающихся лав.

4)Последствия деятельности вулканизма для географической оболочки.

Я же как автор данной курсовой работы хочу привлечь внимание окружающих по данному вопросу, показать глобальность данного процесса,причин и последствий воздействия вулканизма на географическую оболочку. Не секрет, что каждому из нас хотелось бы побывать неподалеку от извергающегося вулкана.Хоть раз почувствовать нашу микроскопичность по сравнению с природными силами Земли. А тем более для каждого географа главным источником знаний должны оставаться экспедиции и исследования, а не изучать все разнообразие Земли только по книгам и картинкам.

ГЛАВА 1. 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.

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.

ГЛАВА 2. 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:1)извержения центрального типа, 2) трещинные и 3) ареальные.

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.

Гавайский тип.

Гавайи образованы слившимися вершинами пяти вулканов, из которых четыре действовали в историческое время. 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.

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.

Этно-везувианский (вулканский) тип.

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.

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».

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 эксрузивными 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 указыавает 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.

ГЛАВА 3. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВУЛКАНОВ.

В настоящее время на земном шаре насчитывается несколько тысяч потухших и действующих вулканов, причем среди потухших вулканов многие прекратили свою деятельность десятки и сотни тысяч лет, а в ряде случаев и миллионы лет назад (в неогеновый и четвертичный периоды), некоторые относительно недавно. По данным В.И. Влодавца общее количество действующих вулканов (с 1500 г. до н. э.) составляет 817 , в число которых входят вулканы сольфатарной стадии (201) .

В географическом распределении вулканов намечается определенная закономерность, связанная с новейшей историей развития земной коры. На материках вулканы располагаются главным образом в их краевых частях, на побережьях океанов и морей, в пределах молодых тектонически подвижных горных сооружений. Особенно широко развиты вулканы в переходных зонах от материков к океанам –в пределах островных дуг, граничащих с глубоководными желобами. В океанах многие вулканы приурочены к срединно-океаническим подводным хребтам. Таким образом, основной закономерностью распространения вулканов является их приуроченность только к подвижным зонам земной коры. Расположение вулканов в пределах этих зон тесным образом связано с глубокими разломами, достигающими подкоровой области. Так, в островных дугах (Японской, Курило-Камчатской, Алеутской и др.) вулканы распространены цепями по линиям разломов, преимущественно продольных разломов поперечными и косыми. Некоторая часть вулканов встречается и в более древних массивах, омоложенных в новейший этап складчатости образованием молодых глубоких разломов.

Тихоокеанская зона характеризуется наибольшим развитием современного вулканизма. В ее пределах выделены две подзоны: подзона краевых частей материков и островных дуг, представленных кольцом вулканов, окружающим Тихий океан, и подзона собственно тихоокеанская с вулканами на дне Тихого океана. При этом в первой подзоне извергается преимущественно андезитовая лава, а во второй – базальтовая.

Первая подзона проходит через Камчатку, где сосредоточено около 129 вулканов, из которых 28 проявляют современную деятельность. Среди них наиболее крупные – Ключевской, Карымский Шивелуч, Безымянный, Толбачик, Авачинский и др. От Камчатки эта полоса вулканов тянется на Курильские острова, где известно 40 действующих вулканов, в их числе могучий Алаид. Южнее Курильских располагаются Японские острова, где около 184 вулканов, из которых свыше 55 действовало в историческое время. В их числе Бандай и величественный Фудзияма. Далее вулканическая подзона идет через острова Тайвань, Новую Британию, Соломоновы, Новые Гебриды, Новую Зеландию и затем переходит на Антарктиду, где на о. Росса возвышаются четыре молодых вулкана. Из них наиболее известны Эребус, действовавший в 1841 и 1968 гг., и Террор с боковыми кратерами.

Описываемая полоса вулканов переходит далее на Южно-Антильский подводный хребет (погруженное продолжение Анд), вытянутый к востоку и сопровождаемый цепью островов: Южные Шетландские, Южные Оркнейские, Южные Сандвичевы, Южная Георгия. Далее она продолжается вдоль побережья Южной Америки. Вдоль западного берега поднимаются высокие молодые горы– Анды, к которым приурочены многочисленные вулканы, расположенные линейно, вдоль глубинных разломов. Всего в пределах Анд имеется несколько сотен вулканов, из которых многие действуют в настоящее время или действовали в недалеком прошлом и некоторые достигают огромных высот (Аконкагуа –7035 м, Тупунгата-6700 м.).

Наиболее напряженная вулканическая деятельность наблюдается в пределах молодых сооружений Центральной Америки (Мексика, Гватемала, Сальвадор, Гондурас, Коста-Рика, Панама). Здесь известны величайшие молодые вулканы: Попокатепель, Орисаба, а также Исалько, называемый маяком Тихого океана из-за непрерывных извержений. К этой активной вулканической зоне примыкает Малоантильская вулканическая дуга Атлантического океана, где, в частности, находится знаменитый вулкан Мон-Пеле (на о. Мартиника).

В пределах Кордильер Северной Америки действующих в настоящее время вулканов не так много (около 12). Однако наличие мощных лавовых потоков и покровов, а также разрушеных конусов свидетельствует о предшествующей активной вулканической деятельности. Тихоокеанское кольцо замыкается вулканами Аляски со знаменитым вулканом Катмай и многочисленными вулканами Алеутских островов.

Вторая подзона – собственно Тихоокеанская область. За последние годы на дне Тихого океана обнаружены подводные хребты и большое число глубоких разломов, с которыми связаны многочисленные вулканы, то выступающие в виде островов, то находящиеся ниже уровня океана. Преобладающая часть островов Тихого океана обязана своим возникновением вулканам. Среди них наиболее изучены вулканы Гавайских островов. По данным Г. Менарда, на дне Тихого океана находится около 10 тысяч подводных вулканов, возвышающихся над ним на 1 км. и более.

Средиземноморско-Индонезийская зона

Эта зона активного современного вулканизма также разделяется на две подзоны: Средиземноморскую, Индонезийскую.

Гораздо большей вулканической активностью характеризуется Индонезийская подзона. Это типичные островные дуги, подобные Японской, Курильской, Алеутской, ограниченные разломами и глубоководными впадинами. Здесь сосредоточено очень большое количество действующих, затухающих и потухших вулканов. Лишь на о. Ява и четырех островах, расположенных восточнее, насчитывается 90 вулканов, и десятки вулканов потухших или находящихся в стадии затухания. Именно к этой зоне приурочен описанный вулкан Кракатау, извержения которого отличаются необычайно грандиозными взрывами. На востоке Индонезийская подзона смыкается с Тихоокеанской.

Между активными Средиземноморской и Индонезийской вулканическими подзонами располагается ряд потухших вулканов во внутриматериковых горных сооружениях. К ним относятся потухшие вулканы Малой Азии, наибольшие из них – Эрджияс и др.; южнее, в пределах Турции, возвышается Большой и Малый Арарат, на Кавказе – двуглавый Эльбрус, Казбек, вокруг которых имеются горячие источники. Далее, в хребте Эльбрус, расположен вулкан Демавенд и др.

.Атлантическая зона.

В пределах Атлантического океана современная вулканическая деятельность, за исключением указанных выше Антильских островных дуг и района Гвинейского залива, не затрагивает контонентов. Вулканы приурочены главным образом к Срединно-Атлантическому хребту и его боковым ответвлениям. Часть крупных островов в их пределах – вулканические. Ряд вулканов Атлантического океана начинается на севере с о. Ян-Майен. Южнее располагается о. Исландия, на котором насчитывается большое число действующих вулканов и где сравнительно недавно происходили трещинные излияния основной лавы. В 1973 г. в течение шести месяцев происходило крупное извержение Хельгафель, в результате которого мощный слой вулканического пепла покрыл улицы и дома г. Вестманнаэйяр. Южнее расположены вулканы Азорских островов, островов Вознесения, Асунсьен, Тристан-да-Кунья, Гоф и о. Буве.

Особняком стоят вулканические острова Канарские, Зеленого Мыса, Св. Елены, расположенные в восточной части Атлантического океана, вне срединного хребта, близ берегов Африки. Отмечается большая интенсивность вулканических процессов на Канарских островах. На дне Атлантического океана также много подводных вулканических гор и возвышенностей.

Индоокеанская зона.

В Индийском океане также развиты подводные хребты и глубокие разломы. Здесь много потухших вулканов, свидетельствующих об относительно недавней вулканической деятельности. Многие острова, разбросанные вокруг Антарктиды, по-видимому, также вулканического происхождения. Современные действующие вулканы распложены около Мадагаскара, на Коморских островах, о. Маврикий и Реюньон. Южнее известны вулканы на островах Кергелен, Крозе. На Мадагаскаре встречаются недавно потухшие вулканические конусы.

Вулканы центральных частей континентов

Они представляют относительно редкое явление. Наиболее яркое проявление современный вулканизм получил в Африке. В районе, прилегающем к Гвинейскому заливу, возвышается крупный стратовулкан Камерун, последнее его извержение было в 1959 г. В Сахаре на вулканическом нагорье Тибести располагаются вулканы с огромными кальдерами (13-14 км.), в которых находится по несколько конусов и выходы вулканических газов и горячих источников. В Восточной Африке проходит известная система глубинных разломов (рифтовая структура), протягивающаяся на 3,5 тыс. км от устья Замбези на юге до Сомали на севере, с которой и связана вулканическая деятельность. Среди многочисленных потухших вулканов есть действующие вулканы в горах Вирунга (район оз. Киву). Особенно известны вулканы в Танзании и Кении. Здесь находятся действующие крупные вулканы Африки: Меру с кальдерой и соммой; Килиманджаро, конус которого достигает высоты 5895 м. (высшая точка Африки); Кения к востоку от оз. Виктория. Ряд действующих вулканов расположен параллельно Красному морю и непосредственно в самом море. Что же касается самого моря то в его разломах выходит на поверхность базальтовая лава, что является признаком уже океанической коры которая здесь уже сформировалась.

В пределах Западной Европы действующих вулканов нет. Потухшие вулканы имеются во многих странах Западной Европы – во Франции, в Прирейнском районе Германии и других странах. В ряде случаев с ними связаны выходы минеральных источников.

ГЛАВА 4.ПОСТВУЛКАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

При затухании вулканической деятельности длительное время наблюдается ряд характерных явлений, указывающих на активные процессы, продолжающиеся в глубине. К их числу относятся выделение газов (фумаролы), гейзеры, грязевые вулканы, термы.

Фумаролы (вулканические газы).

После извержения вулканов длительное время выделяются газообразные продукты из самих кратеров, различных трещин, из раскаленных туфолавовых потоков и конусов. В составе поствулканических газов присутствуют те же газы группы галоидов, серы, углерода, пары воды и другие, что и выделяющиеся при вулканических извержениях. Однако нельзя наметить единую схему состава газов для всех вулканов. Так, на Аляске из туфогенно-лавовых продуктов извержения вулкана Катмай (1912 г.) в течение последующих лет выделяются тысячи газовых струй с температурой 600-650, в составе которых большое количество галоидов (HCl и HF), борной кислоты, сероводорода и углекислого газа. Несколько иная картина наблюдается в районе знаменитых Флегрейских полей в Италии, западнее Неаполя, где много вулканических кратеров и мелких конусов в течение тысяч лет характеризующихся исключительно сольфатарной деятельностью. В других случаях преобладает углекислый газ.

Гейзеры.

Гейзеры – это периодически действующие пароводяные фонтаны. Свою известность и название они получили в Исландии, где наблюдались впервые. Помимо Исландии гейзеры широко развиты в Иеллоустонском парке США, в Новой Зеландии, на Камчатке. Каждый гейзер приурочен обычно к округлому отверстию, или грифону. Грифоны бывают различных размеров. В глубине этот канал, по-видимому, переходит в тектонические трещины. Весь канал заполнен перегретой подземной водой. Ее температура в грифоне может быть 90-98 градусов, в то время как в глубине канала она значительно выше и достигает 125-150 гр. и более. В определенный момент в глубине начинается интенсивное парообразование, в результате колонна воды в грифоне приподнимается. При этом каждая частица воды оказывается в зоне меньшего давления, начинается кипение и извержение воды и пара. После извержения канал постепенно заполняется подземной водой, частично водой, выброшенной при извержении и стекающей обратно в грифон; на некоторое время устанавливается равновесие, нарушение которого приводит к новому пароводяному извержению. Высота фонтанирования зависит от величины гейзера. В одном из крупных гейзеров Иеллоустонского парка высота фонтана воды и пара достигала 40 м.

Грязевые вулканы (сальзы).

Они иногда встречаются в тех же районах, что и гейзеры (Камчатка, Ява, Сицилия и др.). Горячие пары воды и газы прорываются к поверхности через трещины, выбрасываются и образуют небольшие выводные отверстия с диаметром от десятков сантиметров до одного метра и более. Эти отверстия заполнены грязью, представляющей собой смесь паров газов с подземными водами и рыхлыми вулканическими продуктами и характеризующейся высокой температурой (до 80-90 0).Так возникают грязевые вулканы. Густота, или консистенция, грязи определяет характер их деятельности и строения. При относительно жидкой грязи выделения паров и газов вызывают в ней всплески, грязь растекается свободно и при этом конус с кратером наверху не более 1-1,5 м, состоящий целиком из грязи. В грязевых вулканах вулканических областей помимо паров воды выделяется углекислый газ и сероводород.

“В зависимости от причин возникновения грязевые вулканы можно разделить на:1)связанные с выделением горючих газов;2)приуроченные к областям магматического вулканизма и обусловленные выбросами магматических газов”. . К таким относятся Апшеронский, Таманский грязевые вулканы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Современные действующие вулканы представляют собой яркое проявление эндогенных процессов, доступных непосредственному наблюдению, сыгравшее огромную роль в развитии географической науки.Однако изучение вулканизма имеет не только познавательное значение. Действующие вулканы наряду с землетрясениями представляют собой грозную опасность для близко расположенных населенных пунктов. Моменты их извержений приносят часто непоправимые стихийные бедствия, выражающиеся не только в огромном материальном ущербе, но иногда и в массовой гибели населения. Хорошо, например, известно извержение Везувия в 79 г. н.э., уничтожившее города Геркуланум, Помпею и Стабию, а также ряд селений, находившихся на склонах и у подножия вулкана. В результате этого извержения погибло несколько тысяч человек.

Так современные действующие вулканы, характеризующиеся интенсивными циклами энергичной эруптивной деятельности и представляющие собой, в отличие от своих древних и потухших собратьев, объекты для научно-исследовательских вулканических наблюдений, наиболее благоприятные, хотя далеко не безопасные.

Чтобы не сложилось впечатления, что вулканическая деятельность приносит только бедствия, следует привести такие краткие сведения о некоторых полезных сторонах.

Огромные выброшенные массы вулканического пепла обновляют почву и делают ее более плодородной.

Выделяющиеся в вулканических областях пары воды и газы, пароводяные смеси и горячие ключи стали источниками геотермической энергии.

С вулканической деятельностью связаны многие минеральные источники, которые используются в бальнеологических целях.

Продукты непосредственной вулканической деятельности – отдельные лавы, пемзы, перлит и др. находят применение в строительной и химической промышленности. С фумарольной и гидротермальной деятельностью связано образование некоторых полезных ископаемых, таких, как сера, киноварь, и ряд других. Вулканические продукты подводных извержений являются источниками накопления полезных ископаемых таких, как железо, марганец, фосфор и др.

И еще хотелось бы сказать, что вулканизм как процесс до конца не изучен и что перед человечеством еще много не разгаданных загадок помимо вулканизма и их надо кому то разгадывать.

А изучение современной вулканической деятельности имеет важное теоретическое значение, так как помогает понять процессы и явления, происходившие на Земле в давние времена.

Список литературы

2.Влодавец В.И. Вулканы Земли.- М.: Наука,1973 .-168 с.

3.Мархинин Е.К. Вулканы и жизнь.-М.:Мысль, 1980-196 с.

4.Якушко О.Ф. Основы геоморфологии // Рельефообразующая роль вулканических процессов.- Мн.: БГУ, 1997.- с 46-53 .

5.Якушова А.Ф. Геология с основами геоморфологии // Магматизм.-Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1983.- с 236-266.

Если представить, какой была наша планета 3 - 4 млрд. лет назад, то перед нами возникнет ужасающая картина: взрывы, непрекращающийся грохот, огромные фонтаны извергающейся магмы, целые моря расплавленного вещества, — словом, царство на ранних стадиях формирования поверхности Земли.

О самой ранней стадии вулканизма (ее часто называют `лунной`) нельзя судить по имеющимся сейчас горным породам. Первозданных вулканических пород практически не сохранилось, все они за миллиарды лет были переработаны в результате позднейших процессов. Однако такие породы есть на Луне, которая намного раньше, чем Земля, прекратила тектоническую активность, поэтому модель «лунной стадии» в развитии вулканизма на Земле может быть построена на основе реально существующих пород на Луне.

Совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в верхней мантии и , а также на поверхности Земли. Ему свойственна максимально концентрированная энергия на единицу площади. Самыми яркими примерами вулканической деятельности служат, конечно, сами вулканы. Местоположение их определяется, прежде всего, тектоническим строением земной коры, поэтому во многом (хотя и не полностью) области распространения вулканизма и совпадают. Ученые выделяют наземный и подводный вулканизм.

При наземном вулканизме резко сменяются условия преобразования магматического вещества. При извержении в нем падают давление среды (с 102 до 1 кг/см2), плотность (с 2 до 1,3 10(-3) г/см3), вязкость и т. д. Подводный вулканизм протекает в более плотной среде, чем воздушная. Уже на глубине около 2 км давление паров воды в магме становится меньше давления окружающей воды. Образование паров на больших глубинах невозможно. Вулканы могут находиться и подо льдом. Такие вулканы наблюдаются в и . В недалеком прошлом они, например, существовали на Кавказе, а также в Саянах.

Признаками близкого извержения являются некоторые изменения в земной коре и сейсмические толчки. Это происходит при нарастании давления в жерле вулкана из-за пробки лавы, оставшейся от предыдущего извержения. Вещество, выбрасываемое взрывами, состоит из газов, паров, жидкой лавы и твердого материала. При небольшой мощности взрывов на поверхность прорываются только газы. Иногда объем вулканического материала такой значительный, что по периферии вулкана формируются холмистые равнины, сложенные из пепла и обломков.

В 1912 г. при сильном взрыве вулкана Катмай на Алеутских островах было выброшено в почти 16 км3 пепла и пемзы. У подножия вулкана толщина слоя пепла достигла 15 м, а в 160 км от него - 3 м. Взрыв был слышен за 1200 км. Пепла в воздухе оказалось так много, что вулкан и его окрестности погрузились в ночную тьму; в воздухе ощущался запах серы. При взрывах вулканов Безымянный и Шевелуч на наблюдались такие же явления. При извержении разрушаются и выбрасываются не только материалы старых вулканов, но и породы кристаллического фундамента. Обломочный материал бывает сильно раздроблен, а потому обломки имеют остроугольную форму. Их величина достигает 15 м.

Слоистые вулканы ученые обычно называют стратовулканами . Они формируются за сравнительно короткое время, однако и оно различается: Парикутин (Мексика) - за 10 - 12 лет; Исалько () - за 200 лет. За такой промежуток времени вулкан извергает на поверхность большой объем обломочного материала. Например, Ключевская сопка (Камчатка) за последние 50 лет выбрасывала в среднем около 0,03 км3 обломков в год, т. е. почти 45 млн. т ежегодно. При вулканических извержениях обычно изливается лава. Иногда ее так много, что в кратерах образуются лавовые озера. В кальдере (от исп. caldera, букв. — большой котел; здесь - котлообразная впадина) вулкана Килауэа на Гавайских островах такое лавовое озеро то появляется, то исчезает. Над его поверхностью поднимаются фонтаны магмы высотой 20 м. По трещинам часть лавы вытекает на склоны вулкана. Извержения иногда сопровождаются «палящими тучами» - раскаленными облаками. Они насыщены газами и содержат много обломочного материала. Объем лавовых потоков измеряется сотнями и тысячами кубометров в секунду. Скорость потоков зависит от вязкости вещества, наклона поверхности и колеблется от 10 до 60 км/ч. Лавовые потоки образуют волнистые и глыбовые равнины. Волнистые равнины формируются наиболее подвижными лавами и по характеру рельефа напоминают огромные скрученные канаты. При умеренных скоростях движения лавы образуются участки с плитовадной поверхностью, а в толще лав - пустоты в виде туннелей. Глыбовые равнины сложены более вязкими лавами. Когда лавовый поток коробится, возникают трещины, вызывающие дробление на глыбы и блоки поперечником до 5 м. При этом большая часть глыб имеет остроугольную форму. Вязкая лава малоподвижна и часто накапливается в виде «куполов выжимания» возле жерла вулкана. Выдавливание такой лавы происходит медленно, в течение многих месяцев и даже лет. Вулканическая деятельность сопровождается выбросами горячих вод. Гидротермальные процессы приводят к появлению гейзеров.

Каналы выхода паров, имеющих температуру 130 - 165°С и содержащих примеси углекислоты, мышьяка, водорода, серы, хлора и других элементов, называют фумаролами. Такие каналы наблюдаются в кальдерах и кратерах потухших вулканов, в лавовых потоках, на склонах вулканов. На месте выходов газов и паров формируются натечные конусы, террасы, «языки», сложенные породами, образовавшимися при кристаллизации минералов. Иногда по периферии фумарол образуются крупные скопления серы (в сольфатарах).

Подводный вулканизм изучен слабее, чем наземный, хотя подводных вулканов на дне океанов достаточно много. В зону срединно-океанических хребтов ежегодно поступает 5 - 6 км3 лавы, тогда как на суше - всего около 1 км3. Бывают взрывы вулканов, при которых поднимаются кипарисовидные столбы вещества. От вулкана отделяются облака (в воде!) пепла и мелкозема, выбрасываются глыбы и вулканические бомбы. Однако излияния лав протекают здесь гораздо медленнее, чем на суше. Лавы состоят в основном из базальтов, а по форме напоминают шаровые лавы.

О подледном вулканизме известно еще меньше, чем о подводном. Наблюдения в Исландии и Антарктиде показали, что эти особые вулканические процессы возникают при взаимодействии прочной земной коры, льда и атмосферы. В Исландии, например, ряд вулканов располагается в основании покровных ледников. Мощность льда, перекрывающего жерла вулканов, достигает 300 - 500 м. При извержениях, которые сопровождаются интенсивным плавлением льда, происходит высвобождение морены и смешивание ее с пирокластическим материалом.

Непременные спутники вулканов - вулканотектонические поднятия и опускания поверхности. В Исландии длина разрывных нарушений, связанных с поднятиями, достигает десятков километров, а амплитуда - 30 - 40 м. При активизации вулканов наблюдаются не только вертикальные, но и горизонтальные подвижки. Известны крупные впадины по периферии вулканов, например, вокруг Ключевской сопки, происхождение которых обусловлено оседанием земной коры после освобождения магматического источника.

Во времена древности вулканы были орудием богов. В наши дни они представляют серьезную опасность для населенных пунктов и целых стран. Ни одному вооружению мира не дана такая власть на нашей планете - покорить и усмирить разбушевавшийся вулкан.

Сейчас средства массовой информации, кинематограф и некоторые писатели фантазируют по поводу будущих событий знаменитого парка, расположение которого известно практически каждому, кто интересуется современной географией – речь о национальном парке в штате Вайоминг. Несомненно, самый знаменитый супервулкан мировой истории последних двух лет – это Yellowstone.

Что такое вулкан

Много десятков лет литература, особенно в историях-фэнтэзи, горе, которая способна извергать пламя, приписывала магические свойства. Самый знаменитый роман, где описывался действующий вулкан — «Властелин колец» (там он назывался «одинокая гора»). Профессор был прав относительно подобного явления.

Никто из людей не может смотреть на горные хребты высотой до несколько сотен метров без уважения к способностям нашей планеты создавать столь великолепные и опасные природные объекты. Есть в этих исполинах особый шарм, который можно назвать и магией.

Так, если отбросить фантазии писателей и фольклор предков, то все станет проще. С точки зрения географического определения: вулкан (vulkan) – это разрыв коры любой планетарной массы, в нашем случае Земли, благодаря которому вулканический пепел и скопившей под давлением газ вместе с магмой вырывается из магматической камеры, что расположена под твердой поверхностью. В этот момент происходит взрыв.

Причины возникновения

С самых первых моментов Земля представляла собой вулканическое поле, на котором в последствии появились деревья, океаны, поля и реки. Поэтому вулканизм сопровождает и современную жизнь.

Как возникают? На планете земля главной причиной образования является земная кора. Дело в том, что над земным ядром находится жидкая часть планеты (магма), которая всегда движется. Именно благодаря этому явлению на поверхности есть магнитное поле – естественная защита от солнечной радиации.

Однако сама земная поверхность хоть и твердая, но не цельная, а разделена на семнадцать крупных тектонических плит. При движении они сходятся и расходятся, именно из-за движения на местах соприкосновения плит происходят разрывы, так и возникают вулканы. Совсем необязательно, что это происходит на материках, на дне многих океанов тоже есть подобные разрывы.

Строение вулкана

Подобный объект образуется на поверхности по мере остывания лавы. Увидеть, что спрятано под многими тоннами породы, нельзя. Однако, благодаря вулканологам и ученым, есть возможность представить, как он устроен.

Рисунок подобного представления видят школьники средней школы на страницах географического учебника.

Само по себе устройство «огненной» горы простое и в разрезе выглядит так:

• кратер – верхушка;
• жерло – полость внутри горы, по ней поднимается магма;
• магматическая камера – карман в основании.

В зависимости от вида и формы образования вулкана, какой-то элемент строения может отсутствовать. Данный вариант является классическим, и многие вулканы следует рассматривать именно в таком разрезе.

Виды вулканов

Классификация применима в двух направлениях: по типу и форме. Поскольку движение литосферных плит разное, то и скорость остывания магмы разнится.

Первоначально разберем типы:

• действующие;
• спящие;
• потухшие.

Вулканы бывают разных форм:

Классификация была бы не полной, если не учесть рельефные формы кратера вулканов:

• кальдер;
• вулканические пробки;
• лавовое плато;
• туфовые конусы.

Извержение вулкана

Древняя, как сама планета, сила, которая способна переписать историю целой страны – это извержение. Есть несколько факторов, делающих подобное событие на земле самым смертоносным для жителей некоторых городов. Лучше не попадать в ситуацию, когда извергается вулкан.

В среднем на планете за один год происходит от 50 до 60 извержений. На момент написания статьи где-то 20 разрывов заливают лавой окрестности.

Возможно, алгоритм действий меняется, но это зависит от сопутствующих погодных условий.

В любом случае извержение происходит в четыре этапа:

1. Тишина. Крупные извержения показывают, что до момента первого взрыва, как правило, тихо. Ничто не укажет на грядущую опасность. Серию небольших толчков могут замерить только приборы.
2. Выброс лавы и пирокластит. Смертельная смесь газа и пепла при температуре в 100 градусов (достигает 800) по Цельсию способна уничтожить все живое в радиусе сотен километров. В качестве примера стоит привести извержение горы Елены в мае восьмидесятых годов прошлого века. Лава, температура которой может достигать при извержении полутора тысяч градусов, убила все живое на дальности шести сотен километров.
3. Лахар. Если не повезет, то на месте извержения может пойти дождь, как это было на Филиппинах. В таких ситуациях образуется сплошной поток на 20% состоящий из воды, остальные 80% – горная порода, пепел и пемза.
4. «Бетон». Условное название затвердение магмы и попавшего под дождевой поток пепел. Подобная смесь разрушила не один город.

Извержение – чрезвычайно опасное явление, за полвека оно убило более двадцати ученых и несколько сотен мирных жителей. Прямо сейчас (момент написания статьи) гавайский Kilauea продолжает уничтожать остров.

Самый большой вулкан в мире

Мауна-Лоа – это наиболее высокий вулкан на земле. Он расположен на одноименном острове (Гавайи) и возвышается на 9 тысяч метров от дна океана.

Его последнее пробуждение состоялось 84-го года прошлого века. Однако, в 2004 он подал первые признаки пробуждения.

Если есть самый крупный, то есть и самый маленький?

Да, он расположен в Мексике в городке Пуэбло и носит название Кошкомате, его высота всего 13 метров.

Действующие вулканы

Если открыть карту мира, то при достаточном уровне знаний можно отыскать около 600 действующих вулканов. Примерно четыреста из них встречаются в «огненном кольце» тихого океана.

Извержение гватемальского вулкана Фуэго

Возможно, кому-то интересен будет список активных вулканов:

• на территории Гватемала – Фуэго;
• на гавайских островах – Kilauea;
• в пределах границы Исландии – Lakagigar;
• на Канарских островах – Ла-Пальма;
• на гавайских островах – Лоихи;
• на антарктическом острове – Эребус;
• греческий Nisyros;
• итальянский вулкан Этна;
• на карибском острове Монсеррат – Soufrière Hills;
• итальянская гора в Тирренском море – Стромболи;
• и самый именитый итальянский – гора Везувий.

Потухшие вулканы мира

Вулканологи порой не могут точно сказать, является ли природный объект потухшим или спящим. В большинстве случаев, нулевая активность той или иной горы не дает гарантию безопасности. Не раз уснувшие на много лет гиганты внезапно подавали признаки активизации. Так было с вулканом близ города Манила, но существует множество подобных примеров.

Вулкан Килиманджаро

Ниже представлены лишь некоторые потухшие вулканы, известные нашим ученым:

• Kilimanjaro (Танзания);
• Mt Warning (в Австралии);
• Chaine des Puys (во Франции);
• Эльбрус (Россия).

Самые опасные вулканы мира

Извержение даже маленького вулкана выглядит внушительно, стоит только представить, какая чудовищная сила таится там, в глубине горы. Однако, есть четкие данные, которыми пользуются специалисты-вулканологи.

Путем долгих наблюдений была создана специальная классификация потенциально опасных вулканических гор. Показатель определяет влияние извержения на прилегающие территории.

Самый мощный взрыв может последовать из извержения горы колоссальных размеров. Такой род «огненных» гор вулканологи называют супервулканом. По шкале активности подобные образования должны занимать уровень не ниже восьмого.

Вулкан Таупо в Новой Зеландии

Всего таких четыре:

1. Индонезийский супервулкан острова Суматра–Тоба.
2. Таупо, что расположен в Новой Зеландии.
3. Серра-Галан в Андских горах.
4. Yellowstone в одноименном североамериканском парке Вайоминга.

Мы собрали наиболее любопытные факты:

• наиболее масштабным (по продолжительности) является извержение Пинатубо 91 года (20-го века), которое продолжалось более года и снизила температуру земли на полградуса (Цельсия);
• описанная выше гора выбросила на высоту в тридцать пять километров 5 км 3 пепла;
• наибольший взрыв произошел на территории Аляски (1912 год), когда активизировался вулкан Новарупта, достигнув уровня в шесть балов по шкале VEI;
• самый опасный – Kilauea, который извергается на протяжении тридцати лет с 1983 года. Активен на данный момент. Унес жизни более 100 человек, еще свыше тысячи остаются под угрозой (2018);
• самое глубоководное извержение на сегодняшний день произошло на глубине 1200 метров – гора Западная Мата, близ острова Фиджи, бассейн реки Лау;
• температура в пирокластическом потоке может быть больше 500 градусов по Цельсию;
• последний супервулкан извергался на планете около 74 000 лет назад (Индонезия). Потому можно сказать, что ни один человек еще не переживал подобную катастрофу;
• Ключевский на Камчатском полуострове считается самым крупным действующим вулканом Северного полушария;
• пепел и газы, извергаемые вулканами, могут окрашивать закаты;
• вулкан с самой холодной лавой (500 градусов) носит название Ol Doinyo Langai и располагается в Танзании.

Сколько вулканов на земле

В России не слишком много разрывов земной коры. Со школьного курса географии известно о Ключевском вулкане.

Кроме него на прекрасной планете существует порядка шестисот действующих, а также тысяча потухших и спящих. Точное количество установить сложно, но их число не превышает двух тысяч.

Заключение

Человечеству следует уважать природу и помнить, что у нее на вооружении состоит более полутора тысяч вулканов. И пусть как можно меньше людей будут свидетелями столь мощного явления как извержение.

Магматизм – совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью магмы. Магма – это огненно-жидкий природный обычно силикатный расплав, обогащённый летучими компонентами (H 2 O, CO 2 , CO, H 2 S и др.). Редко встречаются низкосиликатные и несиликатные магмы. Кристаллизация магмы приводит к образованию магматических (изверженных) горных пород.

Образование магматических расплавов происходит в результате плавления локальных участков мантии или земной коры. Большинство очагов плавления располагается на относительно небольших глубинах в интервале от 15 до 250 км.

Существует несколько причин плавления. Первая причина связана с быстрым подъёмом горячего пластичного глубинного вещества из области высоких в область более низких давлений. Снижение давления (при отсутствии существенного изменения температуры) приводит к началу плавления. Вторая причина связана с повышением температуры (при отсутствии изменения давления). Причиной разогрева пород является обычно внедрение в них горячих магм и сопровождающего их потока флюидов. Третья причина связана с дегидратацией минералов в глубоких зонах земной коры. Вода, выделяясь при разложении минералов, резко (на десятки – сотни градусов) снижает температуру начала плавления пород. Таким образом, плавление начинается за счёт появления в системе свободной воды.

Три рассмотренных механизма зарождения расплава нередко сочетаются: 1) подъём астеносферного вещества в область пониженного давления приводит к началу его плавления - 2) образовавшаяся магма внедряется в литосферную мантию и нижнюю кору, приводя к частичному плавлению слагающих их пород - 3) подъём расплавов в менее глубинные зоны коры, где присутствуют гидроксилсодержащие минералы (слюды, амфиболы), приводит, в свою очередь, к плавлению пород при выделении воды.

Говоря о механизмах зарождения расплавов необходимо отметить, что в большинстве случаев происходит не полное, а лишь частичное плавление субстрата (пород, подвергающихся плавлению). Возникающий очаг плавления представляет собой твёрдую породу, пронизанную заполненными расплавом капиллярами. Дальнейшая эволюция очага связана либо с выжиманием этого расплава, либо с увеличением его объёма, приводящего к образованию «магматической каши» - магмы, насыщенной тугоплавкими кристаллами. При достижении 30-40 объёмных % расплава эта смесь приобретает свойства жидкости и выжимается в область более низких давлений.

Подвижность магмы определяется её вязкостью, зависящей от химического состава и температуры. Наиболее низкой вязкостью обладают глубинные мантийные магмы, имеющие высокую температуру (до 1600-1800 0 С в момент зарождения) и содержащие мало кремнезёма (SiO 2). Наибольшая вязкость присуща магмам, возникшим за счёт плавления вещества верхней континентальной коры при дегидратации минералов: они образуются при температуре 700-600 0 С и максимально насыщены кремнезёмом.

Выжимаемый из межзерновых пор расплав фильтруется вверх со скоростью от нескольких сантиметров до нескольких метров в год. В случае если значительные объёмы магмы внедряются по трещинам и разломам скорость их подъёма значительно выше. Согласно расчётам, скорость подъёма некоторых ультраосновных магм (излияние на поверхность которых приводило к образованию редких эффузивных ультраосновных пород – коматиитов) достигала 1-10 м/с.

Закономерности эволюции магмы и образования магматических горных пород

Состав и особенности образующихся из магмы горных пород определяются сочетанием следующих факторов: исходным составом магмы, процессами её эволюции и условиями кристаллизации. Все магматические породы по кремнекислотности делятся на 6 отрядов:

Магматические расплавы поступают из мантии или образуются в результате плавления пород земной коры. Как известно, химический состав мантии и коры различны, что в первую очередь и обуславливает различия состава магм. Магмы, возникающие за счет плавления мантийных пород, как и сами эти породы, обогащены основными оксидами – FeO, MgO, CaO, поэтому такие магмы имеют ультраосновной и основной состав. При их кристаллизации образуются, соответственно, ультраосновные и основные магматические породы. Магмы, возникающие при плавлении пород земной коры, обедненной основными окислами, но резко обогащенной кремнеземом (типичным кислотным оксидом), имеют кислый состав; при их кристаллизации образуются кислые породы.

Однако первичные магмы в ходе эволюции часто претерпевают существенные изменения состава, связанные с процессами кристаллизационной дифференциации, ликвации и гибридизма, что порождает многообразие изверженных горных пород.

Кристаллизационная дифференциация. Как известно, согласно ряду Боуэна, не все минералы кристаллизуются одновременно – первыми из расплава выделяются оливины и пироксены. Имея большую, чем остаточный расплав плотность, если вязкость магмы не слишком велика, они осаждаются на дно магматической камеры, что препятствует их дальнейшей реакции с расплавом. В таком случае остаточный расплав будет отличаться по химическому составу от исходного (т. к. часть элементов вошла в состав минералов) и обогащается летучими компонентами (они не входят в состав минералов ранней кристаллизации). Следовательно, минералы ранней кристаллизации в таком случае образуют одну горную породу, а из оставшейся магмы будут образовываться другие, иные по составу, породы. Процессы кристаллизационной дифференциации типичны для основных расплавов; осаждение фемических минералов приводит к расслоенности в магматической камере – её нижняя часть приобретает ультраосновной состав, а верхняя – основной. При благоприятных условиях дифференциация может привести к выделению небольшого объёма кислого расплава из первично основной магмы (что изучено на примере застывших лавовых озёр Алаэ на Гавайских островах и вулканов Исландии).

Ликвация представляет собой процесс разделения магмы при понижении температуры на два несмешивающихся расплава с различным химическим составом (в самом общем виде протекание этого процесса можно представить, как процесс разделения воды и масла из их смеси). Соответственно, из разделившихся магм будут кристаллизоваться различные по составу породы.

Гибридизм («hibrida» - помесь ) – процесс смешения разных по составу магм или усвоения магмой вещества вмещающих пород. Взаимодействуя с отличными по составу вмещающими породами, захватывая и перерабатывая их фрагменты, магматический расплав обогащается новыми компонентами. Процесс расплавления или полного усвоения постороннего материала магмой обозначается термином ассимиляция («assimillato» – уподобление ). Например, путем взаимодействия магм основного состава с кислыми вмещающими породами образуется гибридные породы среднего состава. Или, напротив, внедрение кислых магм в породы богатые основными оксидами, может также привести к возникновению средних пород.

Следует также принимать во внимание, что в процессе эволюции расплава отмеченные процессы могут сочетаться.

Более того, из одной и той же по химическому составу магмы могут образовываться разные породы . Это связано с различными условиями кристаллизации магмы и, прежде всего, с глубиной.

По условиям глубинности образования (или по фациальному признаку) магматические породы разделяются на интрузивные, или глубинные, и эффузивные, или излившиеся, породы. Интрузивные породы образуются при кристаллизации магматического расплава на глубине в толщах горных пород; в зависимости от глубины образования разделяются на две фации: 1) абиссальные породы , образовавшиеся на значительной глубине (несколько км), и 2) гипабиссальные , которые образовались на относительно небольшой глубине (около 1-3 км). Эффузивные породы образуются в результате застывания излившейся на поверхность или дно океанов лавы.

Таким образом, выделяются следующие основные фации: абиссальная, гипабиссальная и эффузивная. Помимо трех названных фаций выделяют также субвулканические и жильные породы. Первые из них образуются в приповерхностных условиях (до первых сотен метров) и имеют близкое сходство с эффузивными породами; вторые близки гипабиссальным. Эффузивные породы нередко сопровождаются пирокластическими образованиями, состоящими из обломков эффузивов, их минералов и вулканического стекла.

Рисунок - фации

Существенные различия в характере проявления магматических процессов в глубинных и поверхностных условиях делают необходимым различать интрузивные и эффузивные процессы.

Интрузивный магматизм

Интрузивные процессы связаны с образованием и движением магмы ниже поверхности Земли. Образовавшиеся в глубинах Земли магматические расплавы имеют более низкую, чем у окружающих твёрдых пород плотность и, обладая подвижностью, внедряются в вышележащие горизонты. Процесс внедрения магмы называют интрузией (от «intrusio» - внедрение ). Если магма застывает, не достигая поверхности (среди вмещающих горных пород), то образуются интрузивные тела. По отношению к вмещающим породам интрузивы разделяются на согласные (конкордантные) и несогласные (дискордантные). Первые залегают согласно с вмещающими породами, не пересекая границ их слоёв; вторые имеют секущие контакты. По форме выделяют ряд разновидностей интрузивных тел.

К согласным формам интрузивов относятся силл, лополит, лакколит и другие менее распространённые. Силлы представляют собой согласные пластообразные интрузивные тела, образующиеся в условиях растяжения земной коры. Их мощность составляет от десятков см до сотен м. Внедрение большого количества силлов в слоистую толщу образует подобие слоёного пирога. При этом в результате эрозии прочные магматические породы в рельефе образуют «ступени» (англ. «sill» - порог ). Такие многоярусные силлы, сложенные основными породами, широко распространены на Сибирской платформе (в составе Тунгусской синеклизы), на Индостане (Декан) и других платформах. Лополиты - это крупные согласные интрузивные тела блюдцеобразной формы. Мощность лополитов достигает сотен метров, а диаметр – десятков километров. Наиболее крупным является Бушвельдский в Южной Африке. Образуются в условиях тектонического растяжения и опускания. Лакколиты - согласное интрузивное тело грибоорбразной формы. Кровля лакколита имеет выпуклую сводообразную форму, подошва обычно горизонтальная. Классическим примером являются интрузивы гор Генри в Северной Америке. Формируются в условиях значительного давления внедряющейся магмы на слоистые вмещающие породы. Являются малоглубинными интрузиями, поскольку в глубоких горизонтах давление магмы не может преодолеть давление мощных толщ вышележащих пород.

К наиболее распространённым несогласным формам относятся дайки, жилы, штоки и батолиты. Дайка – несогласное интрузивное тело пластиннобразной формы. Образуются в гипабиссальных и субвулканических условиях при внедрении магмы по разломам и трещинам. В результате действия экзогенных процессов вмещающие осадочные разрушаются быстрее, чем залегающие в них дайки из-за чего в рельефе последние напоминают разрушенные стены (название от англ. «dike», «dyke» - преграда, стена из камня ). Жилами называют небольшие секущие тела неправильной формы. Шток (от нем. «Stock» - палка, ствол ) представляет собой несогласное интрузивное тело столбообразной формы. Наиболее крупными интрузиями являются батолиты , к ним относят интрузивные тела площадью более 200 км 2 и мощностью несколько км. Батолиты сложены кислыми абиссальными породами, образующимися при плавлении вещества земной коры в областях горообразования. Примечательно, что гранитоиды, слагающие батолиты, образуются как в результате плавления первчноосадочных «сиалических» пород (S-граниты), так и при плавлении первичномагматических, в том числе и основных «фемических», пород (I-граниты). Это способствует предварительная переработка исходных пород (субстрата) глубинным флюидами, привносящими в них щёлочи и кремнезём. Образующиеся в результате масштабного плавления магмы могут кристаллизоваться на месте своего образования, создавая автохтонные интрузивы , или внедряться во вмещающие породы – аллохтонные интрузивы .

Все крупные глубинные интрузивные тела (батолиты, штоки, лополиты и пр.) часто объединяют общим термином плутоны . Мелкие их ответвления называют апофизами .

Формы залегания интрузивных тел

При взаимодействии с вмещающими породами («рамой») магма оказывает на них термическое и химическое воздействие. Зона изменения приконтактовой части вмещающих пород назевается экзоконтактовой . Мощность таких зон может меняться от первых см до десятков км в зависимости от характера вмещающих пород и насыщенности магмы флюидами. Интенсивность изменений может также существенно меняться: от дегидратации и незначительного уплотнения пород до полной замены исходного состава новыми минеральными парагенезисами. С другой стороны, сама магма при этом изменяет свой состав. Наиболее интенсивно это происходит в краевых частях интрузива. Зона изменённых магматических пород в краевой части интрузива называется эндоконтактовой зоной. Для эндоконтактовых зон (фаций) характерно не только изменение химического (и как следствие минерального) состава пород, но также и отличие структурных и текстурных особенностей, иногда насыщенность ксенолитами (захваченными магмой включениями) вмещающих пород. При изучении и картировании территорий, в пределах которых совмещены несколько интрузивных тел, большое значение имеет правильное выделение фаз и фаций. Каждая фаза внедрения представляет собой магматические тела, образованные при внедрении одной порции магмы. Тела, принадлежащие разным фазам внедрения, разделены секущими контактами. Разнообразие фаций может быть связано не только с наличием нескольких фаз, но и с формированием эндоконтактовых зон. Для эндоконтактовых фаций характерным является наличие постепенных переходов между породами (за счёт уменьшения влияния вмещающих пород по мере удаления от контакта), а не резкие границы.

Вулканические процессы

Расплавы и газы, выделавшиеся в недрах планеты, могут достигать поверхности, приводя к вулканическому извержению – процессу поступления на поверхность раскалённых или горячих твёрдых, жидких и газообразных вулканических продуктов. Выводные отверстия, через которые на поверхность планеты поступают вулканические продукты, называют вулканами (Вулкан – бог огня в римской мифологии ). В зависимости от формы выводного отверстия вулканы подразделяются на трещинные и центральные. Вулканы трещинного , или линейного, типа имеют выводное отверстие в форме протяжённой трещины (разлома). Извержение происходит или вдоль всей трещины, или в отдельных её участках. Такие вулканы приурочены к зонам раздвижения литосферных плит, где в результате растяжения литосферы образуются глубокие разломы, по которым внедряются базальтовые расплавы. Активными зонами растяжения являются области срединно-океанических хребтов. Вулканические острова Исландии, представляющие собой выход Срединно-Атлантического хребта над поверхностью океана, являются одной из наиболее вулканически активных частей планеты, здесь расположены типичные трещинные вулканы.

У вулканов центрального типа извержение происходит через подводящий трубообразный канал – жерло – проходящий от вулканического очага к поверхности. Верхняя часть жерла, открывающаяся на поверхность, называется кратер . От главного жерла вдоль трещин могут ответвляться второстепенные выводные каналы, давая начало боковым кратерам. Поступающие из кратера вулканические продукты формирую вулканические постройки. Часто под термином «вулкан» и понимают возвышенность с кратером на вершине, образованную продуктами извержения. Форма вулканических построек зависит от характера извержений. При спокойных излияниях жидких базальтовых лав образуются плоские щитовые вулканы . В случае извержения более вязких лав и (или) выбросов твёрдых продуктов формируются вулканические конусы. Формирование вулканической постройки может произойти в результате одного извержения (такие вулканы называют моногенные ), либо в результате многократных извержений (вулканы полигенные ). Полигенные вулканы, построенные их чередующихся лавовых потоков и рыхлого вулканического материала называют стратовулканами .

Ещё одним важным критерием классификации вулканов служит уровень их активности. По этому критерию вулканы делятся на:

1. действующие - извергавшиеся или выделяющие горячие газы и воды в последние 3500 лет (исторический период);
2. потенциально действующие - голоценовые вулканы, извергавшиеся 3500-13500 лет назад;
3. условно-потухшие вулканы, не проявлявшие активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100 тыс. лет);
4. потухшие - вулканы, существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявлявшие активности в течение последних 100 тыс. лет.

Схематические изображения центрального (вверху) и щитового (внизу) вулканов (по Раст, 1982)

Продукты извержения вулканов разделяются на жидкие, твёрдые и газообразные.

Твёрдые продукты извержений представлены пирокластическими породами (от греч. «рyг» - огонь и «klao» - ломаю, разбиваю ) - обломочными горными породами, образовавшимися в результате накопления выброшенного во время извержений вулканов материала. Разделяются на эндокластиты , образующиеся при разбрызгивании и застывании лавы, и экзокластиты , образующиеся в результате дробления образовавшихся ранее прикокластических пород. По размеру обломков разделяются на вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и вулканическую пыль. Вулканический песок и вулканическая пыль объединяются термином вулканический пепел .

Вулканические бомбы являются наиболее крупными среди пирокластических образований, их размер может достигать нескольких метров в поперечнике. Образуются из обрывков лав, выброшенных из кратера. В зависимости от вязкости лав обладают различной формой и скульптурой поверхности. Бомбы веретенообразной, каплеобразной, ленточной и кляксообразной формы образуются при выбросах жидких (преимущественно базальтовых) лав. Веретенообразная форма возникает из-за быстрого вращения маловязкой лавы во время полёта. Кляксообразная форма возникает при выбросах жидкой лавы на небольшую высоту, не успевая отвердеть, при ударе о землю они сплющиваются. Ленточные бомбы образуются при выжимании лавы сквозь узкие трещины, встречаются в виде обломков лент. Специфичные формы образуются при фонтанировании базальтовых лав. Тонкие струйки жидкой лавы развеваются ветром изастывают в виде нитей, такие формы называют «волосы Пеле» (Пеле – богиня, по преданию, живущая в одном из лавовых озёр на Гавайских островах ). Для бомб, образовавшихся за счёт вязких лав, характерны полигональные очертания. Некоторые бомбы во время полёта покрываются охлаждённой затвердевшей коркой, которая разрывается выделяющимися из внутренней части газами. Их поверхность приобретает вид «хлебной корки». Вулканические бомбы могут быть сложены и экзокластическим материалом, особенно при взрывах, разрушающих вулканические постройки.

Лапилли (от лат. «lapillus» - камешек ) представлены округлыми или угловатыми вулканическими выбросами, состоящими из застывших в полете кусков свежей лавы, старых лав и чуждых вулкану пород. Размер обломков, соответсвующий лапиллям, составляет от 2 до 50 мм.

Наиболее мелкий пирокластический материал составляет вулканический пепел . Большая часть вулканических выбросов осаждается вблизи вулкана. В качестве иллюстрации этого достаточно вспомнить засыпанные пеплом при извержении Везувия в 79 году города Геркуланум, Помпею и Стабию. При сильных извержениях вулканическая пыль может выбрасываться в стратосферу и во взвешенном состоянии перемещаться воздушными потоками на тысячи километров.

Первоначально рыхлые вулканические продукты (называемые «тефра» ) впоследствии уплотняются и цементируются, превращаясь в вулканические туфы . Если обломки пирокластических пород (бомб и лапиллей) цементируются лавой, то образуются лавобрекчии . Специфичными, заслуживающими особого рассмотрения, образованиями являются игнимбриты (от лат. «ignis» - огонь и «imber» - ливень ). Игнимбриты представляют собой породы, состоящие из спекшегося пирокластического материала кислого состава. Их образование связано с возникновением палящих туч (или пепловых потоков) – потоков раскалённого газа, капель лавы и твёрдых вулканических выбросов, возникающих вследствие интенсивного импульсного выделения газов при извержении.

Жидкими продуктами извержений являются лавы. Лава (от итал. «lava» - затопляю ) – это жидкая или вязкая расплавленная масса, поступающая на поверхность при вулканических извержениях. Лава от магмы отличается низким содержанием летучих компонентов, что связано с дегазацией магмы по мере продвижения к поверхности. Характер поступления лавы на поверхность определяется интенсивностью выделения газов и вязкостью лавы. Существуют три механизма поступления лавы - эффузия, экструзия и эксплозия - и, соответственно, три главных типа извержений. Эффузивные извержения представляют собой спокойные излияния лавы из вулкана. Экструзия – тип извержения, сопровождающийся выдавливанием вязкой лавы. Экструзивные извержения могут сопровождаться взрывным выделением газов, приводящим к образованию палящих туч. Эксплозивные извержения – это извержения взрывного характера, обусловленные быстрым выделением газов.

Фации вулканогенных пород (Полевая геология, 1989)
1-дайки, 2-силлы, лакколиты, 3-эксплозивная субфация, 4-лавовые потоки (эффузивная субфация), 5-купола и обелиски (экструзивная субфация), 6-жерловая фация, 7-гипабиссальная интрузия

Лавы, как и их интрузивные аналоги, в первую очередь разделяются на ультраосновные, основные, средние и кислые. Ультраосновные лавы в фанерозое встречаются очень редко, хотя в докембрии (в условиях более интенсивного притока эндогенного тепла) были распространены значительно шире. Основные – базальтовые – лавы обычно жидкие, что связано с низким содержанием кремнезёма и высокой температурой при выходе на поверхность (около 1000-1100 0 С и более). Благодаря жидкому состоянию они легко отдают газы, что определяет эффузивный характер извержений, и способность разливаться на большие расстояния в виде потоков, а в районах со слабо расчленённым рельефом образовывать обширные покровы. Особенности строения поверхности лавовых потоков позволяет выделять среди них два типа, которым даны гавайские названия. Первый тип называется пахоэхоэ (или канатные лавы ) и образуется на поверхности быстро текущих лав. Текущая лава покрывается коркой, которая в условиях активного движения не успевает приобрести существенную мощность и быстро волнообразно сморщивается. Эти «волны» при дальнейшем движении лавы сбиваются и выглядят как уложенные рядом канаты.

Видеоролик, иллюстрирующий формирование канатной поверхности

Второй тип, называемый аа-лава , свойственен более вязким базальтовым (или иного состава) лавам. Из-за более медленного течения корка приобретает бoльшую толщину и разламывается на угловатые обломки, поверхность аа-лав представляет собой скопление остроугольных обломков с шиповидными или иглообразными выступами.

Формирование АА-лав (вулкан Килауэа)

По мере роста содержания кремнезема лавы становятся более вязкими и застывают при более низкой температуре. Если базальтовые лавы сохраняют подвижность при температурах порядка 600-700 0 С, то андезитовые (средние) лавы застывают уже при 750 0 С и более. Обычно наиболее вязкими являются кислые дацитовые и липаритовые лавы. Повышенная вязкость затрудняет отделение газов, что может приводить к эксплозивным извержениям. Если вязкость лав высока, а давление газов относительно низкое происходить экструзия. Спецификой отличается и строение лавовых потоков. Для вязких средних и кислых расплавов, характерно образование глыбовых лав. Глыбовые лавы внешне близки аа-лавам и отличаются от них отсутствием шиповидных и иглообразных выступов, а также тем, что глыбы на поверхности имеют более правильную форму и гладкую поверхность. Движение лавовых потоков, поверхность которых покрыта глыбовыми лавами, приводит к образованию лавобрекчиевых горизонтов.

При излиянии жидкой базальтовой лавы в воду происходит быстрое застывание поверхности потоков, что приводит к образованию своеобразных «труб», внутри которых продолжает двигаться расплав. Выдавливаясь из края такой «трубы» в воду, порция лавы приобретает каплеобразную форму. Поскольку охлаждение происходит неравномерно и внутренняя часть ещё некоторое время продолжает оставаться в расплавленном состоянии, происходит сплющивание лавовых «капель» под действием силы тяжести и веса следующих порций лавы. Нагромождения таких лав называют подушечными лавами или пиллоу-лавами (от англ. «pillow» - подушка ).

Газообразные продукты извержений представлены парами воды, углекислым газом, водородом, азотом, аргоном, окислами серы и другими соединениями (HCl, CH 4 , H 3 BO 3 , HF и др.). Температура вулканических газов изменяется от первых десятков градусов до тысячи и более градусов. В целом высокотемпературные эксгаляции (HCl, CO 2 , O 2 , H 2 S и др.) связаны с дегазацией магмы, низкотемпературные (N 2 , CO 2 , H 2 , SO 2) образуются как ювенильными флюидами, так и за счёт атмосферных газов и подземных вод, просачивающихся в вулкан.

При быстром выделении газов из магмы или превращении подземных вод в пар происходят газовые извержения . При извержениях такого рода отмечается непрерывное или ритмичное выделение газа из жерла, выбросов нет или очень незначительные количества пепла. Мощные извержения газа и пара пробивают в горных породах канал, из которого выбрасываются обломки пород, образуя на вал, окаймляющий кратер. Газовые извержения происходят и через жерло существующих полигенных вулканов (примером служит газовое извержение Везувия в 1906 г.).

Типы вулканических извержений

В зависимости от характера извержений среди них выделяют несколько типов. Основа такой классификации заложена французским геологом Лакруа ещё в 1908 г. Им были выделены 4 типа, которым автор присвоил названия вулканов: 1) гавайский, 2) стромболианский, 3) вулканский и 4) пелейский. Предложенная классификация не может включить все известные механизмы извержений (впоследствии она дополнялась новыми типами – исландский и др.), но, не смотря на это, и на сегодняшний день не утратила актуальности.

Извержения гавайского типа характеризуются спокойным эффузивным излиянием очень горячей жидкой базальтовой магмы в условиях низкого газового давления. Лава под давлением выбрасывается в воздух в виде лавовых фонтанов, высотой от нескольких десятков до нескольких сотен метров (при извержении Килауэа в 1959 г. они достигали высоты 450 м). Извержение обычно происходит из трещинных жерл, особенно на ранних стадиях. Оно сопровождается незначительным количеством слабых взрывов, разбрызгивающих лаву. Жидкие клочья лавы, падающие у основания фонтана в виде брызг и бомб кляксообразной формы, образуют конусы разбрызгивания. Лавовые фонтаны, тянущиеся вдоль трещины иногда на несколько километров, формируют вал, состоящий из застывших брызг лавы. Капли жидкой лавы могут образовать волосы Пеле. Извержения гавайского типа иногда приводят к образованию лавовых озёр.
Примерами могут служить извержения вулканов Килауэа, Хапемаумау на Гавайских островах, Нирагонго и Эрта-Але в Восточной Африке.

К описанному гавайскому типу очень близок исландский тип ; сходство отмечается и в характере извержений, и в составе лав. Отличие заключено в следующем. При извержениях гавайского типа лава формирует большие куполообразные массивы (щитовые вулканы), а при извержениях исландского типа лавовые потоки образуют плоские покровы. Излияние происходит из трещин. В 1783 г. в Исландии произошло знаменитое извержение из трещины Лаки длиной около 25 км, в результате которого базальты создали плато площадью 600 км 2 . После извержения трещинный канал заполняется застывшей лавой, а рядом при следующем извержении образуется новая трещина. В результате наслоения многих сотен покровов над меняющими свое положение в пространстве трещинами образуются протяженные лавовые плато (обширные древние базальтовые плато Сибири, Индии, Бразилии и других районов планеты).

Извержения стромболианского типа. Название по вулкану Стромболи, находящемуся в Тирренском море у побережья Италии. Характеризуются ритмичными (с перерывами от 1 до 10-12 мин) выбросами относительно жидкой лавы. Из обрывков лавы образуются вулканические бомбы (грушевидной, крученой, реже веретенообразной формы, нередко расплющивающиеся при падении) и лапилли; материал пепловый размерности почти отсутствует. Выбросы чередуются с излияниями лавы (по сравнению с излияниями вулканов гавайского типа потоки более короткие и толстые, что связано с более высокой вязкостью лав). Ещё одной типичной особенностью служит длительность и непрерывность развития: вулкан Стромболи извергается с V в. до н.э.

Извержения вулканского типа. Название дано по острову Вулькано в группе Липарских островов, расположенных у побережья Италии. Связаны с извержением вязкой обычно андезитовой или дацитовой лавы с высоким содержанием газов из вулканов центрального типа. Вязкая лава быстро отвердевает, образуя пробку, закупоривающую кратер. Давление выделяющихся из лавы газов периодически со взрывом «выбивает» пробку. При этом вверх выбрасывается черное облако пирокластического материал с бомбами типа «хлебной корки», округлые, эллипсоидальные и крученые бомбы практически отсутствуют. Иногда взрывы сопровождаются излияниями лавы в виде коротких и мощных потоков. Затем вновь образуется пробка, и цикл повторяется.
Извержения разделяются периодами полного покоя. Извержения вулканского типа характерны для вулканов Авачинского и Карымского на Камчатке. К этому типу близки и извержения Везувия.

Извержения пелейского типа. Название дано по вулкану Мон-Пеле на острове Мартиника в Карибском море. Происходят при поступлении очень вязкой лавы в вулканы центрального типа, что сближает его с извержением вулканского типа. Лава застывает ещё в жерле и образует мощную пробку, которая выжимается в виде монолитного обелиска (происходит экструзия). На вулкане Мон-Пеле обелиск имеет высоту 375 м и диаметр 100 м. Накапливающиеся в жерле раскалённые вулканические газы временами вырываются сквозь застывшую пробку, приводя к образованию палящих туч. Палящая туча, возникшая при извержении Мон-Пеле 8 мая 1902 г. имела температуру около 800°С и, двигалась вниз по склону вулкана со скоростью 150 м/с, она уничтожила город Сен-Пьер с 26 000 жителей.
Подобный тип извержения наблюдался часто у вулканов на острове Ява, в частности у вулкана Мерапи, а также на Камчатке у вулкана Безымянного.

Вулканы - это геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Слово «вулкан» пришло от древнеримской мифологии и происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Наука, изучающая вулканы, - вулканология, геоморфология.

Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.

Вулканическая активность

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие и дремлющие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара. Учёные также отмечают, что слишком активный вулканизм, как например, на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведёт к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности», - пишут учёные.

Типы вулканических построек

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами - барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами - вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными - стратовулканами.

Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые - многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Монтань-Пеле, 1902 г.).

Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами,депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов - вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород. Отрицательные формы рельефа , связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами - крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров.

Классификация вулканов по форме

Форма вулкана зависит от состава извергаемой им лавы; обычно рассматривают пять типов вулканов:

• Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример - вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан ; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км).
• Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это - самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они - не больше нескольких сотен метров. Пример - вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года.
• Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры - Этна, Везувий, Фудзияма.
• Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г.
• Сложные (смешанные, составные) вулканы.

Извержение вулкана

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы извержений:

• Гавайский тип - выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра, должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины.
• Гидроэксплозивный тип - извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Поствулканические явления

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры - крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность, и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

Поднявшаяся к земной поверхности лава не всегда на эту поверхность выходит. Она лишь поднимает слои осадочных пород и застывает в виде компактного тела (лакколита), образуя своеобразную систему невысоких гор. В Германии к таким системами относятся области Рён и Эйфель. На последней наблюдается и другое поствулканическое явление в виде озёр, заполняющих кратеры бывших вулканов, которым не удалось сформировать характерный вулканический конус (так называемые маары).

Источники тепла

Одной из нерешённых проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твёрдом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объёмов твёрдого материала. Например, в США в бассейне реки Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объём базальтов более 820 тыс. км³; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует ещё одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твёрдом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Районы вулканической активности

Основные районы вулканической активности - Южная Америка , Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан .

Грязевые вулканы

Грязевые вулканы - небольшие вулканы, через которые на поверхность выходит не магма, а жидкая грязь и газы из земной коры. Грязевые вулканы намного меньше по размерам, чем обыкновенные. Грязь, как правило, выходит на поверхность холодной, но газы, извергаемые грязевыми вулканами, часто содержат метан и могут загореться во время извержения, создавая картину, похожую на извержение обыкновенного вулкана в миниатюре.

В нашей стране грязевые вулканы более всего распространены на Таманском полуострове, встречаются также в Сибири, около Каспийского моря и на Камчатке. На территории других стран СНГ грязевых вулканов больше всего в Азербайджане, имеются они в Грузии и в Крыму.

Вулканы на других планетах

Вулканы в культуре

• Картина Карла Брюллова «Последний день Помпеи»;
• Кинофильмы «Вулкан», «Пик Данте» и сцена из фильма «2012».
• Вулкан близ ледника Эйяфьядлайёкюдль в Исландии во время своего извержения стал героем огромного числа юмористических программ, сюжетов теленовостей, сводок и народного творчества, обсуждающего события в мире.

(Visited 774 times, 1 visits today)

Главная » Части речи » Вулканы. Закономерности эволюции магмы и образования магматических горных пород