Что такое вулканы

Вулканом называют геологическое образование, через которое на поверхность поступает материал из магматического очага. Это лава, вулканический пепел, горячие газы. По активности выделяются действующие, спящие и потухшие вулканы.

Строение вулкана

Обычно вулкан представляют конусом, из вершины которого вырываются клубы дыма и пламя. Составными элементами любого вулкана являются: очаг, жерло, кратер. Схематически строение вулкана может быть представлено рисунком ниже.

Как устроен вулкан

Различают несоклько типов вулканов:

  • Вулканы центрального типа. На его вершине располагается чашеподобное углубление кратер. В процессе извержения размер кратера изменяется. Под вулканом на глубине располагается магматическая камера. Камеру и кратер соединяет подводящий канал или жерло.
  • Вулканы линейного типа формируются на глубинных разломах, через которые магма поступает к поверхности. Подводящими каналами являются протяженные трещины, поэтому такие вулканы не имеют кратера. Раскаленный жидкий материал вытекает на поверхность по всей длине трещин.

Вулканическая постройка разбита многочисленными кольцевыми или радиальными трещинами, где на ответвлениях от основного жерла возникают боковые или паразитические, менее мощные вулканы.

В случае обрушения стенок кратера или разрушения вершины образуются впадины различной глубины овальной формы – кальдеры.

Состав лавы

Магма, вышедшая на поверхность называется лавой. Материал из магматического очага, попадая на поверхность, теряет газы из-за резкого падения давления, поэтому вулканические породы часто пористые.

По химическому составу лавы и горные породы, образующиеся из них, делятся на несколько типов:

  • кислая лава с содержанием кремнезема (SiO2) 65-75% – порода липарит;
  • средняя, где содержание SiO2 55-65% – андезит;
  • основная, содержание SiO2 45-55% – базальт.

Приведены наиболее распространенные горные породы, принадлежащие перечисленным группам.

Вулканическая лава

Базальтовая лава имеет температуру до 1200°С, поэтому легко изливается и растекается по поверхности. Липаритовая лава  с температурой около 700°С вязкая, двигается медленно, выталкивается на поверхность с трудом, часто закупоривает жерло. Андезитовая лава по особенностям извержения близка к липаритам, но описаны случаи стекания лавы по склону вулкана.

Кроме лавы на поверхность выбрасывается вулканический пепел и бомбы. Вулканический пепел состоит из мелких остроугольных обломков вулканической породы. Вулканические бомбы – это более крупные обломки, часто округлой, каплевидной или неправильной формы.

Форма вулканов

Форма вулканического сооружения связана с составом лавы. По форме вулканы делятся на щитовые, купольные, слоистые, шлаковые конусы, смешанные.

  • Для щитовых характерны излияния жидкой базальтовой лавы, которая растекается и покрывает обширные территории вокруг вулкана. Слои базальтов перекрывают друг друга, формируя приподнятый щит равнинного облика.
  • Купольные образуются в связи с выдавливанием липаритовой лавы из жерла, застывающей в виде купола. Если застывшая лава полностью перекрывает выход вулканических газов, происходит взрыв.
  • Слоистые или стратовулканы строят конус из вязких и жидких потоков, вулканического пепла, раскаленных обломков пород, которые чередуются и создают правильный конус. Извержение происходит из основного и паразитических кратеров.
  • Шлаковые конусы сложены крупными и мелкими обломками пористых пород, характерны для боковых конусов.
  • Смешанный тип отличается чередованием слоев пепла, лавы разного состава, шлаков.
Формы влуканов и их особенности

Типы извержений

Извержения вулканов происходили в древности, продолжаются до сегодняшнего дня. Сохранились записи Плиния Младшего об извержении Везувия и гибели ближайших городов в 79 г. н. э.

Таблица: классификация типов извержений влканов
Тип извержения Вулкан и его расположение Характер извержения
Гавайский Мауна-Лоа, Гавайи Спокойное излияние базальтовой лавы
Плинианский Кракатау, Индонезия Мощный взрыв пробки с образованием большого количества пепла и разрушением вулканического конуса
Стромболианский Этна, Италия Повторяющиеся незначительные выбросы вулканических бомб и меньших по размеру фрагментов.
Пелейский Монтань-Пеле, о. Мартиника Формирование жерловой пробки, выход из-под пробки раскаленных газов, смешанных с пеплом
Газовый (фреатический) Эйяфьядлайёкюдль, Исландия Контакт с водой вызывает взрывы за счет перегретого водного пара с выбросом пепла, на поверхность попадают обломки древних пород

Сопутствующие явления

Извержения вулканов, особенно сильные, сопровождаются различными явлениями.

  • В ряде случаев наблюдается связь вулканической деятельности и землетрясений. Зафиксированы землетрясения, как предшествующие извержению, так и пробудившие вулкан.
  • При обрушении стенок кратера наблюдаются землетрясения небольшой интенсивности в прилегающей местности, что вызывает обвалы и оползни.
  • Сильные извержения могут сопровождаться выделением горячих газов через трещины в склонах или у подножья вулканического конуса (фумаролы). Такие газовые «фонтаны» состоят из углекислого газа, соединений серы, хлора. Стекая вниз, газы заполняют понижения в рельефе, что приводит к гибели людей и животных.
  • Извержения подводных вулканов нередко вызывает разрушительную волну цунами.

Считается, что переполнение магматической камеры газонасыщенным расплавом вызывает напряжение в окружающих горных породах и, как следствие, землетрясение небольшой магнитуды. Такие землетрясения называются предвестниками извержения. Глубина гипоцентра предвестников может оставаться неизменной или смещаться к поверхности. Возможны 2 варианта: через 2-3 месяца начинается извержение или вулкан «засыпает» на неопределенное время.

Часть извержений произошли после сильных землетрясений в общем регионе. Так, в 1990 году на Филлипинских островах случилось землетрясение силой 7,7 балла, за ним через некоторое время последовало извержение вулкана Пинатубо. Такая же закономерность наблюдается в деятельности чилийских вулканов.

После прекращения вулканической деятельности магматический очаг может долгое время быть в разогретом состоянии. В этом случае в областях древнего вулканизма наблюдаются фумаролы, выбросы горячей воды, смешанной с паром (гейзеры), термальные источники, небольшие грязевые вулканы.

Вулкан Пинатубо на Филлипинах

Области активного вулканизма

В настоящее время главенствует теория о перемещении литосферных плит по пластичному веществу мантии, где происходят конвекционные явления. Восходящие мантийные потоки поднимают раскаленный материал, охладившиеся массы опускаются. В результате конвекции литосферные плиты двигаются относительно друг друга.

В зонах расхождения плит (срединно-океанические хребты) наблюдается базальтовый вулканизм гавайского типа с наращиванием океанической коры.

В зонах сближения плит (субдукция) происходит продвижение океанической плиты под континентальную. Вдоль зон субдукции формируются вулканические островные дуги (Курильские острова), береговые хребты с многочисленными вулканами (Анды, Кордильеры). Вулканизм андезитовый плинианского типа.

Внутри литосферных плит располагаются горячие точки, где к поверхности поднимаются горячие потоки из мантии и проплавляют океаническую кору. В таких местах формируются острова разного возраста с постоянно действующими вулканами гавайского типа (Гавайские острова).

Человек и вулканы

Вулканизм – опасное природное явление, поэтому предпринимаются попытки предсказания извержений. Производятся наблюдения за температурным режимом почвы и уровнем ее поверхности, фиксируются мелкие землетрясения предвестники, анализируется содержание радона и гелия, выделяющегося из трещин. Одновременно производятся аналогичные наблюдения в районе постоянно действующих вулканов (Камчатка, Курильские острова, Индонезия).

Предлагаются способы защиты населения. В Исландии медленные лавы поливают холодной водой, стремясь ускорить ее застывание. В Индонезии на пути грязевых потоков строятся дамбы. При выпадении раскаленного пепла защититься невозможно, осуществляется эвакуация населения. При выбросе большого объема пепла прекращается авиационное сообщение.

Вулканическое тепло прогревает подземные воды, которые используют для обогрева домов (Исландия), выработки электроэнергии (Камчатка).