De gamla romarna, som såg svart rök och eld spränga upp i himlen från toppen av berget, trodde att före dem var ingången till helvetet eller till Vulcans domän, smides- och eldens gud. För att hedra honom kallas eldsprutande berg fortfarande för vulkaner.
I den här artikeln kommer vi att ta reda på vad vulkanens struktur är och titta in i dess krater.
Aktiva och utdöda vulkaner
Det finns många vulkaner på jorden, både vilande och aktiva. Utbrottet av var och en av dem kan vara dagar, månader eller till och med år (till exempel, Kilauea-vulkanen, som ligger i Hawaiis skärgård, vaknade tillbaka 1983 och dess aktivitet upphör fortfarande inte). Därefter kan kratrarna av vulkaner frysa i flera decennier, för att sedan påminna om sig själva igen med ett nytt utbrott.
Även om det naturligtvis också finns geologiska formationer vars arbete slutfördes i ett avlägset förflutet. Många av dem behåller fortfarande formen av en kon, men det finns ingen information om exakt hur deras utbrott inträffade. Sådana vulkaner anses vara utdöda. Som ett exempel kan Kazbek nämnas, sedan antiken täckt av lysande glaciärer. Och på Krim och Transbaikalia finns kraftigt eroderade och förstörda vulkaner som helt har förlorat sin ursprungliga form.
Vilka typer av vulkaner finns det?
Beroende på struktur, aktivitet och läge urskiljs inom geomorfologi (den så kallade vetenskapen som studerar de beskrivna geologiska formationerna) olika typer av vulkaner.
I allmänhet är de indelade i två huvudgrupper: linjära och centrala. Även om denna uppdelning naturligtvis är väldigt ungefärlig, eftersom de flesta av dem klassificeras som linjära tektoniska fel i jordskorpan.
Dessutom finns det också sköldformade och kupolstrukturer av vulkaner, samt så kallade askekottar och stratovulkaner. Genom aktivitet definieras de som aktiva, vilande eller utdöda, och efter plats - som terrestra, undervattens- och subglaciala.
Hur skiljer sig linjära vulkaner från centrala?
Linjära (fissur) vulkaner stiger som regel inte högt över jordens yta - de ser ut som sprickor. Strukturen hos vulkaner av denna typ inkluderar långa försörjningskanaler förknippade med djupa sprickor i jordskorpan, från vilka flytande magma av basaltisk sammansättning strömmar. Den sprider sig åt alla håll och bildar, när den stelnat, lavaskydd som raderar skogar, fyller sänkor och förstör floder och byar.
Dessutom, under explosionen av en linjär vulkan, kan explosiva diken dyka upp på jordens yta, som sträcker sig flera tiotals kilometer. Dessutom är strukturen hos vulkanerna längs sprickorna dekorerad med mjuka schakt, lavafält, stänk och platta breda kottar, vilket radikalt förändrar landskapet. Huvudkomponenten i Islands relief är förresten lavaplatåer, som uppstått på detta sätt.
Om magmans sammansättning visar sig vara surare (ökat innehåll av kiseldioxid) växer extrusiva (d.v.s. utpressade) schakt med en lös sammansättning runt vulkanens mynning.
Strukturen hos vulkaner av central typ
En vulkan av central typ är en konformad geologisk formation, som är krönt på toppen av en krater - en fördjupning formad som en tratt eller skål. Den rör sig förresten gradvis uppåt när själva vulkanstrukturen växer, och dess storlek kan vara helt annorlunda och mätas i både meter och kilometer.
En öppning leder djupt in i kratern, genom vilken magma stiger upp i kratern. Magma är en smält eldig massa som har en övervägande silikatsammansättning. Den föds i jordskorpan, där dess härd är belägen, och efter att ha stigit till toppen rinner den ut på jordens yta i form av lava.
Ett utbrott åtföljs vanligtvis av utsläpp av små sprayer av magma, som bildar aska och gaser, som intressant nog är 98% vatten. De förenas av olika föroreningar i form av flingor av vulkanisk aska och damm.
Vad bestämmer formen på vulkaner
Formen på en vulkan beror till stor del på magmans sammansättning och viskositet. Lättrörlig basaltisk magma bildar sköldvulkaner (eller sköldliknande) vulkaner. De tenderar att vara platt till formen och ha en stor omkrets. Ett exempel på dessa typer av vulkaner är den geologiska formationen som ligger på Hawaiiöarna och kallas Mauna Loa.
Cinder kottar är den vanligaste typen av vulkan. De bildas under utbrottet av stora fragment av porös slagg, som, som hopar sig, bygger en kon runt kratern, och deras små delar bildar sluttande sluttningar. En sådan vulkan växer sig högre för varje utbrott. Ett exempel är vulkanen Plosky Tolbachik som exploderade i december 2012 i Kamchatka.
Strukturella egenskaper hos kupol och stratovulkaner
Och de berömda Etna, Fuji och Vesuvius är exempel på stratovulkaner. De kallas också skiktade, eftersom de bildas av periodiskt utbrott av lava (viskös och snabbt stelnar) och pyroklastiska ämnen, som är en blandning av het gas, heta stenar och aska.
Som ett resultat av sådana utsläpp har dessa typer av vulkaner skarpa koner med konkava sluttningar, där dessa avlagringar alternerar. Och lava strömmar från dem inte bara genom huvudkratern, utan också från sprickor, stelnar på sluttningarna och bildar räfflade korridorer som fungerar som stöd för denna geologiska formation.
Kupolvulkaner bildas med hjälp av trögflytande granitmagma, som inte strömmar nedför sluttningarna, utan stelnar upptill och bildar en kupol, som likt en kork täpper igen ventilen och stöts ut av gaser som samlats under den med tiden. Ett exempel på ett sådant fenomen är kupolen som bildas över Mount St. Helens i nordvästra USA (den bildades 1980).
Vad är en kaldera
De centrala vulkanerna som beskrivs ovan är vanligtvis konformade. Men ibland, under ett utbrott, kollapsar väggarna i en sådan vulkanisk struktur, och calderor bildas - enorma fördjupningar som kan nå ett djup på tusentals meter och en diameter på upp till 16 km.
Från det som sades tidigare minns du att vulkanernas struktur inkluderar en enorm öppning genom vilken smält magma stiger under ett utbrott. När all magma är på toppen uppstår ett stort tomrum inuti vulkanen. Det är just i detta som toppen och väggarna på ett vulkaniskt berg kan falla och på jordens yta bilda stora kittelformade fördjupningar med en relativt platt botten, kantad av resterna av kraschen.
Den största kalderan idag är Toba-calderan, belägen i (Indonesien) och helt täckt med vatten. Sjön som bildas på detta sätt har mycket imponerande dimensioner: 100/30 km och ett djup på 500 m.
Vad är fumaroler?
Vulkankratrar, deras sluttningar, foten och skorpan av kylda lavaflöden är ofta täckta med sprickor eller hål från vilka heta gaser lösta i magman flyr. De kallas fumaroler.
Som regel böljar tjock vit ånga över stora hål eftersom magma, som redan nämnts, innehåller mycket vatten. Men förutom detta fungerar fumaroler också som en källa för frisättning av koldioxid, alla typer av svaveloxider, vätesulfid, vätehalogenider och andra kemiska föreningar som kan vara mycket farliga för människor.
Förresten tror vulkanologer att fumarolerna som ingår i vulkanens struktur gör den säkrare, eftersom gaser hittar en väg ut och inte ackumuleras i bergets djup för att bilda en bubbla som så småningom kommer att pressa lavan till ytan.
En sådan vulkan inkluderar den berömda, som ligger nära Petropavlovsk-Kamchatsky. Röken som väller ovanför kan ses tiotals kilometer bort i klart väder.
Vulkanbomber är också en del av strukturen hos jordens vulkaner
Om en länge vilande vulkan exploderar, då flyger de så kallade vulkanerna ut ur dess krater under utbrottet, de består av sammansmälta stenar eller fragment av lava frusna i luften och kan väga flera ton. Deras form beror på lavans sammansättning.
Till exempel, om lava är flytande och inte hinner svalna tillräckligt i luften, förvandlas en vulkanbomb som faller till marken till en kaka. Och lågviskösa basaltiska lavor roterar i luften och tar därigenom en vriden form eller blir som en spindel eller päron. Viskösa - andesitiska - bitar av lava efter att ha fallit blir som en brödskorpa (de är runda eller mångfacetterade och täckta med ett nätverk av sprickor).
Diametern på en vulkanbomb kan nå sju meter, och dessa formationer finns på sluttningarna av nästan alla vulkaner.
Typer av vulkanutbrott
Som N.V. Koronovsky påpekade i boken "Fundamentals of Geology", som undersöker strukturen hos vulkaner och typer av utbrott, bildas alla typer av vulkaniska strukturer som ett resultat av olika utbrott. Bland dem sticker 6 typer ut särskilt.
När inträffade de mest kända vulkanutbrotten?
Åren av vulkanutbrott kan kanske betraktas som allvarliga milstolpar i mänsklighetens historia, för vid denna tid förändrades vädret, ett stort antal människor dog och till och med hela civilisationer raderades från jorden (till exempel som ett resultat av detta) av utbrottet av en gigantisk vulkan dog den minoiska civilisationen 15 eller 16 århundraden f.Kr.).
År 79 e.Kr e. Vesuvius bröt ut nära Neapel och begravde städerna Pompeji, Herculaneum, Stabia och Oplontium under ett sju meter långt lager av aska, vilket ledde till att tusentals invånare dog.
År 1669 ledde flera utbrott av vulkanen Etna, liksom 1766, av vulkanen Mayon (Filippinerna) till fruktansvärd förstörelse och många tusen människors död under lavaflöden.
1783 exploderade Laki-vulkanen på Island, vilket orsakade en temperatursänkning som ledde till missväxt och svält i Europa 1784.
Och på ön Sumbawa, som vaknade 1815, lämnade nästa år hela jorden utan en sommar, vilket sänkte världstemperaturen med 2,5 °C.
1991 sänkte en vulkan i Filippinerna den också tillfälligt med sin explosion, om än med 0,5 °C.
Innehållet i artikeln
VULKANER, separata höjder ovanför kanaler och sprickor i jordskorpan, genom vilka utbrottsprodukter förs till ytan från djupa magmakammare. Vulkaner har vanligtvis formen av en kon med en toppkrater (från flera till hundratals meter djup och upp till 1,5 km i diameter). Under utbrott kollapsar ibland en vulkanisk struktur med bildandet av en kaldera - en stor fördjupning med en diameter på upp till 16 km och ett djup på upp till 1000 m. När magman stiger försvagas det yttre trycket, tillhörande gaser och flytande produkter fly till ytan och ett vulkanutbrott inträffar. Om gamla stenar, och inte magma, förs till ytan, och gaserna domineras av vattenånga som bildas när grundvattnet värms upp, kallas ett sådant utbrott freatiskt.
Aktiva vulkaner inkluderar de som bröt ut under historisk tid eller visade andra tecken på aktivitet (utsläpp av gaser och ånga, etc.). Vissa forskare anser att aktiva vulkaner som är tillförlitligt kända för att ha brutit ut under de senaste 10 tusen åren. Till exempel bör vulkanen Arenal i Costa Rica anses vara aktiv, eftersom vulkanaska upptäcktes under arkeologiska utgrävningar av en förhistorisk plats i detta område, även om dess utbrott för första gången i mänskligt minne inträffade 1968, och innan dess inga tecken på aktivitet dök upp.
Vulkaner är kända inte bara på jorden. Bilder tagna från rymdskepp avslöjar enorma gamla kratrar på Mars och många aktiva vulkaner på Io, en måne av Jupiter.
VOLKANISKA PRODUKTER
Lava
– Det här är magma som häller ut på jordens yta vid utbrott och sedan stelnar. Lava kan bryta ut från huvudtoppkratern, en sidokrater på sidan av vulkanen eller från sprickor associerade med en vulkankammare. Det rinner nerför sluttningen som ett lavaflöde. I vissa fall förekommer lavautgjutningar i sprickzoner av enorm omfattning. Till exempel, på Island 1783, inom kedjan av Laki-kratrar, som sträcker sig längs en tektonisk förkastning på ett avstånd av ca. 20 km strömmade det ut ~12,5 km 3 lava, fördelat över ett område på ~570 km 2 .
Sammansättning av lava.
De hårda stenar som bildas när lavan svalnar innehåller främst kiseldioxid, oxider av aluminium, järn, magnesium, kalcium, natrium, kalium, titan och vatten. Vanligtvis innehåller lavor mer än en procent av var och en av dessa komponenter, och många andra element finns i mindre mängder.
| MEDELKEMISK SAMMANSÄTTNING AV NÅGRA LAVOR (i viktprocent) |
|||||||
| Oxider | Nefelin basalt | Basalt | Andesit | Dacite | Fonolit | Trachyte | Ryolit |
| SiO2 | 37,6 | 48,5 | 54,1 | 63,6 | 56,9 | 60,2 | 73,1 |
| Al2O3 | 10,8 | 14,3 | 17,2 | 16,7 | 20,2 | 17,8 | 12,0 |
| Fe2O3 | 5,7 | 3,1 | 3,5 | 2,2 | 2,3 | 2,6 | 2,1 |
| FeO | 8,3 | 8,5 | 5,5 | 3,0 | 1,8 | 1,8 | 1,6 |
| MgO | 13,1 | 8,8 | 4,4 | 2,1 | 0,6 | 1,3 | 0,2 |
| CaO | 13,4 | 10,4 | 7,9 | 5,5 | 1,9 | 2,9 | 0,8 |
| Na2O | 3,8 | 2,3 | 3,7 | 4,0 | 8,7 | 5,4 | 4,3 |
| K2O | 1,0 | 0,8 | 1,1 | 1,4 | 5,4 | 6,5 | 4,8 |
| H2O | 1,5 | 0,7 | 0,9 | 0,6 | 1,0 | 0,5 | 0,6 |
| TiO2 | 2,8 | 2,1 | 1,3 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,3 |
| P2O5 | 1,0 | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,1 |
| MnO | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,1 |
Det finns många typer av vulkaniska bergarter, varierande i kemisk sammansättning. Oftast finns det fyra typer, vars medlemskap bestäms av innehållet av kiseldioxid i berget: basalt - 48-53%, andesit - 54-62%, dacit - 63-70%, rhyolit - 70-76% ( se bordet). Stenar som innehåller mindre kiseldioxid innehåller stora mängder magnesium och järn. När lavan svalnar bildar en betydande del av smältan vulkaniskt glas, i vars massa enskilda mikroskopiska kristaller finns. Undantaget är den så kallade fenokristaller är stora kristaller som bildas i magma i jordens djup och förs upp till ytan av ett flöde av flytande lava. Oftast representeras fenokristaller av fältspat, olivin, pyroxen och kvarts. Bergarter som innehåller fenokristaller kallas vanligtvis porfyrit. Färgen på vulkaniskt glas beror på mängden järn som finns i det: ju mer järn, desto mörkare är det. Så även utan kemisk analys kan man gissa att en ljus sten är rhyolit eller dacit, en mörkfärgad sten är basalt och en grå sten är andesit. Typen av bergart bestäms av de mineraler som är synliga i berget. Till exempel är olivin, ett mineral som innehåller järn och magnesium, karakteristiskt för basalter, kvarts - av rhyoliter.
När magman stiger till ytan bildar de frigjorda gaserna små bubblor med en diameter ofta upp till 1,5 mm, mer sällan upp till 2,5 cm.De lagras i det stelnade berget. Det är så bubbliga lavor bildas. Beroende på den kemiska sammansättningen av lavas varierar de i viskositet eller fluiditet. Med ett högt innehåll av kiseldioxid (kiseldioxid) kännetecknas lava av hög viskositet. Viskositeten hos magma och lava bestämmer till stor del arten av utbrottet och typen av vulkaniska produkter. Flytande basaltiska lavor med låg kiseldioxidhalt bildar omfattande lavaflöden som är mer än 100 km långa (till exempel är ett lavaflöde på Island känt för att sträcka sig 145 km). Tjockleken på lavaflöden är vanligtvis från 3 till 15 m. Mer flytande lavor bildar tunnare flöden. Flöden 3-5 m tjocka är vanliga på Hawaii. När ytan av ett basaltflöde börjar stelna kan dess inre förbli flytande, fortsätta att rinna och lämna efter sig en långsträckt hålighet eller lavatunnel. Till exempel, på ön Lanzarote (Kanarieöarna) kan en stor lavatunnel spåras i 5 km. Ytan på ett lavaflöde kan vara jämn och vågig (på Hawaii kallas sådan lava pahoehoe) eller ojämn (aa-lava). Het lava, som är mycket flytande, kan röra sig med hastigheter över 35 km/h, men oftare överstiger dess hastighet inte flera meter i timmen. I ett långsamt flöde kan bitar av den stelnade övre skorpan falla av och täckas av lava; Som ett resultat bildas en zon berikad med skräp i den nära bottendelen. När lavan hårdnar, bildas ibland kolumnära enheter (mångfacetterade vertikala kolonner med en diameter på flera centimeter till 3 m) eller sprickbildning vinkelrätt mot kylytan. När lava rinner in i en krater eller kaldera bildas en lavasjö som svalnar med tiden. Till exempel bildades en sådan sjö i en av kratrarna i vulkanen Kilauea på ön Hawaii under utbrotten 1967-1968, när lava kom in i denna krater med en hastighet av 1,1·10 6 m 3 / h (en del av lavan återvände därefter till vulkanens krater). I angränsande kratrar nådde tjockleken av jordskorpan av stelnad lava på lavasjöar 6,4 m inom 6 månader.
Kupoler, maarer och tuffringar.
Mycket trögflytande lava (oftast av dacite sammansättning) under utbrott genom huvudkratern eller sidosprickor bildar inte flöden, men en kupol med en diameter på upp till 1,5 km och en höjd på upp till 600 m. Till exempel en sådan kupol bildades i kratern på Mount St. Helens (USA) efter ett exceptionellt kraftigt utbrott i maj 1980. Trycket under kupolen kan byggas upp, och veckor, månader eller år senare kan det förstöras av nästa utbrott. I vissa delar av kupolen stiger magma högre än i andra, och som ett resultat av detta sticker vulkaniska obelisker ut över dess yta - block eller spiror av stelnad lava, ofta tiotals och hundratals meter höga. Efter det katastrofala utbrottet av vulkanen Montagne Pelee på ön Martinique 1902 bildades en lavaspira i kratern, som växte med 9 m per dag och som ett resultat nådde en höjd av 250 m, och kollapsade ett år senare. På vulkanen Usu på Hokkaido (Japan) 1942, under de första tre månaderna efter utbrottet, växte Showa-Shinzan lavakupolen med 200 m. Den trögflytande lavan som utgjorde den tog sig igenom tjockleken av de tidigare bildade sedimenten.
Maar är en vulkankrater som bildas under ett explosivt utbrott (oftast med hög luftfuktighet i klipporna) utan att lava strömmar ut. En ringaxel av skräp som kastas ut av explosionen bildas inte, till skillnad från tuffringar - även explosionskratrar, som vanligtvis är omgivna av ringar av skräpprodukter.
Klassiskt material,
släpps ut i luften under ett utbrott kallas tephra, eller pyroklastiska skräp. De avlagringar de bildar kallas också. Pyroklastiska stenfragment finns i olika storlekar. Den största av dem är vulkaniska block. Om produkterna är så flytande vid tidpunkten för utsläppet att de stelnar och tar form medan de fortfarande är i luften, så är det s.k. vulkaniska bomber. Material som är mindre än 0,4 cm i storlek klassificeras som aska, och fragment som sträcker sig i storlek från en ärta till en valnöt klassificeras som lapilli. Härdade avlagringar som består av lapilli kallas lapilli-tuff. Det finns flera typer av tephra, olika i färg och porositet. Ljusfärgad, porös, icke-sjunkande tefra kallas pimpsten. Mörk vesikulär tefra som består av lapilli-stora enheter kallas vulkanisk slagg. Bitar av flytande lava som stannar kvar i luften en kort tid och inte hinner härda helt bildar stänk och bildar ofta små stänkkottar nära lavaflödenas utlopp. Om detta stänk sintrar kallas de resulterande pyroklastiska avlagringarna agglutinat.
En luftburen blandning av mycket fint pyroklastiskt material och uppvärmd gas, som stöts ut från en krater eller sprickor under ett utbrott och som rör sig över markytan med en hastighet av ~100 km/h, bildar askflöden. De sprider sig över många kilometer, ibland korsar de vatten och kullar. Dessa formationer är också kända som brännande moln; de är så varma att de lyser på natten. Askflöden kan även innehålla stora skräp, inkl. och bitar av sten som rivs ut från väggarna i en vulkan. Oftast bildas brännande moln när en kolumn av aska och gaser som stöts ut vertikalt från en ventil kollapsar. Under påverkan av gravitationen, som motverkar trycket från de utbrytande gaserna, börjar kolonnens kanter att sätta sig och sjunka ner för vulkanens sluttning i form av en het lavin. I vissa fall visas brännande moln längs periferin av en vulkanisk kupol eller vid basen av en vulkanisk obelisk. Det är också möjligt för dem att frigöras från ringsprickorna runt kalderan. Askflödesavlagringar bildar det ignimbrita vulkaniska berget. Dessa flöden transporterar både små och stora fragment av pimpsten. Om ignimbriter avsätts tillräckligt tjockt, kan de inre horisonterna vara så varma att pimpstensfragmenten smälter och bildar sintrad ignimbrit eller sintrad tuff. När berget svalnar kan det bildas kolumnformade formationer i dess inre, som är mindre enkla och större än liknande strukturer i lavaflöden.
Små kullar bestående av aska och block av olika storlekar bildas som ett resultat av en riktad vulkanexplosion (som till exempel under utbrotten av Mount St. Helens 1980 och Bezymyanny i Kamchatka 1965).
Riktade vulkanexplosioner är ett ganska sällsynt fenomen. De avlagringar de skapar förväxlas lätt med de klastiska avlagringarna som de ofta ligger intill. Till exempel, under utbrottet av Mount St. Helens, inträffade en lavin av spillror omedelbart före den riktade explosionen.
Vulkanutbrott under vattnet.
Om det finns en vattenmassa ovanför vulkankällan, under utbrottet är det pyroklastiska materialet mättat med vatten och sprider sig runt källan. Avlagringar av denna typ, som först beskrevs i Filippinerna, bildades som ett resultat av 1968 års utbrott av vulkanen Taal, som ligger på botten av sjön; de representeras ofta av tunna vågiga lager av pimpsten.
Vi satt ner.
Vulkanutbrott kan vara förknippade med lerflöden eller lerstensflöden. De kallas ibland lahars (ursprungligen beskrivna i Indonesien). Bildandet av lahars är inte en del av den vulkaniska processen, utan en av dess konsekvenser. På sluttningarna av aktiva vulkaner ansamlas löst material (aska, lapilli, vulkanskt skräp) i överflöd, stöts ut från vulkaner eller faller från brännande moln. Detta material är lätt involverat i vattnets rörelse efter regn, när is och snö smälter på vulkanernas sluttningar eller när sidorna av kratersjöar bryter igenom. Lerbäckar forsar nedför flodbäddarna i hög hastighet. Under utbrottet av vulkanen Ruiz i Colombia i november 1985 förde lerflöden som rörde sig i hastigheter över 40 km/h mer än 40 miljoner m 3 skräp till fotslätten. Samtidigt förstördes staden Armero och ca. 20 tusen människor. Oftast uppstår sådana lerflöden under ett utbrott eller omedelbart efter det. Detta förklaras av det faktum att under utbrott, åtföljd av frigörandet av termisk energi, smälter snö och is, kratersjöar bryter igenom och dränerar, och sluttningsstabiliteten störs.
Gaser,
frigörs från magman före och efter utbrottet, de ser ut som vita strömmar av vattenånga. När tefran blandas med dem under ett utbrott blir utsläppen grå eller svarta. Låga gasutsläpp i vulkanområden kan fortsätta i åratal. Sådana utsläpp av heta gaser och ångor genom öppningar i botten av kratern eller vulkanens sluttningar, såväl som på ytan av lava- eller askflöden, kallas fumaroler. Särskilda typer av fumaroler inkluderar solfataras, som innehåller svavelföreningar, och mofets, i vilka koldioxid dominerar. Temperaturen för fumarolgaser är nära magmatemperaturen och kan nå 800°C, men kan också sjunka till kokpunkten för vatten (~100°C), vars ångor fungerar som huvudkomponenten i fumaroler. Fumarolgaser har sitt ursprung både i grunda horisonter nära ytan och på stora djup i varma bergarter. År 1912, som ett resultat av utbrottet av vulkanen Novarupta i Alaska, bildades den berömda Valley of Ten Thousand Smokes, där på ytan av vulkaniska utsläpp ett område på ca. 120 km 2 uppstod många högtemperaturfumaroler. För närvarande är endast ett fåtal fumaroler med ganska låga temperaturer aktiva i dalen. Ibland stiger vita strömmar av ånga upp från ytan av ett lavaflöde som ännu inte har svalnat; oftast är det regnvatten som värms upp genom kontakt med ett hett lavaflöde.
Kemisk sammansättning av vulkaniska gaser.
Gasen som frigörs från vulkaner består av 50-85 % vattenånga. Över 10 % är koldioxid, ca. 5% är svaveldioxid, 2-5% är väteklorid och 0,02-0,05% är vätefluorid. Svavelväte och svavelgas finns vanligtvis i små mängder. Ibland finns väte, metan och kolmonoxid, samt små mängder av olika metaller. Ammoniak hittades i gasutsläpp från ytan av ett lavaflöde täckt av vegetation.
Tsunami
Enorma havsvågor, förknippade främst med undervattensjordbävningar, men ibland orsakade av vulkanutbrott på havsbotten, vilket kan orsaka bildandet av flera vågor, som inträffar med intervaller på flera minuter till flera timmar. Utbrottet av vulkanen Krakatoa den 26 augusti 1883 och den efterföljande kollapsen av dess kaldera åtföljdes av en tsunami över 30 m hög, vilket orsakade många offer vid kusterna av Java och Sumatra.
TYPER AV ERUPTIONER
Produkter som kommer till ytan under vulkanutbrott varierar avsevärt i sammansättning och volym. Själva utbrotten varierar i intensitet och varaktighet. Den vanligaste klassificeringen av utbrottstyper är baserad på dessa egenskaper. Men det händer att utbrottens karaktär förändras från en händelse till en annan, och ibland under samma utbrott.
Plinian typ
uppkallad efter den romerske vetenskapsmannen Plinius den äldre, som dog i Vesuvius utbrott år 79 e.Kr. Utbrott av denna typ kännetecknas av den största intensiteten (en stor mängd aska kastas ut i atmosfären till en höjd av 20-50 km) och inträffar kontinuerligt i flera timmar och till och med dagar. Pimpsten av dacit eller rhyolitkomposition bildas av trögflytande lava. Produkter av vulkaniska utsläpp täcker ett stort område, och deras volym varierar från 0,1 till 50 km 3 eller mer. Ett utbrott kan resultera i kollaps av en vulkanisk struktur och bildandet av en kaldera. Ibland producerar ett utbrott brännande moln, men lavaflöden bildas inte alltid. Fin aska förs över långa sträckor av starka vindar med hastigheter upp till 100 km/h. Aska som släpptes ut 1932 av vulkanen Cerro Azul i Chile upptäcktes 3 000 km bort. Till Plinian-typen hör också det kraftiga utbrottet av Mount St Helens (Washington, USA) den 18 maj 1980, då höjden på eruptivpelaren nådde 6000 m. Under 10 timmars kontinuerligt utbrott, ca. 0,1 km 3 tephra och mer än 2,35 ton svaveldioxid. Under utbrottet av Krakatoa (Indonesien) 1883 var volymen av tephra 18 km 3 och askmolnet steg till en höjd av 80 km. Huvudfasen av detta utbrott varade i cirka 18 timmar.
En analys av de 25 mest våldsamma historiska utbrotten visar att de lugna perioderna som föregick Plinian-utbrotten var i genomsnitt 865 år.
Peleian typ.
Utbrott av denna typ kännetecknas av mycket trögflytande lava, som hårdnar innan den lämnar ventilen med bildandet av en eller flera extrusiva kupoler, klämning av obelisken ovanför den och utsläpp av brännande moln. 1902 års utbrott av vulkanen Montagne-Pelée på ön Martinique tillhörde denna typ.
Vulcan typ.
Utbrott av den här typen (namnet kommer från ön Vulcano i Medelhavet) är kortlivade - från flera minuter till flera timmar, men återkommer med några dagar eller veckor i flera månader. Eruptivkolonnens höjd når 20 km. Magman är flytande, basaltisk eller andesitisk till sin sammansättning. Bildandet av lavaflöden är typiskt, och askutsläpp och extrusiva kupoler förekommer inte alltid. Vulkaniska strukturer är byggda av lava och pyroklastiskt material (stratovulkaner). Volymen av sådana vulkaniska strukturer är ganska stor - från 10 till 100 km 3. Stratovulkanernas ålder sträcker sig från 10 000 till 100 000 år. Frekvensen av utbrott av enskilda vulkaner har inte fastställts. Denna typ inkluderar Fuego-vulkanen i Guatemala, som får ett utbrott med några års mellanrum; utsläpp av basaltisk aska når ibland stratosfären och deras volym under ett av utbrotten var 0,1 km 3.
Strombolian typ.
Denna typ är uppkallad efter den vulkaniska ön Stromboli i Medelhavet. Det Stromboliska utbrottet kännetecknas av kontinuerlig eruptiv aktivitet under flera månader eller till och med år och en inte särskilt hög höjd på eruptivpelaren (sällan över 10 km). Det finns kända fall när lava stänktes inom en radie av ~300 m, men nästan allt återvände till kratern. Lavaflöden är typiska. Asktäcken har en mindre yta än under vulkanutbrott. Sammansättningen av utbrottsprodukter är vanligtvis basaltisk, mer sällan – andesitisk. Stromboli-vulkanen har varit aktiv i mer än 400 år, Yasur-vulkanen på Tanna Island (Vanuatu) i Stilla havet har varit aktiv i mer än 200 år. Strukturen på ventilerna och arten av utbrotten av dessa vulkaner är mycket lika. Vissa utbrott av Strombolian-typ producerar askekottar som består av basaltisk eller, mindre vanligt, andesitisk scoria. Diametern på cinder-konen vid basen sträcker sig från 0,25 till 2,5 km, medelhöjden är 170 m. Cinder-koner bildas vanligtvis under ett enda utbrott, och vulkaner kallas monogena. Till exempel, under utbrottet av vulkanen Paricutin (Mexiko), under perioden från början av dess aktivitet den 20 februari 1943 till slutet av den 9 mars 1952, bildades en kon av vulkanisk slagg 300 m hög, den omgivande området täcktes med aska, och lavan spred sig över ett område på 18 km 2 och förstörde flera befolkade områden.
Hawaiian typ
utbrott kännetecknas av utgjutningar av flytande basalt lava. Fontäner av lava som kastas ut från sprickor eller förkastningar kan nå en höjd av 1000 och ibland 2000 m. Få pyroklastiska produkter kastas ut, de flesta av dem är stänk som faller nära källan till utbrottet. Lava flödar från sprickor, hål (ventiler) som ligger längs en spricka, eller kratrar, ibland innehållande lavasjöar. När det bara finns en öppning sprider sig lavan radiellt och bildar en sköldvulkan med mycket svaga sluttningar – upp till 10° (stratovulkaner har askekoner och sluttningar på cirka 30°). Sköldvulkaner är sammansatta av lager av relativt tunna lavaflöden och innehåller inte aska (till exempel de berömda vulkanerna på ön Hawaii - Mauna Loa och Kilauea). De första beskrivningarna av vulkaner av denna typ avser vulkaner på Island (till exempel Krabla-vulkanen på norra Island, belägen i sprickzonen). Vulkanen Fournaises utbrott på Reunion Island i Indiska oceanen ligger mycket nära den hawaiianska typen.
Andra typer av utbrott.
Andra typer av utbrott är kända, men de är mycket mindre vanliga. Ett exempel är undervattensutbrottet av vulkanen Surtsey på Island 1965, vilket resulterade i bildandet av en ö.
DISTRIBUTION AV VULKANER
Vulkanernas fördelning över jordklotets yta förklaras bäst av teorin om plattektonik, enligt vilken jordens yta består av en mosaik av rörliga litosfäriska plattor. När de rör sig i motsatt riktning uppstår en kollision, och en av plattorna sjunker (rör sig) under den andra i den sk. subduktionszon, där jordbävningsepicentra finns. Om plattorna flyttas isär bildas en sprickzon mellan dem. Manifestationer av vulkanism är förknippade med dessa två situationer.
Subduktionszonens vulkaner är belägna längs gränserna för subduktionsplattor. De oceaniska plattorna som bildar botten i Stilla havet är kända för att subducera under kontinenter och öbågar. Subduktionsområden är markerade i havsbottens topografi av djuphavsgravar parallella med kusten. Man tror att i zoner av plattsubduktion på djup av 100-150 km bildas magma, och när det stiger till ytan uppstår vulkanutbrott. Eftersom plattans stupvinkel ofta är nära 45°, ligger vulkaner mellan land- och djuphavsgraven på ett avstånd av cirka 100-150 km från den senares axel och bildar i plan en vulkanbåge som följer konturerna av diket och kustlinjen. Det talas ibland om en "ring av eld" av vulkaner runt Stilla havet. Men denna ring är intermittent (som till exempel i regionen i centrala och södra Kalifornien), eftersom subduktion förekommer inte överallt.
Sprickzonvulkaner finns i den axiella delen av Mid-Atlantic Ridge och längs det östafrikanska rivsystemet.
Det finns vulkaner förknippade med "hot spots" placerade inuti plattor på platser där mantelplymer (het magma rik på gaser) stiger till ytan, till exempel vulkanerna på Hawaiiöarna. Man tror att kedjan av dessa öar, som sträcker sig i västlig riktning, bildades under Stillahavsplattans drift västerut medan den rörde sig över en "hot spot". Nu ligger denna "hot spot" under de aktiva vulkanerna på ön Hawaii. Mot väster om denna ö ökar vulkanernas ålder gradvis.
Plattektoniken bestämmer inte bara platsen för vulkaner, utan också typen av vulkanisk aktivitet. Den hawaiianska typen av utbrott dominerar i områden med "hot spots" (Fournaise-vulkanen på Reunion Island) och i sprickzoner. Plinian, Peleian och Vulcanian typer är karakteristiska för subduktionszoner. Det finns också kända undantag, till exempel observeras Strombolian-typen under olika geodynamiska förhållanden.
Vulkanisk aktivitet: återkommande och rumsliga mönster.
Ungefär 60 vulkaner får utbrott årligen, och ungefär en tredjedel av dem bröt ut året innan. Det finns information om 627 vulkaner som har brutit ut under de senaste 10 tusen åren, och cirka 530 i historisk tid, och 80% av dem är begränsade till subduktionszoner. Den största vulkaniska aktiviteten observeras i regionerna Kamchatka och Centralamerika, med tystare zoner i Cascade Range, södra Sandwichöarna och södra Chile.
Vulkaner och klimat.
Man tror att efter vulkanutbrott sjunker medeltemperaturen i jordens atmosfär med flera grader på grund av frigörandet av små partiklar (mindre än 0,001 mm) i form av aerosoler och vulkaniskt damm (medan sulfataerosoler och fint damm kommer in i stratosfären under utbrott) och förblir så i 1–2 år. Med all sannolikhet observerades en sådan temperaturminskning efter utbrottet av Mount Agung på Bali (Indonesien) 1962.
VOLKANISK RISK
Vulkanutbrott hotar människoliv och orsakar materiella skador. Efter 1600, som ett resultat av utbrott och tillhörande lerflöden och tsunamier, dog 168 tusen människor och 95 tusen människor blev offer för sjukdomar och hunger som uppstod efter utbrotten. Som ett resultat av utbrottet av vulkanen Montagne Pelee 1902 dog 30 tusen människor. Som ett resultat av lerflöden från vulkanen Ruiz i Colombia 1985 dog 20 tusen människor. Utbrottet av vulkanen Krakatoa 1883 ledde till bildandet av en tsunami som dödade 36 tusen människor.
Farans natur beror på verkan av olika faktorer. Lavaflöden förstör byggnader, blockerar vägar och jordbruksmark, som är uteslutna från ekonomisk användning i många århundraden tills ny jord bildas som ett resultat av vittringsprocesser. Vitringshastigheten beror på mängden nederbörd, temperatur, avrinningsförhållanden och ytans beskaffenhet. Till exempel, på Etnas blötare sluttningar i Italien, återupptogs jordbruket på lavaflöden bara 300 år efter utbrottet.
Som ett resultat av vulkanutbrott ansamlas tjocka lager av aska på byggnadernas tak, vilket hotar deras kollaps. Inträde av små askpartiklar i lungorna leder till att boskap dör. Aska i luften utgör en fara för väg- och flygtransporter. Flygplatser är ofta stängda under aska.
Askströmmar, som är en het blandning av suspenderat dispergerat material och vulkaniska gaser, rör sig med hög hastighet. Som ett resultat dör människor, djur, växter av brännskador och kvävning och hus förstörs. De antika romerska städerna Pompeji och Herculaneum påverkades av sådana flöden och täcktes med aska under vulkanen Vesuvius utbrott.
Vulkangaser som frigörs av vulkaner av alla slag stiger upp i atmosfären och orsakar vanligtvis ingen skada, men en del av dem kan återvända till jordens yta i form av surt regn. Ibland tillåter terrängen vulkaniska gaser (svaveldioxid, väteklorid eller koldioxid) att spridas nära jordytan, förstöra växtlighet eller förorenar luften i koncentrationer som överskrider tillåtna gränser. Vulkaniska gaser kan också orsaka indirekt skada. Således fångas fluorföreningarna som finns i dem av askpartiklar, och när de senare faller på jordens yta förorenar de betesmarker och vattendrag, vilket orsakar allvarliga sjukdomar hos boskapen. På samma sätt kan öppna källor för vattenförsörjning till befolkningen förorenas.
Även lerstensflöden och tsunamier orsakar enorm förstörelse.
Utbrottsprognos.
För att förutsäga utbrott sammanställs kartor över vulkaniska faror som visar arten och utbredningsområdena för produkter från tidigare utbrott, och utbrottsprekursorer övervakas. Sådana prekursorer inkluderar frekvensen av svaga vulkaniska jordbävningar; Om deras antal vanligtvis inte överstiger 10 på en dag, ökar det omedelbart före utbrottet till flera hundra. Instrumentella observationer av de minsta ytdeformationerna utförs. Noggrannheten för att mäta vertikala förskjutningar, registrerade till exempel av laseranordningar, är ~0,25 mm, horisontell - 6 mm, vilket gör det möjligt att detektera en ytlutning på endast 1 mm per halv kilometer. Data om förändringar i höjd, avstånd och lutning används för att identifiera hävningscentrum som föregår ett utbrott eller ytsänkning efter ett utbrott. Före ett utbrott ökar temperaturen på fumarolerna, och ibland förändras sammansättningen av vulkaniska gaser och intensiteten i deras frigörande.
Prekursorfenomenen som föregick de flesta av de ganska fullt dokumenterade utbrotten liknar varandra. Det är dock mycket svårt att med säkerhet förutsäga exakt när ett utbrott kommer att inträffa.
Vulkanologiska observatorier.
För att förhindra ett eventuellt utbrott genomförs systematiska instrumentella observationer i särskilda observatorier. Det äldsta vulkanologiska observatoriet grundades 1841-1845 på Vesuvius i Italien, sedan 1912 började observatoriet arbeta på vulkanen Kilauea på ön. Hawaii och, ungefär samtidigt, flera observatorier i Japan. Övervakning av vulkaner utförs också i USA (inklusive vid Mount St. Helens), Indonesien vid observatoriet vid vulkanen Merapi på ön Java, på Island, Ryssland av Institute of Volcanology of the Russian Academy of Sciences (Kamchatka) ), Rabaul (Papua Nya Guinea), på öarna Guadeloupe och Martinique i Västindien, och övervakningsprogram har lanserats i Costa Rica och Colombia.
Aviseringsmetoder.
Civila myndigheter, till vilka vulkanologer tillhandahåller nödvändig information, måste varna för överhängande vulkanfara och vidta åtgärder för att minska konsekvenserna.
Det allmänna varningssystemet kan vara ljud (sirener) eller ljus (till exempel på motorvägen vid foten av vulkanen Sakurajima i Japan varnar blinkande varningsljus bilister för askafall). Det finns också varningsanordningar som utlöses av förhöjda koncentrationer av farliga vulkaniska gaser, som vätesulfid. Vägspärrar placeras på vägar i riskområden där ett utbrott äger rum.
Minska farorna i samband med vulkanutbrott.
För att mildra vulkanisk fara används både komplexa tekniska strukturer och mycket enkla metoder. Till exempel, under utbrottet av Miyakejima-vulkanen i Japan 1985, användes framgångsrikt kylning av lavaflödesfronten med havsvatten. Genom att skapa konstgjorda luckor i den härdade lavan som begränsade flödena på vulkanernas sluttningar var det möjligt att ändra deras riktning. För att skydda mot lerstensflöden - lahars - används stängselvallar och dammar för att styra flödena in i en viss kanal. För att undvika uppkomsten av lahar dräneras kratersjön ibland med hjälp av en tunnel (Kelud-vulkanen på Java i Indonesien). I vissa områden installeras speciella system för att övervaka åskmoln, vilket kan orsaka skyfall och aktivera lahars. På platser där utbrottsprodukter faller ut byggs olika skyddsrum och skyddsrum.
Sedan urminnes tider har människor sett svarta moln, eld och brinnande stenar ibland brista ut ur den.
De gamla romarna trodde att denna ö var porten till helvetet, och att Vulcan, eldens och smidesguden, bodde här. Vid namnet på denna gud började dessa kallas vulkaner.
Ett vulkanutbrott kan pågå i flera dagar eller till och med månader. Efter ett kraftigt utbrott återgår vulkanen till vilotillstånd i flera år och till och med årtionden. Sådana vulkaner kallas giltig.
Det finns vulkaner som bröt ut förr i tiden. Några av dem har behållit formen av en vacker kon. Människor har ingen information om sina aktiviteter. De kallas utdöda, som till exempel i Kaukasus, Elbrus och Kazbek, vars toppar är täckta med gnistrande, bländande vitt. I forntida vulkanområden finns djupt förstörda och eroderade vulkaner. I vårt land är sådana regioner Krim, Transbaikalia och andra platser.
Vulkaner är vanligtvis konformade med sluttningar som är mjukare vid sina baser och brantare vid sina toppar.
Om du klättrar till toppen av en aktiv vulkan under dess lugna tillstånd kan du se en krater - en djup sänka med branta väggar, som liknar en gigantisk skål. Kraterns botten är täckt med fragment av stora och små stenar, och gasstrålar och ånga stiger upp från sprickor i kraterns botten och väggar. Ibland kommer de lugnt fram under stenar och ur sprickor, ibland bryter de ut häftigt, med väsande och visslande. Kratern är fylld med kvävande; stiger upp bildar de ett moln på toppen av vulkanen. Vulkanen kan tyst röka i månader och år tills ett utbrott inträffar. Denna händelse föregås ofta av ; Ett underjordiskt mullrande hörs, utsläppet av ångor och gaser intensifieras, molnen tjocknar över vulkanens topp.
Sedan, under trycket av gaser som strömmar ut från jordens tarmar, exploderar kraterns botten. Tjocka svarta moln av gaser och vattenånga blandad med aska kastas ut tusentals meter och kastar det omgivande området i mörker. Med en explosion och dån flyger bitar av glödheta stenar från kratern och bildar gigantiska gnistor. Aska faller från svarta, tjocka moln till marken, och ibland faller skyfall och bildar lerströmmar som rullar nerför sluttningarna och svämmar över det omgivande området. Blixten skär hela tiden genom mörkret. Vulkanen mullrar och darrar, smält eldig flytande lava stiger genom dess mun. Det sjuder, svämmar över över kanten av kratern och forsar i en brinnande bäck längs vulkanens sluttningar och bränner och förstör allt i dess väg.
Under vissa vulkanutbrott flyter inte lava. Vulkanutbrott förekommer också på botten av hav och oceaner. Sjömän lär sig om detta när de plötsligt ser en kolonn av ånga ovanför vattnet eller "stenskum" som flyter på ytan - pimpsten. Ibland stöter fartyg på oväntat uppkom stim bildade av nya vulkaner på botten. Med tiden eroderas dessa stim – magmatiska massor – av havsvågor och försvinner spårlöst.
Vissa undervattensvulkaner bildar kottar som sticker ut ovanför vattenytan i form av öar.
Under mycket lång tid kunde människor inte förklara orsakerna till vulkanutbrott. Detta naturfenomen skrämde människor. Men de gamla grekerna och romarna, och senare araberna, drog slutsatsen att det finns ett stort hav av underjordisk eld i jordens tarmar. Störningarna i detta hav orsakar vulkanutbrott på jordens yta.
I slutet av förra seklet skilde sig en speciell vetenskap från geologi - vulkanologi. Nu organiseras vulkanologiska stationer nära några aktiva vulkaner - observatorium, där forskare gör ständiga observationer av vulkaner. Vi har en sådan vulkanologisk station inrättad i Kamchatka i byn Klyuchi. När en av vulkanerna börjar agera går vulkanologer omedelbart till vulkanen och observerar utbrottet.
Genom att studera vulkanisk lava kan du förstå hur smält material förvandlades till fast sten.
Vulkanologer studerar också utdöda och förstörda gamla vulkaner. Ackumuleringen av sådana observationer och kunskaper är mycket viktig för geologin.
Forntida förstörda vulkaner, aktiva för tiotals miljoner år sedan och nästan i nivå med jordens yta, hjälper forskare att känna igen hur smälta massor som finns i jordens tarmar tränger in i den fasta jordskorpan och vad som blir resultatet av deras kontakt med stenar. Vanligtvis, vid kontaktpunkterna, på grund av kemiska processer, bildas mineralmalmer - avlagringar av järn, zink och andra metaller.
Ångstrålar i kratrar av vulkaner, som kallas fumaroler, bär med sig några ämnen i löst tillstånd. Svavel, ammoniak och borsyra, som används inom industrin, avsätts längs kraterns sprickor och runt sådana fumaroler.
Vulkanaska och lava innehåller många föreningar av grundämnet kalium och blir mycket bördiga jordar. Trädgårdar planteras på sådana jordar eller så används marken för åkerodling. Därför, även om det är osäkert att bo i närheten av vulkaner, växer nästan alltid byar eller städer där.
Varför uppstår vulkanutbrott och varifrån kommer sådan enorm energi från jordklotet?
Upptäckten av fenomenet radioaktivitet i vissa kemiska grundämnen, särskilt uran och torium, tyder på att värme ackumuleras inuti jorden från sönderfallet av radioaktiva grundämnen. Studiet av atomenergi stöder ytterligare denna uppfattning.
Värmeansamlingen i jorden på stora djup värmer upp ämnet. Jorden. Temperaturen stiger så högt att detta ämne bör smälta, men under trycket från de övre skikten av jordskorpan hålls det i ett fast tillstånd. På de platser där trycket i de övre lagren försvagas på grund av jordskorpans rörelse och de sprickor som bildas, går de heta massorna från ett fast till ett flytande tillstånd.
En massa av smält sten, mättad med gaser, bildad djupt i jordens tarmar kallas. Under starkt tryck från de frigjorda gaserna, smältande de omgivande stenarna, tar den sig fram och bildar en öppning, eller kanal, av vulkanen.
De frigjorda gaserna exploderar genom att rensa en väg längs ventilen, bryta isär fasta stenar och kasta bitar av dem till stora höjder. Detta fenomen föregår alltid lavautflödet och åtföljs alltid av jordbävningar i närheten av vulkanen.
Precis som något som är löst i en kolsyrad dryck tenderar att komma ut när du tar upp en flaska och bildar skum, så sprutas den skummande magman snabbt ut i en vulkans krater av de gaser som släpps ut från den, vilket sprutar och river den glödheta massan i bitar.
Efter att ha förlorat en betydande mängd gas rinner magma ut ur kratern och rinner som lava längs vulkanens sluttningar.
Om magma i jordskorpan inte hittar till ytan så stelnar den i form av ådror i sprickor i jordskorpan. Det händer att smält magma stelnar under jorden över ett stort område och bildar en enorm homogen kropp som expanderar djupare. Dess dimensioner kan nå hundratals kilometer i diameter. Sådana frusna kroppar inbäddade i jordskorpan kallas badoliter.
Ibland tränger magma in längs en spricka, lyfter jordens lager som en kupol och fryser i en form som liknar en brödlimpa. Denna typ av utbildning kallas laccolith.
Lava varierar i innehåll och kan vara flytande eller tjock. Om lava är flytande sprider den sig snabbt nog och bildas på sin väg Lavaiadas. Gaserna som kommer ut från kratern kastar ut varma lavafontäner, vars stänk fryser till stendroppar - lava tårar. Tjock lava flyter ganska långsamt, bryter upp i block som staplas ovanpå varandra. Om klumpar av sådan lava roterar under start tar de formen av en spindel eller boll. Sådana frusna bitar av lava av olika storlekar kallas vulkanbomber. Om lava, som svämmar över med gaser, hårdnar, bildas stenskum - pimpsten. Pimpsten är mycket lätt och flyter på vatten, och vid undervattensutbrott flyter den till havsytan. De ärt- eller hasselnötsstora fragmenten av lava som kastas ut under ett utbrott kallas lapilli. Det finns ännu finare magmatiskt material - vulkanisk aska. Den faller på vulkansluttningarna och färdas över mycket långa sträckor, förvandlas gradvis till tuff. Tuff är ett mycket lätt, poröst material, det sågar lätt. Den kommer i olika färger.
Flera dussin aktiva vulkaner är för närvarande kända på jordklotet. De flesta av dem ligger längs Stilla havets stränder, inklusive våra vulkaner i Kamchatka.
När de flesta människor hör ordet "vulkan" tänker de på Vesuvius, Fuji eller vulkanerna i Kamchatka - eleganta, konformade berg.
Det finns faktiskt andra typer av vulkaner som är helt annorlunda än de vi är vana vid. Vi har redan pratat om det.
Låt oss nu titta på en annan typ av vulkanism - spricka.
Utbrott av vulkanen Plosky Tolbachik (foto från your-kamchatka.com)
Vulkanernas roll i utvecklingen av liv på jorden är betydande. Enligt vissa hypoteser uppstod de första levande organismerna kring undervattensvulkaner; vulkaner kunde smälta den isiga jorden och orsaka livets vår för 700 miljoner år sedan; vulkaner i Sibirien "hjälpte" till att börja dinosauriernas era, och vulkaner i Indien bidrog till att avsluta den. En vulkan i Indonesien förstörde nästan mänskligheten, och en vulkan i Yellowstone täckte hälften av det moderna USA med aska flera gånger.
1
Hur bildas en typisk vulkan? Många av dem är belägna i områden där tektoniska plattor kolliderar. Exempel är vulkaner i "eldringen" runt Stilla havet: i Kamchatka, Japan, Indonesien, Nya Zeeland och på Stillahavskusten i Nord- och Sydamerika.
När en oceanisk tektonisk platta kolliderar med en kontinentalplatta, rör sig den oceaniska plattan nedåt eftersom den är tätare och tyngre på grund av dess kemiska sammansättning. I det här fallet värms föroreningarna som finns i havsplattan (i synnerhet vatten) upp och börjar sippra uppåt genom manteln under kontinentalplattan. Konstigt nog gör detta att det fasta materialet i det övre lagret av manteln smälter och förvandlas till magma. Detta sker av samma anledning som snö smälter när salt stänks på den: förorening av det fasta ämnet med föroreningar sänker smältpunkten. På grund av den stora mängden gaser som är upplösta i magman och under högt tryck, stiger magman och orsakar ett vulkanutbrott.
Vulkaner bildas också där plattor divergerar, till exempel längs Great Rift Valley vid gränsen mellan de afrikanska och arabiska tektoniska plattorna.
2
Vulkanen Erta Ale i Etiopien. (foto - Mikhail Korostelev)
Som ett resultat av denna divergens kommer efter några miljoner år det moderna territoriet Somalia, Tanzania och Moçambique i östra Afrika att separeras från kontinenten och ett nytt hav kommer att uppstå mitt i Afrika.
3
Kilimanjaro är en vulkan i nordöstra Tanzania, den högsta toppen i Afrika.
Dessutom är de flesta platser där plattorna divergerar inte på kontinenten, utan under vattnet, längs åsar i mitten av havet. Det var på dessa platser som en av de viktigaste biologiska upptäckterna under 1900-talet gjordes - de ekologiska systemen för hydrotermiska ventiler.
På 1990-talet föreslog den tyske forskaren Günter Wachtershauser en hypotes för livets ursprung kring hydrotermiska ventiler, som kallades "järn- och svavelvärlden". Enligt denna hypotes genererades livet på jorden inte av solen, utan av vulkanernas energi, och i det inledande skedet, även innan proteiner och DNA uppträdde, använde det svavelväte, vätecyanid, järn, nickel och kol monoxid.
4
Vulkanutbrott under vattnet
Ett par miljarder år senare hjälpte vulkaner livet på jorden igen. På 1950- och 1960-talen hittade geologerna Sir Douglas Mawson och Brian Harland fossila bevis på en glaciär som täckte tropiska breddgrader för mellan 850 och 630 miljoner år sedan. Forskarna föreslog att jorden gick igenom en period då den var helt täckt av is. Denna hypotes kallas Snowball Earth. Mawson och Harland protesterades mot av den ryske klimatologen Mikhail Budyko, som gjorde beräkningar och visade att det inte skulle finnas någon som skulle tina upp den frusna jorden, eftersom isen skulle reflektera solens strålar ut i rymden och jorden skulle förbli en "snöboll". evigt. Först 1992 underbyggde amerikanen Joseph Lynn Kirschvink antagandet att jorden tinades av växthuseffekten från gaser som släpptes ut i atmosfären av vulkaner. Efter detta kom riktig vår på jorden: stora flercelliga djur från Ediacaran och Cambrian perioder uppstod.
Magmatism(Magmatism) - geologiska processer förknippade med bildandet av magma, dess rörelse i jordskorpan och dess utströmning till ytan, inklusive vulkanernas aktivitet (vulkanism).
Vulkanism(Vulcanism; Vulcanism; Vulcanicity) - en uppsättning processer och fenomen som orsakas av rörelsen av magma i den övre manteln, jordskorpan och dess penetration från jordens djup till jordens yta. En typisk manifestation av vulkanism är bildandet av magmatiska geologiska kroppar under införandet av magma och dess stelning i sedimentära bergarter, samt utgjutningen av magma (lava) på ytan med bildandet av specifika landformer (vulkaner).
5
Karymsky-vulkanen är en av de mest aktiva vulkanerna i Kamchatka
"Vulkanism är ett fenomen på grund av vilket, under geologisk historia, de yttre skalen på jorden bildades - skorpan, hydrosfären och atmosfären, det vill säga livsmiljön för levande organismer - biosfären" - denna åsikt uttrycks av majoriteten av vulkanologer Detta är dock långt ifrån den enda idén om utvecklingen av geografiska skal.
Enligt moderna begrepp är vulkanism en yttre, så kallad effusiv form av magmatism - en process som är förknippad med magmas rörelse från jordens inre till dess yta. På ett djup av 50 till 350 km bildas fickor av smält materia - magma - i tjockleken på vår planet. Längs områden med krossning och sprickor i jordskorpan stiger och strömmar magma ut på ytan i form av lava (det skiljer sig från magma genom att det nästan inte innehåller några flyktiga komponenter, som när trycket sjunker separeras från magman och går ut i atmosfären Med dessa utgjutningar av magma på ytan, vulkaner.
6
Fuji är den högsta bergstoppen (3776 m) i Japan. Det är en vulkan med en krater med en diameter på cirka 500 meter och ett djup på upp till 200 meter. De mest destruktiva utbrotten inträffade 800, 864 och 1707.
För närvarande har över 4 tusen identifierats runt om i världen. vulkaner.
7
Härifrån
TILL nuvarande inkluderar vulkaner som har brutit ut och uppvisat solfatarisk aktivitet (utsläpp av heta gaser och vatten) under de senaste 3500 åren av den historiska perioden. 1980 fanns det 947 av dem.
TILL potentiellt aktiva Dessa inkluderar Holocene vulkaner som bröt ut för 3500-13500 år sedan. Det finns cirka 1343 av dem.
8
Mount Ararat är en vulkan som anses vara utdöd. Faktum är att den, liksom andra vulkaner i Kaukasus som uppvisade vulkanisk aktivitet i det sena kvartären: Ararat, Aragats, Kazbek, Kabardzhin, Elbrus, etc., är potentiellt aktiv. I den centrala delen av norra Kaukasus observerades utbrott av vulkanen Elbrus upprepade gånger i slutet av Pleistocen och Holocen.
TILL villkorligt utdöd vulkaner anses vara inaktiva under holocen, men har behållit sina yttre former (yngre än 100 tusen år gamla).
9
Shasta är en utdöd vulkan i södra Cascade Mountains i USA.
Utdöda vulkaner väsentligt omarbetad av erosion, förfallen, visar ingen aktivitet under de senaste 100 tusen. år.
Sprickvulkaner visar sig i att lava strömmar ut på jordens yta längs stora sprickor eller sprickor. Vid vissa tidsperioder, främst på det förhistoriska stadiet, nådde denna typ av vulkanism en ganska stor skala, vilket resulterade i att en enorm mängd vulkaniskt material - lava - transporterades till jordens yta. Kraftfulla fält är kända i Indien på Deccan-platån, där de täckte ett område på 5 105 km2 med en genomsnittlig tjocklek på 1 till 3 km. Även känd i nordvästra USA och Sibirien. På den tiden var basaltiska bergarter från sprickutbrott utarmade på kiseldioxid (ca 50 %) och anrikade på järn (8-12 %). Lavorna är rörliga, flytande och kan därför spåras tiotals kilometer från platsen för deras utgjutning. Tjockleken på enskilda bäckar var 5-15m. I USA, såväl som i Indien, samlades många kilometer skikt, detta skedde gradvis, lager för lager, under många år. Sådana platta lavaformationer med en karakteristisk stegformad reliefform kallas platåbasalter eller fällor.
12
Fånga basalter i övre Coloradofloden.
Siberian Traps - en av de största trapprovinserna ligger på East Siberian Platform. Sibiriska fällor vällde ut vid gränsen mellan paleozoikum och mesozoikum, perm och trias. Samtidigt inträffade den största (Perm-Trias) utrotningen av arter i jordens historia. De är utvecklade över ett område på cirka 4 miljoner km², volymen av utbrott smältor uppgick till cirka 2 miljoner km³ av utsvävande och inträngande stenar.
13
Putoranaplatån består av fällbasalter. Vattenfall på Putorana-platån. (Författare - Sergey Gorshkov)
För 250 miljoner år sedan, vid gränsen mellan paleozoikum och mesozoikum, inträffade massiva lavautbrott på territoriet för en vulkanisk provins som kallas Siberian Traps, centrerad i området moderna Norilsk. Under loppet av flera hundra tusen år spreds 2 miljoner kubikkilometer lava över ett område på cirka 4 miljoner kvadratkilometer. Samtidigt inträffade den största utrotningshändelsen i jordens historia, som förstörde 96 % av marina och cirka 70 % av landlevande djurarter. En teori är att massutrotningen orsakades av en "vulkanisk vinter". För det första förorenade vulkaniskt stoft atmosfären, vilket orsakade global kylning och brist på ljus för växter. Samtidigt orsakade svavelhaltiga vulkaniska gaser surt regn från svavelsyra som förstörde växter på land och skaldjur i havet. Då inträffade den globala uppvärmningen på grund av den utsläppta koldioxiden och växthuseffekten.
Efter varje större utrotningshändelse blomstrar nya arter. Efter utrotningen av paleozoiska arter blev dinosaurier favoriterna. Dinosaurier dog i sin tur ut för 65 miljoner år sedan. Länge förklarades utrotningen av dinosaurier av jordens kollision med en asteroid som föll på Yucatanhalvön i södra Mexiko. Men enligt ny forskning av Gerta Keller från Princeton och Thierry Adatte från Schweiz, var huvudorsaken till dinosauriernas död Deccan Traps - vulkaner som översvämmade hälften av det moderna Indiens territorium med lava i över 30 tusen år och orsakade också en " vulkanisk vinter”.
14
Deccan Plateau (Deccan Plateau eller Southern Plateau), som täcker nästan hela södra Indiens territorium
Deccan Plateau är en stor fällprovins som ligger i Hindustan och utgör Deccan Plateau. Den totala tjockleken av basalter i mitten av provinsen är mer än 2 000 meter, de är utvecklade över ett område på 1,5 miljoner km². Volymen basalt uppskattas till 512 000 km3. Deccan-fällorna började flöda vid gränsen mellan Krita och Paleogen, och är också förknippade med utrotningen av Krita-Paleogen, som utplånade dinosaurier och många andra arter.
Forskare visste att serien av utbrott som skapade Deccan Trap-provinsen inträffade nära gränsen mellan Krita och Paleogen, vilket är när massutrotningen inträffade. Nu, efter att ha studerat bergarter i Indien och marina sediment från denna era, hävdar de att de för första gången tydligt har kunnat koppla vulkanism på Deccan-platån och dinosauriernas död.
Den mest kraftfulla fasen av vulkanismens period i Deccan slutade när massutrotningen redan hade börjat. Samtidigt släpptes klimatförändrande koldioxid och svaveldioxid från dessa vulkaner (lavan från vilken spred sig över många hundra kilometer och bildade lager av två kilometer tjock basalt) släpptes ut 10 gånger mer än när asteroiden träffade Yucatan.
Forskare lyckades också förklara förseningen i den kraftiga ökningen av utvecklingen av marina varelser (vilket är tydligt synligt i marina fossiler efter gränsen mellan Krita och Paleogen). Faktum är att den sista vulkanismen i Deccan inträffade 280 tusen år efter utrotningen. Detta försenade återställandet av antalet mikroorganismer i haven.
För närvarande är sprickvulkanism utbredd på Island (vulkanen Laki), Kamchatka (vulkanen Tolbachinsky) och på en av öarna i Nya Zeeland. Det största lavautbrottet på ön Island längs den gigantiska Laki-sprickan, 30 km lång, inträffade 1783, när lavan nådde ytan i två månader. Under denna tid rann 12 km 3 basalt lava ut, som översvämmade nästan 915 km 2 av det intilliggande låglandet med ett 170 m tjockt lager. Ett liknande utbrott observerades 1886. på en av öarna i Nya Zeeland. Under två timmar var 12 små kratrar med en diameter på flera hundra meter aktiva över ett 30 km långt segment. Utbrottet åtföljdes av explosioner och utsläpp av aska, som täckte ett område på 10 tusen km2, nära sprickan nådde täckets tjocklek 75 m. Den explosiva effekten förstärktes av det kraftfulla utsläppet av ångor från sjöbassängerna intill sprickan. Sådana explosioner, orsakade av närvaron av vatten, kallas freatiska. Efter utbrottet bildades en 5 km lång och 1,5-3 km bred grabenformad sänka i stället för sjöarna.
15
Den totala volymen av utbrott pyroklastik var 1 km3, lava - 1,2 km3, totalt - 2,2 km3. Det var det största basaltiska utbrottet i vulkanbältet Kuril-Kamchatka under historisk tid, ett av femton utbrott på 1900-talet, vars volym översteg 1 miljon kubikmeter. km., ett av de sex stora sprickutbrott som observerats i världen under historisk tid. Tack vare intensifierad systematisk forskning är Tolbachik-utbrottet för närvarande ett av de tre mest studerade stora vulkanutbrotten.
De lavor som orsakade sådana storskaliga händelser i det förflutna representeras av den vanligaste typen på jorden - basalt. Deras namn indikerar att de senare förvandlades till en svart och tung sten - basalt.
Vidsträckta basaltfält (fällor) hundratals miljoner år gamla döljer fortfarande mycket ovanliga former. Där gamla fällor kommer upp till ytan, som till exempel i klipporna i sibiriska floder, kan du hitta rader av vertikala 5- och 6-sidiga prismor. Detta är en kolumnär separation som bildas under den långsamma kylningen av en stor massa homogen smälta. Basalt minskar gradvis i volym och spricker längs strikt definierade plan. Låter det bekant, eller hur?
18
Israel. Zawitanfloden. Prisma pooler. (och det här är redan mitt)
Golanhöjderna (Ramat HaGolan) är en del av en basaltplatå av vulkaniskt ursprung, med en total yta på 35 000 kvadratkilometer. Geologer tror att Golans ålder är ungefär en och en halv miljon år.
Som gränsar till Jordanbassängen i väster når Golanplatån i öster kanjonen Nahal Rakkad (en biflod till Yarmoukfloden) och en kedja av höga kullar (Hermonsporrar), som går ner från norr till söder från 1000 m till 350 m ovanför havsnivå. Flera dussin slocknade vulkaner (inklusive Avital, Varda och Hermonit, över 1200 m över havet), några med intakta och deformerade kratrar, täckte platån och angränsande områden med lava under senare tid, vilket gav upphov till ett karakteristiskt landskap av svarta basaltiska stenar och brun tuff (vulkaniska utsläpp) som ligger ovanpå sedimentära krita- och kalkstenar. Bäckarna löper huvudsakligen åt väster och är tätt täckta av buskar längs stränderna och spolade ner djupa raviner i jorden, ofta med vattenfall på avsatserna.
Och basaltplatån rann ut över andra klippor och avsatser och vattenfall. och prismor i floder - ja, de är mycket lämpliga för sprickvulkanism. P.S. Alla fotografier som illustrerar texten hittades på Internet. Där hon visste, angav hon det exakta författarskapet.
Den mest typiska representationen av en vulkan är ett konformat berg med lava och giftiga gaser som bryter ut från kratern på toppen. Men detta är bara en av många typer av vulkaner, och egenskaperna hos andra vulkaner kan vara mycket mer komplexa. En vulkans struktur och beteende beror på många faktorer. Många vulkaniska toppar bildas av lavakoner snarare än kratrar. Således kan vulkaniska material (lava, eller magma och aska som flydde från djupet) och gaser (främst ånga och magma gaser) brista ut var som helst på ytan.
Andra typer av vulkaner inkluderar kryovulkaner, som kan hittas på ytan av månarna Jupiter, Saturnus och Neptunus, och lervulkaner, som bildas mycket ofta utan någon magmaaktivitet i regionen. Temperaturen på aktiva lervulkaner är mycket lägre än hos vulkaner som bildas som ett resultat av tektonisk aktivitet, förutom när en lervulkan är en ventilspricka som bildas av en vanlig vulkan.
ventilationsspricka
Detta är en typ av vulkan med ett platt förkastning på toppen i form av en linje genom vilken lava bryter ut.
Figur 1. Ventilationsspricka
