§4.1. Механизм вулканических извержений.
Вулкан (от лат. vulcanus – огонь, пламя) – геологическое образование в виде конуса из изверженных и остывших пород, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность и в атмосферу извергаются лава, горячие газы, пары воды, пепел, обломки горных пород. Различают вулканы действующие, уснувшие и потухшие, а по форме – центрального и линейного типов.
Извержение вулкана может продолжаться несколько дней, иногда месяцев и даже лет. После извержения вулкан успокаивается на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называют действующими. Если промежуток между извержениями значительно больше, то его называют уснувшим. К потухшим относятся вулканы, которые извергались в давно прошедшие времена; об их деятельности не сохранилось никаких сведений.
По внешнему виду вулканы подразделяют на центрального типа и линейные. У вулкана центрального типа роль выводного канала для магмы выполняет жерло-вертикальный туннель (своеобразная труба), ведущий от подземного магматического очага к поверхности; у линейного вулкана магма поднимается к поверхности по трещинам. Схема вулкана центрального типа показана на рис. 28.
 |
Рис.28 Схема вулкана центрального типа.
АА’ – поверхность земли, 1 – магматический очаг, 2 – жерло вулкана, 3 – кратер вулкана, 4 – конус вулкана
Примером вулканов линейного типа являются подводные вулканы океанических рифтовых хребтов.
Понятие вулканической деятельности охватывает явления, связанные с подъемом нагретых субстанций из глубин Земли на поверхность, то есть газов, пара, горячей воды, лавы. Лавой называется поднявшаяся по жерлу вулкана и изливающаяся из его кратера магма. Она представляет собой жидкую или очень вязкую преимущественно силикатную массу, нагретую до температуры ~ 1200 0 .
На Земле насчитывается 552 действующих вулкана . В нашей стране действующие вулканы находятся на Камчатке и Курильских островах. В связи с отдаленностью от основных густо населенных районов страны их деятельность менее сказывается на основное массе населения, чем, например, землетрясения. Но извержения вулканов были и есть проявление могущественных сил природы.
Вулканы, как правило, тяготеют к границам тектонических плит, см. §1.1. Вулканическое извержение является сложным процессом. Приближенно качественную картину извержения можно представить следующим образом. Как указывалось в этом параграфе, вещество астеносферы находится под большим давлением, обусловленным весом земной коры. При определенных условиях вещество астеносферы может перейти в жидкое (расплавленное) состояние, называемое магмой. В магме содержатся растворенные под давлением различные газы: углекислый газ СО 2 , хлористый и фтористый водород HCl и HF, оксиды серы SO 2 , SO 3 , метан CN 4 , азот N 2 и другие газы и пары воды. При понижении давления, что связано со сложными процессами, происходящими в зонах тектонической активности, сразу же нарушается состояние равновесия – газы, растворенные в магме, переходят в газообразное состояние, что сопровождается значительным увеличением их объема. Магма вскипает и вместе с выделяющимися из нее газами начинает подниматься вверх по жерлу вулкана или трещинам – происходит извержение вулкана.
Рассмотрим несколько примеров вулканических извержений .
Известна легенда о гибели Атлантиды. Согласно одной из гипотез, обсуждаемых в средствах массовой информации, Атлантида находилась не в Атлантическом океане, как считалось ранее, а в Средиземном море, точнее в Эгейском море. Ее центром являлась группа островов, примыкающих к острову Крит с северной стороны. Атлантида была процветающим государством с необычайно высокой для того времени культурой. И такая удивительная цивилизация внезапно погибла… Основным событием, приведшим к катастрофе, было извержение вулкана Санторин, происшедшее примерно 3,5 тысяч лет назад и сопровождавшееся взрывом и быстрым опусканием в морскую пучину значительных участков суши. При этом произошло сильное землетрясение, возникли гигантские морские волны цунами, выпал обильный вулканический пепел. Атлантида частично провалилась, частично была смыта гигантскими волнами, частично засыпана толстым слоем пепла. Гипотеза, несомненно, нуждается в тщательной проверке и научном обосновании.
Широко известными примерами являются извержения вулканов Везувия в I веке Новой эры (извержения этого вулкана происходили и позднее, например, в 1872г), Томборо в 1815г., Кракатау в 1883г.
Везувий расположен на берегу Неаполитанского залива в Италии. В результате извержения в 79г. погибли древнеримские города Помпея, Геркулантум, Стабия. На Помпеи и Стабию вулкан обрушил тучи пепла и град камней, одновременно на оба города опустилось облако ядовитых газов. Геркулантум был затоплен потоками горячей грязи, образовавшейся из лавы, воды и пепла.
Извержение вулканов Томборо, Кракатау описано в § 1.1
§4.2. Выброс ядовитых газов в атмосферу, пеплопад,
движение лавового потока.
Вулканические извержения сопровождаются различными явлениями.
Прежде всего, при извержениях вулканов происходят землетрясения различной интенсивности. Воздействие землетрясений на различные объекты рассматривалось ранее в главе I.
Большую опасность представляет выброс ядовитых газов в атмосферу. Так при извержении вулкана Везувия на города Помпеи и Стабию обрушилось облако ядовитых газов. Многие жители погибли от токсического действия этих газов.
Материалы извержения, выброшенные в атмосферу и состоящие из смеси мелких и мельчайших обломков и частиц пород, в дальнейшем переносятся и распространяются следующими двумя способами – в виде пеплопада и пеплового потока.
Мельчайшие частицы и мелкообломочные продукты извержения, выброшенные вместе с горячими газами высоко в воздух, переносятся в атмосфере под действием турбулентности и ветра на большие расстояния. При этом возможно образование «огненных облаков». По мере затухания турбулентности несущая способность воздуха уменьшается, и под действием силы тяжести частицы осаждаются на земную поверхность в виде пеплопада. Мощность осадка пепла (толщина пеплового слоя) достигает часто нескольких метров, в отдельных случаях – десятков метров и более. Так при уже упоминавшемся извержении вулкана Везувия три города Помпеи, Геркулантум, Стабия, – были погребены под толстым слоем вулканического пепла. И только через 17 столетий, когда о существовании этих городов было забыто, случайно при рытье колодца были обнаружены античные статуи, а затем в результате археологических раскопок был открыт погребенный город Помпеи и несколько позднее два других.
При пепловом потоке аккумуляция материала потока происходит из горячей, раскаленной смеси мелких и мельчайших обломков и газа, захваченных в быстрое турбулентное движение и смещающихся вниз по склону вулкана. Движение пеплового потока происходит под действием силы тяжести. Пепловый поток в форме раскаленного облака наблюдался, например, при извержении вулкана Мон–Пеле на острове Мартиника в Атлантическом океане в 1902 г.
Характерным признаком извержения является истечение лавы из кратера и движение ее по склону вулкана. При этом может сформироваться мощный поток (настоящая река из огненной лавы), который уничтожает все на своем пути, пока не затвердеет при остывании. Длина лавовых потоков может достигать десятков километров. Мощность (толщина) потоков – до нескольких десятков метров, скорость продвижения – несколько километров в сутки.
При извержении лавы с повышенной вязкостью в жерле вулкана могут образоваться пробки, в результате чего давление газов сильно возрастает, как следствие – происходят взрывы. Мощные взрывы способны произвести большие разрушения. При взрывах, как правило, выбрасываются вулканические бомбы. Они представляют собой крупные комки лавы. К ним относятся также выброшенные при извержении крупные камни диаметром обычно от 0,5 м до 5…7 м . Дальность полета бомб составляет несколько километров, иногда – до десятков километров. Например, при извержении вулкана Безымянный на Камчатке вулканические бомбы летели на расстояние до 25 км.
Наконец, извержение связано не только с отложением материала на земной поверхности, но и с извлечением из глубин значительного объема магмы. Возникшая при этом полость может обрушиться, образуя кальдеру (от испанского caldera – большой котел) – глубокую котлообразную впадину вследствие провала вершины вулкана, а иногда и прилегающей к нему местности. Диаметр кальдеры достигает 10…15 километров и более. Такое обрушение приводит к особо тяжелым последствиям.
Таким образом, вулканическое извержение представляет собой природную катастрофу, которая может повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы. При извержении имеет место комбинированный очаг поражения в результате действия целого ряда поражающих факторов.
§4.3. Оценка дальности полета вулканических бомб.
Опасность вулканических бомб заключается в том, что, обладая сравнительно большой массой, они движутся с большими скоростями, их падение на земную поверхность происходит, как правило, внезапно, неожиданно.
Для получения представления о характере движения таких бомб рассмотрим простейший случай движения тела, брошенного с некоторой начальной скоростью V 0 под углом к горизонту, без учета сопротивления воздуха. Так как значительная часть полета бомбы происходит на больших высотах с пониженным значением плотности воздуха, такое допущение представляется оправданным. Схема движения бомбы показана на рис.29.
 |
Рис 29. Схема движения вулканической бомбы.
На этом рисунке центр (точка «0») системы координат x, y совмещен с кратером вулкана, Н – высота кратера, x max – дальность полета бомбы.
Система уравнений движения бомбы и начальные условия ее полета могут быть представлены в виде
(4.1)
Вулкан (от лат. vulcanus – огонь, пламя) – геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергается лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. В России опасность извержения вулканов имеется на Камчатке, Курильских островах, Сахалине. Сейчас на Камчатке в стадии активной деятельности находятся 29 вулканов, на Курильских островах – 39. В зоне вулканической деятельности расположено 25 населенных пунктов на Курилах и несколько городов на Камчатке.
Наиболее активные вулканы извергаются в среднем один раз в несколько лет, все активные – в среднем один раз в 10–15 лет. По группам вулканов наблюдается повышенная активность в периоды усиления и учащения землетрясений на соответствующих участках сейсмических поясов, за 10 – 20 лет до сильных землетрясений. Извержение вулкана – это выход на поверхность планеты расплавленного вещества земной коры и мантии Земли, называемого магмой (от греч. «магма» – «тесто», «паста»).
Извержения не одинаковы: одни происходят относительно спокойно: жидкая магма, достигнув поверхности, изливается на нее лавовыми потоками, распространяющимися на большие расстояния; другие, помимо излияния лав, сопровождаются рядом взрывов, происходящих через определенные промежутки времени; третьи характеризуются мощнейшим взрывом и отсутствием лавовых потоков. Характер извержения зависит от состояния магмы, ее температуры, состава и содержания газов. Последнее особенно важно. Ведь газы находятся в магме под большим давлением. Поднимаясь к поверхности Земли по так называемому подводящему каналу и попадая в область низкого давления, газы, растворенные в магме, начинают выделяться из нее, переходя в нормальное газообразное состояние и многократно увеличиваясь в объеме. Если выделение газа совершается быстро или даже мгновенно, то происходит мощный взрыв, если же постепенно, то извержение протекает более спокойно. Вот поэтому можно сказать, что вулканическое извержение есть процесс «дегазации» магмы. Именно газы, заключенные в магме, служат тем «движителем», который вызывает извержение.
Если газы выделяются из магмы относительно спокойно, то она изливается на поверхность, образуя лавовые потоки. Такое извержение получило название эффузивного (от лат. effusio – «излияние»). Если газы выделяются быстро, происходит мгновенное вскипание магматического расплава, и он разрывается расширяющимися газовыми пузырьками. Происходит мощное взрывное, или эксплозивное, извержение (от лат. explosio , фр. explosion – «взрыв»). Если магма очень вязкая и ее температура невелика, то она медленно выдавливается, как бы выжимается на поверхность. Такое извержение называется экструзивным (от лат. extrusio – «выдавливание»).
Иными словами, способ и скорость отделения газовых компонентов от магмы и определяют три главных типа извержений: эффузивное, эксплозивное и экструзивное. Но, конечно же, причиной вулканической деятельности является, прежде всего, магма. Нет магмы – нет и извержений. Магма – это расплавленное вещество, которое образуется при высоких давлениях и температурах в земной коре и верхней мантии. Она состоит из различных химических соединений, в основном кремнезема (SiO 2) и оксидов некоторых других веществ (алюминия, железа, марганца и др.), находящихся в растворенном состоянии или в виде пузырьков газа.
Любая магма, поднявшаяся к поверхности, – это сложная система, состоящая из жидкости, газа и твердых кристаллов минералов. Их соотношение все время изменяется: одни кристаллы, сформировавшиеся ранее,
растворяются, вместо них возникают новые; при этом состав магмы также меняется, поскольку и газы, и кристаллы, и сама жидкость стремятся к равновесию между собой. Важную роль играют растворенные в магме газы. Когда их в расплаве мало, говорят, что магма «сухая». Она застывает при более высокой температуре, нежели магма, содержащая много газов. Кристаллизация магмы по пути наверх, т. е. превращение ее в горную породу, происходит постепенно. Сначала при понижении температуры появляются первые кристаллы, которые существуют одновременно с жидкостью, т. е. расплавом, и как бы плавают в нем. Дальнейшее охлаждение приводит к появлению новых кристаллов, находящихся в окружении оставшегося расплава. Расплав, в конце концов, застывает, кристаллизуясь полностью, и тогда уже возникает твердая горная порода.
Продукты извержений вулканов бывают жидкими, твердыми и газообразными.
Жидкие вулканические продукты . Это, прежде всего, сама магма, изливающаяся в виде лавы. Форма, размеры, особенности внутреннего и внешнегостроениялавовых потоков зависят от характера магмы. Шире всего распространены потоки базальтовых лав. Первоначально нагретые до 1000–1200 °С базальтовые лавы сохраняют текучесть даже при 700 °С. Базальтовые «реки» текут со скоростью до 40–50 км/ч. Выходя на ровное место, они растекаются на обширной площади.
Лава на воздухе начинает быстро остывать, и покрывается тонкой корочкой. При дальнейшем движении потока она сморщивается и окончательно затвердевает, напоминая лежащие толстые канаты. Поэтому такая лава называется «канатной». Горячая лава иногда полностью вытекает из-под застывшей корки и тогда под ней возникает своеобразный туннель с сосульками застывшей лавы, свисающими с «потолка». Если лавовый поток течет медленно, то корка на нем застывает быстрее и становится толще. Под собственной тяжестью она часто неоднократно ломается и вновь застывает. На поверхности потока, в конце концов, образуется хаотическое скопление угловатых обломков различного размера, носящих гавайское название «аа». Лавовые потоки типа «аа» распространены очень широко и характерны не только для базальтов, но и для андезитов.
При соприкосновении с водой лава остывает очень быстро, превращаясь в стекловатую породу (напоминающую стекло), потому что расплав, затвердев, не успевает раскристаллизоваться, т. е. в нем не сформировались многочисленные кристаллы минералов. Когда базальтовые лавы изливаются на большой глубине в океане, то они, как правило, выдавливаются из трещин, образуя гигантские «валики», напоминающие подушки, которые так и называются – «пиллоу» – лавы (от англ. pillow – «подушка»).
Если лава вязкая и температура ее сравнительно невысокая, что характерно для магмы, содержащей много кремнезема (более 65 %), то лавовые потоки короче – несколько километров, а их поверхность покрывается более мощной глыбовой коркой типа «аа». Глыбы, перемещаясь с потоком, обрушиваются с его крутого переднего края и перекрываются самим потоком, наползающим на них. Поэтому в поперечном разрезе такая застывшая лава представляет собой монолитную горную породу, окаймленную сверху и снизу скоплением глыб-брекчий – сцементированных горных пород, сложенных угловатыми обломками размером 1 см и более. В средней же, внутренней части застывшего лавового потока, нередко образуются шестигранные или пятигранные столбы. Они возникают в результате охлаждения и последующего растрескивания потока лавы, причем всегда располагаются перпендикулярно той поверхности, на которую излился лавовый поток. Такие «колоннады» выглядят исключительно эффектно. Их можно увидеть на Большом Кавказе в лавовых потоках, спускающихся по склонам Казбека, в обрывах близ селения Гудаури, в долине реки Арагви, на Военно-Грузинской дороге южнее Крестового перевала, на южном склоне Эльбруса.
Вязкие потоки лав, застывая, создают своеобразные формы рельефа. Борта потока возвышаются над его поверхностью. На ней возникают напорные валы, состоящие из глыб лавы и обращенные выпуклой стороной по течению потока, которые как бы «наползают» друг на друга. Передняя часть потока возвышается над его основной массой и круто обрывается вниз. Вся эта удивительная картина напоминает разлитую густую сметану.
Иной рельеф возникает в тех случаях, когда из жерл вулканов фонтанирует жидкая лава. Жидкая магма, разбрызгиваясь в виде «капель», «лепешек» и «хлопьев», образует небольшие вулканические конусы. Они так и называются – конусы разбрызгивания.
Твердые вулканические продукты выбрасываются на землю из жерла вулкана при мощных взрывных извержениях.
Наиболее распространены вулканические бомбы – обломки длиной более 7 см. При выбросе из жерла они еще находились в расплавленном состоянии, но, пролетев сотни метров, остывали в воздухе и падали на склоны вулкана уже сильно отвердевшими. Форма этих бомб разнообразна. Они бывают похожи на куски плоской или закрученной ленты, на крупные «капли», которые, вращаясь в воздухе, приобретают веретенообразную форму. Встречаются округлые бомбы с поверхностью, напоминающей корку свежеиспеченного хлеба (бомбы типа «хлебной корки»), а также пористые куски лавы типа шлаков. Еще не остывшие куски магмы, падая на склоны вулкана, сплющиваются, а потому называются бомбами типа «коровьих лепёшек». Иногда выбрасываются и крупные глыбы – длиной более 1 м.
Вулканические обломки меньше 7 см называют лапилли (от лат. lapillus – «шарик», «маленький камень»). Очень интересны капли базальтового расплава, застывшие в воздухе в виде причудливых маленьких (не более 1–2 см) черных стекловатых полумесяцев, груш и других фигур. В честь гавайской богини вулканов они называются «слезами Пеле», а тонкие нити из стекловатой лавы получили наименование «волосы Пеле».
Вулканические частицы размером менее 2 мм называются пеплом. Но этот пепел не продукт сгорания. Он похож на скопление пыли. Под микроскопом при большом увеличении видно, что пепловые частицы – это осколки вулканического стекла в виде рогулек и треугольников. Они представляют собой мгновенно застывшие при взрывном извержении тоненькие перегородки из магмы между расширяющимися газовыми пузырьками. Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на землю в виде стекловатого пепла. Иногда пепел возникает при сильном дроблении более древних вулканических пород; в других случаях он может состоять только из обломочков кристаллов. Наиболее распространен стекловатый пепел. При извержении Везувия пепел, лапилли и вулканические бомбы погребли Помпеи и Стабию.
Мощные извержения выбрасывают мелкий пепел в верхние слои атмосферы, где он может находиться очень долго. Так было, например, при взрыве вулкана Кракатау в Зондском архипелаге (Индонезия) в 1883 г. Частицы пепла, выброшенные в стратосферу на высоту до 40 км, 3 раза обогнули земной шар. Именно ему обязаны своим появлением серебристые облака на закате, наблюдавшиеся много лет спустя после этого извержения в различных странах мира. В истории извержений известны мощные пеплопады. В июне 1912 г. после катастрофического взрыва вулкана Катмай на Аляске 2 дня падал тончайший стекловатый пепел. Он покрыл слоем толщиной 25 см о. Кадьяк и другие острова. Жители были вынуждены эвакуироваться. Последние взрывы вулкана Пинатуба на Филиппинах в 1992 г. сопровождались катастрофическим пеплопадом, который вынудил американцев эвакуировать свои военные базы. Мощное извержение вулкана Ключевская Сопка на Камчатке в сентябре 1994 г. подняло массы пепла на высоту 10–20 км, что затруднило полеты самолетов. Эксплозивные (взрывные) извержения, сопровождающиеся пеплопадами, способны влиять на климат Земли. Так, извержение трещинного вулкана Лаки в Исландии в 1783 г. выбросило в верхние слои атмосферы столько пепла, что в течение следующего года температура воздуха упала на 1–2 °С, и в Северном полушарии резко похолодало. Слои пепла, залегающие в древних отложениях, свидетельствуют об извержениях, происходивших сотни тысяч и миллионы лет назад, и помогают геологам восстановить историю вулканической деятельности. Еще в 1911 г. под Воронежем в отложениях, возраст которых около 1 млн лет, были обнаружены слои пепла толщиной почти 1 м. Ближайшие вулканы, действовавшие в это время, находились либо на Кавказе, либо в Италии – на расстоянии не менее 1–2 тыс. км.
Кроме жидких и твердых продуктов вулканических извержений всегда выделяются различные газы, доля которых в общем объеме вулканических продуктов очень велика. Именно горячие газы поднимают пепловые частицы на высоту в десятки километров. Газы являются непременным спутником вулканических процессов и выделяются не только во время бурных извержений, но и в периоды ослабления вулканической деятельности. Через трещины в кратерах или на склонах вулканов спокойно или бурно холодные или нагретые до 1000 °С газы вырываются наружу. Каков же состав вулканических газов? Многочисленные пробы показывают, что в любых вулканических газах преобладает водяной пар, составляющий
95–98 %. Часть этой воды является ювенильной
(от лат. juvenilis
– «юный»), т. е. водой, выделившейся из магмы, где она ранее входила в состав различных химических соединений, а при уменьшении давления и понижении температуры перешла в знакомый нам водяной пар. Другая часть водяного пара является вадозной
(от лат. vadosus
– «неглубокий»), т. е. атмосферной, водой, проникшей внутрь вулканической постройки по трещинам и нагретой там теплом магмы. Второе место после водяного пара в составе вулканических газов занимает двуокись углерода (CO 2); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO 2 , SO 3), хлористый водород (HСl) и другие менее распространенные газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH 3), окиси углерода (CO) и т. д.
Места выходов вулканических газов на поверхность называют фумаролами
(от лат. fumus
– «дым»). Температура газов в них колеблется от 40–50 до 1000 °С. Иногда фумаролы действуют в течение тысяч лет. Недалеко от Везувия, на северном побережье Неаполитанского залива Тирренского моря, в кратере вулкана Сольфатара температура газов достигает 120–400 °С. В них велико содержание сернистых соединений. Нередко фумаролы выделяют «холодный» газ с температурой около 100 °С и ниже. Такие выделения холодных газов называют мофеттами
(от лат. mofeta
– «испарение»). Для их состава характерен углекислый газ. Скапливаясь в понижениях, он представляет смертельную опасность для всего живого, так как в нем можно сразу же погибнуть от удушья. В Камеруне (Центральная Африка) находится влк. Ниос, в кратере которого расположено озеро.
21 августа 1986 г. жители деревень, раскинувшихся в окрестностях, услышали звук, напоминающий громкий хлопок. Через некоторое время газовое облако, вырвавшееся из воды кратерного озера и накрывшее территорию
площадью около 25 км 2 , стало причиной смерти более 1700 человек. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из еще не потухшего вулкана. Выделение газов наблюдается на давно потухших, казалось бы, вулканах. Так, в горах Большого Кавказа, на склоне восточной вершины Эльбруса на высоте более 5 км находится небольшое фумарольное поле, свободное от снега и льда даже зимой. Здесь постоянно ощущается запах серы.
В наши дни остро стоит вопрос о том, сможет ли человечество выжить в условиях, когда миллионы тонн различного рода опасных веществ ежегодно стекают в реки и выбрасываются в атмосферу? Один из первых тревожных сигналов – уменьшение содержания озона в земной атмосфере. Озон – это одна из форм существования кислорода, когда в молекулу объединяются не два, а три его атома. Больше всего озона на высоте от 15 до 30 км. Именно этот слой атмосферы поглощает губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца. Вот почему так обеспокоены экологи тем, что озона становится меньше. Озоновые «дыры» над нашей планетой расширяются. Сильное извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. вызвало в Северном полушарии падение содержания озона на 10 %.
В 1992 г. на Филиппинах произошло извержение вулкана Пинатубо – одно из наиболее мощных в XX в. Выброшенный пепел выпал на большой площади, а мельчайшие его частицы образовали огромное облако, опоясавшее весь земной шар по экватору. В его центральной части содержалось мало озона, а по краям – много диоксида серы, которого при извержении было выброшено в атмосферу более 20 млн т.
Основные части вулканического аппарата: магматический очаг (в земной коре или верхней мантии); жерло – выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности; конус – возвышенность на поверхности земли из продуктов выброса вулкана; кратер – углубление на поверхности конуса вулкана.
Всего на суше имеется от 450 до 600 действующих и около тысячи «спящих» вулканов. В опасной близости от активных вулканов находится около 7 % населения Земли. На срединно-океанических хребтах имеется несколько десятков крупных подводных вулканов. В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские о-ва и Сахалин. Потухшие (или «спящие») вулканы есть на Кавказе и в Закавказье. Наиболее активные вулканы извергаются в среднем раз в несколько лет, все активные ныне – в среднем один раз в 10–15 лет. В деятельности каждого вулкана имеются периоды относительного понижения и повышения активности, измеряемые тысячами лет. По группам вулканов повышенная активность наблюдается в периоды усиления и учащения землетрясений на соответствующих участках сейсмических поясов.
Вулканические извержения по своим последствиям опасны для людей, проживающих в близости к действующим вулканам. К числу наиболее опасных явлений относятся лавовые потоки, выпадения тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулканические газы.
Лавовые потоки состоят из лавы – расплава горных пород, разогретых до температуры 900–1000 °С. В зависимости от состава горных пород лава может быть жидкой или вязкой. При извержении вулкана лава изливается из трещин в склоне вулкана, либо переливается через край кратера вулкана и стекает к его подножию. Лавовый поток передвигается тем быстрее, чем мощнее сам лавовый поток, больше уклон конуса вулкана и жиже лава. Диапазон скоростей лавовых потоков достаточно широк: от нескольких сантиметров в час до нескольких десятков километров в час. В отдельных случаях, скорость лавовых потоков может достигать 100 км в час. Чаще всего скорость движения не превышает 1 км в час. Лавовые потоки при смертоносных температурах представляют опасность лишь тогда, когда на их пути оказываются населенные пункты. Однако и в этом случае остается время на эвакуацию населения и проведение защитных мероприятий.
Тефра состоит из обломков застывшей лавы, более древних подповерхностных горных пород и раздробленного вулканического материала, образующего конус вулкана. Тефра образуется при вулканическом взрыве, сопровождающем извержение вулкана. Наиболее крупные обломки тефры именуются вулканическими бомбами, несколько меньшие по размеру – лапиллами, еще более мелкие – вулканическим песком, а мельчайшие – пеплом. Вулканические бомбы отлетают на несколько километров от кратера. Лапиллы и вулканический песок могут распространяться на десятки километров, а пепел в высоких слоях атмосферы может несколько раз обогнуть земной шар. Объем тефры при некоторых вулканических извержениях значительно превосходит объем лавы; иногда выбросы тефры составляют десятки кубических километров. Выпадение тефры приводит к уничтожению животных, растений, возможна гибель людей. Вероятность выпадения тефры на населенный пункт в значительной степени зависит от направления ветра. Мощные слои пепла на склонах вулкана находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают со склона вулкана. В некоторых случаях пепел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Скорость грязевых потоков может достигать нескольких десятков километров в час. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время своего движения увлекать крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Из-за большой скорости движения грязевых потоков затрудняется проведение спасательных работ и эвакуации населения.
При таянии ледников во время вулканических извержений может сразу образоваться огромное количество воды, что приводит к вулканическим наводнениям. Точно подсчитать, какое количество воды спустил ледник, трудно, хотя это весьма важно для планирования мер защиты от вулканического наводнения. Это объясняется тем, что ледники имеют много внутренних полостей, заполненных водой, которая добавляется к воде, возникающей при таянии ледников во время вулканического извержения.
Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие палящей тучи обусловлено образующейся при ее возникновении ударной волной (ветром у краев тучи), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара (температура до 1000 °С). Кроме того, сама туча может передвигаться с большой скоростью (90–200 км/ч).
Вулканические газы представляют собой смесь сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот в газообразном состоянии, а также углекислого и угарного газов в больших концентрациях, смертельно опасных для человека. Выделение газов может продолжаться десятки миллионов лет даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Резкие колебания климата обусловлены изменением теплофизических свойств атмосферы за счет ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются в атмосфере над всей планетой. Примесь углекислого газа и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению земной поверхности; большинство же аэрозолей в атмосфере приводит к похолоданию. Конкретный эффект извержения зависит от химического состава, количества выброшенного материала и от расположения его источника.
При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Кроме того, образующиеся при подводных извержениях облака вспыхивающих газов и пара могут служить причиной гибели морских судов. Газ способен выделяться не только в точках извержения, но и на соседних с ним больших пространствах морского дна, покрытого отложениями с высоким содержанием газогидратов. Последние могут распадаться на воду и газ при довольно малых изменениях давления, температуры, химического состава вышележащей толщи воды.
Ничто в природе не вызывает такого интереса и не возбуждает такого ужаса, как крупные вулканические извержения. И нет ничего, что вызывало бы такое суеверное уважение или такое эстетическое наслаждение, как вулканы. Вулканы многолики. Эти безжалостные губители жизней и имущества в то же время являются и благодетелями человечества, так как их деятельность обусловила плодородие почв и само существование суши. Г. Макдональд, 1975
Вулканизм – совокупность явлений, связанных с движением расплавленной массы (магмы), пепла, горячих газов, паров воды и других продуктов, поднимающихся из недр земли по трещинам или каналам в коре.
Термин вулкан – собирательный. Вулкан – возвышение, связанное каналом с магматическим очагом на глубине, это место, где расплавленная магма выходит на поверхность. Магма, состоящая в основном из силикатов, может подниматься вместе с парами воды, газами из глубины наверх, подчиняясь физическим законам. Магму, изливающуюся на поверхность, называют лавой. Но вулканом называют также холм или гору, возникшую в результате аккумуляции вулканического материала.
В опасной близости с действующими вулканами живет около 200 млн. человек. Подсчитано, что за последние 500 лет в результате активной деятельности наземных вулканов в мире погибло примерно 200 тыс. человек.
Классификация вулканов производится по условиям их возникновения и по характеру деятельности (табл. 4). Извержения бывают эксплозивные (взрывные) и эффузивные (изливающиеся). Эксплозивные происходят тогда, когда выход газа из магмы затруднен и высвобождение его происходит в виде взрыва. При этом жидкая лава распадается на клочья и выбрасывается в воздух. Этот материал называется пирокластическим или тефрой. При эффузивном извержении жидкая магма выходит на поверхность, изливается и стекает по склонам, образуя потоки. Более вязкая лава высоко нагромождается над жерлом, образуя вулканический купол. Сами по себе купола не опасны, но часто с ними связаны смертоносные палящие лавины (раскаленные газы, палящие тучи). Они представляют громадное, быстро растущее облако пыли, днем черное, а ночью светящееся тусклым красным светом. Главное в этом явлении не облако, а катящаяся под ним лавина раскаленных добела лавовых глыб, песка и пыли. Палящие лавины движутся с огромной скоростью до 150 км/час.
Наиболее опасны эксплозивные вулканы, хотя оба типа характеризуются похожими поражающими факторами.
Таблица 4
Классификация вулканов по характеру деятельности
| Тип вулкана | Основные признаки извержения |
| Гавайский | Жидкая базальтовая лава медленно вытекает по трещинам в земной коре. Образуются мощные базальтовые покровы |
| Стромболи | Вулкан, образованный последовательными напластованиями тефры. Лава выбрасывается в виде шлаков газовыми взрывами |
| Вулькано | Вязкие лавы забивают подводящий канал. Под давлением газов время от времени происходит прорыв кратера. Происходит извержение и выброс тефры. Затем лава вытекает спокойно |
| Везувий | Из глубоколежащего магматического очага на земную поверхность изливается лава, насыщенная газами. Сильными взрывами она выбрасывается в атмосферу на высоту нескольких километров и выпадает в виде пепла |
| Мон-Пеле | Очень вязкая лава забивает подводящий канал и образует вулканический столб. К подножью вулкана устремляется палящая туча |
Распространение вулканов . Нет на Земле района, который когда-либо в прошлом не был ареной вулканической деятельности. Сейчас вулканизм наблюдается лишь в некоторых географических областях, в определенных геологических условиях и приурочен к срединно-океаническим хребтам и активным континентальным окраинам. Подавляющее большинство действующих и недавно потухших вулканов сосредоточено в поясе, окружающем Тихий океан (Тихоокеанское «огненное кольцо» (см. выше). Одно из ответвлений этого кольца протягивается на восток через Индонезию в район, где горы южной Азии присоединяются к структурам Тихоокеанского кольца. Петля, образованная вулканами на Малых Антильских островах, считается выступом Тихоокеанского пояса. Около 75% действующих вулканов расположены в Тихоокеанском кольце и 14% – в одной только Индонезии.
Группы действующих вулканов находятся в Средиземноморье, на севере Малой Азии, в районе Красного моря и в Центральной Африке. Классические вулканы Средиземноморья расположены в основном в Италии.
Только 17% известных действующих вулканов находятся в океанических бассейнах, 83% сосредоточено на континентах.
Поражающие факторы и их последствия. Основные поражающие факторы – лавовые фонтаны, потоки горячей лавы и вулканической грязи, выпадение тефры, раскаленные вулканические газы, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча.
Лавовые потоки – это расплавленные горные породы с температурой 900-1000°С. Скорость потока зависит от уклона конуса вулкана, степени вязкости лавы и её количества. Диапазон скоростей довольно широк: от нескольких сантиметров да нескольких десятков километров в час. В отдельных, наиболее опасных случаях она достигает 100 км/ч, но чаще всего не превышает 1 км/ч. Гибель людей непосредственно от лавовых потоков наблюдалась редко, так как большинство потоков движется медленно, и всегда есть возможность людей эвакуировать. Но под лавовыми потоками могут быть погребены города и сельскохозяйственные земли. В 1928 году под лавовыми потоками вулкана Этна был погребен город Маскалли, а в 1969 г. – часть Катании. Лавовые потоки, излившиеся на снег или лед, могут породить водные и грязевые потоки. Кроме того, они могут явиться причиной возникновения лесных и степных пожаров.
Тефра состоит из фрагментов застывшей лавы. Наиболее крупные называются вулканическими бомбами, более мелкие – вулканическим песком, а мельчайшие – пеплом.
Падение глыб и «бомб» происходит только на склонах вулкана и в его ближайших окрестностях, а наибольший ущерб вызывается гораздо боле обширным по территории выпадением пепла. Площадь, покрываемая пеплом, зависит от силы и направления ветра в период извержения. Поскольку большинство извержений продолжается менее месяца, а направление ветра меняется незначительно, пепел преимущественно откладывается в каком-либо одном секторе, отходящем от вулкана. Но иногда, поднятый высоко в стратосферу ветром, пепел переносится на огромные расстояния (пепел, образовавшийся при извержении вулкана Гекла в Исландии в 1997 году, выпал в Шотландии и Финляндии). Толщина слоя пепла может достигать 0,25 м на площади несколько десятков квадратных километров и более, нарушая сложившуюся систему землепользования, губя растительность, посевы и пастбища, загрязняя источники воды, забивая стоки и вызывая наводнение. Под тяжестью пепла могут рухнуть крыши домов. Страдают от пепла и животные. Травоядные животные умирают частично от голода, а частично вследствие засорения их пищеварительной системы при поедании покрытой пеплом травы. Относительно небольшое количество пепла могут вызвать стачивание зубов у жвачных животных. Вулканический пепел бывает иногда ядовитым, что связано с привнесением малых химических элементов, которые губительно воздействуют на животных и людей. Известны случаи болезни и гибели скота от фтора, кобальта, содержащихся в пепле.
Грязевые потоки после тефры являются главным элементом опасности. Они представляют смесь твердых горячих и холодных обломков с водой, стекающую вниз по склону под действием силы тяжести. Скорость их доходит до 90 км/час. Причиной их возникновения – изобилие рыхлых обломков горных пород на склонах. Накопление слоев пепла на склонах вулкана приводит к тому, что под действием тепла снег и лед тают. Насыщение пород и пепла водой и ее избыток приводит к смещению и стеканию рыхлых влажных масс по склону вниз. Грязевые потоки могут образоваться в результате сильных дождей. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время движения увлекать за собой крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Грязевые потоки могут затоплять города, сельскохозяйственные угодья, прорывать плотины и быть источниками катастрофических наводнений. Из-за большой скорости движения затрудняются проведение спасательных работ и эвакуация населения.
Палящая вулканическая туча сопровождает извержение вулканов типа «Мон-Пеле» и представляет собой смесь раскаленных газов и тефры (газово-пепловая лавина). Ее поражающее действие обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000°С. Громадная сверкающая туча газа и пепла на своем пути уничтожает строения, растительный покров, вызывая пожары. Люди испытывают при этом жар и удушье. Причина смерти людей – вдыхание раскаленного газа. Тела их обожжены. Увечья похожи на те, которые бывают при резком нагреве до такой температуры, когда вода в человеческом организме превращается в пар, но ткани не воспламенены. Известно, что из-за такой лавины в 1902 году погибло свыше 30 тысяч жителей города Сен-Пьер на Мартинике.
Вулканические газы. Извержение всегда сопровождается выделением газов в смеси с водяными парами. Среди летучих продуктов вулканов преобладают углекислый и угарный газы, сера, водород, сероводород, аммиак, метан, хлор, хлористый водород, фтористый водород и ряд других. Выделение этих газов может продолжаться очень долго даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Кислотные газы вредны не только для людей, но и для растительности, вызывают коррозию металлов. Страдают посевы, телефонные провода, металлические изделия и оборудование. Тяжелые газы могут скапливаться в пониженных местах, вызывая гибель птиц и зверей. При извержении вулкана Лаки в Исландии в 1783 году выделилось очень много сернистых газов, что привело к гибели посевов, пастбищ, крупного рогатого скота, вызвало голод в стране.
Вулканические наводнения. При таянии ледников во время извержений может очень быстро образоваться огромное количество воды, что приводит к наводнениям.
Волна взрыва , характерная для эксплозивных (взрывных) вулканов, может инициировать оползни, обвалы, лавины, а на морях и океанах – цунами.
В вулканических районах значительную опасность представляют вызванные извержениями селевые грязекаменные потоки – лахары. Именно они несут основную ответственность за гибель людей. Селевые потоки на склонах вулканических конусов формируются: при излиянии кратерных озер, при стремительном таянии льда и снега во время извержения, при переходе палящих лавин, состоящих из подвижной смеси обломочного материала и раскаленных газов, в лахары, при выпадении интенсивных дождей, в результате выброса пепла во время дождей.
Современная вулканическая деятельность в нашей стране, вызывающая стихийные бедствия, зарегистрирована на Дальнем Востоке, Камчатке и Курильских островах.
Прогнозирование времени, места и силы ожидаемого извержения затруднено, а статистической информации, на основе которой можно предсказать вероятность активизации, как правило, недостаточно. Признаки активизации вулканической деятельности: сейсмические толчки, появление гармонического дрожания на сейсмографе – характерны для начала извержения. Предзнаменованием активизации вулканической деятельности являются многочисленные землетрясения различной силы.
Защитные и профилактические мероприятия включают прежде всего систему оповещения населения, единовременную или поэтапную эвакуацию населения. Для защиты от лавовых потоков применяют строительство искусственных каналов для отведения потоков лавы в определенное русло, дамб, отводящих потоки лавы от населенных пунктов, охлаждение водой края лавового потока, бомбардировка лавового потока для увеличения перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую. Меры борьбы с разрушительной деятельностью грязевых потоков включают строительство барьеров, водохранилищ и искусственных убежищ. Мерой защиты от раскаленных лавин служит предупреждение и эвакуация людей с территорий, находящихся под угрозой.
Действия населения. Жители, примыкающих к вулканам территорий, должны иметь запас питьевой воды, так как поверхностная вода может быть засорена пеплом. Вдыхание пепла может предотвратить простая противопыльная маска. Люди, вынужденные находиться в вулканическом дыму, могут воспользоваться противогазом, а при его отсутствии можно защитить рот и нос куском влажной ткани. Фильтрующие свойства ее возрастут, если смочить ткань в слабом растворе уксуса или мочи. В случаях, когда тяжелые газы скапливаются в понижениях рельефа, противогаз и мокрая ткань не помогут, так как в такой газовой смеси содержится недостаточно воздуха. Необходимо применять изолирующие дыхательные аппараты.
Взрыв вулкана Кракатау. Произошел в Зондском архипелаге в 1883 году оставил многочисленные свидетельства. До извержения это был небольшой архипелаг островов, самым крупным из которых был Кракатау размером 9 5 км. Большая часть прежнего вулканического острова была уничтожена – на его месте возникла впадина диаметром 10 км. Сохранилась лишь половина вулканического конуса. Из земных недр было выброшено и поднято на высоту от 2-3 до 70 км вместе с газами 18 км3 пепла, который рассеялся на площади около миллиона км2.. Громадные массы пепла, пемзы, шлаков и тягучей грязи устремились в Зондский пролив. Густые тучи пепла покрыли окружающее пространство. Вызванные взрывом морские волны поднимались на высоту до 30 м и распространились по всему Индийскому океану, вызывая разрушение на его берегах. Волнение распространилось также и по Тихому океану и достигло западных берегов Америки. Грохот взрыва был слышен на расстоянии 2-5 тыс. км от Кракатау: в городе Маниле, в центральной Австралии, на острове Мадагаскар..
В атмосфере также происходили бурные изменения. Вблизи Кракатау свирепствовали сильные ураганы. Образовавшаяся при взрыве воздушная волна обошла земной шар трижды, что зафиксировали барометрические наблюдения. С извержением вулкана Кракатау связана своеобразная зеленая окраска солнца, появившаяся вскоре после извержения. Ее объясняли скоплением мельчайших частиц вулканического пепла, которые носились в верхних слоях атмосферы. Во многих местах Европы через некоторое время вместе с дождем выпадал пепел. Исследования показали, что он состоит из тех же частиц, что и пепел в Кракатау.
По официальным данным, погибло приблизительно 40 тыс. человек. На сохранившихся от взрыва «обломках» архипелага было уничтожено все живое. Если бы на Кракатау и были жители, то в этот страшный день не уцелел бы ни один человек, так как даже на острове Себеси, лежащем на расстоянии 20 км от вулкана, погибло все население. Богатая тропическая растительность исчезла бесследно везде. Земля была совершенно голой; серая грязь и продукты извержений, вырванные с корнями деревья, остатки зданий трупы людей и животных усеяли ее. Несколько лет острова архипелага оставались безжизненными. Постепенно оставшиеся острова стали заселяться растениям, насекомыми, животными.
Извержение вулкана Келуд. Слово «лахар» индонезийского происхождения. Грязекаменные потоки представляют типичное стихийное природное бедствие, с которым приходится постоянно сталкиваться населению на Малайском архипелаге. Яванский вулкан Келуд (1731 м) с помощью своего кратерного озера породил за 100 лет 27 лахаров. Широко известны события, развернувшиеся при извержении в ночь с 19 на 20 мая 1919 года, когда 38 млн. м 3 воды буквально вышвырнуло на склоны вулкана. Горячие лахары устремились в долину и покрыли грязекаменной массой 131 км 2 , разрушив частично или полностью 104 селения. Стихия буйствовала каких-то 45 минут, но унесла за это время 5110 человеческих жизней. Расстояние в 16 км между точкой, расположенной ниже кратера на высоте 450 км и городом Блитаром, поток преодолел за 15 минут, что соответствует средней скорости 18 м/с. В Блитаре глубина потока достигала 2,5 м. В 20-километровой полосе, захваченной потоком, оказались Блитар и местность к северо-западу от него. Ширина отдельных грязевых рек была более 4 км, длина – до 38 км. Объем отложений оценивается приближенно 40-100 млн. м 3 . Один из лахаров глубиной 25 м прошел путь 31 км и покрыл селевой массой 45 км2.
Извержения гавайского типа могут возникать вдоль трещин и разломов, как при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях в 1950 году. Они также могут проявляться через центральное жерло, как при извержении в кратере Килауэа Ики вулкана Килауэа (Гавайи) в 1959 году.
Данный тип характеризуется излияниями жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоскиещитовые вулканы . Пирокластический материал практически отсутствует. В ходе извержений через трещины фонтаны лавы выбрасывается через разломы в рифтовой зоне вулкана и растекаются вниз по склону потоками небольшой мощности на десятки километров. При извержении через центральный канал лава выбрасывается вверх на несколько сотен метров в виде жидких кусков типа «лепёшек», создавая валы и конусы разбрызгивания. Эта лава может скапливаться в старых кратерах, формируя лавовые озёра.
Впервые вулканы такого типа были описаны в Исландии (вулкан Крабла на севере Исландии, расположенный в рифтовой зоне). Тип извержения вулкана Фурнез на острове Реюньон очень близок к гавайскому.
Гавайский тип извержения:1: Пепельный шлейф, 2: Фонтан лавы, 3:Кратер, 4: Лавовое озеро, 5: Фумаролы, 6: Поток лавы, 7: Слои лавы и пепла, 8: Слой породы, 9: Силл, 10: Магматический канал, 11: Магматическая камера, 12: Дайка
2) Стромболианский тип
Стромболианский тип (от вулкана Стромболи на Липарских островах к северу от Сицилии) извержений связан с более вязкой основной лавой, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы кручёных вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков (последнее извержение март 2007 г.) раскалённого шлака.
3) Плинианский тип
Характерной особенностью этого типа извержений являются мощные, нередко внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества тефры, образующей пемзовые и пепловые потоки. Плинианские извержения опасны, так как происходят внезапно, часто без предварительных предвещающих событий. Крупные извержения плинианского типа, такие как извержения вулкана Сент-Хеленс 18 мая 1980 года или извержение Пинатубо на Филиппинах 15 июня 1991 года, могут выбрасывать пепел и вулканические газы на десятки километров в атмосферу. При плинианском типе извержений часто возникают быстродвижущиеся пирокластические потоки.
Плинианский тип извержения: 1: Пепельный шлейф, 2: Магматический канал, 3: Дождь вулканического пепла, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Магматическая камера
4) Пелейский тип
Пелейский тип извержений характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Своё название этот тип извержений получил от вулкана Мон-Пеле на осторове Мартиника в группе малых Антильских островов, где 8 мая 1902 года взрывом была уничтожена вершина дремавшего до этого вулкана, и вырвавшаяся из жерла раскалённая тяжёлая туча уничтожила город Сен-Пьер с 28 000 жителями. После извержения из жерла вылезла «игла» вязкой магмы, которая достигнув высоты 300 метров, вскоре разрушилась. Подобное извержение произошло 30 марта 1956 года на Камчатке, где грандиозным взрывом была уничтожена вершина вулкана Безымянного. Туча пепла поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскалённые лавины, которые, растопив снег, дали начало мощным грязевым потокам.
5) Газовый или фреатический тип
Газовый или фреатический тип извержений (используется также название Бандайсанский (Бандайский) тип ), при котором выбрасываются в воздух обломки твёрдых, древних пород (новая магма не извергается), обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами. Фреатическая активность обычно слабая, но бывают сильные проявления, такие как извержение вулкана Тааль на Филиппинах в 1965 году и Ла-гранд-Суфриер на острове Гвадалупе.
6) Подлёдный тип
Подлёдный тип извержений относят к вулканам, расположенным подо льдом или ледником. Такие извержения могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву. Всего пять извержений такого типа наблюдалось до настоящего времени.
Подлёдный тип извержений: 1: Облако водяного пара, 2: Озеро, 3: Лёд, 4: Слои лавы и пепла, 5: Слой породы, 6: Шаровая лава, 7: Магматический канал, 8: Магматическая камера, 9: Дайка
7) Исландский тип
Исландский тип (от вулканов Исландии) характеризуется выбросами очень жидкой базальтовой лавы с содержанием пирокластического материала. Как правило, образуют плоские щитовые вулканы. Извержение происходит по трещинам. (Гекла, Исландия). Историческим примером извержения исландского типа было извержение Лаки в Исландии в 1782 году.
8) Тип треск грома
Этот тип был зафиксирован при извержении вулкана на острове Пальма в 1915 году. Происходит на купольных вулканах. По трещинам, которые начинают идти из магматического очага, идёт лава, но уже не вязкая. Когда трещины доходят до кратера, происходят эксплозивные извержения (со взрывами).
Критерий опасности
На основе детальной реконструкции эруптивной активности вулканов Камчатки разработан новый подход к определению понятия "действующий вулкан". Предлагается считать действующими те многоактные вулканы, для которых установлено и датировано хотя бы одно извержение за последние 3000-3500 лет. Выделены подгруппа активных вулканов, для которых имеются сведения об исторически документированных извержениях или фумарольных проявлениях, и подгруппа потенциально активных вулканов, для которых эти данные отсутствуют, но установлены извержения за последние 3500 лет. По сходным критериям выделяются также потенциально активные поля ареального базальтового вулканизма, региональных зон шлаковых конусов и концентрированного проявления многовыходного экструзивного вулканизма. Предлагается использовать полученные данные для нового каталога действующих вулканов Камчатки, долгосрочного прогноза вулканической активности и связанной с ней опасности.
Список литературы:
Якушова А.Ф., Хаин В.E., Славин В.И. Общая геология. Под редакцией В. Е. Хаина. стр. 333. Классификация вулканических извержений. - M.: Изд-во МГУ, 1988. - 448 c
Апродов В.А. Вулканы. – М., 1982. – 368 с.
Мархинин Е.К. Вулканизм. – М., 1985. – 288 с.
Маракушев А.А. Вулканизм Земли / Природа. – 1984. - № 9. – С. 64-74.
10 самых катастрофических извержений вулканов
Вулкан Унзен (Unzen), 1792
Крупнейшее извержения вулкана Unzen произошло в 1792 году. От извержения вулкана, землетрясения и как следствие – возникновение цунами погибло 15000 человек.
200 лет после данного извержения вулкан был спокоен.
В 1991 году вулкан вновь стал активным, в том же году произошло извержение с выбросом лавы, при этом погибло 43 человека, в том числе группа ученых и журналистов. Власти Японии были вынуждены эвакуировать тысячи жителей. Вулкан был активен, выбрасывая лаву и пепел примерно до 1995 года. С 1995 года активность уменьшилась и в данный момент он в статическом состоянии.
Вулкан Эль-Чичон, Мексика, 1982
Извержение вулкана Эль-Чичон в 1982 году, привело к гибели 2000 жителей близлежащих районов в штате Чьяпас, Мексика. После извержения в кратере вулкана образовалось озеро, заполненное серной.
Особенностью извержения данного вулкана стало то, что в атмосферу было выброшено большое количество аэрозоли, около 20 млн. тонн в этой аэрозоли составило содержание серной кислоты.
Облако попало в стратосферу и увеличило ее среднюю температуру на 4 С, наблюдалось так же разрушение озонового слоя.
Вулкан Пинатубо, Филиппины, 1991
В 1991 году извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах, стало вторым по величине извержением в 20-м веке. Вулканический рейтинговый индекс, составил 6.
Это больше чем извержение Сент-Хеленс в 1980 году, но меньше, чем Тамбора в 1815 году. Пинатубо, 15 июня 1991 года выбросил около двух с половиной кубических километров вещества, в том числе лавы, пепла и токсичных газов. Всего за время извержения было выброшено около 10 квадратных километров вещества. Около 800 человек погибли в результате извержения.
Вулкан Сент-Хеленс, США, 1980
В 18 мая 1980 года началось извержение вулкана Сент-Хеленс в Соединенных Штатах. От извержения вулкана погибло 57 человек (по другим данным 62 человека).
Выброс газов в атмосферу достиг высоты 24 километров, перед извержением произошло землетрясение магнитудой 5.1 балла, которое вызвало громадный оползень.
Извержение продолжалось 9 часов. Высвободившуюся энергию можно сравнить с энергией взрыва 500 атомных бомб, сброшенных на Хиросиму.
Вулкан Невада-дель Руис, Колумбия, 1985
Извержение вулкана Невада-дель-Руис в 1985 году, привело к гибели 20 000 человек в соседней деревне Армеро. Это второй по числу жертв вулкан в 20-м веке.
Извержение вулкана растопило ледник на нем, и селевая масса полностью уничтожила Армеро.
Но трагедия случилась сначала в деревне Чинчина – власти не успели полностью эвакуировать жителей и 2000 человек погибли. Всего количество погибших оценивается от 23 000 до 25 000 человек.
Вулкан Килауэа, США, 1983 (по настоящее время)
Вулкан Килауэа, возможно, не самый разрушительный, но его особенность в том, что он извергается непрерывно в течение более 20 лет, что делает его один из самых активных вулканов в мире. По диаметру кратера (4.5 км) вулкан считается самым большим в мире.
Везувий взорвался в 79 году, он похоронил весь город Помпеи под пеленой пепла и пемзы, которая падала с неба в течение суток. Слой пепла достиг 3-х метров. По современным оценкам жертвами вулкана стали 25000 человек. На месте города Помпеи проводились раскопки, такое количество жертв вызвано тем, что люди начали покидать свои жилища не моментально, а пытались упаковать и спасти свое имущество.
После 79 года вулкан извергался десятки раз, последний раз в 1944 году.
Вулкан Пеле взорвался на Карибском острове Мартиника в 1902 году, он убил 29 000 человек и разрушил весь город Сен-Пьер. В течение нескольких дней вулкан извергал газы и небольшую часть пепла, жители это видели, а 8 мая Пеле взорвался.
Свидетелями на судах, в непосредственной близости от побережья описано внезапное появление массивного облака в форме гриба, наполненного огненно-горячим пеплом и вулканическими газами, выбросы накрыли остров за считанные секунды.
Только два человека выжили при взрыве вулкана.
Вулкан Кракатау, Индонезия, 1883
Взрыв Кракатау в 1883 году, можно сравнить с мощностью 13000 атомных бомб.
Более 36000 человек погибли. Высота выброшенного пепла достигала 30 км. После извержения остров как бы сложился, то есть сам остров упал в пустоту под вулканом, все это было накрыто массами вод океана. Поскольку температура поверхности была высокой и опускание суши быстрым – это привело к возникновению (образованию) волны цунами, которая двигалась в сторону острова Суматра, что привело к гибели на нем более 2000 человек.
В данный момент на месте старого вулкана образовался новый активный вулкан, который растет в высоту на 6-7 метров в год.
Вулкан Тамбора, Индонезия, 1815
Извержение вулкана Тамбора было самым большим вулканическим извержением за всю историю наблюдений на планете.
10 000 человек погибли мгновенно под потоками лавы и от отравления токсичными газами.
Общее число погибших от вулкана и цунами около 92 000 человек, не считая погибших от наступившего затем голода.
О масштабности извержения говорит тот факт, что количество вещества, выброшенного в атмосферу земли, было настолько большим, что в северном полушарии в 1816 году, не было лета.
Все дело в том, что частички вещества отражали Солнечные лучи и мешали прогреванию Земли.
Последствием извержения стал голод по всему миру.
Мощность извержения составила 7 баллов по шкале вулканических извержений.