Катастрофические извержения вулканов. Типы извержений вулканов Вулканические извержения относятся к числу наиболее

Плинианский тип называется по имени римского ученого Плиния Старшего, который погиб при извержении Везувия в 79 н.э. Извержения этого типа характеризуются наибольшей интенсивностью (в атмосферу на высоту 20–50 км выбрасывается большое количество пепла) и происходят непрерывно в течение нескольких часов и даже дней. Пемза дацитового или риолитового состава образуется из вязкой лавы. Продукты вулканических выбросов покрывают большую площадь, а их объем колеблется от 0,1 до 50 км 3 и более. Извержение может завершиться обрушением вулканического сооружения и образованием кальдеры. Иногда при извержении возникают палящие тучи, но лавовые потоки образуются не всегда. Мелкий пепел сильным ветром со скоростью до 100 км/ч разносится на большие расстояния.

Пелейский тип . Извержения этого типа характеризуются очень вязкой лавой, затвердевающей до выхода из жерла с образованием одного или нескольких экструзивных куполов, выжиманием над ним обелиска, выбросами палящих туч. К этому типу относилось извержение в 1902 г. вулкана Монтань-Пеле на о. Мартиника.

Вулканский тип (название происходит от о. Вулькано в Средиземном море). Извержения этого типа непродолжительны – от нескольких минут до нескольких часов, но возобновляются каждые несколько дней или недель на протяжении нескольких месяцев. Высота эруптивного столба достигает 20 км. Магма текучая, базальтового или андезитового состава. Характерно формирование лавовых потоков, а пепловые выбросы и экструзивные купола возникают не всегда. Вулканические сооружения построены из лавы и пирокластического материала (стратовулканы). Объем таких вулканических сооружений довольно велик – от 10 до 100 км 3 . Возраст стратовулканов составляет от 10 000
до 100 000 лет. Периодичность извержений отдельных вулканов не установлена. К этому типу относится вулкан Фуэго в Гватемале, который извергается каждые несколько лет, выбросы пепла базальтового состава иногда достигают стратосферы, а их объем при одном из извержений составил 0,1 км 3 .

Стромболианский тип. Этот тип назван по имени вулканического о. Стромболи в Средиземном море. Стромболианское извержение характеризуется непрерывной эруптивной деятельностью на протяжении нескольких месяцев или даже лет и не очень большой высотой эруптивного столба (редко выше 10 км). Известны случаи, когда происходило разбрызгивание лавы в радиусе 300 м, но почти вся она возвращалась в кратер. Характерны лавовые потоки. Пепловые покровы имеют меньшую площадь, чем при извержениях вулканского типа. Состав продуктов извержений обычно базальтовый, реже – андезитовый. Вулкан Стромболи находится в состоянии активности на протяжении более 400 лет.

Гавайский тип извержений характеризуется излияниями жидкой базальтовой лавы. Фонтаны лавы, выбрасываемой из трещин или разломов, могут достигать в высоту 1000, а иногда и 2000 м. Пирокластических продуктов выбрасывается мало, большую их часть составляют брызги, падающие вблизи источника извержения. Лавы изливаются из трещин, отверстий (жерл), расположенных вдоль трещины, или кратеров, иногда вмещающих лавовые озера. Когда жерло только одно, лава растекается радиально, образуя щитовой вулкан с очень пологими (до 10º) склонами (у стратовулканов шлаковые конусы и крутизна склонов ок. 30º). Щитовые вулканы сложены слоями относительно тонких лавовых потоков и не содержат пепла (например, известные вулканы на о. Гавайи, Мауна-Лоа и Килауэа).

Известны и другие типы извержений, но они встречаются гораздо реже. В качестве примера можно привести подводное извержение вулкана Сюртсей в Исландии в 1965 г., в результате которого образовался остров.

При затухании вулканической деятельности длительное время наблюдается ряд характерных явлений, указывающих на активные процессы, продолжающиеся в глубине. К их числу относятся: выделение газов (фумаролы), гейзеры, грязевые вулканы, термы.Фумаролы (вулканические газы). После извержения вулканов длительное время выделяются газообразные продукты из самих кратеров, различных трещин, из раскаленных туфолавовых потоков и конусов. В составе поствулканических газов присутствуют те же газы группы галоидов, серы, углерода, пары воды и другие, что и выделяющиеся при вулканических извержениях. Однако нельзя наметить единую схему состава газов для всех вулканов. Так, на Аляске из туфогенно-лавовых продуктов извержения вулкана Катмай (1912 г.) в течение последующих лет выделяются тысячи газовых струй с температурой
600–650 ºС, в составе которых большое количество галоидов (HCl и HF), борной кислоты, сероводорода и углекислого газа. Гейзеры – одно из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. Гейзер – источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара на высоту 30–60 м. Свою известность и название они получили в Исландии, где наблюдались впервые. Гейзеры встречаются в США, Новой Зеландии, Российской Федерации (на Камчатке). Вода гейзеров имеет температуру 80–100 ºС, в ней растворены хлориды, бикарбонаты и значительное количество кремнезема, который часто откладывается вокруг гейзера в виде накипи (кремнистого туфа).

Грязевые вулканы (сальзы) – отверстия или углубления на поверхности суши либо конусообразные холмы с кратером (грязевая сопка), постоянно или периодически извергающие на поверхность Земли грязевые массы и газы. Кратер грязевого вулкана заполнен глинистой или песчанистой (холодной) грязью, сквозь которую выделяются пузыри газов. Если грязь достаточно густа, ее комочки при взрыве газовых пузырей взлетают вверх и откладываются вокруг отверстия, образуя валик сальзы или постепенно нарастающий конус сопки. Относительная высота валиков достигает 30–50 м, конусов – 400–500 м.

Часто грязевые вулканы связаны с нефтегазоносными бассейнами (Сахалин, Апшеронский, Таманский и Керченский полуострова), при этом в продуктах извержения присутствует нефть, а выделяющиеся газы могут самовозгораться, образуя факелы.

Последствия вулканической деятельности Действующие вулканы наряду с землетрясениями представляют собой грозную опасность для близко расположенных населенных пунктов. Моменты их извержений приносят часто непоправимые стихийные бедствия, выражающиеся не только в огромном материальном ущербе, но иногда и в массовой гибели населения. Однако вулканическая деятельность приносит только бедствия, следует отметить некоторые полезные стороны:- огромные выброшенные массы вулканического пепла обновляют почву и делают ее более плодородной;- выделяющиеся в вулканических областях пары воды и газы, пароводяные смеси и горячие ключи стали источниками геотермической энергии;- с вулканической деятельностью связаны многие минеральные источники, которые используются в бальнеологических целях;- продукты непосредственной вулканической деятельности – отдельные лавы, пемзы, перлит и др. используются в строительной и химической промышленности; - с фумарольной и гидротермальной деятельностью связано образование некоторых полезных ископаемых, таких как сера, киноварь и др.; - вулканические продукты подводных извержений являются источниками накопления полезных ископаемых, таких как железо, марганец, фосфор и др.

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.

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.

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.

Вулканами называют геологические образования на поверхности земной коры, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, «вулканические бомбы» и пирокластические потоки. Наименование «вулкан» для данного вида геологических образований происходит от имени древнеримского бога огня «Вулкана».

Глубоко под поверхностью нашей планеты Земля температура настолько высока, что породы начинают плавиться, превращаясь в густое тягучее вещество – магму. Расплавленное вещество гораздо легче, чем твердые породы вокруг него, поэтому магма, поднимаясь, скапливается в так называемые магматические очаги. В конце концов, часть магмы вырывается на поверхность Земли через разломы в земной коре - так рождается вулкан – красивое, но чрезвычайно опасное природное явление, часто несущее с собой разрушения и жертвы.

Вырвавшаяся на поверхность магма называется лавой, она имеет температуру около 1000° С и довольно медленно стекает по склонам вулкана. Благодаря небольшой скорости, лава редко становится причиной человеческих жертв, однако потоки лавы вызывают значительные разрушения любых конструкций, строений, и сооружений, встречающихся на пути этих «огненных рек». Лава обладает очень плохой теплопроводностью, поэтому очень медленно остывает.

Наибольшую опасность представляют камни и пепел, вырывающиеся из жерла вулкана при извержении. Раскаленные камни, с огромной скоростью выбрасывающиеся в воздух, падают на землю, становясь причиной многочисленных жертв. Пепел падает на землю «рыхлым снегом», и если , люди, животные, растения – все гибнет от недостатка кислорода.

Так произошло с печально известным городом Помпеи , развивающимся и процветающим, и уничтоженным извержением вулкана Везувий за считанные часы. Однако самым смертоносным из всех вулканических явлений по праву считаются пирокластические потоки. Пирокластические потоки – кипящая смесь твердых и полутвердых пород и горячего газа, стекающая по склонам вулкана. Состав потоков гораздо тяжелее воздуха, они устремляются вниз подобно снежной лавине, только раскаленной, наполненной токсичными газами и движущейся с феноменальной, ураганной скоростью.

Классификация вулканов

Существует несколько классификаций вулканов, основанных на тех или иных признаках. Так например по степени активности ученые делят вулканы на три типа: потухшие, спящие и активные .

Активными считаются вулканы, извергавшиеся в исторический период времени, относительно которых существует вероятность повторного извержения. Спящими называются вулканы, не извергавшиеся в течение длительного времени, однако с существующей возможностью извержения. Потухшие вулканы – вулканы, когда-либо извергавшиеся, но вероятность повторного их извержения равна нулю.

Классификация по форме вулкана включает в себя четыре типа: шлаковые конусы, купольные, щитовые вулканы и стратовулканы .

• Шлаковый конус – самый распространенный тип вулканов на суше – состоит из мелких фрагментов застывшей лавы, вырвавшейся в воздух, остывшей и упавшей рядом с жерлом. С каждым извержением подобные вулканы становятся все выше.
• Купольные вулканы образуются, когда вязкая магма слишком тяжела, чтобы стечь по склонам вулкана. Она скапливается у жерла, закупоривая его и образуя купол. Со временем газы выбивают подобный купол словно пробку.
• Щитовые вулканы имеют форму чаши или щита с пологими склонами, сформированными базальтовыми лавовыми потоками – траппами.
• Стратовулканы извергают смесь горячего газа, пепла и камней, а также лаву, которые чередуются, откладываясь на конусе вулкана.

Классификация извержений вулканов

Извержения вулканов – чрезвычайная ситуация, тщательно изучаемая учеными-вулканологами для возможности прогнозирования возможности и характера извержений с целью минимизации масштабов стихийного бедствия.

Существует несколько типов извержений:

• гавайское,
• стромболианское,
• пелейское,
• плинианское,
• гидроэксплозивное.

Гавайский – самый спокойный тип извержений, характеризующийся выбросом лавы с небольшим количеством газа, что формирует вулкан щитовой формы. Для стромболианского типа извержения, названного по имени вулкана Стромболи, непрерывно извергающегося на протяжении нескольких веков характерно скопление в магме газа и образование в ней, так называемых газовых пробок. Двигаясь наверх вместе с лавой, достигая поверхности, гигантские газовые пузыри лопаются с громким хлопком из-за разницы в давлении. Во время извержения подобные взрывы происходят, раз в несколько минут.

Пелейский тип извержения назван в честь самого массивного и разрушительного извержения XX в. – вулкана Монтань-Пеле . Извергающиеся пирокластические потоки в считанные секунды унесли жизни 30000 человек. Пелианский тип характерен для извержения, происходящего по типу извержения вулкана Везувий. Название этот тип получил по имени летописца, описывающего погубившее несколько городов извержение Везувия. Для этого типа характерно выбрасывание смеси камней, газа и пепла на очень большую высоту – зачастую столб смеси достигает стратосферы. По гидр эксплозивному типу извергаются вулканы, находящиеся на мелководье в морях и океанах. В подобных случаях образуется большое количество пара при контакте магмы с морской водой.

Извержение вулканов может создать много опасностей не только в непосредственной близости от вулкана. Вулканический пепел может представлять угрозу авиации, создавая опасность выхода из строя турбореактивных двигателей самолетов.

Большие извержения могут влиять и на температуру в целых регионах: пепел и частицы серной кислоты создают в атмосфере области смога и, частично отражая солнечный свет, приводят к охлаждению нижних слоев атмосферы Земли над тем или иным регионом в зависимости от мощности вулкана, силы ветра и направления движения воздушных масс.