Извержение вулкана, опасности извержения, лава, вулканические бомбы, пепел, грязевые потоки, поведение человека в опасной зоне. Извержения вулканов

В Древнем Риме имя Вулкан носил могучий бог, покровитель огня и кузнечного ремесла. Мы же называем вулканами геологические образования на поверхности суши или на океаническом дне, через которые из глубоких земных недр на поверхность выходит лава.

Часто сопровождаемые землетрясениями и цунами, извержения крупных вулканов оказывали существенное влияние на историю человечества.

Географический объект. Значение вулканов

Во время извержения вулкана по трещинам в земной коре на поверхность выходит магма, образующая лаву, вулканические газы, пепел, вулканические камни и пирокластические потоки. Несмотря на опасность, которую представляют для человека эти могучие природные объекты, именно благодаря исследованиям магмы, лавы и других продуктов вулканической деятельности нам удалось получить знания об устройстве, составе и свойствах литосферы.

Считается, что благодаря извержениям вулканов на нашей планете смогли появиться белковые формы жизни: извержения высвобождали диоксид углерода и другие, необходимые для формирования атмосферы, газы. А вулканический пепел, оседая, становился отличным удобрением для растений благодаря содержащимся в нем калию, магнию и фосфору.

Неоценимо важна роль вулканов в регуляции климата на Земле: наша планета во время извержения «выпускает пар» и охлаждается, что во многом спасает нас от последствий глобального потепления.

Характеристика вулканов

Вулканы отличаются от остальных гор не только составом, но и строгими внешними очертаниями. От кратеров на вершине вулканов вниз тянутся глубокие узкие овраги, образованные потоками воды. Существуют также целые вулканические горы, сформированные несколькими рядом расположенными вулканами и продуктами их извержений.

Однако вулкан далеко не всегда является горой, дышащей огнем и жаром. Даже действующие вулканы могут выглядеть как прямолинейные трещины на поверхности планеты. Особенно много таких «плоских» вулканов в Исландии (самый известный из них, Эльдгья, имеет длину 30 км).

Виды вулканов

В зависимости от степени вулканической активности различают: действующие , условно активные и потухшие («спящие») вулканы. Деление вулканов по активности весьма условно. Известны случаи, когда вулканы, считавшиеся потухшими, начинали проявлять сейсмическую активность и даже извергаться.

В зависимости от формы вулканов различают:

• Стратовулканы - классические «огненные горы» или вулканы центрального типа конусообразной формы с кратером на вершине.
• Вулканические расщелины или трещины - разломы в земной коре, через которые выходит на поверхность лава.
• Кальдеры - впадины, вулканические котлы, образовавшиеся вследствие провала вулканической вершины.
• Щитовые - называются так из-за большой текучести лавы, которая, протекая на многие километры широкими потоками, образует подобие щита.
• Лавовые купола - образованы скоплением вязкой лавы над жерлом.
• Шлаковые или тефровые конусы - имеют форму усеченного конуса, состоят из рыхлых материалов (пепел, вулканические камни, глыбы и т.д.).
• Сложные вулканы.

Помимо наземных лавовых вулканов существуют подводные и грязевые (извергают жидкую грязь, а не магму) Подводные вулканы более активны, нежели наземные, через них происходит выброс 75% извергаемой из недр Земли лавы.

Типы извержения вулканов

В зависимости от вязкости лав, состава и количества продуктов извержения выделяют 4 основных типа извержения вулканов.

Эффузивный или гавайский тип - относительно спокойное извержение лавы, образовавшейся в кратерах. Выходящие при извержении газы образуют лавовые фонтаны из капель, нитей и комков жидкой лавы.

Экструзивный или купольный тип - сопровождается выделением газов в больших количествах, приводящих к взрывам и выбросам черных туч из пепла и обломков лавы.

Смешанный или стромболианский тип - обильный выход лавы, сопровождающийся небольшими взрывами с выбросами кусков шлака и вулканических бомб.

Гидроэксплазивный тип - характерен для подводных вулканов на мелководье, сопровождается большим количеством пара, выделяющегося при контакте магмы с водой.

Самые большие вулканы в мире

Самым высоким в мире является вулкан Охос-дель-Саладо , расположенный на границе Чили с Аргентиной. Его высота составляет 6891 м, вулкан считается потухшим. Среди активных «огненных гор» самым высоким является Льюльяйльяко - вулкан Чилийско-Аргентинских Анд высотой 6 723 м.

Самым большим (среди наземных) по занимаемой площади является вулкан Мауна-Лоа на острове Гавайи (высота - 4 169 м, объем - 75 000 км 3). Мауна-Лоа также один из самых мощных и активных вулканов мира: с момента своего «пробуждения» в 1843 году вулкан извергался 33 раза. Самым большим вулканом на планете является огромный вулканический массив Таму (площадь 260 000 км 2) , расположенный на дне Тихого океана.

А вот самое сильное извержение за весь исторический период произвел «невысокий» Кракатау (813 м) в 1883 году на Малайском архипелаге в Индонезии. Везувий (1281) - один из самых опасных вулканов мира, единственный действующий вулкан континентальной Европы - расположен на юге Италии близ Неаполя. Именно Везувий уничтожил Помпеи в 79 году.

В Африке самым высоким вулканом является Килиманджаро (5895), а в России - двухвершинный стратовулкан Эльбрус (Северный Кавказ) (5642 м - западная вершина, 5621 м - восточная).

Наша планета Земля напоминает яйцо: сверху тонкая твердая скорлупа - земная кора , под ней находится вязкий слой горячей мантии , а в центре - твердое ядро . Земную кору называют литосферой , что в переводе с греческого означает «каменная оболочка». Толщина литосферы в среднем около 1% радиуса земного шара. На суше она составляет 70-80 километров, а в глубине океанов может быть всего 20 километров.

Температура мантии - тысячи градусов. Ближе к ядру температура мантии больше, ближе к коре - меньше. Из-за разницы температур происходит перемешивание вещества мантии: горячие массы поднимаются вверх, а холодные - опускаются (так же, как закипающая вода в кастрюле или чайнике, но только происходит это в тысячи раз медленнее). Мантия, хоть и разогрета до огромных температур, но из-за колоссального давления в центре Земли она не жидкая, а вязкая, как очень густая смола. Литосфера как бы плавает в вязкой мантии, немного погрузившись в нее под тяжестью своего веса.

Достигая подошвы литосферы, остывающая масса мантии какое-то время движется горизонтально вдоль твердой каменной «скорлупы», но затем, остыв, она снова опускается в направлении центра Земли. Пока мантия движется вдоль литосферы, вместе с ней поневоле движутся и куски земной коры (литосферные плиты), при этом отдельные части каменной мозаики сталкиваются и наползают друг на друга.

Часть плиты, которая оказалась снизу (на которую наползла другая плита), постепенно погружается в мантию и начинает плавиться. Так образуется магма - густая масса расплавленных пород с газами и парами воды. Магма легче, чем окружающие породы, поэтому она медленно поднимается к поверхности и накапливается в так называемых магматических очагах. Они располагаются чаще всего вдоль линии столкновения плит.

Магма более жидкая, чем мантия, но всё же достаточно густая. В переводе с греческого «магма» означает «густая паста» или «тесто».

Поведение раскаленной магмы в магматическом очаге и правда напоминает дрожжевое тесто: магма увеличивается в объеме, занимает всё свободное пространство и поднимается из глубин Земли по трещинам, норовя вырваться на волю. Как тесто приподнимает крышку кастрюли и вытекает через край, так и магма прорывает земную кору в самых слабых местах и вырывается на поверхность. Это и есть извержение вулкана.

Извержение вулкана происходит из-за дегазации магмы, то есть выхода газов из нее. Процесс дегазации известен каждому: если осторожно открыть бутылку с газированным напитком (лимонадом, кока-колой, квасом или шампанским), раздается хлопок, и из бутылки появляется дымок, а иногда и пена - это из напитка выходит газ (то есть происходит его дегазация). Если бутылку с шампанским перед открыванием потрясти или нагреть, то из нее вырвется мощная струя, и удержать этот процесс невозможно. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки.

Поток лавы при извержении вулкана

Магма в магматическом очаге находится под давлением, так же как и газированные напитки в закрытой бутылке. В том месте, где земная кора оказалась «неплотно закрыта», магма может вырваться из недр Земли, вышибив «пробку» вулкана, и чем прочнее была «пробка», тем сильнее будет извержение вулкана. Поднимаясь вверх, магма теряет газы и пары воды и превращается в лаву - магму, обедненную газами.

В отличие от шипучих напитков, газы, которые выделяются при извержении вулкана, - горючие, поэтому они воспламеняются и взрываются в жерле вулкана. Сила взрыва вулкана бывает настолько мощной, что на месте горы после извержения остается огромная «воронка» (кальдера ), и если извержение продолжается, то прямо в этой впадине начинает расти новый вулкан.

Однако бывает, что магме удается найти легкий выход на поверхность Земли, тогда лава вытекает из вулканов вообще без взрывов. Так кипящая каша, булькая, переливается через край кастрюли. По такому типу извергаются, например, вулканы на Гавайских островах. У магмы не всегда хватает сил выйти на поверхность, и тогда она медленно застывает на глубине. В этом случае вулкан вообще не образуется.

Как же все-таки работает вулкан?

Когда открывается «клапан» в Земле (вышибается пробка вулкана), давление в верхней части магматического очага резко снижается. Внизу же, где давление пока еще большое, растворенные газы всё еще входят в состав магмы. В жерле вулкана из магмы уже начинают выделяться пузырьки газов: чем выше, тем их становится больше; эти легкие «воздушные шарики» поднимаются вверх и увлекают за собой вязкую магму. Около поверхности уже образуется сплошная пенистая масса (застывшая вулканическая каменная пена даже легче воды - это известная всем пемза ). Дегазация магмы завершается на поверхности, где, вырвавшись на свободу, она превращается в лаву, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

После бурного процесса дегазации давление в магматическом очаге снижается, и извержение вулкана прекращается. Жерло вулкана закрывается застывшей лавой, но иногда не очень прочно: в магматическом очаге остается достаточно жара, поэтому на поверхность через трещины могут вырываться вулканические газы (фумаролы ) или струи кипящей воды (гейзеры ). В этом случае вулкан всё еще считается действующим. В любой момент в магматической камере может накопиться большое количество магмы, и тогда процесс извержения начнется вновь.

Известны случаи, когда извергались вулканы, молчавшие и 300, и 500, и 800 лет. Вулканы, которые хотя бы раз извергались на памяти человека (и могут заработать вновь), называются спящими .

Потухшие (или древние) вулканы - это те, которые работали в далеком геологическом прошлом. Например, столица Шотландии город Эдинбург стоит на древнем вулкане, который извергался более 300 миллионов лет назад (тогда еще и динозавров-то не было).

Подведем итоги

В результате движения литосферных плит могут возникать очаги магмы. Если жидкая магма вырывается на поверхность Земли, начинается извержение вулкана. Часто извержение вулкана сопровождается мощными взрывами, это происходит из-за дегазации магмы и взрыва горючих газов. Вулкан засыпает, если прекращается подача новых порций магмы из магматического очага, но может проснуться (ожить), если движение плит продолжается и магматический очаг вновь заполняется. Вулканы тухнут окончательно, если движение плит в этом районе прекращается.

Почему происходят извержения вулканов?

Красота и неукротимость извергающегося вулкана завораживающие действует и на туриста и на постоянного зрителя научно-популярных каналов. А вот людям, живущим в непосредственной близости к вулканическим конусам, всегда было – почему происходят извержения вулканов и можно ли как-то остановить этот процесс.

«Остановить» вулкан у человека точно не получиться, а вот ответ на вопрос «почему?», уже известен. Если коротко, то вулканизм – это процесс выхода на поверхность земной коры магмы.

Когда раскаленная, металлизированная, плазмообразная жидкость покидает недры Земли и соприкасается с воздухом или водой, ее называют «лавой». Но сути явления это уже не меняет. Тяжелая, «огненная река» испепеляет все, что встречается на ее пути. В качестве «бонуса» Жидкий Огонь сопровождают камнепады, пирокластические потоки и солидные дозы углекислого и сернистого газа.

Причины извержения вулканов (вулканизма)

Основная причина вулканизма – внутренне строение нашей планеты. Вы же помните с курса школьной географии, что нутро Земли – трехслойное. В него входят: ядро, мантия, земная кора. Верхняя часть мантии – астеносфера, имеет жидкую консистенцию. Именно она прорывает «оковы» земной коры и периодически «выползает» на поверхность Земли.

Материалы по теме:

Тайны вулканов

Почему прорывает? Земная кора не сплошная. Она разбита на блоки. Похоже на треснувшую, но не опавшую со сваренного вкрутую яйца скорлупу. Кстати, блоки называются литосферными плитами. Они медленно скользят по металлизированной жидкой магме – сходятся и расходятся, сталкиваются и наезжают один на другой.

Учитывая то, что литосферные плиты достаточно тяжелые – 5-80 км толщи горных пород, они осуществляют давление на жидкую магму. Поэтому при первой возможности – появившемся зазоре между двумя блоками, она быстренько выползает (выдавливается) на поверхность в виде тех самых – волшебной красоты «огненных рек».

Места вероятного извержения вулканов

Несмотря на неукротимый нрав вулканов, места выхода на поверхность лавы давно известны. Это – стыки или места взаимодействия литосферных плит. Там где блоки земной коры наиболее активно «наезжают» один на другой или «разъезжаются» в разные стороны, там магма и получает возможность вырваться из «темницы». В данной геологической реальности известны три места активного вулканизма.

Схема извержения вулкана

Когда вулкан пробуждается и начинает извергать потоки раскаленной докрасна лавы, происходит одно из самых потрясающих природных явлений. Такое случается, когда в земной коре есть отверстие, трещина или слабое место. Расплавленные каменные породы, называемые магмой, поднимаются из глубин Земли, где царят невероятно высокие температуры и давления, на ее поверхность. Вытекающую магму называют лавой. Лава охлаждается, затвердевает и образует вулканическую, или изверженную породу. Иногда лава бывает жидкой и текучей. Она сочится из вулкана, как кипящий сироп, и растекается по большой площади. Когда такая лава охлаждается, она образует твердый покров из камня, который называется базальтом. При следующем извержении толщина покрова увеличивается, а каждый новый слой лавы может достигать 10 м. Такие вулканы называются линейными, или трещинными, и их извержения имеют спокойный характер.

При взрывных извержениях лава густая и вязкая. Она изливается медленно и затвердевает неподалеку от кратера вулкана. При периодических извержениях вулкана такого типа возникает высокая конусная гора с крутыми склонами, так называемый стратовулкан.

Температура лавы может превышать 1000 °С. Некоторые вулканы выбрасывают тучи пепла, поднимающиеся высоко в воздух. Пепел может осесть поблизости от жерла вулкана, и тогда появляется пепельный конус. Взрывная сила у некоторых вулканов настолько велика, что наружу выбрасываются огромные глыбы лавы величиной с дом. Эти «вулканические бомбы» падают рядом с вулканом.

Вдоль всего срединно-океанического хребта на океаническое дно из множества действующих вулканов сочится лава, поднимаясь из мантии. Из глубоководных гидротермальных источников, находящихся рядом с вулканами, бьют газовые пузыри и горячие воды с растворенными в них минералами

Действующий вулкан регулярно извергает лаву, пепел, дым и другие продукты. Если извержения нет на протяжении многих лет или даже столетий, однако в принципе оно может случиться, такой вулкан называют спящим. Если вулкан не извергается десятки тысяч лет, он считается потухшим. Некоторые вулканы извергают газы и струи лавы. Извержения других имеют более бурный характер и дают огромные тучи пепла. Чаще всего лава медленно сочится на поверхность Земли в течение долгого времени, и никаких взрывов не происходит. Она изливается из длинных трещин в земной коре и растекается, образуя лавовые поля.

Где происходят извержения вулканов

Большинство вулканов располагаются на краях гигантских литосферных плит. Особенно много вулканов в зоне субдукции,где одна плита подныривает под другую. Когда нижняя плита плавится в мантии, содержащиеся в ней газы и легкоплавкие породы «вскипают» и под огромным давлением прорываются кверху сквозь трещины, вызывая извержения.

Типичные для суши вулканы конической формы выглядят огромными и мощными. Однако на их долю приходится меньше одной сотой всей вулканической активности Земли. Основная доля магмы вытекает на поверхность глубоко под водой через трещины срединно-океанических хребтов. Если подводные вулканы извергают достаточно большие количества лавы, то их вершины достигают поверхности воды и становятся островами. Примерами могут служить Гавайские острова в Тихом океане или Канарские острова в Атлантическом.

Дождевая вода может просочиться сквозь трещины в горной породе в более глубокие слои, где ее нагревает магма. Эта вода вновь выходит на поверхность в виде фонтана пара, брызг и горячей воды. Такой фонтан называется гейзером.

Санторини был островом со спящим вулканом. Внезапно чудовищный взрыв снес вершину вулкана. Взрывы следовали день за днем, когда морская вода попадала в жерло с расплавленной магмой. Последним взрывом остров был практически уничтожен. Все, что осталось от него сегодня, - кольцо мелких островков.

Крупнейшие извержения вулканов

• 1450 г. до н. э., Санторини, Греция. Самое крупное взрывное извержение древних времен.
• 79 г., Везувий, Италия. Описано Плинием Младшим. Плиний Старший погиб при извержении.
• 1815 г., Тамбора, Индонезия. Более 90000 человеческих жертв.
• 1883 г., Кракатау, Ява. Грохот был слышен за 5000 км.
• 1980 г., Сент-Хеленс, США. Извержение было снято на кинопленку.

Стихийные бедствия могут быть разными, но одним из самых опасных по праву признано Каждый день на планете происходит до десяти таких выбросов, многие из которых люди даже не замечают.

Что представляет собой вулкан?

Вулканом называют геологическое образование, располагающееся на коры. В местах нахождения кратеров наружу выходит магма и образует лаву, а за ней следуют газы и фрагменты породы.

Свое название каменный исполин получил от древнеримского бога огня, носившего величественное имя Вулкан.

Классификация

Такие горы могут быть квалифицированы по нескольким признакам. Так, к примеру, по форме эти образования подразделяются на следующие виды:

1. Щитовые.
2. Стратовулканы.
3. Шлаковые.
4. Конусообразные.
5. Купольные.

Помимо этого, вулканы могут быть идентифицированы в зависимости от своего местонахождения:

1. Наземные.
2. Подводные.
3. Подледниковые.

Кроме этого, среди обывателей существует и другая, простая классификация, которая зависит от степени активности вулканов:

1. Действующий. Данное образование характеризуется тем, что извергалось сравнительно недавно.
2. Под этим определением подразумевается гора, которая на данный момент неактивна, но в будущем извержение может произойти.
3. Потухший вулкан - это тектоническое образование, больше не имеющее возможности фонтанировать.

Почему вулканы извергаются?

Прежде чем разобраться с теми продуктами, которые выходят из вулкана при извержении, необходимо знать, что же представляет собой это грозное явление, и каковы его причины.

Под извержением подразумевается выход на поверхность потоков лавы, который сопровождается выбросом газов и пепла. Вулканы извергаются из-за большого количества веществ, скопившихся в магме.

Что выходит из вулкана при извержении?

Магма постоянно находится под очень высоким давлением, поэтому газы всегда остаются в ней растворенными в виде жидкости. Расплавленная порода, которую натиск летучих веществ постепенно подталкивает к поверхности, проходит сквозь трещины и попадает в жесткие слои мантии. Здесь магма стремительно выходит наружу.

Казалось бы, больше не должно оставаться вопросов о том, что появляется при извержении вулкана, ведь магма превращается в лаву и выливается на поверхность. Однако на самом деле во время извержения, кроме указанных компонентов, явить себя миру может множество разных веществ.

Лава

Лава - это самый известный продукт, выделяемый в ходе активной вулканической деятельности. Именно на нее чаще всего указывают люди, отвечая на вопрос: «Что выходит из вулкана при извержении?». Фото данного раскаленного вещества можно увидеть в статье.

Лавовые массы представляют собой соединения кремния, алюминия и других металлов. Также существует интересный факт, связанный с ней: известно, что это единственный земной продукт, в котором можно найти все элементы, находящиеся в таблице Менделеева.

Лава - это раскаленная магма, которая вытекает из кратера вулкана и направляется вниз по его склонам. Во время подъема, состав подземной гостьи постоянно претерпевает изменения из-за атмосферных факторов. Кроме этого, большое количество газов, которые вместе с магмой поднимаются на поверхность, делают ее пузырчатой.

Средняя составляет 1000 градусов, поэтому она легко уничтожает все препятствия, возникающие у нее на пути.

Обломки

Не менее интересно рассмотреть, что выходит при извержении вулкана, кроме лавы. В разгаре процесса на поверхность земли выбрасываются огромные обломки, которые ученые назвали «тефра».

Из общей массы выделяют самые крупные обломки, получившие прозвище «вулканические бомбы». Эти фрагменты представляют собой жидкие продукты, которые во время выброса застывают прямо в воздухе. Размер таких камней может различаться: самые мелкие из них похожи на горошины, а наиболее крупные превышают размер грецкого ореха.

Пепел

Также, отвечая на вопрос «Что выходит из вулкана?», нельзя забывать о пепле. Именно он зачастую приводит к катастрофическим последствиям, поскольку выделяется даже при незначительном извержении, которое не может причинить вред людям.

Мелкие частицы пепла распространяются по воздуху с огромной скоростью - до 100 километров в час. Естественно, значительное количество этого вещества может попасть человеку в горло во время дыхания, поэтому при извержении следует закрывать лицо платком или специальным респиратором. Особенностью пепла является то, что он способен пересекать огромные расстояния даже минуя воду и возвышенности. Эти мелкие частицы настолько раскалены, что постоянно светятся в темное время суток.

Газы

Не стоит забывать и о том, что выходит из вулкана при извержении, кроме прочего, большое количество газов. В состав этой летучей смеси входят водород, сера и углерод. В незначительных количествах содержится бор, бромовая кислота, ртуть, металлы.

Все газы, которые выделяются из во время извержения, имеют белый цвет. А если к газам примешивается тефра, то клубы приобретают черный оттенок. Зачастую именно по черному дыму, идущему из вулканического кратера, люди определяют, что скоро произойдет выброс и нужно эвакуироваться.

Кроме того, необходимо знать, что выходит из вулкана при извержении, помимо вышеперечисленных веществ. Это сильный запах сероводорода. Так, к примеру, на некоторых островах вулканический дух распространяется на сотни километров.

Примечательный факт: небольшое количество газа продолжает выделяться из жерла вулкана в течение нескольких лет со дня извержения. При этом такие выбросы очень ядовиты, а попадая в воду с дождями, они отравляют ее и делают непригодной для питья.