Признаки приближения извержения вулкана. Феномен «Палящая туча». Как образуются вулканы
Вулканы существуют практически на каждом континенте, в том числе и на Антарктиде. Нет их только в Австралии. Основная часть вулканов расположена в зонах с повышенной сейсмической активностью, разломов коры Земли и там, где сталкиваются тектонические плиты. При этом места, где наблюдается наибольшая подземная активность (для получения более подробной информации ), наиболее подвержены возникновению извержений.
Вулканы делятся на действующие и «спящие». Вторые не менее опасны, поскольку могут активизироваться в любой момент. Обычно это сопровождается выбросами пара, рокотом, запахом серы, кислотными дождями, выделением газов и облаков пара.
Как распознать начало извержения?
Началу извержения вулкана предшествуют несколько явлений:- возрастает температура почвы, особенно на склонах;
- повышается выделение пара и газов;
- усиливается сейсмическая активность (фиксируются разные по силе подземные толчки);
- разбухает вулканический конус (возможно с изменением наклона поверхности вулкана).
- вулканические «бомбы» - обломки камней и куски лавы, разлетающиеся на значительное расстояние. Это еще одна причина, по которой проводится эвакуация жителей территорий, прилегающих к вулкану.
- пепел – наиболее страшное явление. Он может засыпать целый город толстым слоем и спастись от него невозможно. Тонны порошкообразного камня буквально хоронят под собой все живое.
- палящая туча из облаков пыли и газа, перемещаясь по склону с большой скоростью, сжигает все на своем пути. Спасти от нее может только погружение в воду.
- потоки грязи случаются не при каждом извержении, но также считаются одним из наиболее опасных явлений. Смесь земли, камней и обломков причиняет значительные разрушения.
Действительно удивительное зрелище – извержение вулкана. Но что же представляет из себя вулкан? Как происходит извержение вулкана? Почему одни из них с разной периодичностью извергают огромные потоки лавы, а другие мирно спят столетиями?
Внешне вулкан напоминает гору. Внутри него есть геологический разлом. В науке вулканом принято называть образование из геологической породы, расположенное на поверхности земли. Через него наружу извергается магма, которая очень сильно раскалена. Именно магма впоследствии образует вулканические газы и камни, а также лаву. Большая часть вулканов на земле образовалась несколько столетий назад. Сегодня на планете изредка появляются новые вулканы. Но происходит это намного реже, чем раньше.
Как образуются вулканы?
Если кратко объяснять суть образования вулкана, то это будет выглядеть следующим образом. Под земной корой расположен особый слой под сильным давлением, состоящий из расплавленных горных пород, его и называют магмой. Если же в земной коре вдруг начинают возникать трещины, то на поверхности земли образовываются возвышенности. Через них то и выходит наружу магма под сильным давлением. На поверхности земли она начинает распадаться на раскаленную лаву, которая затем застывает, заставляя вулканическую гору становиться все больше и больше. Появившийся вулкан становится настолько уязвимым местом на поверхности, что извергает с большой частотой на поверхность вулканические газы.
Из чего состоит вулкан?
Для того, чтобы понять, как извергается магма, нужно знать, из чего состоит вулкан. Основными его компонентами являются: вулканический очаг, жерло и кратеры. Что такое очаг вулкана? Это место, где образуется магма. Но не все знают, что такое жерло и кратер вулкана? Жерлом называют особый канал, который объединяет очаг с поверхностью земли. Кратером называют небольшое углубление в форме чаши на поверхности вулкана. Его размер может достигать нескольких километров.
Что такое извержение вулкана?
Магма постоянно находится под сильным давлением. Поэтому над ней в любое время есть облако газов. Постепенно они толкают раскаленную магму к поверхности земли через жерло вулкана. Вот из-за чего происходит извержение. Однако одного небольшого описания процесса извержения недостаточно. Чтобы увидеть это зрелище можно воспользоваться видео, смотреть которое нужно после того, как вы узнали, из чего состоит вулкан. Точно также на видео вы сможете узнать, каких вулканов не бывает в нынешнее время и как выглядят вулканы, которые сегодня являются действующими.
Чем опасны вулканы?
Действующие вулканы представляют опасность по ряду причин. Сам по себе спящий вулкан очень опасен. Он в любое время может «проснуться» и начать извергать потоки лавы, растекающейся на множество километров. Поэтому не стоит селиться вблизи таких вулканов. В случае расположения извергающегося вулкана на острове может возникнуть такое опасное явление, как цунами.
Несмотря на свою опасность, вулканы могут сослужить человечеству хорошую службу.
Чем полезны вулканы?
- В ходе извержения появляется большое количество металлов, которые можно применять в промышленности.
- Вулкан порождает крепчайшие горные породы, которые можно использовать для строительства.
- Пемза, которая появляется вследствие извержения, используется в промышленных целях, а также при производстве канцелярских резинок и зубной пасты.
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.
Вулканы — как образуются, почему извергаются и чем они опасны и полезны?
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.
Вступление
1. Вулканы РФ
2.
Извержения вулканов
4. Признаки предстоящего извержения
5.
6. Другие угрозы, связанные с выпадением вулканогенных осадков
Заключение
Источники информации
Вступление
Внешне каждый вулкан – это возвышение, необязательно высокое.
Возвышение связано каналом с магматическим очагом на глубине. Магма – это расправленная масса, состоящая в основном из силикатов. Магма, подчиняясь определенным физическим законам, может подниматься вместе с парами воды и газами из глубины наверх. Преодолевая на своем пути преграды, магма изливается на поверхность. Магму, излившуюся на поверхность, называют лавой. Выброс из жерла вулкана паров, газов, магмы, горных пород и есть извержение вулкана.
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.
Более 200 млн.
землян живут в опасной близости от действующих вулканов. Конечно, они подвергаются определенной опасности, но степень риска не превышает возможность попадания под машину городского жителя. Подсчитано, что за последние 500 лет в мире в результате вулканических извержений погибли около 200 тыс. человек.
На земле около 600 действующих вулканов.
Самые высокие из них находятся в Эквадоре (Котопахи – 5896 м и Сангай – 5410 м) и в Мексике (Попокатепетль – 5452 м). В России находится четвертый в мире по высоте вулкан – это Ключевская Сопка высотой 4750 м.
Самым катастрофическим можно считать в общем-то невысокий – 800 м – индонезийский вулкан Кракатау. Ночью с 26 на 27 августа 1883 года после трех страшных взрывов на небольшом безлюдном островке небо закрыл пепел и вылилось 18 куб. километров лавы.
Огромная волна (около 35 м) буквально смыла сотни прибрежных поселков и городов Явы и Суматры. В этой трагедии погибли 36 тыс. человек. вулкан извержение пеплопад
Вулканы РФ
Современная вулканическая активность на территории Российской Федерации практически полностью сосредоточена в Курило-Камчатской островной дуге, где имеются не менее 69 действующих вулканов. В то же время и в ряде других районов страны обнаружены потенциально действующие или “спящие” вулканы. В первую очередь – это Большой Кавказ с вулканами Эльбрус и Казбек (последние извержения в пределах 3-7 тыс. лет назад), юг Восточной Сибири (вулкан Кропоткина, активный 500-1000 л.н.), Чукотка (Анюйский вулкан, действовавший в пределах последнего тысячелетия) и, возможно, Прибайкалье.
Камчатка и Курилы – сейсмически нестабильный район, входящий в "огненное кольцо" Тихого океана.
Из 120 вулканов, находящихся здесь, около 39 действующих – от недр здесь можно ждать и сильных извержений, и землетрясений.
В 1955 году произошло извержение сопки Безымянной. В ноябре вулкан пробудился и стал выбрасывать пары и пепел. 17 ноября в поселке Ключи (24 км от сопки) было так темно, что весь день не выключали электричество.
30 марта 1956 года вулкан Безымянный взорвался. Из кратера до высоты 24 км взметнулась туча пепла. В следующие 15 минут была извергнута еще большая по размерам туча на высоту до 43 км.
В 24 км от кратера деревья были вырваны из земли, в 30 км – возникали пожары, грязевые потоки простирались на 90 км. Возникшая волна ощущалась на расстоянии до 20 км от кратера.
После извержения форма вулкана совершенно изменилась, а его вершина стала ниже на 500 м. На месте его вершины образовалась воронка шириной до 2 км и глубиной до 1 км.
В 1994 году при извержении вулкана Ключевская Сопка пепловое облако затрудняло полеты самолетов на высоте 20 000 метров.
Опасны почти все проявления вулканической деятельности.
Лавовые и грязевые потоки (лахары) могут полностью разрушить поселения, лежащие на их пути.
Опасность грозит людям, оказавшимся вблизи или между языками магмы. Не менее страшен и пепел, проникающий буквально всюду.
ФАЗЫ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНА
Источники воды бывают завалены лавой и пеплом, крыши домов обрушиваются.
Вулкан опасен не только во время извержения. Кратер еще долго может таить под внешне крепкой корой кипящую серу. Опасны и кислотные или щелочные газы, которые напоминают туман.
Долина смерти на Камчатке (в Долине гейзеров) накапливает углекислый газ, который тяжелее воздуха, и животные часто гибнут, оказавшись в этой низине.
Классификация вулканов по форме
—Щитовидные вулканы образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана.
Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мауна-Лоа на Гавайских островах где она стекает прямо в океан.
—Шлаковые конусы выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел: самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера.
Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше. Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими.
—Стратовулканы , или «слоистые вулканы», периодически извергают лаву и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются. На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы, которые служат вулкану опорой.
—Купольные вулканы образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам.
Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке, которую накопившиеся под куполом газы буквально вышибают из жерла.
3. Извержения вулканов
Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям.
Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы:
Гавайский тип - выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра. должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины.
Гидроэксплозивный тип - извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.
Признаки предстоящего извержения
– Усиление сейсмической активности (от едва заметных колебаний лавы до настоящего землетрясения).
– "Ворчание", доносящееся из кратера вулкана и из-под земли.
– Запах серы, исходящий из протекающих рядом с вулканом рек и ручьев.
– Выпадение кислотных дождей.
– Пемзовая пыль в воздухе.
– Вырывающиеся время от времени из кратера газы и пепел.
Действия людей при извержении вулкана
Зная об извержении, можно изменить путь лавовых потоков с помощью специальных желобов и лотков. Они позволяют пустить поток в обход жилищ, удержать его в нужном русле. В 1983 году на склоне знаменитой Этны удалось взрывами создать направленное русло для лавы, что спасло от угрозы ближайшие селения.
Иногда помогает охлаждение лавового потока водой – такой способ использовали жители Исландии при борьбе с вулканом, "проснувшимся" 23 января 1973 года.
Около 200 мужчин, оставшихся после эвакуации, направили пожарные струи на ползущую к порту лаву. Остывая от воды, лава каменела. Удалось спасти большую часть города Вейстманнаэйяра, порт, и при этом никто не пострадал.
Правда, борьба с вулканом затянулась почти на полгода. Но это скорее исключение, чем правило: воды требовалось огромное количество, а островок небольшой.
Как подготовиться к извержению вулкана
Следите за предупреждением о возможном извержении вулкана. Вы спасете себе жизнь, если своевременно покинете опасную территорию. При получении предупреждения о выпадении пепла закройте все окна, двери и дымовые заслонки.
Поставьте автомобили в гаражи. Поместите животных в закрытые помещения.
Запаситесь источниками освещения и тепла с автономным питанием, водой, продуктами питания на 3 – 5 суток.
Как действовать во время извержения вулкана
При первых "симптомах" начинающегося извержения нужно внимательно слушать сообщения Министерства по чрезвычайным ситуациям и выполнять все их указания.
Желательно срочно покинуть район бедствия.
Что делать, если извержение застигло вас на улице?
1. Бегите к дороге, старайтесь предохранять голову.
2. Если вы едете на машине, будьте готовы к тому, что колеса увязнут в слое пепла. Не старайтесь спасти машину, оставьте ее и выбирайтесь пешком.
Если вдали появится шар из раскаленной пыли и газов, спасайтесь, укрывшись в подземном убежище, которые строятся в сейсмоопасных зонах, или ныряйте в воду, пока раскаленный шар не промчится дальше.
Какие меры надо предпринять, если эвакуация не нужна?
Не поддаваться панике, оставаться дома, закрыв двери и окна.
2. Выходя на улицу помните, что нельзя надевать синтетические вещи, так как они могут загореться, при этом ваша одежда должна быть максимально удобной. Рот и нос необходимо защитить влажной тряпкой.
3. Не укрывайтесь в подвале, чтобы не оказаться погребенными под слоем грязи.
Запаситесь водой.
5. Следите, чтобы падающие камни не вызвали пожар. При первой возможности очищайте крыши от пепла, возникающий пожар тушите.
Следите за сообщениями МЧС по радио.
Как действовать после извержения вулкана
Закройте марлевой повязкой рот и нос, чтобы исключить вдыхание пепла. Наденьте защитные очки и одежду, чтобы исключить ожоги. Не пытайтесь ехать на автомобиле после выпадения пепла – это приведет к выходу его из строя. Очистите от пепла крышу дома, чтобы исключить ее перегрузку и разрушение.
Перед тем, как начать извергаться, вулкан дрожит, вздувается, нагревается и выпускает газ. Предупрежденные этими признаками, вулканологи пытаются предупредить катастрофу и заблаговременно эвакуировать население. За предвестниками извержения следят вулканологи, вооружившись современной аппаратурой.
Карта опасных зон. Чтобы предсказать будущее, нужно хорошо знать прошлое. Геологи и вулканологи воссоздают историю какого-либо вулкана.
Они изучают предыдущие извержения, причиненный ими ущерб, направление потоков лавы. Это помогает им составить карту опасных зон: на ней указаны возможные продукты извержения (глыбы, пепел), пути прохождения облаков пепла и газов и жилые зоны, которым угрожает опасность.
Предвестники извержения.
Чаще всего извержение дает знать о своем приближении. Так, при подъеме магмы к поверхности проявляются подземные толчки (сейсмические колебания), которые не ощущаются на поверхности. Чем ближе по времени извержение, тем чаще становится ритм этих толчков, иногда доходя до 100 толчков в час. Тогда ученые устанавливают на вулкане сейсмографы, чтобы проводить замеры.
Иногда это ложная тревога: сейсмическая активность может не сопровождаться извержением, и наоборот. Перед извержением вулкан вздувается, словно пирог в духовке: он вырастает на несколько сантиметров, а порой и на несколько метров.
Так, гора Сент-Хеленс выросла на 200 метров перед своим извержением 18 мая 1980 года! В этом случае вулканологи постоянно замеряют высоту вершины, отклонение склонов, размер трещин в разломах… Также они измеряют увеличение горы при помощи спутников. Наконец, перед извержением, газы, появляющиеся в фумаролах, находящихся в скважинах вулкана, нагреваются, меняется их химический состав. Температура подземной воды тоже повышается. Вулканологи постоянно берут образцы и анализируют их.
За многими вулканами наблюдают только тогда, когда они грозят опасностью. Но за некоторыми, особо опасными, ведутся постоянные наблюдения. Вблизи от них расположены специальные обсерватории.
Из-за недостатка средств только тридцать из опасных вулканов постоянно находятся под контролем ученых, при этом некоторые вулканы, давно не извергавшиеся, могут проснуться в любой момент.
Неаполь, у подножия вулкана Везувий. Вот уже несколько десятилетий Везувий находится под пристальным вниманием ученых. По их мнению, это самый опасный вулкан. Его последнее, довольно слабое, извержение произошло в 1944 году, но последующее обещает быть куда более опасным.
Около 800 000 человек живут в непосредственной близости от этого спящего монстра и 3 миллиона в радиусе 30 км от него. Благодаря исследованиям извержения 1663 года, которое унесло жизни 4 000 человек, эксперты разработали план эвакуации. Он будет приведен в действие, как только появятся первые признаки надвигающейся катастрофы.
Когда только вулканологи отмечают необычные признаки, предвестники извержения, они сразу же предупреждают об этом власти.
Они берут образцы лавы и шлака, изучают их. Определяют возможный тип извержения и его опасные зоны. Если активность усиливается, власти, следуя советам вулканологов, могут начать эвакуацию населения.
Сражение против вулкана. В своих отношениях с вулканами люди очень часто проигрывают. В 1992 году итальянцы попытались построить заграждение длиной в 224 и высотой в 21 м, чтобы преградить потоки лавы Этны. Однако лава быстро прорвала эти барьеры.
Но другая попытка удалась. Потоки лавы текли по естественному тоннелю. После направленного взрыва ее поток ушел под землю, затем образовалась пробка и лава вышла на поверхность. Еще одна победа была одержана в Исландии, на острове Эймей.
В 1973 году началось извержение вулкана Эльдфель.
Извержение вулкана
Жилая зона была эвакуирована, но потоки лавы угрожали порту. Это была прямая угроза рыболовству, главному местному промыслу. Тогда спасатели вместе с местными жителями, применяя мощные насосы, начали лить на потоки лавы по 12 миллионов кубометров воды в час. После трех недель сражения люди одержали победу: потоки лавы были повернуты в море.
Катастрофические извержения вулканов сопровождаются большими жертвами среди населения. При извержении влк. Тамбора в Индонезии в 1815 г. погибло от 60 тыс. до 90 тыс. человек. Взрыв влк. Кракатау в 1883 г. стал причиной смерти 40 тыс. человек. От палящих туч, образовавшихся при извержении влк. Ламингтон на Новой Гвинее, погибло около 4 тыс. человек. Предвестником извержения являются вулканические землетрясения, которые связаны с пульсацией магмы, продвигающейся вверх по подводящему каналу. Специальные приборы – наклономеры – регистрируют изменение наклона земной поверхности вблизи вулканов. Перед извержением меняются местное магнитное поле и состав вулканических газов, выделяющихся из фумарол. На Камчатке уже в 1955 г. было предсказано извержение влк. Безымянный, в 1964 г. – влк. Шивелуч, затем – Толбачикских вулканов.
На вулканических территориях действует ряд вулканических станций. Как и для землетрясений, составляются карты вулканической опасности (риска). Подробная карта такого рода составлена для Камчатки в РФ, для Гавайских островов и района Каскадных гор в США. В Российской Федерации непосредственное наблюдение за вулканами осуществляется институтом вулканологии Дальневосточного отделения АН РФ.
Прогноз извержений основан на двух группах методов. Первые основаны на изучении жизни самого вулкана: отдельные вулканы извергаются с определенными интервалами времени, другие свое пробуждение знаменуют звуковыми эффектами; знание вулканов может помочь в предупреждении извержений. Другую группу методов составляют сложные статистические вычисления и исследования признаков готовящегося извержения с помощью точных приборов. Вокруг опасных вулканов размещают, как правило, сейсмические станции, регистрирующие толчки. Когда лава расширяется на глубине, заполняя трещины, это вызывает сотрясение земной поверхности. Землетрясения с очагами под вулканами являются, таким образом, надежным признаком готовящегося извержения.
Надежным является метод прогноза вулканических извержений на основе измерения изменений наклонов земной поверхности вблизи вулкана. Изменение наклона показывает, что готовится извержение. По скорости нарастания изменений можно вычислить примерное время извержения.
Новый метод прогноза извержений представляет собой аэрофотографирование вулканов в инфракрасных лучах, и позволяет определить нагревание земной поверхности и подъем горячих расплавов.
Поведение воды в кратере также может служить надежным показателем готовящегося извержения. Иногда температура воды повышается до кипения, иногда она перед извержением меняет свой цвет (становится бурой или красноватой). Перед извержением часто увеличивается концентрация серосодержащих газов и паров хлористоводородной кислоты, в то время как проценты водяных паров уменьшаются и повышается отношение S/Cl.
Может оправдать себя и метод изучения изменения магнитного поля: на Камчатке в 1966 г. за 12 ч до извержения напряженность магнитного поля ослабевала, а за несколько месяцев до извержения менялась и его ориентация.
Успешный прогноз вулканических извержений может значительно уменьшить вулканический риск для населения гг. Петропавловск-Камчатский, Елизово, Ключи, Северо-Курильск и других населенных пунктов, а также для пассажиров сотен международных авиарейсов, ежедневно совершаемых вдоль восточного побережья Камчатки.
С практической точки зрения выделяются краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные прогнозы вулканической деятельности.
Краткосрочный прогноз – наиболее точный. Вывод о времени предстоящего извержения делают на основе совокупности результатов всех методов. Физической основой прогноза является постепенное и непрерывное возрастание давления в магматическом очаге и выводном канале вулкана перед извержением. Возрастание давления в выводном канале вызывает напряжения и упругие деформации в окружающих его твердых породах, изменение их физических свойств, что отражается в физическом поле в районе вулкана. Установления закономерностей связи изменений физического поля вулкана с его деятельностью и непрерывные наблюдения за этими изменениями и составляют суть краткосрочного прогноза извержений. К характерным явлениям, предваряющим извержения, относятся: деформации земной поверхности, вулканические землетрясения (рис. 2.4); изменения гравитационного, магнитного и электрического полей в окрестностях вулкана; разогрев вулкана; изменение температуры и химического состава фумарольных газов и вод горячих источников. Наиболее перспективными считаются методы, основанные на наблюдениях за вулканическими землетрясениями, за деформациями земной поверхности и за газогидрохимическими явлениями на вулканах. Начиная с 1980-х гг., на Камчатке развиваются также аэрофотограмметрические методы прогноза вулканических извержений.
Долгосрочный прогноз может быть выполнен с достаточной точностью лишь для тех вулканов, в деятельности которых существует периодичность. Для остальных вулканов этот прогноз не является точным, а лишь позволяет установить причинно-следственные связи в тектонической деятельности в каком-либо определенном районе. На основе подобных расчетов можно получить вероятностные характеристики, которые являются важными данными для краткосрочного и среднесрочного прогноза.
Земли, расположенные у подножья вулканов, являются одними из наиболее плодородных территорий нашей планеты, потому что извержения, которые производит жерло вулкана насыщают грунт огромным количеством питательных элементов и минералов. Даже если вулкан давно спит и никак себя не проявляет, ветер, обдувающий его камни, разносит в разные стороны нужные для земли вещества. Поэтому люди постоянно селятся не только у подножия вулканов, но и на склонах гор, и не обращают ни малейшего внимания на периодически возникающие толчки в регионе. И совершенно зря. Всем известна печальная участь жителей Помпеи, которых похоронило Везувий почти 2000 лет тому назад. Трагедии вполне можно было бы избежать, если бы они обратили внимание на участившиеся землетрясения магнитудой в пять-шесть балов.
Извержение вулкана: вулканы земного шара
Где осуществляется происхождение вулканов? Появляются огнедышащие горы над местами столкновения друг с другом литосферных плит, в наиболее слабых местах земной коры, через которые наша планета выкидывает наружу раскалённую магму, горючие газы и самый разнообразный вулканический материал, который впоследствии эти горы и образовывают.
Что касается слова «вулкан», то само оно латинского происхождения – именно так в Древнем Риме местные называли бога огня. Интересно, что первым такое название получила гора (именно там, по утверждениям местных жителей, находилась кузница Вулкана).
Существуют различные типы вулканов. В настоящее время геологи насчитывают на нашей планете около полторы тысячи действующих вулканов, не считая подводных. Что же касается последних, то в океанических и морских глубинах расположено около 20% от общей численности всех существующих в мире вулканов, в т. ч. и угасших. Именно им мы обязаны новыми участками суши, иногда возникающим посреди бескрайнего океана: после того, как подводные вулканы извергают огромное количество лавы, их вершины со временем достигают океанической поверхности и образуют острова (например, Гавайские или Канарские).
Чтобы поехать туда, нужно лишь заказать билеты здесь:
Наибольшее количество вулканов (две трети) находятся в так называемом Тихоокеанском Огненном Кольце, обрамляющий края огромной тихоокеанской плиты, что находится в постоянном движении и всё время сталкивается с соседними плитами.
Извержение вулкана: видео
Роль вулканов в жизни планеты
Приуменьшить роль вулканов в жизни нашей планеты невозможно. Прежде всего потому, что если бы не они, то вполне возможно, что Земля до сих пор представляла бы собой разгорячённый космический шар: именно огнедышащие горы выводили в своё время наружу из недр земного шара водяной пар, охлаждая тем самым литосферу и атмосферу планеты.
По утверждению геологов, одно-единственное извержение огненной горы на одном из индонезийских островов более 75 тыс. лет тому назад повергло всю нашу планету в эпоху Ледникового периода, а в атмосфере образовалась серная кислота.
Они на протяжении всей истории земного шара активно участвовали в создании и уничтожении различных участков суши. Например, довольно недавно, в 1963 году возле юго-западного берега Исландии одним из подземных вулканов был создан небольшой остров Суртсей, площадью в 2,5 кв. км.
В далёком прошлом (в 16-17 в. до н.э.) другим подобным вулканом был почти полностью уничтожен остров Санторини (Эгейское море). При этом решающую роль сыграл давно спящий вулкан, который внезапно с неожиданной силой снёс вершину горы и извергал лаву на протяжении долгих дней (пока почти полностью не уничтожил остров, погубив тем самым минойскую цивилизацию и вызвав огромнейшее цунами). Всё, что осталось от острова после окончания извержения – это большой серповидный островок с самой большой кальдерой в мире.
Причины извержения вулкана
Изучая , посмотрим, что представляет из себя Земля в разрезе. Фактически она напоминает яйцо, в центре которого в окружении мантии и литосферы находится чрезвычайно твёрдое ядро.
Сверху нашу планету защищает довольно-таки тонкая, но одновременно с этим – твёрдая скорлупа, иначе говоря, земная кора, литосфера. На суше её толщина обычно варьируется от 70 до 80 км, на океаническом дне – в районе двадцати.
Под литосферой расположена вязкая, словно горячая смола, прослойка из раскалённой мантии: температура её в глубине планеты достигает тысячи градусов (чем ближе к центру Земли, тем она горячей). Чтобы получить её температурные показатели, вулканологи используют специальные электрические термометры «термопара» – изготовленные из стекла приборы в ней практически сразу плавятся. Жизнь нашей планеты изнутри выглядит следующим образом:
Часть мантии, что находится ближе к литосфере и та, что пребывает возле ядра, постоянно перемешивается между собой: раскалённая поднимается вверх, холодная – опускается вниз.
Поскольку мантия сама по себе имеет чрезвычайно вязкую структуру, то со стороны может показаться, что земная кора в ней как бы плавает, уйдя немного вглубь под давлением собственного веса.
Достигнув земной коры, постепенно остывающая лава некоторое время двигается вдоль неё, после чего, охладев, опускается вниз.
Двигаясь вдоль литосферы, магма приводит в движение отдельные участки земной коры (иначе говоря – литосферные плиты), которые из-за этого периодически сталкиваются друг с другом.
Часть литосферной плиты, что оказывается снизу, погружается в более горячую мантию и практически сразу же начинает плавиться, образуя магму – вязкую массу, состоящую из расплавленных пород и содержащую в себе различные газы и водяной пар. Несмотря на то, что образовавшаяся магма не такая густая, как мантия, она всё равно остаётся довольно-таки вязкой консистенции.
Поскольку магма по своей структуре намного легче, чем окружающие её породы, она снова поднимается наверх и постепенно скапливается в магматических очагах, что расположены вдоль всех мест, где сталкиваются литосферные плиты.
Роль магмы
А вот дальше магма своим поведением напоминает дрожжевое тесто: она увеличивается в объёме и занимает абсолютно всю свободную территорию, до которой только может добраться, поднимаясь из недр нашей планеты по всем доступным ей трещинам.
Добравшись до наименее плотно закупоренных мест, под влиянием содержащихся в ней газов, что пытаются любым способом её покинуть (процесс этот называется дегазация магмы), она пробивает земную кору и, выбив «пробку» вулкана, вырывается наружу.
Извержение вулкана
Чем крепче будет закупорена гора, тем сильнее окажется извержение. Обычно силу вулканических выбросов специалисты (VEI) обозначают от 0 (наиболее слабое) до 8 (самое сильное) балов. Например, активную деятельность вулкана Сент-Хеленс в 1980 году вулканологи оценили, как умеренное, хотя само извержение по мощности приравняли к взрыву пятисот атомных бомб.
Поднявшись наверх и вырвавшись из замкнутого пространства, магма практически сразу теряет газы и пары воды, и становится лавой (магмой, обеднённой газами), способной передвигаться со скоростью около 90 км/ч. Газы, что вырываются на свободу, являются горючими и взрываются в кратере вулкана (кратер вулкана - воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса), оставляя после себя в горе огромных размеров воронку (кальдеру). Вулкан извергается следующим образом:
Строение вулкана
После того как магма вышибает пробку вулкана, давление в магматическом очаге (его верхней части) моментально понижается. Растворённые газы, что находятся внизу, продолжают бурлить и продолжают оставаться составной частью магмы;
Чем ближе в жерлу, тем газовых пузырьков становится больше. Когда их оказывается слишком много, то они решительно устремляются наверх, наружу, поднимая вместе с собой ещё и расплавленную магму.
В тоже время возле кратера вулкана накапливается пенистая масса, в застывшем варианте известная нам как пемза.
Оказавшись на свободе, газы полностью покидают магму, которая из-за этого трансформируется в лаву и выносит из глубины земного шара пепел, пар и осколки горных пород (среди которых нередко попадаются глыбы величиной с дом). Что же касается самого извержения, то его ещё и характеризует чередование слабых и мощных взрывов.
Высота подъёма выбрасываемых из недр Земли веществ обычно варьируется от одного до пяти километров, но бывает и значительно выше. Например, в 50-х годах прошлого века высота выкинутых обломочных материалов вулкана Безымянного (Камчатка) достигала 45 км, а сами выбросы разлетались по округе на расстояние в несколько десятков тысяч километров.
В случае чрезвычайно сильного извержения объём вулканических выбросов может составлять нескольких десятков кубических километров, а количества пепла быть настолько огромным, что возникает абсолютная тьма, которую обычно можно наблюдать только в полностью закрытом от света пространстве.
Продукты извержения вулканов подразделяются на разные типы. Они могут быть газообразными (вулканические газы), жидкими (лава) и твёрдыми (вулканические горные породы). В зависимости от характера продуктов извержения вулканов и состава магмы на поверхности образуются сооружения различной формы и высоты.
Завершение процесса
Когда газы с шумом и взрывами уходят из магмы, давление, что перед этим возникло в магматическом очаге, значительно понижается, и извержение останавливается. После этого извергающее жерло вулкана закрывает остывающая лава, причём иногда делает это довольно прочно, а иногда – не совсем. И тогда на земную поверхность продолжают вырываться в незначительном количестве газы (фумаролы) или фонтаны кипящей воды (гейзеры), а сам вулкан считается действующим. Это значит, что внизу скоро снова станет собираться магма, и, достигнув определённого объёма, извержение начнётся снова. Ярким примером является , потрясший весь мир в 1883 году.
Виды вулканов
Вулканологи часто задавались вопросом, какие бывают виды вулканов
? Во время исследований выделили несколько видов:
Действующие
.
Жерло вулкана считается действующим, если оно постоянно или периодически выкидывает магму и этому явлению есть документальные подтверждения. Если выбросы нигде не зафиксированы, но вулканы активно выделяют горячие газы и кипящие фонтаны, их также относят к данному типу.
Уснувшие. Вулкан называют спящим, если о его извержении нет никаких зафиксированных сведений, но вместе с тем он сохранил свою форму и под ним постоянно происходят небольшие землетрясения и сотрясения, а в магматический очаг поступают новые порции магмы. При этом известно немало случаев, когда вулканы молчали более тысячи лет, а потом просыпались и возобновляли свою активную деятельность.
Потухшие
. Потухшие (древние) вулканы активно работали в далёком прошлом, но в данный момент сильно разрушены, размыты и не проявляют никакой вулканической активности, а литосферные плиты в этом районе абсолютно никуда не движутся. Примером потухшего вулкана может служить гора, на которой расположена столица Шотландии: по предположения учёных, в последний раз он извергал лаву более 300 млн. лет назад (динозавры в то время ещё не существовали и близко).
Трещинные
. Лава далеко не всегда вырывается из горы с шумом и взрывами. Если она находит более лёгкий выход на поверхность, то вытекает абсолютно бесшумно (такое явление можно наблюдать, например, на Гавайских островах), и растекается по огромной территории. После того как лава охлаждается, она трансформируется в твердый каменный слой (базальт). При этом после каждого следующего извержения его толщина значительно увеличивается (нередко до десяти метров за раз). Такие типы вулканов называют линейными (трещинными) и их извержения характеризует довольно таки спокойный характер.
Центральные
. Вулканы бывают и центрального типа. Именно он издаёт наибольшее количество шума, взрывов, а последствия его деятельности как для людей, так и для окружающей среды бывают довольно плачевны. Его характеризует центральный канал (жерло вулкана), который выводит на поверхность магму. Заканчивается он расширением (кратером), которое со временем, по мере роста вулкана, постепенно перемещается наверх. Довольно часто в кратере такой горы образовывается озеро, состоящее из жидкой лавы. Если же магма состоит из более вязкой консистенции, жерло вулкана она закупоривает очень крепко, что в дальнейшем приводит к чрезвычайно сильным выбросам.
Как пережить извержение вулкана
Несмотря на опасность, люди продолжают жить у подножия опасного соседа, вулканологами разработан целый комплекс мероприятий, целью которых является предупредить местное население о приближающейся опасности, а в случае попадания в опасную ситуацию, знать, как надо действовать, чтобы сохранить себе жизнь.
Прежде всего, нужно обязательно отслеживать все предостережения вулканологов о возможном начале вулканического извержения. Если нет возможности выехать из опасной территории, при первом же оповещении об опасности, необходимо запастись автономными источниками освещения и обогревателями, а также водой и едой в расчёте на несколько дней. Если уехать из опасной местности до начала извержения не удалось, необходимо плотно и надёжно закрыть все оконные и дверные проёмы, а также вентиляционные и дымовые каналы.
Извержение возле города
Владельцы домашних животных обязательно должны завести их в полностью закрытые помещения. Если вулканические выбросы застали человека на улице, он должен любым способом защитить тело (в первую очередь – голову) от падающих камней и пепла.
Поскольку извержение вулкана обычно сопровождают разные природные катаклизмы (наводнения, селевые потоки), в это время необходимо уйти подальше от рек и долин, чтобы не оказаться в зоне затопления или не быть погребённым под грязью (желательно находиться в это время на какой-либо возвышенности).
Пережив извержение, прежде чем выйти наружу, необходимо закрыть марлевой повязкой рот и нос, а также одеть защитные очки и одежду, которые предотвратят появление ожогов. Не стоит вырываться из зоны бедствия на машине сразу после выпадения пепла – она практически сразу же будет выведена из строя. Покинув помещение, необходимо очистить от пепла и других вулканических выбросов крышу дома (укрытия), иначе она может разрушиться, не выдержав огромной нагрузки.
Ученые сделали уникальное открытие. Извержение вулкана, которое совсем недавно произошло в Исландии, и было даже мощнее прошлогоднего, совпало во времени с извержением вулкана… на Юпитере. Происходили ли такие совпадения и раньше? И можно ли, наблюдая за вулканической активностью на других планетах солнечной системы, прогнозировать такие события у нас на Земле?
21 мая после семи лет отдыха проснулся самый активный вулкан Исландии. В течение короткого промежутка времени в атмосферу взвился гигантских размеров столб пепла, шлейф за ним впоследствии растянулся на 20 километров. Ученые сообщают, что активными становятся и другие вулканы. Если они все в ближайшее время проснутся из спячки, Земля окажется в крайне тяжелом положении.
На первый взгляд это может показаться бредом, но ученые уверены, что причиной вулканической активности на Земле могут являться вулканы космические. Тот факт, что на земные вулканы каким-то образом могут влиять их сородичи на других планетах, был установлен советскими астрофизиками еще в конце 80-х годов прошлого века. К этому неожиданному выводу ученые пришли во время наблюдения за спутником Юпитера Ио.
Как оказалось, Ио - самое неспокойное небесное тело во всей Солнечной системе. Каждый день на его поверхности регистрируется до 10 извержений вулканов. И это притом, что всего их на поверхности спутника около 400. При извержении вверх поднимаются огромные столбы сернистого газа. Случается, что высота этих выбросов достигает 300 километров.
Многолетние наблюдения за Ио показали, что в те моменты, когда на Ио начинают извергаться самые крупные вулканы, на Земле также возрастает сейсмическая активность. Частично эта теория была подтверждена в 2002 году, когда на спутнике Юпитера начал извергаться его самый мощный вулкан Локи. Это событие удалось зафиксировать автономному космическому аппарату, работающему на орбите Ио. Выброс вулкана был такой мощный, что достиг 500-килоометровой высоты, и станция, пролетев сквозь этот фонтан газа, сумела взять пробы. Химический анализ позволил выяснить, что Локи извергал пепел и лаву. Самым интересным оказался факт, что спустя несколько календарных месяцев на нашей планете произошла череда природных катастроф.
Лето 2002 года в Европе ознаменовалось сильнейшим наводнением. Обычно в это время такие природные явления не наблюдаются, но на этот раз в Чехии, например, наводнение оказалось самым разрушительным с 1500 года. Сильно пострадали от этого явления и соседние страны - Австрия, Германия, Румыния, Венгрия и Хорватия. В том же 2002 году наводнение не обошло стороной и Россию. Карачаево-Черкесия, Адыгея, Ставропольский и большая часть Краснодарского края оказались под водой. Ливневые дожди в аномальном количестве нанесли значительный ущерб. В частности, на побережье Черного моря были разрушены линии электропередач, газопроводы, некоторые коммуникации. От наводнения пострадали тысячи семей, оставшись без крова, стихия забрала с собой более ста человеческих жизней.
Второе извержение Локи было зарегистрировано в конце 2004 года, и опять ученые нашли прямую связь с событиями земного масштаба. 26 декабря на острове Суматра в северной его части случилось мощнейшее землетрясение магнитудой 9 баллов, которое явилось причиной разлома земной коры на протяжении 600 километров. По этой причине пришли в движение тектонические плиты на дне Индийского океана, что привело к возникновению самого мощного цунами за весь период наблюдений. Волны высотой до двадцати метров обрушились на берега Шри-Ланки, Индии, Бангладеш, Таиланда, Индонезии и даже достигло побережья африканского Сомали, которое находится в 5 тысячах километров от эпицентра землетрясения.
Трагическое землетрясение в Японии, которое произошло 11 марта текущего года, привело к возникновению мощной волны цунами, унесшей множество жизней. Но за месяц до этого события астрономами был зафиксирован очередной пик активности вулкана Локи на Ио - высота фонтана на этот раз достигла значения 400 километров.
Спрогнозировать активность вулкана Локи в будущем ученые пока не могут. Для этого на поверхности Ио необходимо установить целую сеть сейсмических датчиков, это может помочь ученых больше узнать о вулканах внеземного происхождения, что, в свою очередь, может предотвратить в будущем катастрофы на нашей собственной планете.
Ученые твердо убеждены, что подобная сеть датчиков нужно установить не только на Ио, но и на наших ближайших соседях - Венере и Марсе, и даже на нашем спутнике Луне, где тоже имеются вулканы, правда, неактивные. Но ведь и они могут проснуться в любой момент, что может представлять опасность и для Земли.
Институт, который отслеживает все извержения вулканов, начиная с IXX века, приводит данные, которые свидетельствуют о постоянном росте их количества. Увеличение вулканической активности специалисты связывают с ростом активности внеземных вулканов и уже подсчитано, что пик будет в 2035 году. Эти события вызовут синхронные процессы и у нас на Земле, уверены ученые. Более того, если на наших соседях проснутся самые большие вулканы, они спровоцируют извержение их земного аналога - громадного вулкана Йеллоустоунский. Его размеры поражают воображение - края вулкана лежат в трех разных штатах - Монтана, Вайоминг и Айдахо. Последний раз вулкан извергался более 600 тысяч леи назад, поэтому он считается спящим.
В то время событие такого масштаба привело к катастрофическим последствиям. Облака дыма и пепла на длительное время заслонили небо над Северной Америкой, в результате чего наступил малый ледниковый период, спровоцировавший гибель тысяч видов животного и растительного мира. Если такое событие произойдет еще раз, последствия будут для Земли самыми печальными. Оба американских континента просто исчезнут, большие бедствия ожидаются и на остальной территории планеты.
Во всяком случае, никто не сомневается, что это будет самое мощное извержение вулкана за всю историю человечества. Огромный по мощности взрыв может разбудить большинство вулканов на планете, и при этом сценарии выжить не удастся никому. Сегодня на Земле насчитывается около 600 вулканов, которые относятся к действующим. Но огромное количество вулканов находится в морских глубинах. Например, только в центральных областях Тихого океана их около двухсот тысяч, правда, большая часть из них неактивна и ждет своего часа.
Остается только одна надежда - что ученые научатся сначала прогнозировать эти грозные явления в космосе, а затем найдут возможности для борьбы с ними на Земле.
По материалам tainy.net
