Экология
Вулканы на нашей планете представляют собой геологические образования на земной коре.
Отсюда на поверхность земли выходит магма , которая образует лаву, а также вулканические газы, камни и смеси газа, вулканического пепла и камней. Такие смеси называют пирокластическими потоками.
Стоит отметить, что само слово "вулкан" пришло к нам из Древнего Рима, где Вулканом звали бога огня.
О вулканах известно много интересного, и ниже вы сможете найти несколько фактов о них.
25. Сильнейшее извержение вулкана (Индонезия)
Из всех документированных извержений вулканов, самое большое было зарегистрировано у стратовулкана Тамбора на острове Сумбава, Индонезия, в 1815 году.
По показателю вулканической эксплозивности, сила извержения достигла 7 баллов (из 8-ми).
Это извержение понизило среднюю температуру на Земле на 2,5 °C в течение следующего года, который назвали "годом без лета".
Стоит отметить, что объем выбросов в атмосферу составил примерно 150-180 куб. км.
24. Продолжительные эффекты извержения вулкана
Газ и другие частицы, выброшенные в атмосферу во время извержения вулкана Пинатубо на острове Лусон, Филиппины, в 1991 году, снизили мировую температуру примерно на 0,5 градусов по Цельсию в течение следующего года.
23. Много вулканического пепла
Во время извержения 1991 года вулкана Пинатубо было выброшено в воздух 5 кубических километров вулканического материала, что создало столб пепла высотой в 35 км.
22. Большой взрыв вулкана
Самый большой взрыв 20-го столетия произошел в 1912 году во время извержения Новарупта, одного из цепи вулканов Аляски - части Тихоокеанского вулканического огненного кольца. Сила извержение достигла 6-ти баллов.
21. Продолжительное извержение Килауэа
Один из самых активных вулканов на Земле, гавайский Килауэа, беспрерывно извергается с января 1983 года.
20. Смертельное извержение вулкана
Колоссальная магматическая камера, которая находилась внутри вулкана Таупо, продолжала наполняться очень долгое время, и, наконец, вулкан взорвался.
После извержения в апреле 1815 года, сила которого достигла 7 баллов, в воздух было выброшено от 150 до 180 куб. км вулканического материала.
Вулканический пепел заполонил и удаленные острова, что привело к огромному количеству погибших. Их число составило примерно 71 000. Около 12 000 людей погибли непосредственно от извержения, остальные же умерли в результате голода и болезней, которые стали результатом эруптивных выпадений.
19. Большие горы
18. Действующие вулканы сегодня
Гавайский вулкан Мауна-Лоа является самым большим активным вулканом в мире, возвышаясь на 4 1769 метров над уровнем моря. Его относительная высота (с океанского дна ) - 10 168 метров. Его объем - около 75 000 кубических километров.
17. Поверхность земли, покрытая вулканами
Более 80 процентов поверхности Земли над уровнем моря и под ним, вулканического происхождения.
16. Пепел повсюду (вулкан Сент-Хеленс)
Во время извержения стратовулкана Сент-Хеленс в 1980 году, около 540 миллионов тон пепла покрыло территорию, превышающую 57 000 кв. км.
15. Катастрофа от вулкана - оползни
Извержения Сент-Хеленс привели к самым крупным оползням на Земле. В результате этого извержения высота вулкана сократилась на 400 метров.
14. Извержения подводного вулкана
Самое глубокое зарегистрированное извержение вулкана произошло в 2008 году на глубине 1 200 метров.
Причиной стал вулкан Западная Мата (West Mata), находящийся в бассейне Лау (Lau Basin) около островов Фиджи.
13. Озера лавы вулкана в Антарктиде
Самый южный активный вулкан - это Эребус, находящийся в Антарктике. Стоит отметить, что лавовое озеро этого вулкана является самым редким явлением на нашей планете.
Лишь 3 вулкана на Земле могут похвастаться "незаживающими" лавовыми озерами - Эребус, Килауэа на Гавайских островах и Ньирагонго в Африке. И все же, огненное озеро посреди вечных снегов является воистину впечатляющим явлением.
12. Высокая температура (что выходит при извержении вулкана)
Температура внутри пирокластического потока - смесь, состоящая из высокотемпературных вулканических газов, пепла и камней, которая образуется во время извержении вулкана - может превышать 500 градусов по Цельсию. Этого достаточно для того, чтобы сжечь и карбонизировать древесину.
11. Первый в истории (вулкан Набро)
12 июня 2011 года активный вулкан Набро, который находится в южной части Красного моря, рядом с границами Эритреи и Эфиопии, проснулся в первый раз. Согласно НАСА это было его первое зарегистрированное извержение.
10. Вулканы Земли
На Земле существуют около 1 500 вулканов, не считая продолжительный вулканический пояс на океанском дне.
9. Слезы и волосы Пеле (части вулкана)
Килауэа - это место, где, согласно мифам, обитает Пеле - гавайская богиня вулканов.
Слезы Пеле
Ее именем назвали несколько лавовых образований, включая "слезы Пеле" (небольшие капли лавы, охлажденные на воздухе) и "волосы Пеле" (брызги лавы, охлажденные ветром).
Волосы Пеле
8. Супервулкан
Современный человек не мог быть свидетелем извержения супервулкана (8 баллов), которое способно изменить климат на Земле.
Последнее извержение произошло примерно 74 000 лет назад в Индонезии. Всего на нашей планете существует примерно 20 супервулканов, известных ученым. Стоит отметить, что в среднем извержения такого вулкана происходит 1 раз в 100 000 лет.
При извержении вулканов изливается раскалённый расплав горных пород – магма. На воздухе давление резко падает, и магма вскипает – её покидают газы.
Расплав начинает охлаждаться. Фактически только этими двумя свойствами – температурой и «газированностью» – лава и отличается от магмы. За год по нашей планете, в основном на дне океанов, разливается 4 км³ лавы. Не так уж много, на суше были регионы, залитые лавовым слоем толщиной 2 км.
Начальная температура лавы – 700–1200°С и выше. В ней расплавлены десятки минералов и горных пород. Они включают почти все известные химические элементы, но больше всего кремния, кислорода, магния, железа, алюминия.
В зависимости от температуры и состава лава бывает разного цвета, вязкости и текучести. Горячая, она блестящая ярко-жёлтая и оранжевая; остывая, становится красной, а потом и чёрной. Бывает, над лавовым потоком бегают синие огоньки сгорающей серы. А один из вулканов Танзании извергает чёрную лаву, которая застыв, становится похожей на мел – белёсой, мягкой и ломкой.
Поток вязкой лавы неповоротлив, течёт еле-еле (несколько сантиметров или метров в час). По ходу в нём формируются затвердевающие блоки. Они ещё больше тормозят движение. Застывает такая лава буграми. А вот отсутствие в лаве диоксида кремния (кварца) делает её очень жидкой. Она быстро покрывает обширные поля, образует лавовые озёра, реки с плоской поверхностью и даже «лавопады» на обрывах. Пор в такой лаве немного, поскольку пузырьки газов легко покидают её.
Что происходит при остывании лавы?
Когда лава остывает, расплавленные минералы начинают образовывать кристаллы. В итоге получается масса из спрессованных зерён кварца, слюды и других. Они могут быть крупными (гранит) или мелкими (базальт). Если охлаждение шло очень быстро, получается однородная масса, похожая на чёрное или тёмно-зелёноватое стекло (обсидиан).
Пузырьки газов часто оставляют в вязкой лаве множество мелких полостей; так образуется пемза. Разные слои остывающей лавы стекают со склонов с разной скоростью. Поэтому внутри потока образуются длинные широкие пустоты. Длина таких туннелей достигает иногда 15 км.
Медленно остывающая лава образует на поверхности твёрдую корочку. Та сразу замедляет остывание массы, лежащей ниже, и лава продолжает движение. Вообще, остывание зависит от массивности лавы, начального нагрева и состава. Известны случаи, когда и через несколько лет (!) лава всё ещё продолжала ползти и зажигала воткнутые в неё ветки. Два мощных потока лавы в Исландии оставались тёплыми и через столетия после извержения.
Лава подводных вулканов обычно застывает в виде массивных «подушек». Из-за быстрого охлаждения прочная корка на их поверхности образуется очень быстро, и иногда газы разрывают их изнутри. Осколки разлетаются на расстояние нескольких метров.
Чем опасна лава для людей?
Главная опасность лавы – её высокая температура. Она буквально сжигает на пути живые существа и строения. Живое гибнет, даже не вступая с нею в контакт, от жара, которым она пышет. Правда, высокая вязкость сдерживает скорость потока, позволяя людям спастись, сохранить ценности.
А вот жидкая лава… Она движется быстро и может отрезать пути к спасению. В 1977 году при ночном извержении вулкана Ньирагóнго в Центральной Африке. От взрыва раскололась стенка кратера, и лава хлынула широким потоком. Очень текучая, она неслась со скоростью 17 метров в секунду (!) и уничтожила несколько спящих деревень с сотнями жителей.
Поражающее действие лавы усугубляется тем, что часто она несёт облака выделяющихся из неё ядовитых газов, толстый слой пепла и камни. Именно такой поток погубил древнеримские города Помпеи и Геркуланум. Катастрофой может обернуться встреча раскалённой лавы с водоёмом – мгновенное испарение массы воды вызывает взрыв.
В потоках образуются глубокие трещины и провалы, так что и по холодной лаве ходить надо осторожно. Особенно, если она стекловидна – острые края и обломки больно ранят. Осколки остывающих подводных «подушек», описанные выше, тоже могут травмировать чересчур любопытных дайверов.
Вулканы всегда привлекали как учёных, так и обывателей. Их называют тоннелями или ходами в центр Земли, ведь при их извержении на поверхность выходит лава, наполняющая глубокие недра нашей планеты. Именно изучение вулканов позволило учёным выдвинуть множество гипотез о сложных физических и химических процессах, протекающих на глубине, исчисляющейся тысячами километров.
Извержение вулканов
Извержение вулканов может начинаться по-разному. Иногда дремлющий великан заранее предупреждает о своём скором пробуждении. В этом случае происходят мелкомасштабные землетрясения в его окрестности, а из жерла перед истечением лавы выходит дым с примесью пепла, который поднимается высоко в атмосферу и не даёт лучам Солнца проникать к земной поверхности. Бывает даже так, что явления, предшествующие самому извержению вулкана, начинаются за несколько недель и даже месяцев до выхода лавы из вулкана. Но так бывает не всегда. Иногда извержение вулкана происходит почти мгновенно, без предварительных предупреждающих признаков.
Материалы по теме:
Землетрясения и вулканы
Скорость извержения вулканов
Учёные выяснили, что скорость данного процесса напрямую зависит от вещества, составляющего основу лавы. У этих веществ разная температура плавления и разное влияние на текучесть лавы, в которой у медленно извергающихся вулканов преобладают андезит и дацит, а у быстро извергающихся – риолит. Помимо химического состава лавы на скорость извержения вулканов большое влияние оказывает количество газов, растворённых в лаве. Чем их больше, тем скорость истечения потока выше. Иногда при очень большом количестве газов может произойти взрыв, приводящий к стремительному выходу лавины из вулканического жерла.
Эксперимент выхода лавы
Некоторые данные о вулканах были подтверждены в лабораторных условиях: риолит был нагрет до 800 градусов по Цельсию, что приблизительно соответствует температуре вулканических недр при начале извержения. Было доказано, что при данных условиях это вещество становится очень текучим из-за низкой вязкости. Поэтому в реальных условиях позволяет ему выходить из жерла вулкана с большой скоростью. К сожалению, толчком к проведению данного эксперимента стала природная катастрофа, имевшая место в Чили в городке Чайтен, который находится в 10 километрах от вулкана с тем же названием.
Материалы по теме:
Почему происходят извержения вулканов?
Трагедия произошла 1 мая 2008 года. Меньше, чем за сутки до извержения начались интенсивные подземные толчки, и вскоре дым с пеплом стал подниматься в атмосферу. Всё произошло настолько быстро, что осуществить спасательные мероприятия было практически невозможно. Извержение было продолжительным и интенсивным, что за ним можно было наблюдать даже с околоземной орбиты. Это было событие мирового масштаба, за которым следили учёные многих стран. Анализ образцов пемзы проводили двое учёных – Дональд Дингвелл и Джонатан Кастро.
В сегодняшней статье мы рассмотрим виды лавы по температуре и ее вязкости.
Как вы наверно знаете, лава это расплавленная порода, которая извергается из действующего вулкана на поверхность земли.
Внешняя оболочка земного шара – земная кора, под ней скрывается раскаленный, жидкий слой под названием мантия. Раскаленная магма через трещины в земной коре, прокладывает себе путь наверх.
Точки входа раскаленной магмы в земную поверхность называют «хот споты», что в переводе означает горячие точки
(на фото слева). Обычно это происходит в границах между тектоническими плитами и порождает целые вулканические цепи.Какова температура лавы?
Лава имеет температуру от 700 до 1200С. В зависимости от температуры и состава лаву разделяют на три вида текучести.
Жидкая лава имеет наиболее высокую температуру, более 950С, основным ее компонентом является базальт. При такое высокой температуре и текучести лава может протекать по несколько десятков километров, прежде чем остановится и затвердеет. Вулканы, извергающие такой тип лавы зачастую очень пологие, так как она не задерживается у жерла, а растекается по округе.
Лава с температурой 750-950С – андезитовая. Ее можно узнать по застывшим округлым глыбам, с ломаной коркой.
Лава с наименьшей температурой 650-750С – кислая, очень богата кремнеземом. Характерным признаком этой лавы есть медленная скорость и высокая вязкость. Очень часто при извержении этот вид лавы образует над кратером корку (на фото справа). Вулканы с такой температурой и типом лавы зачастую имеют крутые склоны.
Ниже мы приведем вам несколько фотографий раскаленной лавы.
Типы вулканов
- Гавайский тип вулканов . У этих вулканов не наблюдается значительного выделения паров и газов, лава у них жидкая.
- Стромболийский тип вулканов . У этих вулканов лава тоже жидкая, однако они выделяют много паров и газов, но пепла не выделяют; при остывании лава становится волнистой.
- Вулканы типа Везувия характеризуются более вязкой лавой, обильно выделяются пары, газы, вулканический пепел и другие твердые продукты извержения. При остывании лава становится глыбистой.
- Пелейский тип вулканов . Очень вязкая лава обусловливает сильные взрывы с выбросом раскаленных газов, пепла и других продуктов в виде палящих туч, все уничтожающих на своем пути, и др.
Гавайский тип вулканов
Вулканы гавайского типа спокойно и обильно изливают во время извержения одну только жидкую лаву. Таковы вулканы Гавайских островов. Гавайские вулканы, подножия которых лежат на дне океана, на глубине приблизительно 4600 метров, произошли, несомненно, в результате мощных подводных извержений. О силе этих извержений можно судить по тому, что абсолютная высота потухшего вулкана Мауна-Кеа (т. е. «белая гора») достигает со дна океана 8828 метров (относительная высота вулкана 4228 метров). Наибольшей известностью пользуются - Мауна-Лоа, иначе «высокая гора» (4168 метров), и Килауэа (1231 метр). У Килауэа огромный кратер -5,6 километра длины и 2 километра ширины. На дне его, на глубине 300 метров, лежит бурлящее лавовое озеро. Во время извержений на нем образуются мощные лавовые фонтаны высотой до 280 метров, при поперечнике приблизительно в 30 метров. Вулкан Килауэа. Капельки жидкой лавы, выброшенные на такую высоту вытягиваются в воздухе в тонкие нити, называемые коренным населением «волосами Пеле» - богини огня древних жителей Гавайских островов. Потоки лавы при извержении Килауэа достигали иногда огромной величины-до 60 километров длины, 25 километров ширины и 10 метров мощности.Стромболийский тип вулканов
Стромболийский тип вулканов выделяющие в основном только газообразные продукты. Например, вулкан Стромболи (900 метров высоты), на одном из Липарских островов (к северу от Мессинского пролива, между островом Сицилией и Апеннинским полуостровом).
Вулкан Стромболи на одноименном острове.
Ночью отражение его огненного жерла в столбе паров и газов, отлично видимое на расстоянии до 150 километров, служит для моряков естественным маяком.
Широкой известностью среди моряков всего мира пользуется другой естественный маяк, в Центральной Америке у берегов Сальвадора - вулкан Цалко. Аккуратно через каждые 8 минут он выбрасывает столб дыма и пепла, поднимающийся на 300 метров. На темном тропическом небе он эффектно освещается багровым отблеском лавы.
Вулканы типа Везувия
Наиболее полную картину извержения дают вулканы типа . Извержению вулкана обычно предшествует сильный подземный гул, сопровождающий удары и толчки землетрясений. Из трещин на склонах вулкана начинают выделяться удушливые газы. Выделение газообразных продуктов - паров воды и различных газов (углекислого, сернистого, хлористоводородного, сероводорода и многих других) усиливается. Они выделяются не только через кратер, но также из фумарол (фумарола - производное от итальянского слова «фумо» - дым). Клубы пара вместе с вулканическим пеплом поднимаются на несколько километров в атмосферу. Массы светло-серого или черного вулканического пепла, представляющего мельчайшие кусочки застывшей лавы, разносятся на тысячи километров. Пепел Везувия, например, долетает до Константинополя и Северной Америки. Черные клубы пепла застилают солнце, превращая яркий День в темную ночь. Сильное электрическое напряжение от трения частиц пепла и паров проявляется в электрических раз-Рядах и ударах грома. Пары, поднятые на значительную высоту, сгущаются в тучи, из которых вместо дождя проливаются потоки грязи. Из жерла вулкана выбрасывается вулканический песок, камни различной величины, а также вулканические бомбы - округленные куски лавы, застывшей в воздухе. Наконец из жерла вулкана появляется лава, которая огненным потоком устремляется по склону горы.Вулкан этого же типа - Ключевская сопка
Вот как передает картину извержения вулкана этого типа - Ключевской сопки 6 октября 1737 г., (подробнее: ), первый русский исследователь Камчатки акад. С. П. Крашенинников (1713-1755). В камчатской экспедиции он участвовал еще студентом Российской академии наук в 1737-1741 гг.Вся гора казалась раскаленным камнем. Пламя, которое внутри ее сквозь расщелины было видимо, устремлялось иногда вниз, как огненные реки, с ужасным шумом. В горе слышен был гром, треск и будто сильными мехами раздувание, от которого все ближние места дрожали.Незабываемую картину извержения того же вулкана в ночь на новый, 1945 год дает современный наблюдатель:
Острый оранжево-желтый конус пламени, высотой в полтора километра, словно вонзился в клубы газов, поднимавшихся огромной массой из кратера вулкана приблизительно на 7000 метров. Из вершины огненного конуса непрерывным потоком падали раскаленные вулканические бомбы. Их было так много, что они производили впечатление сказочной огненной пурги.На рисунке показаны образцы различных вулканических бомб, - это сгустки лавы, принявшие определенную форму. Округлую или веретенообразную форму они приобретают, вращаясь во время полета.
- Вулканическая бомба шарообразной формы - образец с Везувия;
- Трасс - пористый трахитовый туф - образец из Эйхеля, Германии;
- Вулканическая бомба веретенообразной формы- образец с Везувия;
- Лапилли - мелкие вулканические бомбы;
- Вулканическая бомба, покрытая коркой - образец из Южной Франции.
Пелейский тип вулканов
Пелейский тип вулканов представляет еще более ужасную картину. В результате страшного взрыва значительная часть конуса вдруг распыляется в воздухе, застилая непроницаемой мглой солнечный свет. Таким было извержение . К этому же типу относится и японский вулкан Бандай-Сан. В течение более тысячи лет он считался потухшим, и вдруг неожиданно в 1888 г. взлетает на воздух значительная часть его конуса высотой в 670 метров.
Вулкан Бандай-Сан.
Пробуждение вулкана от долгого покоя было ужасно:
взрывная волна с корнем вырывала деревья и произвела страшные разрушения. Распыленные породы плотной пеленой держались в атмосфере 8 часов, застилая солнце, и яркий день сменился темной ночью... Выделения жидкой лавы не происходило.Подобного рода извержения вулканов пелейского типа объясняются присутствием очень вязкой лавы , препятствующей выделению скопившихся под ней паров и газов.
Зачаточные формы вулканов
Встречаются, кроме перчисленных типов, зачаточные формы вулканов , когда извержение ограничивалось прорывом на поверхность земли только паров и газов. Эти зачаточные вулканы, получившие название «мааров», встречаются в Западной Германии у г. Эйфеля. Их кратеры обычно заполнены водой и в этом отношении маары похожи на озера, окруженные невысоким валом из обломков пород, выброшенных вулканическим взрывом. Обломки пород заполняют также и дно маара, а глубже начинается уже древняя лава. Богатейшие месторождения алмазов в Южной Африке, расположенные в древних вулканических каналах, представляют по своей природе, по-видимому, образования, подобные маарам.Тип лавы
По содержанию кремнезема различают лавы кислые и основные . В первых его количество доходит до 76%, а во вторых не превышает 52%. Кислые лавы отличаются светлой окраской и небольшим удельным весом. Они богаты парами и газами, вязки и малоподвижны. При остывании образуют так называемую глыбовую лаву.
Основные лавы
, наоборот, темной окраски, легкоплавки, бедны газами, обладают большой подвижностью и значительным удельным весом. При остывании называются «волнистыми лавами».
Лава вулкана Везувий
По химическому составу лава бывает различна не только у вулканов различного типа, но также у одного и того же вулкана в зависимости от периодов извержений. Так, например, Везувий в современное время изливает легкие (кислые) трахитовые лавы, более же древняя часть вулкана, так называемая Сомма, сложена из тяжелых базальтовых лав.Скорость движеия лавы
Средняя скорость движения лавы - пять километров в час, но в отдельных случаях жидкая лава двигалась со скоростью 30 километров в час. Вылившаяся лава скоро остывает, на ней образуется плотная шлакообразная корка. Вследствие плохой теплопроводности лавы по ней вполне можно ходить, как по льду замерзшей реки, даже во время движения лавового потока. Однако внутри лава еще долго сохраняет высокую температуру: металлические стержни, опущенные в трещины остывающего потока лавы, быстро оплавляются. Под наружной коркой долгое время еще продолжается медленное движение лавы - оно отмечалось в потоке 65-летней давности, следы же тепла были установлены в одном случае даже через 87 лет после извержения.Температура потока лавы
Лава Везувия через семь лет после извержения 1858 г. хранила еще температуру в 72°. Исходная температура лавы определялась для Везувия в 800-1000°, а лава кратера Килауэа (Гавайские острова) - 1200°. Интересно в связи с этим ознакомиться, как два научных сотрудника Камчатской вулканологической станции измеряли температуру лавового потока.Для того чтобы произвести необходимые исследования, они с опасностью для жизни вскочили на движущуюся корку лавового потока. На ногах у них были асбестовые сапоги, плохо проводящие тепло. Хотя стоял холодный ноябрь и дул сильный ветер, однако и в асбестовых сапогах ноги все же так нагревались, что приходилось попеременно стоять то на одной, то на другой ноге, чтобы хоть немного остыла подошва. Температура лавовой корки доходила до 300°. Отважные исследователи продолжали работать. Наконец, им удалось пробить корку и измерить температуру лавы: на глубине 40 сантиметров от поверхности она равнялась 870°. Измерив температуру лавы и взяв пробу газа, они благополучно перепрыгнули на застывший борт лавового потока.Благодаря плохой теплопроводности лавовой корки температура воздуха над лавовым потоком изменяется настолько слабо, что деревья продолжают расти и цвести даже на небольших островках, окаймленных рукавами свежего лавового потока. Излияние лавы происходит не только посредством вулканов, но также и через глубокие трещины в земной коре. Исландии встречаются потоки лавы, застывшие между слоями снега или льда. Лава, заполняющая трещины и пустоты земной коры, может в продолжение многих сотен лет сохранять свою температуру, чем и объясняется наличие горячих источников в вулканических местностях.
Загрузка...
