Главная > Явления и катастрофы > Что извергают вулканы

Что извергают вулканы

Продукты извержений вулканов бывают жидкими, твёрдыми и газообразными.
ЖИДКИЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ. Это прежде всего сама магма, изливающаяся в виде лавы (кстати, раньше лавой называли и грязевые потоки). Форма, размеры, особенности внутреннего и внешнего строения лавовых потоков очень сильно зависят от характера магмы.

Шире всего распространены потоки базальтовых лав. Первоначально нагретые до 1000— 1200° С, базальтовые лавы сохраняют текучесть даже при 700° С. Базальтовые «реки» текут со скоростью до 40—50 км/ч. Выходя на ровное место, они растекаются на обширной площади. В 1783 г. при излиянии базальтов из трещинного вулкана Лаки в Исландии их объём был поистине гигантским — 12 км³.

Лава на воздухе начинает быстро остывать и покрывается тонкой корочкой. При дальнейшем движении потока она сморщивается и окончательно затвердевает, напоминая лежащие толстые канаты. Поэтому такая лава и называется «канатной», или по-гавайски — «пахоэхоэ». Горячая лава иногда полностью вытекает из-под застывшей корки, и тогда под ней возникает своеобразный туннель с сосульками застывшей лавы, свисающими с «потолка».

Если лавовый поток течёт медленно, то корка на нём застывает быстрее и становится толще. Под собственной тяжестью она часто неоднократно ломается и вновь застывает. На поверхности потока в конце концов образуется хаотическое скопление угловатых обломков различного размера, носящих гавайское название «аа». Лавовые потоки типа «аа» распространены очень широко и характерны не только для базальтов, но и для андезитов.

При соприкосновении с водой лава остывает очень быстро, превращаясь в стекловатую породу (напоминающую стекло), потому что расплав, затвердев, не успевает раскристаллизоваться, т.е. в нём не сформировались многочисленные кристаллы минералов. Когда базальтовые лавы изливаются на большой глубине в океане, то они, как правило, выдавливаются из трещин, образуя гигантские «валики», напоминающие сардельки или подушки, которые так и называются «пиллоу»-лавы (от англ. pillow — «подушка»).

Если лава вязкая и температура её сравнительно невысока, что характерно для магмы, содержащей много кремнезёма (более 65%), то лавовые потоки короче — несколько километров, а их поверхность покрывается более мощной глыбовой коркой типа «аа». Глыбы, перемещаясь с потоком, обрушиваются с его крутого переднего края и перекрываются самим потоком, наползающим на них. Поэтому в поперечном разрезе такая застывшая лава представляет собой монолитную горную породу, окаймлённую сверху и снизу скоплением глыб — брекчией. В средней же, внутренней части застывшего лавового потока нередко образуются шестигранные или пятигранные столбы. Они возникают в результате охлаждения и последующего растрескивания потока лавы, причём всегда располагаются перпендикулярно той поверхности, на которую излился лавовый поток. Такие «колоннады» выглядят исключительно эффектно. Их можно увидеть на Большом Кавказе в лавовых потоках, спускающихся по склонам Казбека, в обрывах близ селения Гудаури, в долине реки Арагви, на Военно-Грузинской дороге южнее Крестового перевала, на южном склоне Эльбруса.

Вязкие потоки лав, застывая, создают своеобразные формы рельефа. Борта потока возвышаются над его поверхностью. На ней возникают напорные валы, состоящие из глыб лавы и обращенные выпуклой стороной по течению потока, которые как бы «наползают» друг на друга. Передняя часть потока возвышается над его основной массой и круто обрывается вниз. Вся эта удивительная картина напоминает разлитую густую сметану.

Иной рельеф возникает в тех случаях, когда из жерл вулканов фонтанирует жидкая лава. Это неоднократно происходило на острове Гавайи посреди Тихого океана. Жидкая магма, разбрызгиваясь в виде «капель», «лепёшек» и «хлопьев», образует небольшие вулканические конусы. Они так и называются — конусы разбрызгивания,

ТВЁРДЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ выбрасываются на землю из жерла вулкана при мощных взрывных извержениях.
Наиболее распространены вулканические бомбы — это обломки длиной более 7 см. При выбросе из жерла они ещё находились в расплавленном состоянии, но, пролетев многие сотни метров, остывали в воздухе и падали на склоны вулкана уже сильно отвердевшими. Форма этих бомб довольно разнообразна. Они бывают похожи на куски плоской или закрученной ленты, на крупные «капли», которые, вращаясь в воздухе, приобретают веретенообразную форму. Встречаются округлые бомбы с поверхностью, напоминающей корку свежеиспечённого хлеба (они так и называются — бомбы типа «хлебной корки»), а также пористые куски лавы типа шлаков. Ещё не остывшие куски магмы, падая на склоны вулкана, сплющиваются, а потому называются бомбами типа «коровьих лепёшек». Иногда выбрасываются и крупные глыбы — длиной более 1 м.

Вулканические обломки меньше 7 см называют лапилли (от лат. lapillus — «шарик», «маленький камень»). Очень интересны капли базальтового расплава, застывшие в воздухе в виде причудливых маленьких (не более 1—2 см) чёрных стекловатых полумесяцев, груш и других фигур. В честь гавайской богини вулканов они называются «слезами Пеле», а тонкие нити из стекловатой лавы получили наименование «волосы Пеле».

Вулканические частицы размером менее 2 мм называются пеплом. Но этот пепел, конечно, — не продукт сгорания. Он похож на скопление пыли. Под микроскопом при большом увеличении хорошо видно, что пепловые частицы — это осколки вулканического стекла в виде рогулек и треугольников. Они представляют собой мгновенно застывшие при взрывном извержении тоненькие перегородки из магмы между расширяющимися газовыми пузырьками. Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на землю в виде стекловатого пепла. Иногда пепел возникает при сильном дроблении более древних вулканических пород; в других случаях он может состоять только из обломочков кристаллов. Наиболее распространён стекловатый пепел. Вспомним извержение вулкана Мон-Пеле: палящая туча, накрывшая город Сен-Пьер, состояла из скопления раскалённого пепла и газов. При извержении Везувия пепел, лапилли и вулканические бомбы погребли Помпеи и Стабию.

Мощные извержения выбрасывают мелкий пепел в верхние слои атмосферы, где он может находиться очень долго. Так было, например, при гигантском взрыве вулкана Кракатау в Зондском архипелаге (Индонезия) в 1883 г. Частицы пепла, выброшенные в стратосферу на высоту до 40 км, 3 раза обогнули земной шар. Именно ему обязаны своим появлением серебристые облака на закате, наблюдавшиеся много лет спустя после этого извержения в различных странах мира.

В истории извержений известны мощные пеплопады. В июне 1912 г. после катастрофического взрыва вулкана Катмай на Аляске два дня падал тончайший стекловатый пепел. Он покрыл слоем толщиной 25 см остров Кадьяк и другие острова. Жители были вынуждены эвакуироваться. Б 3 тыс. км от вулкана, в южной Калифорнии, из-за вулканической пыли на 20% уменьшилась солнечная радиация. Подсчитали, что всего было выброшено 25 км³ пепла. Извержение вулкана Эль-Чичон в Центральной Америке было таким сильным, что под тяжестью пепла проваливались крыши. Последние взрывы вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1992 г. сопровождались катастрофическим пеплопадом, который вынудил американцев эвакуировать свои военные базы. Мощное] извержение вулкана Ключевская Сопка на Камчатке в сентябре 1994 г. подняло массы пепла на высоту 10—20 км, что затруднило полёты самолётов.

Эксплозивные (взрывные) извержения, сопровождающиеся пеплопадами, способны влиять на климат Земли. Так, уже упоминавшееся извержение трещинного вулкана Лаки в Исландии в 1783 г. выбросило в верхние слои атмосферы столько пепла, что в течение следующего года температура воздуха упала на 1—2° С, и в Северном полушарии резко похолодало.

Слои пепла, залегающие в древних отложениях, свидетельствуют об извержениях, происходивших сотни тысяч и миллионы лет назад, и помогают геологу восстановить историю вулканической деятельности. Ещё в 1911 г. под Воронежем в отложениях, возраст которых около 1 млн лет, были обнаружены слои пепла толщиной почти 1 м. Ближайшие вулканы, действовавшие в это время, находились либо на Кавказе, либо в Италии — на расстоянии не менее 1—2 тыс. км. Какой же силы должны были быть взрывы и какое огромное количество пепла было выброшено в воздух! Но, по-видимому, самый мощный вулканический взрыв, который помнят люди, произошёл в 1815 г. на острове Сумбава в Индонезии. Тогда при взрыве вулкана Тамбора объём извергнутого пепла достиг 80 км³.

ГАЗООБРАЗНЫЕ ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ. Кроме жидких и твёрдых продуктов вулканических извержений всегда выделяются различные газы, доля которых в общем объёме вулканических продуктов бывает очень велика. Именно горячие газы поднимают пепловые частицы на высоту в десятки километров.

Газы являются непременным спутником вулканических процессов и выделяются не только во время бурных извержений, но и в периоды ослабления вулканической деятельности. Через трещины в кратерах или на склонах вулканов, спокойно или бурно, холодные или нагретые до 1000° С газы вырываются наружу.

Каков же состав вулканических газов? Многочисленные пробы, взятые учёными на разных вулканах, показывают, что в любых вулканических газах преобладает водяной пар, составляющий 95—98%. Часть этой воды является ювенильной (от лат. juvenilis — «юный»), т.е. водой, выделившейся из магмы, где она ранее входила в состав различных химических соединений, а при уменьшении давления и понижении температуры перешла в знакомый нам водяной пар. Однако другая часть водяного пара является вадозной (от шт. vadosus — «неглубокий»), т.е. атмосферной, водой, проникшей внутрь вулканической постройки по трещинам и нагретой там теплом магмы.

Второе место после водяного пара в составе вулканических газов занимает двуокись углерода (СО₂); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO₂, SO₃), хлористый водород (НС1) и другие менее распространённые газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH₃), окиси углерода (СО) и т.д.

Места выходов вулканических газов на поверхность называют фумаорлами (от лат. fumus — «дым»). Температура газов в них колеблется от 40—50 до 1000° С. Иногда фумаролы действуют очень долго, в течение тысяч лет. Недалеко от Везувия, на северном побережье Неаполитанского залива Тирренского моря, в кратере вулкана Сольфатара температура газов достигает 120—400° С. В них велико содержание сернистых соединений. Одну из таких фумарол, откуда со свистом вырывался сернистый газ, оставляя на камнях жёлтые налёты серы, великий итальянский поэт эпохи раннего Возрождения Данте Алигьери считал вратами мрачного ада — входом в преисподнюю.

Нередко фумаролы выделяют «холодный» газ с температурой около . 100° С и ниже. Такие выделения холодных газов называют мофетами (от лат. mofeta — «испарение»). Для их состава наиболее характерен углекислый газ. Скапливаясь в понижениях, он представляет смертельную опасность для всего живого, т.к. в нём можно сразу же погибнуть от удушья. Так, в Исландии в 1948 г. при извержении вулкана Гекла углекислый газ накопился в ложбине у подножия вулкана. Находившиеся там овцы погибли, между тем пастухи даже ничего не почувствовали — ведь их головы были вышя уровня углекислого газа.

В Камеруне (Центральная Африка) находите» вулкан Ниос, в кратере которого расположено озеро. 21 августа 1986 г. жители деревень, раскинувшихся в окрестностях, услышали звук, напоминающий громкий хлопок. Через некоторое время газовое облако, вырвавшееся из воды кратерного озера и накрывшее территорию площадью около 25 км², стало причиной внезапной смерти более 1700 человек и огромного количества скота. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из ещё не потухшего вулкана.

Выделение газов наблюдается на давно потухших, казалось бы, вулканах. Так, в горах Большого Кавказа, на склоне восточной вершины Эльбруса на высоте более 5 км находится небольшое фумарольное поле, свободное от снега и льда даже зимой. Здесь постоянно явственно ощущается запах серы.

Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1220