Строение вулканов. Виды и типы вулканов. Что такое кратер вулкана?
Древние римляне, наблюдая, как из вершины горы в небо вырывается черный дым и огонь, считали, что перед ними вход в ад или во владения Вулкана – бога кузнечного ремесла и огня. В честь него огнедышащие горы и называют до сих пор вулканами.
В этой статье мы разберемся, каково строение вулкана, и заглянем в его кратер.
Действующие и потухшие вулканы
На Земле множество вулканов, как спящих, так и действующих. Извержение каждого из них может длиться дни, месяцы, а то и годы (так, например, находящийся на Гавайском архипелаге вулкан Килауэа проснулся еще в 1983 г. и до сих пор его работа не прекращается). После чего кратеры вулканов способны на несколько десятилетий замереть, чтобы затем снова напомнить о себе новым выбросом.
Хотя, конечно же, есть и такие геологические образования, работа которых завершилась еще в далеком прошлом. Многие из них при этом до сих пор сохранили форму конуса, но о том, как именно происходило их извержение, нет никаких сведений. Такие вулканы считаются потухшими. Как пример можно привести горы Эльбрус и Казбек, с давних времен покрытые сияющими ледниками. А в Крыму и Забайкалье находятся сильно размытые и разрушенные вулканы, вовсе потерявшие свою первоначальную форму.
Какие бывают вулканы
В зависимости от строения, активности и месторасположения, в геоморфологии (так называется наука, изучающая описываемые геологические образования) выделяются отдельные типы вулканов.
В общем виде они делятся на две основные группы: линейные и центральные. Хотя, конечно, такое разделение весьма приблизительно, так как большинство из них относят к линейным тектоническим разломам земной коры.
Кроме этого, различают еще щитовидное и купольное строение вулканов, а также так называемые шлаковые конусы и стратовулканы. По активности их определяют как действующие, спящие или потухшие, а по местонахождению – как наземные, подводные и подледниковые.
Чем отличаются линейные вулканы от центральных
Линейные (трещинные) вулканы, как правило, не поднимаются высоко над поверхностью земли – они имеют вид трещин. В строение вулканов этого типа входят длинные подводящие каналы, связанные с глубокими расколами земной коры, из которых изливается жидкая магма, имеющая базальтовый состав. Она растекается во все стороны и, застывая, образует лавовые покровы, стирающие леса, заполняющие впадины, уничтожающие реки и селения.
Кроме того, во время взрыва линейного вулкана на земной поверхности могут возникать эксплозивные рвы, имеющие протяженность в несколько десятков километров. В придачу, строение вулканов вдоль трещин украшают пологие валы, лавовые поля, разбрызгивания и плоские широкие конусы, коренным образом меняющие ландшафт. Кстати, основная составляющая рельефа Исландии – это лавовые плато, возникшие именно таким образом.
Если же у магмы состав оказывается более кислым (повышенное содержание диоксида кремния), то вокруг устья вулкана вырастают экструзивные (т.е. выжатые) валы, имеющие рыхлый состав.
Строение вулканов центрального типа
Вулкан центрального типа – это конусообразное геологическое образование, которое сверху венчает кратер – углубление, имеющее форму воронки или чаши. Оно, между прочим, постепенно перемещается вверх, по мере того как вырастает сама вулканическая постройка, а его размер может быть абсолютно разным и измеряться как в метрах, так и в километрах.
Кратеры вулканов образовываются во время извержения и могут возникнуть даже на склоне вулканической горы, в таком случае их называют паразитическими или побочными.
Вглубь вулканической горы ведет жерло, по которому поднимается наверх, в кратер, магма. Магма – это расплавленная огненная масса, имеющая преимущественно силикатный состав. Она рождается в земной коре, где находится ее очаг, а поднявшись наверх, в виде лавы изливается на поверхность земли.
Извержение, как правило, сопровождается выбросом мелких брызг магмы, которые образуют пепел и газы, которые, что интересно, на 98% состоят из воды. К ним присоединяются различные примеси в виде хлопьев вулканического пепла и пыли.
Что определяет форму вулканов
Форма вулкана во многом зависит от состава и вязкости магмы. Легкоподвижная базальтовая магма образует щитовые (или щитовидные) вулканы. Они, как правило, имеют плоскую форму и большую окружность. Примером, представляющим такие типы вулканов, может послужить геологическое образование, находящееся на Гавайских островах и носящее название Мауна-Лоа.
Шлаковые конусы – это самый распространенный тип вулканов. Они образуются при извержении крупных фрагментов пористых шлаков, которые, нагромождаясь, выстраивают вокруг кратера конус, а их мелкие части формируют покатые склоны. Такой вулкан с каждым извержением становится выше. Примером может служить взорвавшийся в декабре 2012 года на Камчатке вулкан Плоский Толбачик.
Особенности строения купольных и стратовулканов
А знаменитая Этна, Фудзияма и Везувий – это пример стратовулканов. Их еще называют слоистыми, так как они образованы периодически извергаемой лавой (вязкой и быстро застывающей) и пирокластическим веществом, представляющим собой смесь из горячего газа, раскаленных камней и пепла.
В результате подобных выбросов эти типы вулканов имеют острые конусы с вогнутыми склонами, в которых и чередуются данные отложения. А лава из них вытекает не только через основной кратер, но и из трещин, застывая при этом на склонах и образуя ребристые коридоры, служащие опорой данному геологическому образованию.
Купольные вулканы образуются при помощи вязкой гранитной магмы, которая не стекает по склонам, а застывает наверху, формируя купол, который, как пробка, закупоривает жерло и вышибается скопившимися под ним со временем газами. Примером подобного явления может служить купол, который формируется над вулканом Сент-Хеленс, что на северо-западе США (он образовался в 1980 г).
Что такое кальдера
Описанные выше центральные вулканы имеют, как правило, форму конуса. Но иногда во время извержения стены такого вулканического сооружения обрушиваются, и при этом образуются кальдеры – огромные впадины, которые могут достигать глубины тысячи метров и диаметра до 16 км.
Из рассказанного ранее вы помните, что в строение вулканов входит огромное жерло, по которому поднимается во время извержения расплавленная магма. Когда вся магма оказывается сверху, внутри вулкана возникает огромная пустота. Вот именно в нее и может провалиться вершина и стены вулканической горы, образуя на земной поверхности окаймленные остатками крушения обширные котлообразные впадины с относительно ровным дном.
Самой крупной на сегодняшней день является кальдера Тоба, расположенная на острове Суматра (Индонезия) и полностью покрытая водой. Образовавшееся таким способом озеро имеет весьма внушительные размеры: 100/30 км и глубину в 500 м.
Что собой представляют фумаролы
Кратеры вулканов, их склоны, подножье, а также корка остывших лавовых потоков часто покрыты трещинами или отверстиями, из которых наружу вырываются растворенные в магме горячие газы. Их называют фумаролами.
Как правило, над крупными отверстиями клубится густой белый пар, потому что магма, как уже упоминалось, содержит много воды. Но кроме нее фумаролы служат источником выброса и для углекислого газа, всевозможных оксидов серы, сероводорода, галогеноводорода и других химических соединений, которые могут оказаться весьма опасными для человека.
Кстати, вулканологи считают, что входящие в строение вулкана фумаролы делают его более безопасным, так как газы находят выход и не скапливаются в недрах горы, чтобы образовать пузырь, который со временем вытолкнет лаву на поверхность.
К такому вулкану можно отнести знаменитую Авачинскую сопку, которая находится недалеко от Петропавловска-Камчатского. Дым, клубящийся над ней, виден в ясную погоду за десятки километров.
Вулканические бомбы тоже входят в строение вулканов Земли
Если взрывается долго спящий вулкан, то при извержении из его жерла вылетают так называемые вулканические бомбы. Они состоят из сплавленных пород или обломков застывшей в воздухе лавы и могут весить несколько тонн. Их форма зависит от того, какой у лавы состав.
Например, если лава жидкая и не успевает в воздухе достаточно остыть – упавшая на землю вулканическая бомба превращается в лепешку. А базальтовые маловязкие лавы вращаются в воздухе, принимая за счет этого витую форму или становясь похожими на веретено или грушу. Вязкие же – андезитовые - куски лавы становятся после падения похожими на хлебную корку (они округлые или многогранные и покрыты при этом сетью трещинок).
Размер поперечника вулканической бомбы может достигать семи метров, и встречаются эти образования на склонах практически всех вулканов.
Типы извержения вулканов
Как указывал в книге «Основы геологии», рассматривающей строение вулканов и типы извержений, Короновский Н.В., все виды вулканических построек образуются в результате различных извержений. Среди них особенно выделяются 6 типов.
- Гавайский тип извержения – выброс очень жидкой и подвижной лавы, которая формирует огромные щитовые вулканы, имеющие плоскую форму.
- Страмболианский тип – выброс более вязкой лавы, которую выталкивают разные по силе взрывы, в результате чего образуются короткие мощные потоки.
- Плинианский тип характеризуют внезапные мощные взрывы, которые сопровождаются выбросом огромного количества тефры (рыхлого материала) и возникновением ее потоков.
- Пелейский тип извержения сопровождается образованием раскаленных лавин и палящих туч, а также нарастанием экструзивных куполов из вязкой лавы.
- Газовый тип – это извержение лишь обломков более древних пород, которое связывают с газами, растворенными в магме, или с перегревом входящих в строение вулкана грунтовых вод.
- Извержение теплового потока. Оно похоже на выброс высокотемпературного аэрозоля, состоящего из кусочков пемзы, минералов и обломочков вулканического стекла, окруженных раскаленной оболочкой из газа. Такое извержение было широко распространенным в далеком прошлом, но в современности давно уже не наблюдается людьми.
Когда происходили самые известные извержения вулканов
Годы извержения вулканов можно, пожалуй, отнести к серьезным вехам в истории человечества, ведь в это время изменялась погода, погибало огромное количество людей, а то и стирались с Земли целые цивилизации (так, в результате извержения гигантского вулкана погибла Минойская цивилизация в 15 или 16 в. до н. э).
В 79 г н. э. недалеко от Неаполя произошло извержение Везувия, похоронившего под семиметровым слоем пепла города Помпеи, Геркуланум, Стабия и Оплонтий, приведя к гибели тысяч жителей.
В 1669 г. несколько извержений вулкана Этна, а также в 1766 г. – вулкана Майон (Филиппины) привели к страшным разрушениям и гибели под потоками лавы многих тысяч людей.
В 1783 г. вулкан Лаки, взорвавшийся в Исландии, вызвал понижение температуры, которое привело в 1784 г. к неурожаю и голоду в Европе.
А вулкан Тамбора на острове Сумбава, проснувшийся в 1815 г. оставил на следующий год всю Землю без лета, понизив температуру в мире на 2,5 °С.
В 1991 г. вулкан с филиппинского острова Лусон своим взрывом также временно понизил ее, правда, уже на 0,5 °С.