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.
Вулканами называют геологические образования на поверхности земной коры, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, «вулканические бомбы» и пирокластические потоки. Наименование «вулкан» для данного вида геологических образований происходит от имени древнеримского бога огня «Вулкана».
Глубоко под поверхностью нашей планеты Земля температура настолько высока, что породы начинают плавиться, превращаясь в густое тягучее вещество – магму. Расплавленное вещество гораздо легче, чем твердые породы вокруг него, поэтому магма, поднимаясь, скапливается в так называемые магматические очаги. В конце концов, часть магмы вырывается на поверхность Земли через разломы в земной коре - так рождается вулкан – красивое, но чрезвычайно опасное природное явление, часто несущее с собой разрушения и жертвы.
Вырвавшаяся на поверхность магма называется лавой, она имеет температуру около 1000° С и довольно медленно стекает по склонам вулкана. Благодаря небольшой скорости, лава редко становится причиной человеческих жертв, однако потоки лавы вызывают значительные разрушения любых конструкций, строений, и сооружений, встречающихся на пути этих «огненных рек». Лава обладает очень плохой теплопроводностью, поэтому очень медленно остывает.
Наибольшую опасность представляют камни и пепел, вырывающиеся из жерла вулкана при извержении. Раскаленные камни, с огромной скоростью выбрасывающиеся в воздух, падают на землю, становясь причиной многочисленных жертв. Пепел падает на землю «рыхлым снегом», и если , люди, животные, растения – все гибнет от недостатка кислорода.
Так произошло с печально известным городом Помпеи , развивающимся и процветающим, и уничтоженным извержением вулкана Везувий за считанные часы. Однако самым смертоносным из всех вулканических явлений по праву считаются пирокластические потоки. Пирокластические потоки – кипящая смесь твердых и полутвердых пород и горячего газа, стекающая по склонам вулкана. Состав потоков гораздо тяжелее воздуха, они устремляются вниз подобно снежной лавине, только раскаленной, наполненной токсичными газами и движущейся с феноменальной, ураганной скоростью.
Классификация вулканов
Существует несколько классификаций вулканов, основанных на тех или иных признаках. Так например по степени активности ученые делят вулканы на три типа: потухшие, спящие и активные .
Активными считаются вулканы, извергавшиеся в исторический период времени, относительно которых существует вероятность повторного извержения. Спящими называются вулканы, не извергавшиеся в течение длительного времени, однако с существующей возможностью извержения. Потухшие вулканы – вулканы, когда-либо извергавшиеся, но вероятность повторного их извержения равна нулю.
Классификация по форме вулкана включает в себя четыре типа: шлаковые конусы, купольные, щитовые вулканы и стратовулканы .
- Шлаковый конус – самый распространенный тип вулканов на суше – состоит из мелких фрагментов застывшей лавы, вырвавшейся в воздух, остывшей и упавшей рядом с жерлом. С каждым извержением подобные вулканы становятся все выше.
- Купольные вулканы образуются, когда вязкая магма слишком тяжела, чтобы стечь по склонам вулкана. Она скапливается у жерла, закупоривая его и образуя купол. Со временем газы выбивают подобный купол словно пробку.
- Щитовые вулканы имеют форму чаши или щита с пологими склонами, сформированными базальтовыми лавовыми потоками – траппами.
- Стратовулканы извергают смесь горячего газа, пепла и камней, а также лаву, которые чередуются, откладываясь на конусе вулкана.
Классификация извержений вулканов
Извержения вулканов – чрезвычайная ситуация, тщательно изучаемая учеными-вулканологами для возможности прогнозирования возможности и характера извержений с целью минимизации масштабов стихийного бедствия.
Существует несколько типов извержений:
- гавайское,
- стромболианское,
- пелейское,
- плинианское,
- гидроэксплозивное.
Гавайский – самый спокойный тип извержений, характеризующийся выбросом лавы с небольшим количеством газа, что формирует вулкан щитовой формы. Для стромболианского типа извержения, названного по имени вулкана Стромболи, непрерывно извергающегося на протяжении нескольких веков характерно скопление в магме газа и образование в ней, так называемых газовых пробок. Двигаясь наверх вместе с лавой, достигая поверхности, гигантские газовые пузыри лопаются с громким хлопком из-за разницы в давлении. Во время извержения подобные взрывы происходят, раз в несколько минут.
Пелейский тип извержения назван в честь самого массивного и разрушительного извержения XX в. – вулкана Монтань-Пеле . Извергающиеся пирокластические потоки в считанные секунды унесли жизни 30000 человек. Пелианский тип характерен для извержения, происходящего по типу извержения вулкана Везувий. Название этот тип получил по имени летописца, описывающего погубившее несколько городов извержение Везувия. Для этого типа характерно выбрасывание смеси камней, газа и пепла на очень большую высоту – зачастую столб смеси достигает стратосферы. По гидр эксплозивному типу извергаются вулканы, находящиеся на мелководье в морях и океанах. В подобных случаях образуется большое количество пара при контакте магмы с морской водой.
Извержение вулканов может создать много опасностей не только в непосредственной близости от вулкана. Вулканический пепел может представлять угрозу авиации, создавая опасность выхода из строя турбореактивных двигателей самолетов.
Большие извержения могут влиять и на температуру в целых регионах: пепел и частицы серной кислоты создают в атмосфере области смога и, частично отражая солнечный свет, приводят к охлаждению нижних слоев атмосферы Земли над тем или иным регионом в зависимости от мощности вулкана, силы ветра и направления движения воздушных масс.
Бамбуров Алексей
Я предположил, что . Изучая различные источники информации, я решил выяснить для себя, что же такое вулкан и как происходит его извержение.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Почему и как извергаются вулканы? - исследование Бамбурова Алексея – учащегося 3 класса А МБОУ «Гимназия №34» г.Ульяновска, научный руководитель Я.М. Брагина.
Очень часто явления и события из нашей повседневной жизни или поведение человека напоминают нам природные явления, например:
- Если потрясти бутылку с сильно газированным напитком и приоткрыть крышку, то жидкость и газы, содержащиеся в бутылке, стремительно побегут наружу;
- Вскипали ли вы когда-нибудь, выходя из себя, а затем успокаиваясь? Это был ваш способ «выпустить пар» (вспомните, что происходит, когда мы снимаем крышку с кипящего чайника).
Я предположил, что вулканы - это способ планеты выпустить пар . Изучая различные источники информации, я решил выяснить для себя, что же такое вулкан и как происходит его извержение. Наша планета Земля напоминает яйцо: сверху тонкая твёрдая скорлупа - земная кора , под ней находится вязкий слой горячей мантии , а в центре - твёрдое ядро . Земную кору называют литосферой , что в переводе с греческого означает «каменная оболочка». Толщина литосферы в среднем около 1% радиуса земного шара. На суше она составляет 70-80 километров, а в глубине океанов может быть всего 20 километров. Температура мантии - тысячи градусов. Ближе к ядру - температура мантии больше, ближе к коре - меньше. Из-за разницы температур происходит перемешивание вещества мантии: горячие массы поднимаются вверх, а холодные - опускаются (так же, как закипающая вода в кастрюле или чайнике, но только происходит это в тысячи раз медленнее). Мантия, хоть и разогрета до огромных температур, но из-за колоссального давления в центре Земли она не жидкая, а вязкая, как очень густая смола. Литосфера как бы плавает в вязкой мантии, немного погрузившись в неё под тяжестью своего веса.
Достигая подошвы литосферы, остывающая масса мантии какое-то время движется горизонтально вдоль твердой каменной «скорлупы», но затем, остыв, она снова опускается в направлении центра Земли. Пока мантия движется вдоль литосферы, вместе с ней поневоле движутся и куски земной коры (литосферные плиты), при этом отдельные части каменной мозаики сталкиваются и наползают друг на друга.
Часть плиты, которая оказалась снизу (на которую наползла другая плита), постепенно погружается в мантию и начинает плавиться. Так образуется магма - густая масса расплавленных пород с газами и парами воды. Магма легче, чем окружающие породы, поэтому она медленно поднимается к поверхности и накапливается в так называемых магматических очагах. Они располагаются чаще всего вдоль линии столкновения плит.
Поведение раскаленной магмы в магматическом очаге и правда напоминает дрожжевое тесто: магма увеличивается в объеме, занимает всё свободное пространство и поднимается из глубин Земли по трещинам, норовя вырваться на волю. Как тесто приподнимает крышку кастрюли и вытекает через край, так и магма прорывает земную кору в самых слабых местах и вырывается на поверхность. Это и есть извержение вулкана.
Извержение вулкана происходит из-за дегазации магмы, то есть выхода газов из неё. Процесс дегазации известен каждому: если осторожно открыть бутылку с газированным напитком (лимонадом, кока-колой, квасом или шампанским), раздается хлопок, и из бутылки появляется дымок, а иногда и пена - это из напитка выходит газ (то есть происходит его дегазация). Если бутылку с шампанским перед открыванием потрясти или нагреть, то из нее вырвется мощная струя, и удержать этот процесс невозможно. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки.
Как образуется вулкан? Представьте себе, что банка с минералкой - это поверхность Земли, а крышка с отрывным язычком - это слабое место земной поверхности. Если банку потрясти, углекислый газ расширится и может проделать дыру в месте соединения отрывного язычка и крышки. Подобным образом горячие газы и магма могут продавить дыру в слабых местах земной коры и выплеснуться наружу.
Горячий пепел, холодный климат
После извержения вулкана закаты солнца по всей Земле могут на многие месяцы стать красными - это очевидное доказательство того, что вулканы влияют на атмосферу. Когда пепел вздымается в воздух и разлетается по всему земному шару, он зависает в атмосфере, рассеивая солнечный свет и окрашивая закаты в более яркие тона.
Но влияние вулканов на атмосферу планеты не ограничивается только эффектными закатами. Вспомним, например, что произошло несколько сотен миллионов лет назад в Сибири. Если вы поедете туда сегодня, вы увидите так называемый Сибирский капкан - огромный кусок твердой горной породы вулканического происхождения, протянувшийся на 1400 км. Учёные, исследовавшие этот кусок, говорят, что ему более 250 млн. лет. Перед тем как остыть, он представлял собой жидкую горячую лаву. А судя по размерам этого куска, извергнувший его вулкан должен был быть чудовищно большим.
Учёные считают, что в течение 600 000 лет сибирские вулканы неоднократно извергали потоки раскаленной лавы из недр Земли. И каждый раз во время извержения они выбрасывали в небо тонны пепла. Они также изрыгали смертельные удушающие газы. Плавящиеся минералы выделяли сульфаты, которые при нагревании превращались в сернистый газ. Пепел и газы сибирских вулканов поднимались высоко в атмосферу. Пепел препятствовал проникновению солнечного света на Землю. Сернистый же газ, вступая в реакцию с водой в воздухе, превращался в обжигающую серную кислоту. Капельки кислоты отражали часть солнечных лучей, и тепло не могло достичь поверхности планеты, а значит, атмосфера, океаны и суша начали остывать.
Постепенно температура на Земле падала. Ледяные шапки на полюсах стремительно росли, океаны покрывались толстой ледяной коркой. В конце концов, большая часть Земли была скована льдами. Вот так вулканы положили начало новому ледниковому периоду. Из остывающей атмосферы кислота в виде снега и дождя обрушивалась на поверхность планеты.
Во время этой планетарной катастрофы более 90 % всех растений и животных в морях Земли постепенно погибло, оставив в качестве воспоминания о себе лишь окаменелые останки в осадочных горных породах. По мнению некоторых ученых, массовое вымирание, длившееся сотни лет, и последовавшая за ним цепная реакция событий объясняются именно этими извержениями.
Газ, вырывающийся из вулканов, на 50-85 % состоит из водяного пара. Больше 10 % приходится на долю углекислого газа (того самого, который в газировке), примерно 5 % составляет сернистый газ, 2-5 % - хлористый водород и 0,02-0,05% - фтористый водород. Иногда в вулканических газах встречаются сероводород и газообразная сера, водород, метан и оксид углерода, а также совсем малые примеси различных металлов.
Известны случаи, когда извергались вулканы, молчавшие и 300, и 500, и 800 лет. Вулканы, которые хотя бы раз извергались на памяти человека (и могут заработать вновь), называются спящими . Потухшие (или древние) вулканы - это те, которые работали в далеком геологическом прошлом. Например, столица Шотландии город Эдинбург стоит на древнем вулкане, который извергался более 300 миллионов лет назад (тогда ещё и динозавров-то не было).
Извержение цепи вулканов Лаки, расположенных на юге Исландии вдоль тектонической трещины, в 1783 году было одним из сильнейших за всю историю нашей планеты. Оно продолжалось восемь месяцев, длина потока вырвавшейся на свет лавы составила почти 70 км. Обжигающая масса двигалась со скоростью свыше 45 км/ч и разлилась на площади 579 км 2 .
Подведем итоги.
В результате движения литосферных плит могут возникать очаги магмы. Если жидкая магма вырывается на поверхность Земли, начинается извержение вулкана. Часто извержение вулкана сопровождается мощными взрывами, это происходит из-за дегазации магмы и взрыва горючих газов. Вулкан засыпает, если прекращается подача новых порций магмы из магматического очага, но может проснуться (ожить), если движение плит продолжается, и магматический очаг вновь заполняется. Вулканы тухнут окончательно, если движение плит в этом районе прекращается.
Самые знаменитые извержения вулканов:
Санторин, Греция - 1450 до н.э.
Везувий, Италия - 79 г.
Таупо, Новая Зеландия - 150 г.
Тамбора, о-в Сумбава - 1815 г.
Кракатау, о-в Ява - 1883 г.
Монтань-Пеле, о-в Мартиника - 1902 г.
Катмай, Аляска - 1912 г.
Св. Елены гора, США - 1980 г.
Невадо-де-Руис, Колумбия - 1985 г.
Пинатубо, Филиппины - 1991 г.
Эйяфьятлайокудль, Исландия – апрель 2010 г.
Вулканы мира.
Этна (Италия) (что означает “гора огонь” по-арабски) является самым высоким и самым активным вулканом в Европе (3326 м). Зафиксировано более 200 её извержений. Интересно, что Этна изменяется по высоте от извержения к извержению. Например, в настоящее время она на 21,6 м ниже, чем в 1865 году. Примерно каждые 150 лет Этна разрушает одну из соседних деревень, но несмотря на это, близлежащие территории плотно заселены. Дело в том, что вулканический пепел делает почву плодородной. Согласно последним исследованиям в настоящее время нарастает опасность обширного извержения Этны. Из-за постоянной активности Этна была выбрана «Вулканом десятилетия» ООН.
Попокатепетль (также называется Попо и Дон Гойо) является действующим вулканом в Мексике. Он достигает высоты в 5426 м и является вторым по величине на высшем уровне в стране. Попокатепетль получил свое название от слова науатль “popōca” (дым) и tepētl (“гора”), что означает “Курение Горы” и полностью оправдывает своё название. До девяностых годов, Попо был любимым местом отдыха – сноуборд-центром. В 1947 году он начал новый цикл активности с крупного извержения. В настоящее время учёные тщательно изучают его. Жители соседних городов любуются снежной белой горой Попокатепетль в течение большей части года.
Фудзияма является действующим вулканом и самой высокой вершиной Японии (3776 м). Его последнее извержение датируется 1707 и 1708 годом. Фудзияма отличается своим почти идеально симметричным конусом, хорошо видимым из Токио в ясную погоду, который является одним из символов Японии.
Редаут (Аляска) представляет собой стратовулкан с кратером, находящимся на высоте 2700 м. Наиболее активные его извержения в 20-м веке датируются 1902, 1966 и 1989 годами. В последнее извержение в 2009 году, были зафиксированы 6 взрывов, которые выбросили столб пепла более чем на 9 миль в воздух. Это был самый большой вулканический выброс почти за 20 лет.
Руапеху является действующим вулканом в Новой Зеландии, высота 2797 м. Он считается одним из самых активных вулканом в мире и крупнейшим действующим вулканом в Новой Зеландии. Руапеху получил свое название из языка маори, на котором это слово означает ”пропасть взрыва”. Последнее извержение датируется 25 сентября 2007. Не смотря на то, что извержение началось, как и все предыдущие, внезапно, он часто посещается туристами.
И напоследок... Ученые знают теперь, каким образом и почему происходят извержения вулканов. В последние десятки лет вулканологи сделали много ценных наблюдений и выводов по деятельности вулканов. Для нас теперь ясна картина подготовки извержения и самого извержения различных вулканов. Но, к сожалению, этим и ограничивается человеческое знание в названной области. Мы можем только наблюдать и объяснять происходящие извержения. Останавливать, изменять, даже предупреждать эти грозные явления природы человек не может. Да это и понятно,- ведь действующие при извержениях силы огромны. Они связаны с теми подземными силами, которые образуют земные складки - горы и горные хребты. На эти силы мы, конечно, не можем влиять, даже в малой степени. Они слишком могущественны!
Список использованной литературы
Апродов В.А. Вулканы. - М.: Мысль, 1982. – 158с.
Апродов В.А. Дыхание Земли: вулканы и землетрясения. – М.: Географгиз, 1963. – 180с.
Влодавец В.И. Вулканы Земли. – М.: Наука, 1973. – 160с.
Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. – М.: Наука, 1979. – 124с.
Детям обо всем на свете. - Интерактивная энциклопедия для детей. М: Махаон – 2011. – 31с.
Лебединский В.И. Вулканы и человек. – М.: Недра, 1967. – 240с.
Макдональд Г.А. Вулканы. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1975. – 210с.
Маракушев А.А. Вулканизм Земли//Природа. – 1984.-№9. – 175с.
Мархинин Е.К. Вулканизм. - М.: Недра, 1985. – 93с.
Ритман А. Вулканы и их деятельность. – Пер. с англ. – М.: Мир, 1964. – 190с.
Тазиев Г. Вулканы. – Пер. с франц. – М.: Мысль, 1963. – 220с.
Стихийные бедствия могут быть разными, но одним из самых опасных по праву признано Каждый день на планете происходит до десяти таких выбросов, многие из которых люди даже не замечают.
Что представляет собой вулкан?
Вулканом называют геологическое образование, располагающееся на коры. В местах нахождения кратеров наружу выходит магма и образует лаву, а за ней следуют газы и фрагменты породы.
Свое название каменный исполин получил от древнеримского бога огня, носившего величественное имя Вулкан.
Классификация
Такие горы могут быть квалифицированы по нескольким признакам. Так, к примеру, по форме эти образования подразделяются на следующие виды:
- Щитовые.
- Стратовулканы.
- Шлаковые.
- Конусообразные.
- Купольные.
Помимо этого, вулканы могут быть идентифицированы в зависимости от своего местонахождения:
- Наземные.
- Подводные.
- Подледниковые.
Кроме этого, среди обывателей существует и другая, простая классификация, которая зависит от степени активности вулканов:
- Действующий. Данное образование характеризуется тем, что извергалось сравнительно недавно.
- Под этим определением подразумевается гора, которая на данный момент неактивна, но в будущем извержение может произойти.
- Потухший вулкан - это тектоническое образование, больше не имеющее возможности фонтанировать.
Почему вулканы извергаются?
Прежде чем разобраться с теми продуктами, которые выходят из вулкана при извержении, необходимо знать, что же представляет собой это грозное явление, и каковы его причины.
Под извержением подразумевается выход на поверхность потоков лавы, который сопровождается выбросом газов и пепла. Вулканы извергаются из-за большого количества веществ, скопившихся в магме.
Что выходит из вулкана при извержении?
Магма постоянно находится под очень высоким давлением, поэтому газы всегда остаются в ней растворенными в виде жидкости. Расплавленная порода, которую натиск летучих веществ постепенно подталкивает к поверхности, проходит сквозь трещины и попадает в жесткие слои мантии. Здесь магма стремительно выходит наружу.
Казалось бы, больше не должно оставаться вопросов о том, что появляется при извержении вулкана, ведь магма превращается в лаву и выливается на поверхность. Однако на самом деле во время извержения, кроме указанных компонентов, явить себя миру может множество разных веществ.
Лава
Лава - это самый известный продукт, выделяемый в ходе активной вулканической деятельности. Именно на нее чаще всего указывают люди, отвечая на вопрос: «Что выходит из вулкана при извержении?». Фото данного раскаленного вещества можно увидеть в статье.
Лавовые массы представляют собой соединения кремния, алюминия и других металлов. Также существует интересный факт, связанный с ней: известно, что это единственный земной продукт, в котором можно найти все элементы, находящиеся в таблице Менделеева.
Лава - это раскаленная магма, которая вытекает из кратера вулкана и направляется вниз по его склонам. Во время подъема, состав подземной гостьи постоянно претерпевает изменения из-за атмосферных факторов. Кроме этого, большое количество газов, которые вместе с магмой поднимаются на поверхность, делают ее пузырчатой.
Средняя составляет 1000 градусов, поэтому она легко уничтожает все препятствия, возникающие у нее на пути.
Обломки
Не менее интересно рассмотреть, что выходит при извержении вулкана, кроме лавы. В разгаре процесса на поверхность земли выбрасываются огромные обломки, которые ученые назвали «тефра».
Из общей массы выделяют самые крупные обломки, получившие прозвище «вулканические бомбы». Эти фрагменты представляют собой жидкие продукты, которые во время выброса застывают прямо в воздухе. Размер таких камней может различаться: самые мелкие из них похожи на горошины, а наиболее крупные превышают размер грецкого ореха.
Пепел
Также, отвечая на вопрос «Что выходит из вулкана?», нельзя забывать о пепле. Именно он зачастую приводит к катастрофическим последствиям, поскольку выделяется даже при незначительном извержении, которое не может причинить вред людям.
Мелкие частицы пепла распространяются по воздуху с огромной скоростью - до 100 километров в час. Естественно, значительное количество этого вещества может попасть человеку в горло во время дыхания, поэтому при извержении следует закрывать лицо платком или специальным респиратором. Особенностью пепла является то, что он способен пересекать огромные расстояния даже минуя воду и возвышенности. Эти мелкие частицы настолько раскалены, что постоянно светятся в темное время суток.
Газы
Не стоит забывать и о том, что выходит из вулкана при извержении, кроме прочего, большое количество газов. В состав этой летучей смеси входят водород, сера и углерод. В незначительных количествах содержится бор, бромовая кислота, ртуть, металлы.
Все газы, которые выделяются из жерла вулкана во время извержения, имеют белый цвет. А если к газам примешивается тефра, то клубы приобретают черный оттенок. Зачастую именно по черному дыму, идущему из вулканического кратера, люди определяют, что скоро произойдет выброс и нужно эвакуироваться.
Кроме того, необходимо знать, что выходит из вулкана при извержении, помимо вышеперечисленных веществ. Это сильный запах сероводорода. Так, к примеру, на некоторых островах вулканический дух распространяется на сотни километров.
Примечательный факт: небольшое количество газа продолжает выделяться из жерла вулкана в течение нескольких лет со дня извержения. При этом такие выбросы очень ядовиты, а попадая в воду с дождями, они отравляют ее и делают непригодной для питья.
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.