Вулкани та вулканізм

Вулканiчнi бомби – це переважно уламки лави, викинутої в розжареному станi високо вгору i округленi в польотi до сферичної чи веретеноподiбної форми, вкритi зверху застиглою кiркою.(Додаток) За величиною вони можуть бути вiд декiлькох сантиметрiв до багатьох метрiв у поперечнику. Вулканічна бомба представляє собою застиглу грудку лави, викинуту під час виверження з жерла вулкана в рідкому стані, форма вулканічної бомби залежить від складу лави. Рідкі лави не встигають вихолонути в повітрі і при падінні на землю набувають коржоподібної форми. Малов’язкі лави (базальтові), обертаючись, набувають в польоті веретеноподібної або грушоподібної форми. В'язкі лави набувають округлої форми. Розміри від 5см до 7м.

Лапілі (від лат. lapillus – камінець) – невеличкi шматочки лави або уламки гірських порiд кратера дiаметром у кiлька сантиметрiв (переважно 1... 3см).

Вулканiчний пісок – це мiнеральнi частинки дiаметром 0,1.. .2мм. дрiбнiшi частинки (до 0,1мм) називають вулканічним попелом. Попiл i пiсок – це кристалики польового шпату, авгiту, роговоi обманки i найчастiше уламки вулканiчного скла (обсидiану). Осiдаючи на поверхнi Землi, ущiльнюючися, вони утворюють гiрську породу – вулканічний туф. Якщо в ньому трапляються лапiлi та вулканiчнi бомби, уламки гострокутні форми, то породу називають туфобрекчiєю.

Вулканічний попіл – пірокластичний матеріал (тефра) з розміром частинок менше 2мм, що утворюється внаслідок дроблення вулканічними вибухами рідкої лави і вулканічних порід – продуктів більш ранніх вивержень.(Додаток З) У залежності від розміру частинок, сили виверження і вітру вулканічний попіл може осідати на значному віддаленні від місця виверження, утворюючи маркуючі горизонти. Так, напр., при виверженні вулкана Кракатау (Індонезія) у 1883 вулканічний попіл облетів навколо Землі майже два рази. Ця особливість попелу використовується в стратиграфії (тефрохронологічний метод кореляції товщ гірських порід). Щорічно вулкани Землі викидають близько 100 т Вулканічного попелу. Застосовується для виготовлення легких бетонів, тарного скла, цементів, теплоізоляційних матеріалів, фільтруючих мас, як ґрунт для вирощування рослин та ін.

До твердих продуктiв вулканiчних вивержень вiдносять також пемзу, яка утворюється з кислих лав iз високим вмiстом розчинених газiв. Наближуючися до земної поверхнi, така лава спiнюється та швидко охолоджується. Утворюється дуже пориста порода, яка внаслiдок подальшого розширення газiв розпадається на численнi уламки найрiзноманiтнiших розмiрiв. Завдяки низькiй питомiй вазi вона плаває у водi, тому часто пемзу можна знайти на морських узбережжях, вiддалених вiд вулканiчних районiв.

Цунамі – величезні морські хвилі, пов'язані головно з підводними землетрусами, але іноді виникають при вулканічних виверженнях на дні океану, що можуть викликати утворення декількох хвиль, які йдуть одна за одною з інтервалом від декількох хвилин до декількох годин. Виверження вулкана Кракатау 26 серпня 1883 р. і подальше обвалення його кальдери супроводжувалося цунамі заввишки більше 30 м, що спричинило численні людські жертви на узбережжях Яви та Суматри.[13 c.290]

РОЗДІЛ 2

ПОШИРЕННЯ ВУЛКАНІВ ПО ЗЕМНІЙ ПОВЕРХНІ

2.1. Географія вулканів

Розподіл вулканів на поверхні земної кулі найкраще пояснюється теорією тектоніки плит, відповідно до якої поверхня Землі складається з мозаїки рухливих літосферних плит. При їхньому зустрічному русі відбувається зіткнення, і одна з плит занурюється (підсувається) під іншу в так званій зоні субдукції, до якої приурочені епіцентри землетрусів. Якщо плити розсуваються, між ними утворюється рифтова зона. Прояви вулканізму пов’язані з цими двома ситуаціями. Вулкани зони субдукції розташовуються на межі плит, що підсовуються одна під одну. Відомо, що океанські плити, які утворюють дно Тихого океану, занурюються під материки й острівні дуги області субдукції відзначені в рельєфі дна океанів глибоководними жолобами, рівнобіжними до берега. Вважається, що в зонах занурення плит на глибинах 100—150 км формується магма, при піднятті якої до поверхні відбувається виверження вулканів Оскільки кут занурення плити часто близький до 45°. Вулкани розташовуються між сушею і глибоководним жолобом приблизно на відстані 100—150 км від осі останнього й у плані утворюють вулканічну дугу, що повторює обриси жолоба і берегової лінії.

Іноді говорять про «вогненне кільце» вулканів навколо Тихого океану. Однак це кільце переривчасте (як, наприклад, у районі центральної й південної Каліфорнії), тому що субдукція відбувається не повсюдно. Вулкани рифтових зон існують в осьовій частині Серединно-Атлантичного хребта й уздовж Східно-Африканської системи розламів. Є вулкани, пов’язані з «гарячими точками», що розташовуються всередині плит у місцях підйому до поверхні мантійних струменів (багатої на гази розпеченої магми), наприклад, вулкани Гаванських островів. Вважається, що ланцюг цих островів, витягнутий у західному напрямку, утворився в процесі дрейфу на захід Тихоокеанської плити при русі над «гарячою точкою». Зараз ця «гаряча точка» розташована під діючими вулканами о. Гаваї. У напрямку на захід від цього острова вік вулканів поступово зростає. Тектоніка плит визначає не тільки місце розташування вулканів, але й тип вулканічної діяльності. Гавайський тип вивержень переважає в районах «гарячих точок» (вулкан Фурнез на о. Реюньон) і в рифтових зонах. Плініанський, пелейський і Везувіанський типи характерні для зон субдукцїї. Відомі й винятки, наприклад стромболіанський тип спостерігається в різних геодинамічних умовах.

Щорічно вивергаються приблизно 60 вулканів, причому й у попередній рік відбувалося виверження приблизно третини з них. Є відомості про 627 вулканів, що викидалися за останні 10 тис. років, і про 530 – в історичний час, причому 80 % із них приурочені до зон субдукції. Найбільша вулканічна активність спостерігається в Камчатському і Центральноамериканському регіонах, більш спокійними є зони Каскадного хребта, Південних Сандвічевих островів і південного Чилі.

Вважається, що після вивержень вулканів середня температура атмосфери Землі знижується на кілька градусів за рахунок викиду дрібних часток (менше 0,001мм) у вигляді аерозолів і вулканічного пилу (при цьому сульфатні аерозолі і тонкий пил при виверженнях потрапляють у стратосферу) і зберігається там протягом 1-2 років. Цілком ймовірно, таке зниження температури спостерігалося після виверження вулкана Агунг на о. Балі (Індонезія) у 1962 р. Найактивніші діючі вулкани розташовуються по межах ompassову плит і лініях глибинних розломів земної кори. Подібне скупчення вулканів по околицях Тихого океану називають Тихоокеанським вогненним кільцем. В нього входять вулкани Камчатки, Фудзіяма і інші вулкани Японії, вулкани Філіппінських островів, Індонезії (у тому числі і знаменитий Кракатау), вулканічні острови Меланезії, вулкани Алеутських островів, Мексики, всі вулкани Південної Америки і Вогненної Землі і навіть діючий вулкан Антарктиди – Еребус.

Кракатау (813м) – діючий вулкан в Індонезії, між островами Ява і Суматра.(Додаток И) Наймогутнішим було виверження в 1883 р., в результаті якого загинули десятки тисяч жителів довколишніх островів. Останнє виверження було в 1973 р. Зараз краї кальдери вулкана затоплені і утворюють декілька острівців в Зондськом протоці. Фудзіяма (3776м) – вимерлий вулкан на острові Хонсю, Японія. Котопахі (5896м) – молодий діючий вулкан в Еквадорі. Попокатепетль (5452м ) – діючий вулкан в Мексиці, зараз не вивергається, в кратерах розташовані озера. Ельбрус (5595м) – вулкан на Кавказі, має дві вершини, в сідловині між якими знаходяться виходи фумарол. Навкруги Ельбрусу розташовані термальні джерела. Хоча вершини вулкана покриті льодом і більше 20 льодовиків стікають по його схилах, його не можна вважати вимерлим. Везувій (1281м) – активний вулкан на побережжі Неаполітанської затоки Тірренського моря, Італія. Відомі численні виверження Везувію, останнє з яких було в 1944 р. Недалеко від вулкана район Флегрейськіх полів з сильною сольфатарной діяльністю. Етна (3290м) – один з найактивніших вулканів Європи на о. Сіцілія. Вивергається постійно. Камерун (4070м) – активний вулкан на західному побережжі Африки. Катмай (2298м) – вулкан на Аляскі. Вивергався в 1912 р. Ключевська сопка (4850м) – один з вулканів дуже активного вулканічного району півострова камчатка. Вивергається протягом останніх десятиріч.

Вулкани Гавайських островів: Мауна-Кеа (4205м), Мауна-Лоа (4169м), Кілауза (1247м). Мауна-Лоа – найактивніший щитовій вулкан в світі, утворює велику частину острова Гавайі. Підноситься над поверхнею океану більш ніж на 4000м, але загальна висота вулкана від його підстави на дні океану близько 10 000м. Мауна-Кеа не проявляє ознак активності.

Вулкани Ісландії: Гекла (1491м ) – активний вулкан в Ісландії, що має тріщини. Останні виверження були в 1980 р. Лаки (818м) – активний вулкан тріщини. Всього в Ісландії налічується більше 200 вулканів. Можна сказати, що весь острів – це вулкани, що злилися.

Вулканічне нагір’я кратера в Африці створено діяльністю багатьох щитових вулканів. Особливо відомий вимерлий вулкан Нго-ронгоро в Танзанії, в національному парку Серенгеті. Його кальдера діаметром 22км обрамлена стінками висотою близько 500м. Кіліманджаро – вулканічний масив в Африці, що складається з декількох щитових вулканів, що злилися. Припинив свою діяльність в ранньому плейстоцені. Схили і вершина покриті льодовиками.

Еребус (3798м) – активний вулкан на Антарктичному півострові. В кратері лавове озеро, є фумароли і гейзери.

Чімборасо (6267м) – вулкан в Андах. Вершина покрита льодовиками. Не проявляє активності. Невадо-Охос-дель-Саладо (6885м) – активний стратовулкан в Андах. В кратері є фумаролы.

Ілопанго (627м) – кальдера стародавнього вулкана в Центральній Америці, заповнена озером. З озера підіймаються фонтани вулканічних газів – свідоцтво сольфатарої активності.[6 с.119]

2.2. Аналіз карти

Аналізуючи карту поширення вулканів по земній кулі я дійшов таких висновків щодо закономірностей розташування вулканів(Додаток І): 
1. Вулкани зони субдукції розташовуються на межі плит, що підсовуються одна під одну.

2. Вулкани розташовуються між сушею і глибоководним жолобом приблизно на відстані 100—150 км від осі останнього й утворюють вулканічну дугу, що повторює обриси жолоба і берегової лінії. 
3. Є вулкани, пов’язані з «гарячими точками», що розташовуються всередині плит у місцях підйому до поверхні мантійних струменів (багатої на гази розпеченої магми), наприклад, вулкани Гаванських островів. 
4. Найактивніші діючі вулкани розташовуються по межах плит і лініях глибинних розломів земної кори. 
5. Вулкани розташовуються в зонах де земна кора найбільш тонка, тобто на узбережжях материків.

2.3. Наслідки діяльності вулканів

Основною і найгрізнішою силою вулкану є його виверження.

Оскільки вулканічна діяльність не підвладна людині, вона може чинити їй шкоду і забирати людські життя.

Лавові потоки знищують будівлі, перекривають дороги, попіл може збиратися на дахах будівель і призвести до обвалу, вулканічні гази отруюють поверхню або утворюють кислотні дощі.

Виверження можна прогнозувати, для цього складають карти вулканічної небезпеки з показом розповсюдження продуктів минулих вивержень, ведеться моніторинг їх провісників.

Провісником виверження є також слабкі вулканічні землетруси. Деякі вулкани перед виверженням, ніби “дихають”, піднімаються, надуваються і потім опускаються, - це в результаті зміни тиску магми всередині. Сьогодні ж використовують дані магнітного поля та спостереження за тваринами. Ці засоби використовують щоб дізнатися приблизну дату виверження, але точний час поки що ніхто не в змозі визначити, крім того у цих процесах є ще багато таємниць.

Склалося враження, що вулканізм являється однією з природних стихій, виключно ворожих до людини. Але це уявлення треба пом’якшити, бо чим більше ми дізнаємося про таємниці цих “вогняних гір», тим більше розуміємо, що руйнування – тільки зовнішня сторона вулканізму. Земна кора, гідро- і атмосфера утворилися протягом мільярдів років з продуктів вулканічної діяльності. Якщо врахувати, що без вулканів не було би ні атмосфери, ні гідросфери, ні життя, то шкода від нього відходить на задній план.

Отже, вулкани: по-перше, творителі нових земель. Після кожного великого виверження на десятки і сотні кілометрів падає вулканічний попіл, який містить майже всі потрібні для росту рослин поживні речовини, формуючи легкі і водопроникні ґрунти. Добре зволожені і легко оброблювані землі з попелом, як правило дають високі врожаї різноманітних фруктів, злакових культур і кави.

Поряд з вулканічним попелом широко використовують лавові потоки. Затвердівши, вони відносно легко вивітрюються і через декілька років стають придатними для культивування тропічних фруктів. Але вулкани не тільки чудові “землеробці”, вони постачальники багатьох мінералів.

В останні 50 років по всій Землі почали використовувати вулканогенні води для виробництва геотермальної електроенергії.

Можна сказати, що вулканічна діяльність відіграє і відігравала велику роль у житті нашої планети.

Оскільки розвивається техніка, то й з’являються нові засоби для дослідження вулканічних процесів. Освоюються методи визначення зв’язку вулканізму з іншими процесами та передвісниками вивержень, а також використання вулканічних дарів. І тоді, коли людина пізнає всі закономірності вулканізму, вона зможе не боятися його і використоовувати собі на благо.

Що ж стосується останніх подій, то сьогодні ісландські вчені занепокоєні «спокоєм» вулкана Катли, вони припускають, що виверження вулкану Ейяф’ятлайокудль може стати причиною виверження іншого вулкана Катла, який розташований за 20 кілометрів від нього.