Как работают вулканы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Вулканическая активность — захватывающая, пугающая и абсолютно необходимая черта нашей планеты. Вулканы разбросаны повсюду, от пустыни в Африке до холодного климата Антарктиды, островов в Тихом океане и на всех континентах. Каждый день где-то извергается. Вулканы Земли знакомы большинству из нас, например, очень активная гора Агунг на Бали, Бардарбунга в Исландии, Килауэа на Гавайях и Колима в Мексике.

Однако есть вулканы, разбросанные по мирам по всей Солнечной системе. Возьмем, к примеру, спутник Юпитера Ио. Он сильно вулканический и извергает серную лаву из-под своей поверхности. Подсчитано, что этот маленький мир почти выворачивается наизнанку за миллионы лет из-за своей вулканической активности, выносящей материал изнутри на поверхность и за ее пределы.

Вулканы являются частью мирового строительства

Вулканы делают большую работу по созданию континентов и островов, формируя глубоководные горы и кратеры. Они также возрождают ландшафты на Земле, извергая лаву и другие материалы. Земля начала свою жизнь как вулканический мир, покрытый расплавленным океаном.

Не все вулканы, которые текли с начала времен, в настоящее время активны. Некоторые давно умерли и никогда больше не будут активны. Другие бездействуют (это означает, что они могут снова вспыхнуть в будущем). Это верно в особенности на Марсе, где несколько вулканов существуют среди свидетельств их активного прошлого.

Извержение вулкана Основы

Гавайская цепь островов берет начало в горячей точке, слабом месте земной коры под Тихим океаном Океан. Острова создавались миллионы лет, поскольку кора перемещалась над горячей точкой, а лава выходила на морское дно.. В конце концов, поверхность каждого острова оторвалась от поверхности воды и продолжала расти.

Самые активные гавайские вулканы находятся на Большом острове. Один из них — Килауэа — продолжает откачивать толстые потоки лавы, которые поднялись на большую часть южной части острова. Недавние извержения из жерла на склоне этой горы разрушили деревни и дома на Большом острове.

В Европе, Mt. Этна на Сицилии довольно активна, как и Везувий (вулкан, похоронивший Помпеи и Геркуланум в 79 году нашей эры). Эти горы продолжают воздействовать на окружающие регионы землетрясениями и случайными потоками.

Не каждый вулкан образует гору. Некоторые извержения вулканов выбрасывают подушки лавы, особенно в результате подводных извержений. Вентиляционные вулканы активны на планете Венера, где они вымощают поверхность густой вязкой лавой. На Земле вулканы извергаются по-разному.

Как работают вулканы?

В других местах лава, газы и пепел выходят через жерла. Со временем они могут образовывать конусообразные холмы и горы. Это извержение такого типа, которое совсем недавно произошло на Большом острове Гавайи.

Вулканическая активность может быть довольно тихой или довольно взрывной. В очень активном потоке облака газа могут катиться из вулканической кальдеры. Они смертельно опасны, потому что они горячие и быстро движутся, а тепло и газ убивают кого-то очень быстро.

Вулканы как часть геологии планеты

Научный взгляд на извержения вулканов

Извержения вулканов обычно предвещаются землетрясениями. Они указывают на движение расплавленной породы под поверхностью. Когда вот-вот произойдет извержение, вулкан может извергнуть лаву в двух формах, плюс пепел и нагретые газы.

Оба типа лавы переносят газы, которые они выделяют по мере своего движения. Их температура может быть более 1200 ° C. Горячие газы, выделяемые при извержении вулканов, включают диоксид углерода, диоксид серы, азот, аргон, метан и монооксид углерода, а также водяной пар. Пепел, который может быть размером с частицы пыли и размером с камни и гальку, состоит из охлажденной породы и выбрасывается из вулкана. Эти газы могут быть довольно смертоносными, даже в небольших количествах, даже на относительно тихой горе.

Вулканы необходимы для эволюции планет

Вулканы и вулканические потоки имеют затронули нашу планету (и другие) с самой ранней истории Солнечной системы. Они обогатили атмосферу и почвы, в то же время они вызвали радикальные изменения и угрожали жизни. Они живут на активной планете и могут преподать ценные уроки в других мирах, где происходит вулканическая активность.

Геологи изучают извержения вулканов и связанные с ними виды деятельности и работают над классификацией каждого типа вулканов. наземный объект. То, что они узнают, дает им больше информации о внутреннем устройстве нашей планеты и других мирах, где происходит вулканическая активность.

Вулканическая деятельность - это увлекательная, пугающая и абсолютно необходимая черта нашей планеты .

Вулканы разбросаны повсюду, от пустыни в Африке до холодной Антарктиды, островов в Тихом океане и на всех континентах. Каждый день где-то извергается.

Большинство из нас знакомо с вулканами Земли, такими как очень активная гора Агунг на Бали, Бершарбунга в Исландии, Килауэя на Гавайях и Колима в Мексике .

В солнечной системе есть множество вулканов.

Возьмем, например, вулкан Ио на Юпитере . Это вулкан, извергающий из-под своей поверхности сернистую лаву.

Кроме того, спутник Сатурна Энцелада также имеет гейзерные черты, связанные с вулканизмом. Вместо того, чтобы извергаться расплавленной породой, как на Земле и Йо , она выделяет кристаллы льда.

Ученые подозревают, что эта ледяная вулканическая активность ( известная как криовулканизм ) распространяется на все отдаленные участки Солнечной системы гораздо больше чем нам известно.

Гораздо ближе к Земле Венера, как известно, вулканически активна, и есть веские доказательства прошлой вулканической активности на Марсе.

Даже Меркурий показывает следы извержений вулканов в своей истории.

Вулканы - это часть мирового строительства.

Вулканы выполняют большую работу по застройке континентов и островов, формируя глубоководные океанические горы и кратеры.

Они также восстанавливают ландшафты на Земле, выбрасывая лаву и другие материалы. Земля начала свою жизнь как вулканический мир, покрытый расплавленным океаном.

В настоящее время действуют не все вулканы.

Некоторые из них давно мертвы и больше никогда не будут активными. Другие спят (что означает, что они могут проснуться в будущем).

Это особенно видно на Марсе, где существует несколько вулканов, что свидетельствует об их активном прошлом.

Вулканические извержения, основы извержения

Большинство людей знакомо с вулканическими взрывами, подобными тому, который взорвался на вершине Сент-Хеленс в штате Вашингтон в 1980 году.

Это было очень сильное извержение, взорвавшее часть горы и выбросившее миллиарды тонн пепла на окружающие штаты.

Однако, это не единственный вулкан в этом регионе. Горы Гуд и Ренье также считаются активными, хотя и не столько, сколько их сестра Кальдера . Их активность обусловлена движением плит глубоко под землей.

Гавайская островная цепь берет свое начало в горячем месте, слабом участке земной коры под Тихим океаном.

Острова формировались на протяжении миллионов лет, когда кора перемещалась над горячей точкой, и лава выходила на морское дно. В конце концов, поверхность каждого острова продолжала расти.

Наиболее активные гавайские вулканы находятся на Большом острове .

Один из них - Килауэя - продолжает откачивать густые потоки лавы, которые вновь появились на большей части южных островов.

Недавние извержения из отверстия на склоне этой горы разрушили деревни и дома на Большом острове .

Вулканы также извергаются по всему Тихоокеанскому бассейну, от Японии до Новой Зеландии. Наиболее вулканические области бассейна расположены вдоль границ плит, и весь этот регион называется Огненным кольцом .

В Европе довольно активна гора Этна на Сицилии , так же как и Везувей ( вулкан, похоронивший Помпеи и Геркуланум в 79 г. н.э .).

Эти горы продолжают оказывать воздействие на прилегающие районы, где происходят землетрясения и периодические притоки воды.

Не каждый вулкан создает гору. Некоторые вулканы выпускают подушки лавы, особенно из подводных извержений.

Вентиляционные вулканы действуют на планете Венера, где они покрывают поверхность толстой, вязкой лавой.

Кто же не знает почему! Однако интересно еще раз проследить за происходящими процессами, если они описываются подробным, но понятным и простым языком. Вспоминаешь уже забытые нюансы и узнаешь некоторые пропущенные в свое время тонкости.

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. 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.

Однако бывает, что магме удается найти легкий выход на поверхность Земли, тогда лава вытекает из вулканов вообще без взрывов — как кипящая каша, булькая, переливается через край кастрюли (так, например, извергаются вулканы на Гавайских островах). У магмы не всегда хватает сил выйти на поверхность, и тогда она медленно застывает на глубине. В этом случае вулкан вообще не образуется.

После бурного процесса дегазации давление в магматическом очаге снижается, и извержение вулкана прекращается. Жерло вулкана закрывается застывшей лавой, но иногда не очень прочно: в магматическом очаге остается достаточно жара, поэтому на поверхность через трещины могут вырываться вулканические газы (фумаролы) или струи кипящей воды (гейзеры). В этом случае вулкан всё еще считается действующим. В любой момент в магматической камере может накопиться большое количество магмы, и тогда процесс извержения начнется вновь.

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 еще и динозавров-то не было).

Подведем итоги.

В результате движения литосферных плит могут возникать магматические очаги. 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.

Земли, расположенные у подножья вулканов, являются одними из наиболее плодородных территорий нашей планеты. А всё потому, что извержения, которые производит жерло вулкана насыщают грунт огромным количеством питательных элементов и минералов. Даже если вулкан давно спит и никак себя не проявляет, ветер, обдувающий его камни, разносит в разные стороны нужные для земли вещества.

Видимо, именно поэтому люди постоянно селятся не только у подножия вулканов, но и на склонах гор, и не обращают ни малейшего внимания на периодически возникающие толчки в регионе. И совершенно зря. Всем известна печальная участь жителей Помпеи, которые погибли во время знаменитого извержения Везувия почти две тысячи лет тому назад. Трагедии вполне можно было бы избежать, если бы они хоть немного обратили внимание на более участившиеся землетрясения магнитудой в пять-шесть балов.

Вулканы земного шара

Где осуществляется происхождение вулканов? Появляются огнедышащие горы над местами столкновения друг с другом литосферных плит, в наиболее слабых местах земной коры, через которые наша планета выкидывает наружу раскалённую магму, горючие газы и самый разнообразный вулканический материал, который впоследствии эти горы и образовывают.

Вулкан Везувий 15902 4.56 5

Существуют различные типы вулканов. В настоящее время геологи насчитывают на нашей планете около полторы тысячи действующих вулканов, не считая подводных. Что же касается последних, то в океанических и морских глубинах расположено около 20% от общей численности всех существующих в мире вулканов, в т. ч. и угасших. Именно им мы обязаны новыми участками суши, иногда возникающим посреди бескрайнего океана: после того, как подводные вулканы извергают огромное количество лавы, их вершины со временем достигают океанической поверхности и образуют острова (например, Гавайские или Канарские).

Наибольшее количество вулканов (две трети) находятся в так называемом Тихоокеанском Огненном Кольце, обрамляющий края огромной тихоокеанской плиты, что находится в постоянном движении и всё время сталкивается с соседними плитами.

Роль вулканов в жизни нашей планеты

Приуменьшить роль вулканов в жизни нашей планеты невозможно. Прежде всего потому, что если бы не они, то вполне возможно, что Земля до сих пор представляла бы собой разгорячённый космический шар: именно огнедышащие горы выводили в своё время наружу из недр земного шара водяной пар, охлаждая тем самым литосферу и атмосферу планеты.

По утверждению геологов, одно-единственное извержение огненной горы на одном из индонезийских островов более 75 тыс. лет тому назад повергло всю нашу планету в эпоху Ледникового периода, а в атмосфере образовалась серная кислота.

Они на протяжении всей истории земного шара активно участвовали в создании и уничтожении различных участков суши. Например, довольно недавно, в 1963 году возле юго-западного берега Исландии одним из подземных вулканов был создан небольшой остров Суртсей, площадью в 2,5 кв. км.

В далёком прошлом (в 16-17 в. до н.э.) другим подобным вулканом был почти полностью уничтожен остров Санторини (Эгейское море). При этом решающую роль сыграл давно спящий вулкан, который внезапно с неожиданной силой снёс вершину горы и извергал лаву на протяжении долгих дней (пока почти полностью не уничтожил остров, погубив тем самым минойскую цивилизацию и вызвав огромнейшее цунами). Всё, что осталось от острова после окончания извержения – это большой серповидный островок с самой большой кальдерой в мире.

Как работает вулкан

Прежде чем понять жерло вулкана и причины извержения вулкана, сначала нужно прояснить для себя, что представляет из себя наша планета в разрезе. Если говорить по-простому, то по структуре она немного напоминает яйцо, в центре которого в окружении мантии и литосферы находится чрезвычайно твёрдое ядро.

Сверху нашу планету защищает довольно-таки тонкая, но одновременно с этим – твёрдая скорлупа, иначе говоря, земная кора, литосфера. На суше её толщина обычно варьируется от 70 до 80 км, на океаническом дне – в районе двадцати.

Часть мантии, что находится ближе к литосфере и та, что пребывает возле ядра, постоянно перемешивается между собой: раскалённая поднимается вверх, холодная – опускается вниз.
Поскольку мантия сама по себе имеет чрезвычайно вязкую структуру, то со стороны может показаться, что земная кора в ней как бы плавает, уйдя немного вглубь под давлением собственного веса.
Достигнув земной коры, постепенно остывающая лава некоторое время двигается вдоль неё, после чего, охладев, опускается вниз.
Двигаясь вдоль литосферы, магма приводит в движение отдельные участки земной коры (иначе говоря – литосферные плиты), которые из-за этого периодически сталкиваются друг с другом.
Часть литосферной плиты, что оказывается снизу, погружается в более горячую мантию и практически сразу же начинает плавиться, образуя магму – вязкую массу, состоящую из расплавленных пород и содержащую в себе различные газы и водяной пар. Несмотря на то, что образовавшаяся магма не такая густая, как мантия, она всё равно остаётся довольно-таки вязкой консистенции.
Поскольку магма по своей структуре намного легче, чем окружающие её породы, она снова поднимается наверх и постепенно скапливается в магматических очагах, что расположены вдоль всех мест, где сталкиваются литосферные плиты.

Роль магмы

А вот дальше магма своим поведением напоминает дрожжевое тесто: она увеличивается в объёме и занимает абсолютно всю свободную территорию, до которой только может добраться, поднимаясь из недр нашей планеты по всем доступным ей трещинам.

Извержение вулкана

Чем крепче будет закупорена гора, тем сильнее окажется извержение. Обычно силу вулканических выбросов специалисты (VEI) обозначают от 0 (наиболее слабое) до 8 (самое сильное) балов. Например, активную деятельность вулкана Сент-Хеленс в 1980 году вулканологи оценили, как умеренное, хотя само извержение по мощности приравняли к взрыву пятисот атомных бомб.

Поднявшись наверх и вырвавшись из замкнутого пространства, магма практически сразу теряет газы и пары воды, и становится лавой (магмой, обеднённой газами), способной передвигаться со скоростью около 90 км/ч.

Газы, что вырываются на свободу, являются горючими и взрываются в кратере вулкана (кратер вулкана — воронкообразное углубление на вершине или склоне вулканического конуса), оставляя после себя в горе огромных размеров воронку (кальдеру). Вулкан извергается следующим образом:

После того как магма вышибает пробку вулкана, давление в магматическом очаге (его верхней части) моментально понижается. Растворённые газы, что находятся внизу, продолжают бурлить и продолжают оставаться составной частью магмы;
Чем ближе в жерлу, тем газовых пузырьков становится больше. Когда их оказывается слишком много, то они решительно устремляются наверх, наружу, поднимая вместе с собой ещё и расплавленную магму.
В тоже время возле кратера вулкана накапливается пенистая масса, в застывшем варианте известная нам как пемза.
Оказавшись на свободе, газы полностью покидают магму, которая из-за этого трансформируется в лаву и выносит из глубины земного шара пепел, пар и осколки горных пород (среди которых нередко попадаются глыбы величиной с дом). Что же касается самого извержения, то его ещё и характеризует чередование слабых и мощных взрывов.
Высота подъёма выбрасываемых из недр Земли веществ обычно варьируется от одного до пяти километров, но бывает и значительно выше. Например, в 50-х годах прошлого века высота выкинутых обломочных материалов вулкана Безымянного (один из вулканов Камчатки ) достигала 45 км, а сами выбросы разлетались по округе на расстояние в несколько десятков тысяч километров.
В случае чрезвычайно сильного извержения объём вулканических выбросов может составлять нескольких десятков кубических километров, а количества пепла быть настолько огромным, что возникает абсолютная тьма, которую обычно можно наблюдать только в полностью закрытом от света пространстве.

Продукты извержения вулканов подразделяются на разные типы. Они могут быть газообразными (вулканические газы), жидкими (лава) и твёрдыми (вулканические горные породы). В зависимости от характера продуктов извержения вулканов и состава магмы на поверхности образуются сооружения различной формы и высоты.

Завершение процесса

Когда газы с шумом и взрывами уходят из магмы, давление, что перед этим возникло в магматическом очаге, значительно понижается, и извержение останавливается. После этого извергающее жерло вулкана закрывает остывающая лава, причём иногда делает это довольно прочно, а иногда – не совсем. И тогда на земную поверхность продолжают вырываться в незначительном количестве газы (фумаролы) или фонтаны кипящей воды (гейзеры), а сам вулкан считается действующим. Это значит, что внизу скоро снова станет собираться магма, и, достигнув определённого объёма, извержение начнётся снова.

Разновидности вулканов

Вулканологи часто задавались вопросом, какие бывают вулканы? Во время исследований выделили несколько видов.

Действующие. Жерло вулкана считается действующим, если оно постоянно или периодически выкидывает магму и этому явлению есть документальные подтверждения. Если выбросы нигде не зафиксированы, но вулканы активно выделяют горячие газы и кипящие фонтаны, их также относят к данному типу.
Уснувшие. Вулкан называют спящим, если о его извержении нет никаких зафиксированных сведений, но вместе с тем он сохранил свою форму и под ним постоянно происходят небольшие землетрясения и сотрясения, а в магматический очаг поступают новые порции магмы. При этом известно немало случаев, когда вулканы молчали более тысячи лет, а потом просыпались и возобновляли свою активную деятельность.
Потухшие. Потухшие (древние) вулканы активно работали в далёком прошлом, но в данный момент сильно разрушены, размыты и не проявляют никакой вулканической активности, а литосферные плиты в этом районе абсолютно никуда не движутся. Примером потухшего вулкана может служить гора, на которой расположена столица Шотландии: по предположения учёных, в последний раз он извергал лаву более 300 млн. лет назад (динозавры в то время ещё не существовали и близко).
Трещинные. Лава далеко не всегда вырывается из горы с шумом и взрывами. Если она находит более лёгкий выход на поверхность, то вытекает абсолютно бесшумно (такое явление можно наблюдать, например, на Гавайских островах), и растекается по огромной территории. После того как лава охлаждается, она трансформируется в твердый каменный слой (базальт). При этом после каждого следующего извержения его толщина значительно увеличивается (нередко до десяти метров за раз). Такие типы вулканов называют линейными (трещинными) и их извержения характеризует довольно таки спокойный характер.
Центральные. Вулканы бывают и центрального типа. Именно он издаёт наибольшее количество шума, взрывов, а последствия его деятельности как для людей, так и для окружающей среды бывают довольно плачевны. Его характеризует центральный канал (жерло вулкана), который выводит на поверхность магму. Заканчивается он расширением (кратером), которое со временем, по мере роста вулкана, постепенно перемещается наверх. Довольно часто в кратере такой горы образовывается озеро, состоящее из жидкой лавы. Если же магма состоит из более вязкой консистенции, жерло вулкана она закупоривает очень крепко, что в дальнейшем приводит к чрезвычайно сильным выбросам.

Как пережить бедствие

Несмотря на опасность, люди продолжают жить у подножия опасного соседа, вулканологами разработан целый комплекс мероприятий, целью которых является предупредить местное население о приближающейся опасности, а в случае попадания в опасную ситуацию, знать, как надо действовать, чтобы сохранить себе жизнь.

Прежде всего, нужно обязательно отслеживать все предостережения вулканологов о возможном начале вулканического извержения.

Если нет возможности выехать из опасной территории, при первом же оповещении об опасности, необходимо запастись автономными источниками освещения и обогревателями, а также водой и едой в расчёте на несколько дней. Если уехать из опасной местности до начала извержения не удалось, необходимо плотно и надёжно закрыть все оконные и дверные проёмы, а также вентиляционные и дымовые каналы.

Полезные свойства грязевых вулканов 15902 4.25 2

Владельцы домашних животных обязательно должны завести их в полностью закрытые помещения. Если вулканические выбросы застали человека на улице, он должен любым способом защитить тело (в первую очередь – голову) от падающих камней и пепла.

Поскольку извержение вулкана обычно сопровождают разные природные катаклизмы (наводнения, селевые потоки), в это время необходимо уйти подальше от рек и долин, чтобы не оказаться в зоне затопления или не быть погребённым под грязью (желательно находиться в это время на какой-либо возвышенности).

Пережив извержение, прежде чем выйти наружу, необходимо закрыть марлевой повязкой рот и нос, а также одеть защитные очки и одежду, которые предотвратят появление ожогов. Не стоит вырываться из зоны бедствия на машине сразу после выпадения пепла – она практически сразу же будет выведена из строя. Покинув помещение, необходимо очистить от пепла и других вулканических выбросов крышу дома (укрытия), иначе она может разрушиться, не выдержав огромной нагрузки.

Читайте также: