Вулканы и гейзеры, их деятельность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мифы и легенды о вулканах

С давних времен люди обожествляли вулканы. Древнегреческий бог огня Гефест считался покровителем кузнечного ремесла. Глядя на дымящуюся вершину вулкана, греки верили, что там, в глубине горы, Гефест кует оружие. В кузнице Гефеста, по преданию, были созданы стрелы Аполлона, щит Ахилла, панцирь Геракла. Позднее римляне стали называть бога подземного огня Вулканом.

У древних греков и римлян существовало немало поэтических легенд, связанных с извержениями вулканов. В одной из легенд рассказывается о борьбе Зевса с огнедышащим чудовищем Тифоном.

...Поднялся Тифон из недр земных. Диким воем всколебал он воздух. Бурное пламя клубилось вокруг Тифона, и земля качалась под его тяжелыми ногами. Боги содрогнулись от ужаса. Но смело ринулся на него Зевс-громовержец, и начался бой. Земля и небесный свод потрясались до основания. Ярким пламенем вспыхнула земля. Моря кипели. Сотнями сыпались огненные стрелы-молнии Зевса; казалось, что от их огня горит самый воздух и горят темные грозовые тучи. Рухнул Тифон на землю, от его тела исходил такой жар, что плавилось все вокруг. Зевс поднял тело Тифона и низверг его в мрачный Тартар, породивший это чудовище.

В этом мифе отразилась грозная картина вулканического извержения. Даже современного человека, вооруженного научными знаниями, охватывает волнение, когда он видит столб дыма, поднимающийся в высоту на километры, огненные потоки лавы, обильный дождь из камней и пепла, когда он слышит раскаты вулканических взрывов и гром молний, возникающих в дыму. Что же говорить о людях, живших в древние и средние века? Вполне понятно, что они считали вулкан жилищем бога огня или огнедышащего дракона, а извержение вулкана воспринимали как гнев божий, как кару небесную.

Боги огня существовали в воображении людей везде, где наблюдалась вулканическая деятельность. Например, жители Исландии верили в существование огнедышащего великана Суртура. На Гавайских островах до сих пор сохранился культ богини огня Пеле. По преданию, она обитает в озере жидкой лавы, называемом Халемаумау (что означает «дом вечного огня») и появляется всякий раз перед извержением вулкана в облике старой женщины. Стремясь ее задобрить, гавайцы бросают в лавовое озеро ягоды огело (они похожи на нашу чернику), приносят в жертву богине живых кур.

Некоторые мощные вулканические извержения

Вулканические извержения справедливо считаются весьма грозными явлениями природы. История знает немало примеров, когда извержения вулканов приводили к большим человеческим жертвам и разрушениям. Тебе, наверное, будет интересно познакомиться с некоторыми такими примерами.

Вулкан Санторин: гибель Атлантиды

Без сомнения, тебе приходилось слышать о некогда процветавшей древней стране где-то в Атлантическом океане, которая погибла в результате природной катастрофы. Легендарная Атлантида, по имеющимся сегодня данным, существовала на самом деле четыре тысячи лет назад. Только не в Атлантическом океане, как полагали ранее, а в Средиземноморье, точнее, в Эгейском море. Ее центром являлась группа островов, находившаяся к северу от острова Крит.

Атлантида была процветающим государством с удивительно высокой для того времени культурой. Археологи назвали ее минойской культурой (по имени мифологического царя Миноса); она была открыта лишь в начале XX столетия. Честь открытия принадлежит английскому археологу Артуру Эвансу (1851-1941).

Поразительнее любой легенды оказался тот факт, что четыре тысячи лет назад жил народ, имевший письменность, законы и деньги, построивший прекрасные дворцы, города с мощеными улицами и многоэтажными домами, огромный морской флот, создавший удивительные изделия из глины, золота, олова, меди. Искусство Атлантиды оказало большое влияние на искусство Древней Греции, достигшее своего расцвета много позднее -спустя тысячу лет. И вот такая удивительная цивилизация погибла!

Это произошло 3,5 тысячи лет назад. Основным событием, которое привело к катастрофе, было извержение вулкана Санторин. Оно сопровождалось мощным взрывом и мгновенным опусканием в морскую пучину значительных участков суши. При этом произошло страшное землетрясение, и возникли гигантские морские волны цунами. Позднее мы познакомимся с ними поближе. Атлантида частично провалилась в море, частично была смыта волнами, частично была засыпана толстым слоем пепла.

В наши дни Санторин - это остров с огромной кальдерой (своеобразной лагуной), из вод которой выступают два небольших вновь образовавшихся вулкана - Палео-Камени и Нео-Камени. Сегодня это место отдыха туристов, многие из которых, наверное, даже не подозревают, что находятся на развалинах Атлантиды.

Вулкан Везувий: гибель Помпеи и Геркуланума

В Италии на берегу Неаполитанского залива находится вулкан Везувий (его высота сегодня 1277 м). В I веке произошло сильное извержение вулкана, в результате которого погибли цветущие города Помпеи и Геркуланум. Помпеи были погребены под четырехметровым слоем вулканического пепла и пемзы (пористой быстро застывающей лавы). Геркуланум был разрушен и затоплен мощными грязевыми потоками. На рисунке (с. 89) ты можешь видеть знаменитую картину Карла Брюллова «Последний день Помпеи» (правильнее было бы здесь поставить не «Помпеи», а «Помпеи»).

В начале I века римляне считали Везувий уснувшим вулканом. По его удобным склонам высоко вверх тянулись сады. Люди в близлежащих городах и селениях благоденствовали и не предполагали возможной катастрофы. Правда, в течение ряда лет происходили довольно сильные землетрясения. Но к ним привыкли и не обращали особого внимания.

И вот в конце августа 79 года произошло извержение вулкана. Над вершиной Везувия возник огромный клубящийся столб, который поднялся на высоту около 10 км. Там он как бы растекся в стороны. Огромное облако превратилось в гигантский гриб. Из «шляпки» этого гриба начал падать пепел - вначале мелкий, потом все более крупный, представляющий собой куски пемзы. За обильным пеплопадом полностью скрылось солнце, наступила тьма, прорезаемая вспышками молний. Пепел и пемза на земле и в воздухе, сернистые газы, полная темнота, молнии - все это создавало ужасную картину. Несчастные люди, обезумевшие от всего этого ужаса, погибали под развалинами, под пеплом, от удушья. Еще более быстрой была гибель Геркуланума, застигнутого 10-метровым грязевым валом.

Много столетий спустя, очистив Помпеи от вулканических масс, ученые обнаружили великолепный город с высокими образцами архитектуры и искусства. При этих раскопках были обнаружены также любопытные пустоты. Когда в них залили жидкий гипс, то получили слепки человеческих тел.

То страшное извержение Везувия длилось двое суток. На месте вершины образовался огромный провал, поскольку верхняя часть вулкана во время извержения обрушилась. Впоследствии в этом провале вырос новый вулканический конус; его извержения происходили 50 раз. Последнее извержение произошло в 1959 году.

вулкан извержение земная кора океан

Вулкан-трещина Лаки: трагедия в Исландии

Иной характер носило мощное извержение в Исландии, начавшееся в июне 1783 года и продолжавшееся более двух месяцев. Кратер вулкана Лаки имел вид трещины протяженностью 25 км. Истечение лавы происходило сразу из 22 отверстий. Это извержение считается самым лавообильным в мире; объем излившейся лавы превысил объем Монблана -- самой высокой горы Западной Европы. Средняя глубина лавового потока составляла 30 м; в долинах она возрастала в несколько раз.

Устремившись в южном направлении, лава вскоре достигла ущелья реки Скафтау глубиной более 100 м, полностью заполнила ущелье на протяжении 80 км и, переливаясь через его края, распространилась в районы по обе стороны от реки на расстояние 25 км. Часть лавового потока достигла долины реки Хверисфольоут и на протяжении 60 км полностью заполнила ее. Излившаяся за все время этого ужасного извержения лава скрыла под собой 9020 селений. Извержение вызвало обильное таяние ледяных вершин, в результате значительные территории Исландии были затоплены водой и грязью. По самым осторожным оценкам погибли около 10 тысяч человек -- пятая часть населения Исландии в то время.

Вулкан Монтань-Пеле: трагедия на Мартинике

В центре Малых Антильских островов, опоясывающих с востока Карибское море, расположен остров Мартиника. В северо-западной части острова на берегу моря находится город Сен-Пьер, а в 10 км к северу от него высится вулкан Монтань-Пеле (1400 м). В первой половине мая 1902 года произошло страшное извержение этого вулкана, которое буквально в одночасье уничтожило город Сен-Пьер со всеми его жителями.

Это извержение было ужасно своей стремительностью. После нескольких мощных вулканических взрывов из кратера вулкана вырвалась черная туча, сверкавшая багровыми сполохами. Со скоростью 150 км/ч она устремилась по склону вулкана на город Сен-Пьер. Температура внутри тучи достигала 700°-1000 °С. Строго говоря, это была не туча, а лавина мелко раздробленного, нагретого до высокой температуры вулканического материала, выброшенного из жерла вулкана. Вся эта масса «перелилась» через край кратера и хлынула вниз по склону. Мгновенно расширившийся газ образовал черные клубящиеся облака, устремившиеся вверх, а сама палящая туча накрыла город. Эта тяжелая раскаленная туча толкала перед собой сгусток горячего воздуха, превратившегося в порыв ураганного ветра. Палящий ураган, мрак, молнии... Через несколько минут все 30 тысяч жителей Сен-Пьера были мертвы.

Две стороны медали, или Извержения вулканов -не только зло, но и благо.

Тебе, наверное, известна поговорка: у всякой медали две стороны. Поговорка относится, конечно, не только к медали. Она подразумевает, что у каждого явления есть две стороны - отрицательная и положительная. Это относится и к извержениям вулканов.

Ученые подсчитали, что в наше время на Земле ежегодно происходят в среднем от 20 до 30 вулканических извержений. Каждый год жертвами вулканов становится в среднем почти тысяча человек. По данным ЮНЕСКО (так называется учреждение ООН по вопросам образования, науки и культуры) за последние пятьсот лет от вулканических извержений и их последствий погибли 300 тысяч человек.

Но вулканы не только сеют смерть и разрушения. Они одновременно являются и великими созидателями. Пожалуй, в первую очередь их следует считать именно созидателями. Земная кора, атмосфера, моря и океаны образовались в основном из продуктов вулканической деятельности. Именно вулканы «надышали» первичную земную атмосферу и в значительной степени формировали ее в дальнейшем. Именно из вулканических водяных паров сконденсировались океаны воды на Земле. Созидательная работа вулканов продолжается и поныне. Под океанами они наращивают литосферные плиты. Вследствие их извержений рождаются новые острова, происходит увеличение территории суши.

Вулканы являются хорошими земледельцами. Лавовые потоки через несколько лет превращаются в территории с плодородными почвами, весьма пригодными для выращивания многих культурных растений, в частности тропических фруктов. Достаточно сказать, что на склонах Везувия издавна разводятся сады и виноградники. Они поднимаются до высоты 800 м.

Вулканы породили многочисленные месторождения руд. Так, крупнейшее медное месторождение в Казахстане (Коунрадское месторождение) находится в жерле древнего вулкана. На богатых вулканами островах Суматре и Яве обнаружены золоторудные месторождения, а на островах архипелага Фиджи - свинцово-цинковые месторождения. В Андах сложился протянувшийся на тысячи километров пояс, богатый запасами руд меди, олова, молибдена, вольфрама, золота. Весьма разнообразна «продукция» камчатских вулканов. Например, на вулкане Толбачинский обнаружены медно-свинцово-цинковые руды.

Вулканическая пемза представляет собой пористую, губчато-ноздреватую легкую твердую массу; ее называют также каменной ватой. Она используется в строительном деле как прекрасный тепло-, звуко- и электроизоляционный материал, а также для изготовления легкого пемзобетона. Как строительный материал славятся вулканические туфы, особенно тонкозернистые туфы Армении. Из них строятся здания и создаются скульптуры. Не будем забывать также об упоминавшихся ранее магматических горных породах эффузивного типа. Таких, как базальты и обсидианы. Это ценные строительные материалы. Кроме того, из обсидианов получают стекло, стекловолокно, огнеупорные ткани.

Особого внимания заслуживает возможность практического использования тепловой энергии вулканов, в частности горячих вод, нагреваемых вулканическими недрами (эти воды называют термальными). Уже около ста лет жители Исландии пользуются термальными водами. Сегодня в столице Исландии Рейкьявике с помощью термальных вод с температурой до 100-130 °С обогревается около 90% зданий. В Японии, Индонезии, Новой Зеландии, Калифорнии (США), Сальвадоре, Никарагуа, на Филиппинах уже работают электростанции, использующие вулканическое тепло (геотермальные электростанции).

Может быть, тебе доводилось слышать о глубоком энергетическом кризисе на Камчатке и в других районах Дальнего Востока? А между тем эта проблема могла бы быть уже давно решена с помощью геотермальных электростанций. Ведь запасы вулканического тепла на Камчатке поистине необъятны (см. карту Камчатки с отмеченными вулканами и крупными термальными источниками). В тридцати километрах от Петропавловска-Камчатского в вулкане Авачинская Сопка магматический очаг находится всего в полутора-трех километрах от поверхности; температура там 1000-1200 °С. Если построить на этом резервуаре подземного тепла геотермальную электростанцию, то, по расчетам ученых, можно обеспечить электроэнергией не только Камчатку, но и половину Дальнего Востока на протяжении десятков и даже сотен лет. Этот проект давно вынашивается российскими вулканологами. Интересно, когда же он будет осуществлен?

Вулканы снаружи и в разрезе

Вулкан - геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. Различают действующие, уснувшие и потухшие вулканы, а по форме - центральные (извергающиеся из центрального выводного отверстия) и трещинные. Основные части вулканического аппарата: магматический очаг в земной коре или верхней мантии, жерло (выводной канал), конус (возвышенность на земной поверхности из продуктов выброса вулкана), кратер (углубление на поверхности конуса вулкана).

Различают несколько разновидностей вулканов центрального типа. Отметим три разновидности: стратовулкан, стратовулкан с кальдерой, щитовой вулкан. На рисунке (с. 95) показаны в разрезе все эти вулканы.

Рассмотрим прежде всего стратовулкан. Это гора конусообразной формы, состоящая из множества слоев застывшей лавы и относительно рыхлых вулканических выбросов (пепла, пемзы, камней). Слои накапливались в течение длительного времени в результате извержений вулкана. При каждом извержении застывали потоки лавы, стекавшей по склонам вулкана; на потоках оседал очередной слой рыхлых выбросов. Извержения повторялись -- и постепенно нарастала гора, напоминающая по своей внутренней структуре слоеный пирог. Отсюда и название - стратовулкан (по-латыни «страта» означает «слой»). Сквозь все эти слои снизу доверху проходит жерло вулкана. Внизу оно соединяется с магматическим очагом, а вверху заканчивается кратером - характерной впадиной на вершине вулканического конуса. Такая структура вулкана может рассматриваться как идеальная.

В действительности же при извержениях вулканов часто наряду с главным кратером начинают действовать побочные кратеры, а также трещины, раскрывающиеся на склоне вулкана. На дне кратера можно наблюдать не одно, а несколько жерл - одно главное и несколько побочных.

Знаменитый вулкан Фудзияма в Японии - идеальный пример страто-вулкана. Как и Кроноцкая Сопка на Камчатке. Правда, оба эти вулкана уснувшие. В качестве действующего стратовулкана можно указать вулкан Ключевская Сопка - самый высокий вулкан на Камчатке (4900 м). Циклы извержений Ключевской Сопки могут длиться до 2-3 лет и повторяться каждые 7-10 лет. Из главного кратера вулкана даже в периоды затишья выделяются водяные пары и различные газы (хлористый водород, азот, пары серы и другие).

При особенно мощном извержении форма вулкана может сразу существенно измениться. Так, вследствие взрыва может обрушиться часть вершины вулкана. Огромные массы пород могут провалиться в находящийся под ними магматический очаг. В подобных случаях вместо обычного кратера образуется широкий (и нередко достаточно глубокий) провал, достигающий в поперечнике в отдельных случаях десятка километров и даже больше. Его называют кальдерой (от испанского «кальдера», означающего «котел»). В этом случае мы имеем дело с разновидностью центрального вулкана, называемой стратовулканом с кальдерой. Везувий и Авачинс-кая Сопка - примеры такого вулкана. Правда, кальдера у них не очень велика. Значительная кальдера образовалась у вулкана Санторин во время взрыва, который привел к гибели Атлантиды.

Для роста стратовулкана нужно, чтобы изливающиеся через кратер потоки лавы стекали по склонам достаточно медленно - настолько, чтобы лава успевала остыть, затвердеть и тем самым задержаться на склоне. А что будет, если лава окажется легкоподвижной, с высокой текучестью (низкой вязкостью)? Такая лава, излившись из кратера, быстро растечется во все стороны на значительные расстояния, образуя после застывания своеобразный щит. В этом случае образуются щитовые вулканы.

Кратер щитового вулкана имеет обычно форму широкого котла с плоским дном (форму широкой кальдеры). Котел может время от времени заполняться жидкой лавой - и тогда образуется лавовое озеро. Примером щитовых вулканов могут служить вулканы Мауна-Лоа и Килауэ на Гавайских островах. Внутри кальдеры вулкана Килауэ как раз и находится лавовое озеро Харемаумау, являющееся, по преданию, домом богини огня Пеле.

Кроме вулканов центрального типа, существуют вулканы линейного типа, называемые также трещинными вулканами (см. рис. на с. 95). Вместо кратера круглой формы здесь имеется длинная трещина, вдоль которой располагается значительное число жерл. Вместо круглого конуса здесь имеются два склона по обе стороны от трещины. Извержение может происходить сразу по всей длине трещины: лава изливается из трещины по двум склонам. Именно такие вулканы характерны для подводных срединно-океанических хребтов. На суше трещинные вулканы встречаются в Исландии. Печально знаменитое извержение вулкана Лаки являлось извержением трещинного вулкана. Напомним, что тогда лава разлилась по очень большой площади, заполнив долины двух рек.

Последние 250 миллионов лет

Последние 250 миллионов лет продолжается стадия образования океанов. Континенты распадались и раздвигались. В результате раскрылись океаны, которые ты сегодня видишь на глобусе. Расскажем, как это происходило.

Сначала Пангея распалась на два суперматерика - северный (геологи дали ему название Лавразия) и южный (его назвали Гондваной). Затем от Гондваны отделились два материка. Один впоследствии присоединится к Евразии и будет называться полуостровом Индостан, а другой превратится в Австралию и Антарктиду. В результате около 180 млн. лет назад очертания материков стали примерно такими, как это показано в верхней половине рисунка на с. 85. Вследствие распада Пангеи на Лавразию и Гондвану образовался океан, который геологи назвали Тетисом. А в результате отделения от Гондваны двух материков начал раскрываться Индийский океан.

Где-то в середине мезозоя Гондвана разделилась на два приблизительно одинаковых по площади материка. В них нетрудно узнать Южную Америку и Африку. Появился остров Мадагаскар. Африка и Индостан стали сближаться с Евразией (точнее говоря, с Лавразией; Евразия сформируется попозже). В результате примерно 120 млн. лет назад очертания материков приобрели вид, показанный в нижней половине рисунка (с. 85). Из рисунка видно, что океан Тетис стал закрываться, зато раскрылся Индийский океан. Кроме того, наполовину раскрылся Атлантический океан.

К концу мезозоя (примерно 70 млн. лет назад) Лавразия разделилась на Северную Америку и Евразию, при этом как Северная Америка, так и Евразия несколько сместились в южном направлении. Североамериканский материк подошел к Южноамериканскому. Австралия отделилась от Антарктиды. Все эти приключения с материками привели к тому, что полностью раскрылись Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны.

Еще через несколько десятков миллионов лет, в неогене Тетис окончательно закрылся, Африка и Индостан надвинулись на Евразию, начал расти Альпийско-Гималайский пояс.

Размещено на Allbest.ru