Извержения вулканов

Туча спустилась по склону горы. Она стала неизмеримо больше, но все еще имела округлую форму с вздувавшейся поверхностью. Она была черна, как смола, и сквозь; нее сверкали полоски молний. Туча дошла до северного края бухты, и в нижней ее части, где черная масса соприкасалась с водой, была видна полоса беспрерывно сверкавших молний. Быстрота движения тучи уменьшалась, ее поверхность волновалась все меньше - она превратилась в большой черный покров и нам уже не угрожала».

Подобное явление повторилось, но уже в ночной темноте. В кратере, из которого появилось облако, был виден слабый свет, постепенно усиливающийся. Докрасна раскаленные камни вылетали из кратера, падали на склон и катились вниз. Вдруг яркий свет озарил облачную массу над вулканом, из горы донесся продолжительный сердитый рев, и страшная лавина, вырвавшаяся из кратера, ринулась к морю. Она имела темно-красный цвет с более светлыми полосками, за которыми шел искристый след - по-видимому, горячие камни. 12 сентября было особенно сильное извержение, во время которого раскаленная туча захватила краем Красный холм, до тех пор не подвергавшийся опасности. При этом погибло 1500 человек.

На рубеже 1902-1903 гг. на вершине горы, выше кратера, стал заметен какой-то острый зубец или обелиск. В первый раз его обнаружили во время восхождения на вулкан в сентябре 1902 г. Кратер, на краю которого стояли смелые путешественники, освободился от пара, и из него поднимался метров на 50 вверх величественный каменный обелиск, со всех сторон изборожденный трещинами. Из трещин то спокойно, то со взрывом выходили клубы белых паров. При взрывах от скалы отваливались большие каменные глыбы и, падая в кратер к ее основанию, производили характерный шум.

В течение целого года гора выбрасывала вверх клубы пара, пепла и камни. Каменный обелиск, выдвинувшийся из средины кратера (рис.10), достиг в высоту 400 м. Он постоянно изменялся по форме и величине: то верхушка его обвалится настолько, что он понизится на 15-30 м, то вновь выдвинется до прежней или даже большей высоты. Ночью он светился. Особенно ярко выделялись трещины и те места, откуда отрывались каменные глыбы, как будто внутри обелиска поднималась расплавленная светящаяся лава.

Извержение на острове Мартиника послужило причиной выделения так называемой пелейской активности. Все проявления, присущие этой разновидности вулканизма,- возникновение купола, лавового обелиска и палящей тучи обусловлены чрезвычайной вязкостью лавы, богатой кремнием. Появление купола объясняется тем, что из кратера медленно, почти незаметно для глаза поднимается густая, тестообразная масса породы, постепенно застывающая в виде колпака.

Обелиск - явление очень редкое - вырастает над куполом, как раскаленная болванка, выжатая из вальцов. Охлаждаясь, такие монолиты раскалываются на части и образуют груды огромных глыб. Другая особенность извержения на Мартинике - палящая туча представляла собой эмульсию из горящих газов и раскаленной лавовой пыли. Она вырвалась из чрева созревшего купола и устремилась вверх и в горизонтальном направлении. Скорость ее движения временами достигала 500 км/ч. По мнению известного вулканолога Г. Тазиева, такая невероятная скорость отчасти объясняется мощностью начального взрыва, отчасти - действием силы тяжести, а также, быть может, своего рода цепной реакцией, вызываемой растворенными в лаве газами, которые продолжают вырываться из любой, даже самой мельчайшей ее частицы.

ИЗВЕРЖЕНИЕ БЕЗЫМЯННОГО

На полуострове Камчатка, в центре Ключевской группы вулканов-гигантов, расположилась относительно небольшая по высоте сопка (3085 м), которая из-за своей невыразительности так и не получила имени и в каталогах вулканов фигурировала под названием Безымянной. Сопка эта считалась потухшим вулканом. О ее пробуждении возвестили подземные толчки, зарегистрированные на вулканологической станции Ключи, расположенной в 45 км от Безымянной. Извержение началось на заре 22 октября 1955 г. Из Ключей были замечены клубы белого дыма, появившиеся за восточным склоном Ключевского вулкана. Затем стал падать пепел. За несколько дней поднимавшийся над кратером темный султан из вулканических выбросов достиг высоты 8 км. В чудовищной туче ночью были видны огромные молнии. Взрывы, один сильнее другого, не прекращались в течение всего ноября. В отдельные дни пелена пепла, нависшая над вулканом, была настолько густой, что не пропускала солнечных лучей: в Ключах зажигали в домах лампы, а машины шли с включенными фарами. За месяц кратер вулкана расширился с 250 до 800 м.

В конце ноября активность вулкана понизилась, извержения происходили все реже и слабее, но в кратере начал расти купол из вязкой лавы, закрывший выход вулканическим газам. Давление в вулкане достигло такой силы, что давно затвердевший древний купол, примыкавший к вулкану, постепенно поднялся почти на 100 м и сместился к юго-востоку.

Наконец, 30 марта 1956 г. произошел гигантский взрыв. Над вулканом взметнулся косой огненный столб, клонившийся к востоку под углом 30°. Над ним тоже наклонно клубился черный дым, который спустя одну-две минуты закрыл вершины гор. Туча пепла, словно гигантский веер, устремилась вверх и в стороны, достигнув высоты около 40 км (рис. 11). В Усть-Камчатске, т.е. в 120 км от вулкана, эта туча заслонила весь горизонт. Она казалась непроницаемо черной, только светлые края ее в лучах заходящего солнца были ярко-золотистыми. Спустя четверть часа после взрыва заметили струю газа, взметнувшуюся над черным покрывалом. Она достигла высоты 45 км. Вскоре пепловая туча накрыла вулканологическую станцию Ключи. Начался пеплопад. Сначала падали отдельные крупные песчинки размером до 3 мм. Казалось, что это сильный град бьет по оконному стеклу. Постепенно пеплопад усилился, и скоро наступила такая непроницаемая тьма, что невозможно было разглядеть предмет, поднесенный к глазам. Площадь, покрытая пеплом, имела в длину 400 км, а в ширину - 100-150 км. Общий его объем составил не менее 0,5 млрд. м³.

Но полное представление о происшедшей катастрофе было получено лишь после того, как удалось побывать около вулкана. Безымянный неузнаваемо изменился. Из правильного, слегка усеченного конуса он превратился в полукольцевую кальдеру. Древний купол, приподнятый еще на первой стадии извержения, теперь отсутствовал. На месте вершины и юго-восточного склона горы зиял огромный кратер в виде полукольца размером 1500х2000 м. Вершина вулкана была снесена взрывом. Высота его уменьшилась почти на 200 м (рис. 12).

На расстоянии свыше 10 км все было погребено под полуметровым слоем вулканических песков. Струи этого песка содрали кору с деревьев в радиусе до 30 км. Все тонкие деревья были сломаны. Дом - база вулканологов (к счастью, без людей), расположенный в 12 км от места извержения, в буквальном смысле слова был сдут с лица земли: от него не осталось ни одной доски.

Под огромной толщей упавшего с неба раскаленного песка началось бурное таяние снега. Возникшие мощные грязевые потоки, увлекая обломки скал в сотни тонн весом, устремились по долинам, уничтожая все на своем пути.

После пароксизма 30 марта наступила последняя фаза извержения. В новом громадном кратере начали расти два купола. Когда в августе начальник вулканической станции Ключи Г.С. Горшков совершил восхождение на Безымянный, первый из этих куполов достигал высоты 320 м. В ноябре извержение закончилось.

Извержение Безымянного произошло в совершенно безлюдной местности. Самая крупная вулканическая катастрофа нашего века не унесла ни одной жизни.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы рассказали о некоторых наиболее сильных вулканических извержениях: извержения Санторина, Везувия, Тамбора, Кракатау, Мон-Пеле и Безымянного. (Резанов, 1980) Большинство из них было взрывного характера. Что же является причиной таких катаклизмов? Где и каким образом они возникают? Почему достигают такой силы, как ни одно другое геологическое явление? Современных знаний о физических свойствах лав, о расплавах, возникающих на глубинах в десятки километров, и о составе содержащихся в ней газов еще недостаточно. Тем не менее, существующие гипотезы могут опираться на ряд известных нам факторов. Извержение вулкана связано с поднимающимися с больших глубин расплавленными лавами. Возникновение таких расплавов вызвано переходом твердых горных пород в жидкое состояние, а это значит - увеличение их объема на 5-10%. Изменение объема вследствие развивающегося в жидком расплаве гидростатического давления вызывает подъем вверх этого расплава. Проникновение расплава на дневную поверхность зависит от прочности и монолитности земной коры. Если последняя расчленена разломами, то происходят относительно спокойные извержения, иногда сопровождающиеся фонтанированием земной коры (извержения гавайского типа).

Но расплав может оказаться в обстановке, затрудняющей его подъем на земную поверхность. В этом случае расплав затвердевает на глубине, образуя крупный гранитный массив, или вызывает проплавление расположенных над ним горных пород.

Многое определяет химизм лав. Если это лавы базальтового состава, т.е. содержат не более 50% кремнезема, то они бывают жидкими и сравнительно легко поднимаются по трещинам на поверхность, разливаясь потоками во все стороны. Если в лаве кремнезема больше (60-70%), то она становится густой, тягучей, создает пробки в вулканическом канале, подъем ее на поверхность затруднен. Но это не означает, что «взрывоопасны» лишь кислые лавы. Наиболее сильный вулканический взрыв прошлого столетия произошел в вулкане Тамбора, извергающего базальтовые лавы. Следовательно, химический состав лав - не единственная, а возможно, и не главная причина взрывных извержений.

По мнению Дж. Ферхугена, определяющим является количество газов в лаве. При высоком давлении вода и газы находятся в магме в растворенном состоянии. Когда с приближением к земной поверхности давление начинает падать, вода переходит в газообразное состояние. Богатая газами лава как бы «вскипает» от накапливающихся в ней пузырьков (как газированная вода в бутылке). Когда газовых пузырьков становится много, они соединяются друг с другом и лава оказывается раздробленной на мельчайшие частицы. Начавшаяся кристаллизация лавы увеличивает давление паров воды. Возрастание давления паров в такой газовой камере приводит в конечном счете к взрыву, разрушающему закрывающие ее сверху пласты горных пород. Скопившаяся в недрах газовая эмульсия еще жидкой лавы выбрасывается в атмосферу, мельчайшие пузырьки тотчас застывают и в виде вулканического пепла разносятся по воздуху, а затем падают обратно на землю.

Начальное давление взрыва может достигать 1500-3000 атм. (извержение вулкана Безымянного). Такое огромное давление создается, вероятно, в результате цепных реакций, развивающихся в газовой фазе. При этих реакциях происходит выделение тепла, и, таким образом, извержение приобретает характер теплового взрыва.

Тот факт, что взрывные извержения Кракатау или Санторина неоднократно происходили на одном и том же месте (в пределах одной кальдеры), свидетельствует, что под таким вулканом длительное время работает один и тот же подводящий канал. В его верхней части, по-видимому, на сравнительно небольшой глубине (1-2 км) происходила концентрация газовых пузырьков. В конечном счете общее накопление внутренних напряжений в расплаве и в его газовой фазе приводит к взрыву, тем более сильному, чем большие напряжения накопились за период относительного покоя.

Таким образом, характер извержений обуславливают следующие причины:

· прочность и монолитность земной коры;

· химический состав и вязкость лав;

· количество газов в лаве;

· давление паров воды.

Литература

вулканическое катастрофическое извержение

1. Мархинин Е.К. Вулканизм. - М.: Недра, 1985.-288 с.

2. Добровольский В.В. Геология: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. - 320 с.

3. Резанов И.А. Великие катастрофы в истории Земли. - Изд. 2-е, перераб., доп. М.: Наука, 1980. - 176 с, Ил. - (Серия "Человек и окружающая среда).

4. Рекль Э. Земля. - М.: 1914. т. 5.

Размещено на Allbest