Заказ № 1759

         Геология

         Тема: «Вулканы».

 

         

         План

 

Введение

         За свою долгую геологическую  историю материки нашей планеты  то объединялись в один суперконтинент, то вновь распадались. На рубеже архея  и протерозоя (примерно 2,5 млрд. лет  назад) было двадцать континентов. В раннем протерозое (2 млрд. лет назад) - тринадцать. Сейчас - шесть материков. Специалисты предполагают, что через 1,5 млрд. лет наши континенты - Евразия, Африка, обе Америки, Австралия, Антарктида - вновь, в пятый раз по счету, сольются в единую Пангею. Но то, что каждый распад Пангеи сопровождается образованием мощных вулканических поясов, которые проходят по окраинам континентов, наукой, бесспорно, доказано.

         И вместе с тем  вулканизм - одно из замечательных свойств  нашей планеты. Можно сказать, что это - главнейшее проявление жизни Земли. Существуют несколько достаточно хорошо разработанных гипотез, которые говорят, что именно процессы вулканизма способствовали созданию земной коры, гидросферы и атмосферы. Миллионы лет в подземных и наземных химических лабораториях вулканов шли самые разнообразные, порой почти невероятные реакции. Здесь родились сотни новых веществ. Очень может быть, что именно в вулканах таятся истоки живой материи.

         Вулканы делали землю  плодородной, давали тепло и сказочные, исцеляющие всякие болезни горячие источники. Вулканы не просто являли людям грозные зрелища, но заставили человека мучительно думать, стараться понять природу этих зрелищ. Так рождались сначала легенды о преисподней с ее серным духом, о мертвой и живой воде, о подземных силах и о многом другом. А затем, по мере того как развивался разум человека, он смог заглянуть в земные недра. Человек осмелел от знаний и даже спустился в огнедышащий кратер. Многое понял, но столкнулся с еще большим числом новых загадок. И стал размышлять над ними. Информация, которую несут вулканы из земных недр, неисчерпаема.

 

1. Вулканы

 

         1.1. Общие свединия.

            В Тирренском  море в группе Липарских островов  есть небольшой остров Вулькано. Древние римляне считали этот  остров входом в ад, а также владением бога огня и кузнечного ремесла Вулкана. По имени этого острова огнедышащие горы впоследствии стали называть вулканами.

         Извержение вулкана  может продолжаться несколько дней и даже месяцев. После сильного извержения вулкан снова приходит в состояние покоя на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называются действующими.

         Есть вулканы, которые  извергались в давно прошедшие  времена. Некоторые из них сохранили  форму красивого конуса. О деятельности их у людей не сохранилось никаких сведений. Их называют потухшими. В древних вулканических областях встречаются глубоко разрушенные и размытые вулканы. В нашей стране такие области – Крым, Забайкалье и другие места.

         Если подняться  на вершину действующего вулкана  во время его спокойного состояния, то можно увидеть кратер (по-гречески – большая чаша) – глубокую впадину с обрывистыми стенками, похожую на гигантскую чашу. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на дне и стенах кратера поднимаются струи и газы пара. Иногда они спокойно выходят из под камней и щелей, а иногда вырываются бурно со свистом и шипением. Кратер наполняют удушливые газы; поднимаясь вверх они образуют облачко на вершине вулкана. Месяцы и годы вулкан может спокойно куриться, пока не произойдет извержение. Этому событию часто предшествует землетрясение; слышится подземный гул, усиливается выделение паров и газов, сгущаются облака над вершиной вулкана.

         Потом под давлением  газов, вырывающихся из недр земли, дно  кратера взрывается. На тысячи метров выбрасываются густые черные тучи газов и паров воды, смешенных с пеплом, погружая во мрак окрестность. Одновременно со взрывом из кратера летят куски раскаленных камней, образуя гигантские снопы искр. Из черных, густых туч на землю сыплется пепел, иногда выпадают ливневые дожди, образуя потоки грязи, скатывающейся по склонам и заливающие окрестности. Блеск молний непрерывно прорезывает мрак. Вулкан грохочет и дрожит, а по жерлу его поднимется раскаленная лава. Она бурлит, переливается через край кратера и устремляется огненным потоком по склонам вулкана, уничтожая все на своем пути.

         При некоторых вулканических  извержениях лава не изливается.

         Извержение вулканов происходит также на дне морей  и океанов. Об этом узнают мореплаватели, когда внезапно видят столб пара над водой или плавающую на поверхности “каменную пену” – пемзу. Иногда суда наталкиваются на неожиданно проявившиеся мели, образованные новыми вулканами на дне моря. Со временем эти мели – изверженные массы – размываются морскими волнами и бесследно исчезают.

         Некоторые подводные  вулканы образуют конусы, выступающие  над поверхностью воды в виде островов.

         В древности люди не умели объяснить причины извержения вулканов. Поэтому это грозное  явление природы повергало человека в ужас.

             1.2. География вулканов.

            В настоящее  время на земном шаре выявлено  свыше 4тыс. вулканов.

         К действующим относят  вулканы извергающиеся и проявляющие  сольфатарную активность (выделение  горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.

         К потенциально действующим  относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.

         К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы    (возрастом моложе 100тыс. лет).

         Потухшие - вулканы  существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет.

         Современные вулканы  известны во всех крупных геолого-структурных  элементах и геологических районах  Земли. Однако распределены они неравномерно. Подавляющее большинство вулканов расположено в экваториальной, тропической и умеренной областях. В полярных областях, за Северным и Южным полярными кругами, отмечены чрезвычайно редкие участки относительно слабой вулканической активности, обычно ограничивающиеся выделением газов.

                     Наблюдается прямая зависимость  между их количеством, и тектонической  активностью района: наибольшее  количество действующих вулканов  в расчете на единицу площади  приходится на островные дуги (Камчатка, Курильские острова, Индонезия) и другие горные сооружения (Южная и Северная Америка). Здесь сосредоточены также наиболее активные вулканы мира, характеризующиеся наибольшей частотой извержения. Наименьшая плотность вулканов характерна для океанов и континентальных платформ; здесь они связаны с рифтовыми зонами - узкими и протяженными областями расколов и просадки земной коры (Восточно-Африканская рифтовая система), Срединно-Атлантический хребет.

                   Установлено, что вулканы приурочены к тектонически-активным поясам, где происходит большинство землятресений.

                Области развития вулканов характеризуются  сравнительно большой раздробленностью  литосферы, аномально высоким  тепловым потоком (в 3-4 раза  больше фоновых значений), повышенными магнитными аномалиями, возрастанием теплопроводности горных пород с глубиной. К областям ювенильных источников термальных вод типа гейзеров.

                Вулканы расположенные на суше, хорошо изучены; для них точно  определены даты прошлых извержений, известен характер вылившихся продуктов. Однако большая часть активных вулканических проявлений, по-видимому, происходит в морях и океанах, покрывающих более двух третей поверхности планеты. Изучение этих вулканов и продуктов их извержений затруднены, хотя при мощном извержении этих продуктов может оказаться так много, что сформированный ими вулканический конус показывается из воды, образуя новый остров. Так, например, в Атлантическом океане, южнее Исландии, 14 ноября 1963г., рыбаки заметили поднимающиеся над поверхностью океана клубы дыма, а также вылетающие из под воды камни. Через 10 дней на месте извержения уже образовался остров длиной около 900м, шириной до 650м и высотой до 100м, получивший название Суртсей. Извержение продолжалось более полутора лет и завершилось лишь весной 1965г., образовав новый вулканический остров площадью 2,4км2  и высотой 169м над уровнем моря.

                Геологические исследования островов  показывают, что многие из них  имеют вулканическое происхождение.  При частой повторяемости извержений, их большой продолжительности и обилии выделяемых продуктов могут создаваться весьма внушительные сооружения. Так, цепочка Гавайских островов вулканического происхождения представляет собой систему конусов высотой 9,0-9,5км (относительно дна Тихого океана), т.е превышающей высоту Эвереста!

                Известен случай, когда вулкан  вырос не из под воды, как  было рассмотрено в предыдущем  случае, а из под земли, прямо  на глазах у очевидцев. Произошло  это в Мексике 20 февраля 1943г.; после многодневных слабых толчков на вспаханном поле появилась трещина и из нее началось выделение газов и пара, извержение пепла и вулканических бомб - сгустков лавы причудливой формы, выброшенных газами и остывших в воздухе. Последующие излияние лавы привели к активному росту вулканического конуса, высота которого в 1946г. достигла уже 500м (вулкан Парикутин).

              1.3. Продукты вулканических извержерний

         При извержении вулкана  выделяются продукты вулканической  деятельности, которые могут быть жидкими, газообразными и твердыми.

          Газообразные - фумаролы  и софиони,  играют важную роль  в вулканической деятельности. Во  время кристаллизации магмы на  глубине выделяющиеся газы поднимают  давление до критических значений  и вызывают взрывы, выбрасывая  на поверхность сгустки раскаленной  жидкой лавы. Также при извержении вулканов происходит мощное выделение газовых струй, создающих в атмосфере огромные грибовидные облака. Такое газовое облако состоящее из капелек расплавленной (свыше 7000с) пепла и газов, образовавшееся из трещин вулкана Мон-Пеле, в 1902г., уничтожило город Сен-Пьер и 28000 его жителей.

          Состав газовых  выделений во многом зависит  от температуры. Различают следующие  типы фумарол:

• Сухие - температура около 5000с, почти не содержит водяных паров; насыщен хлористыми соединениями.
• Кислые, или хлористо-водородно-сернистые - температура приблизительно равна 300-4000с.
• Щелочные, или аммиачные - температура не больше 1800с.
• Сернистые, или сольфатары -  температура около 1000с, главным образом состоит из водяных паров и сероводорода.
• Углекислые, или моферы - температура меньше 1000с,преимущественно углекислый газ.

          Жидкие - характеризуются  температурами в пределах 600-12000с.  Представлена именно лавой.

           Вязкость лавы  обусловлена ее составом и  зависит главным образом от  содержания кремнезема или диоксида кремния. При высоком ее значении (более 65%) лавы называют кислыми, они сравнительно легкие, вязкие, малоподвижные, содержат большое количество газов, остывают медленно. Меньшее содержание кремнезема (60-52%) характерно для средних лав; они как и кислые более вязкие, но нагреты обычно сильнее (до 1000-12000с) по сравнению с кислыми (800-9000с). Основные лавы содержат менее 52% кремнезема и поэтому более жидкие, подвижные, свободно текут. При их застывании на поверхности образуется корочка, под которой происходит дальнейшее движение жидкости.

         Твердые продукты включают в себя вулканические бомбы, лапилли, вулканический песок и пепел. В момент извержения они вылетают из кратера со скоростью 500-600м/c.

             Вулканические  бомбы - крупные куски затвердевшей лавы размером в поперечнике от нескольких сантиметров до 1м и более, а в массе достигают нескольких тонн (во время извержения Везувия в 79г., вулканические бомбы 'слезы Везувия' достигали десятков тонн). Они образуются при взрывном извержении, которое происходит при быстром выделении из магмы содержащихся в ней газов. Вулканические бомбы бывают 2-х категорий: 1-ая, возникшие из более вязкой и менее насыщенной газами лавы; они сохраняют правильную форму даже при ударе о землю из-за корочки закаливания,  образовавшейся  при  их  остывании. 2-ая, формируются из более жидкой лавы, во время полета они  приобретают                                    самые причудливые формы, дополнительно усложняющиеся при ударе.                                                                                                 Лапилли - сравнительно мелкие обломки шлака величиной     1,5-3см, имеющие разнообразные формы.