Освіта та будова вулканів

Освіта та будова вулканів

Виверження вулкана - явище, що наочно ілюструє силу природи і людську безпорадність. Вулкани можуть бути одночасно величними, смертоносними, загадковими і разом з тим дуже мальовничими і навіть корисними. Сьогодні ми з вами детально розберемо освіту і будову вулкана, а також познайомимося з безліччю інших цікавих фактів по цій темі.

Що таке вулкан?

Вулкан - геологічна освіта, яка виникає на місці розлому земної кори і вивергає ряд продуктів: лаву, попіл, горючі гази, уламки гірської породи. Коли наша планета тільки починала своє існування, вона практично повністю була устелена вулканами. Зараз на Землі є кілька районів, в яких зосереджена основна кількість вулканів. Всі вони розташовуються вздовж тектонічно активних областей і великих розломів.

Магма і плити

З чого складається та сама горюча рідина, яка вивергається з вулкана? Вона представляє суміш розплавленої породи, зі згустками більш тугоплавких порід і газовими бульбашками. Щоб зрозуміти, звідки походить лава, потрібно згадати будову земної кори. Вулкани потрібно розглядати як останню ланку великої системи.

Отже, Земля складається з безлічі різних шарів, які згруповані в три так званих мега-шари: ядро, мантія, кора. Люди мешкають на зовнішній поверхні кори, її товщина може коливатися від 5 км під океанами до 70 км під сушею. Здається що це досить солідна товщина, але якщо порівняти її з габаритами Землі, кора нагадують шкурку на яблуці.

Під зовнішньою корою розташовується найтовстіший мега-шар - мантія. Вона має високу температуру, але практично не плавиться і не розтікається, адже тиск всередині планети дуже великий. Іноді мантія все ж тане, утворюючи магму, яка пробиває собі шлях через кору Землі. У 1960 році вчені створили революційну теорію, згідно з якою Землю покривають тектонічні плити. За цією теорією, літосфера - жорсткий матеріал, що складається з кори і верхнього шару мантії, ділиться на сім великих і кілька менших пластин. Вони неспішно дрейфують по поверхні мантії, "змащеною" астеносферою - м 'яким шаром. Те, що відбувається на стику плит, є основною причиною викиду магми. У місці, де плити зустрічаються, є кілька варіантів їх взаємодії.

Віддалення плит один від одного

У місці, де дві пластини розійшлися в сторони, формується хребет. Це може статися як на суші, так і під водою. Проміжок, що утворився, заповнюється відкладеннями астеносфери. Оскільки тиск тут невеликий, тверда поверхня утворюється на тому ж рівні. Охолоджуючись, магма застигає і створює кору.

Одна плита заходить під іншу

Якщо при ударі пластин одна з них зайшла під іншу і занурилася в мантію, на цьому місці утворюється величезна западина. Як правило, таке можна зустріти на дні океану. Коли жорсткий край плити заштовхується в мантію, він нагрівається і плавиться.

Кора зминається

Це відбувається в тому випадку, якщо при ударі тектонічних плит, жодна з них не знаходить собі місце під іншою. В результаті такої взаємодії пластин, утворюються гори. Вулканічної активності такий процес не передбачає. З часом, гірський хребет, який утворився на стику повзучих другові до одного плит, може рости, непомітно для людини.

Освіта вулканів

Більшість вулканів утворюються в місцях, де одна тектонічна плита занурилася під іншу. Коли твердий край плавиться в магмі, він збільшується в обсязі. Тому порода з величезною силою прагне нагору. Якщо тиск досягає достатнього рівня, або гаряча суміш знаходить тріщину в корі, відбувається викид назовні. При цьому закінчується магма (а точніше, вже лава), утворює конусоподібну будову вулканів. Яку вулкан має структуру і наскільки він інтенсивно вивергається, залежить від складу магми та інших факторів.

Іноді магма виходить прямо посеред плити. Надмірна активність магми обумовлена її перегрівом. Речовина мантії поступово проплавляє колодязь, і створює гарячу точку під певною місцевістю земної поверхні. Час від часу магма прориває кору і відбувається виверження. Сама по собі гаряча точка нерухома, чого не скажеш про тектонічні плити. Тому з тисячоліттями, в таких місцях утворюється "рядок померлих вулканів". Так само були створені гавайські вулкани, вік яких, за даними дослідників, сягає 70 мільйонів років. Тепер давайте розберемо будову вулкана. Фото нам у цьому допоможе.

З чого складається вулкан?

Як можна побачити на фото, наведеному вище, схема будови вулкана досить проста. Основними компонентами вулкана є: вогнище, жерло, і кратер. Осередок - місце, де утворюється надлишок магми. Вгору розпечена магма піднімається по жерлу. Таким чином, жерло - це канал об 'єднуючий осередок і поверхня землі. Він утворюється застигаючою дорогою магмою і звужується в міру наближення до поверхні Землі. І, нарешті, кратер - це поглиблення на поверхні вулкана, яке мають форму чаші. Діаметр кратера може досягати кілька кілометрів. Таким чином, внутрішня будова вулкана дещо складніша, ніж зовнішня, проте нічого особливого в ній немає.

Сила виверження

У деяких вулканах магма сочиться настільки повільно, що по них спокійно можна ходити. Але є й такі вулкани, виверження яких за лічені хвилини руйнує все на своєму шляху, в радіусі декількох кілометрів. Тяжкість виверження обумовлюється складом магми і внутрішнім тиском газів. У магмі розчиняється досить значна кількість газу. Коли тиск порід починає перевищувати тиск парів газу, він розширюється і утворює бульбашки, які називають везикулами. Вони намагаються вивільнитися назовні, і підривають породу. Після виверження частина бульбашок застигає в магмі, в результаті чого утворюється пориста порода, з якої роблять пемзу.

Характер виверження також залежить від в 'язкості магми. Як відомо, в 'язкістю називають здатність протистояти потоку. Вона є протилежністю плинності. Якщо у магми висока в 'язкість, то бульбашкам газу буде складно з неї вибратися, і вони будуть штовхати вгору більшу кількість породи, що призведе до сильного виверження. Коли в 'язкість магми невелика, газ швидко вивільняється з неї, тому лава не викидається з такою силою. Зазвичай в 'язкість магми залежить від змісту в ній кремнію. Вміст газу в магмі також відіграє важливу роль. Чим воно більше, тим сильніше буде виверження. Кількість газу в магмі залежить від порід, що входять до її складу. Будова вулканів не впливає на руйнівну силу виверження.

Основна кількість вивержень відбувається поетапно. На кожному з етапів свій ступінь руйнування. Якщо в 'язкість магми і вміст у ній газів невеликі, то лава буде не поспішаючи теча по землі з мінімальною кількістю вибухів. Лавкові потоки можуть завдати шкоди місцевій природі та інфраструктурі, однак через низьку швидкість руху вони не небезпечні для людей. В іншому випадку вулкан інтенсивно викидає магму в повітря. Стовп виверження складається зазвичай з пального газу, твердого вулканічного матеріалу і попелу. При цьому лава рухається стрімко, знищуючи все на своєму шляху. А над вулканом утворюється хмара, діаметр якої може досягати сотні кілометрів. Ось такі наслідки можуть викликати вулкани.

Типи, будова кальдер і лавних куполів

Почувши про виверження вулкана, людина відразу ж представляє конічну гору, з вершини якої тече помаранчева лава. Це класична схема будови вулкана. Але фактично таке поняття, як вулкан, описує куди більш широке коло геологічних явищ. Тому в принципі, вулканом можна назвати будь-яке місце Землі, де відбувається викид певних порід з внутрішньої частини планети назовні.

Будова вулкана, опис якої було наведено вище, є найпоширенішим, але не єдиним. Також бувають кальдери та лавкові куполи.

Кальдера відрізняється від кратера величезними розмірами (діаметр може досягати декількох десятків кілометрів). Вулканічні кальдери виникають з двох причин: вибухові виверження вулканів, обвалення гірських порід у порожнину, що звільнилася від магми.

Кальдери обвалення виникають у місцях, де сталося масивне виверження лави, внаслідок якого магматичне вогнище повністю звільнилося. Оболонка, що утворилася над цією порожнечею, з часом обрушується, і виникає величезний кратер, всередині якого цілком імовірне зародження нового вулкана. Однією з найбільш відомих кальдер обвалення є кальдера Крейтер в Орегоні. Вона була утворена 7700 років тому. Її ширина становить близько 8 км. З часом кальдера заповнилася талою і дощовою водою, утворивши мальовниче озеро.

Вибухові кальдери утворюються дещо іншим чином. Велике магматичне вогнище піднімається на поверхню, воно не може просочитися через щільну земну кору. Магма стискається, а коли через падіння тиску в "резервуарі" гази розширюються, відбувається величезний вибух, які тягне за собою утворення великої порожнини в Землі.

Що стосується лавочних куполів, то вони утворюються в тому випадку, якщо тиску недостатньо, щоб розірвати породи землі. У результаті створюється випуклість у верхній частині вулкана, яка з часом може наростати. Ось таким цікавим може бути будова вулкана. Картинки деяких кальдер виглядають, швидше, як оазис, ніж місце, в якому одного разу відбулося виверження - згубний для всього живого процес.

Скільки вулканів на Землі?

Будова вулканів нам вже відома, тепер поговоримо про те, як йде ситуація з вулканами на сьогоднішній день. На нашій планеті існує понад 500 активних вулканів. Десь стільки ж вважаються сплячими. Велика кількість вулканів визнана померлими. Такий поділ вважається досить суб 'єктивним. Критерієм для визначення активності вулкана є дата останнього виверження. Прийнято вважати, що якщо останнє виверження відбулося в історичний період (час, коли люди ведуть запис подій), то вулкан активний. Якщо це сталося за межами історичного періоду, але раніше 10000 років тому, то вулкан вважають сплячим. Ну і, нарешті, вимерлими називають ті вулкани, які не вивергалися останні 10 000 років.

З 500 діючих 10 вулканів вивергаються щодня. Зазвичай ці виверження недостатньо великі, щоб поставити під загрозу людське життя. Однак іноді відбуваються великі виверження. За останні два століття таких було 19. У них загинуло трохи більше 1000 осіб.

Користь вулканів

У це слабо віриться, але таке жахливе явище як вулкан може бути корисним. Вулканічні продукти, завдяки своїм унікальним властивостям, знаходить застосування в багатьох областях людської діяльності.

Найдавнішим застосуванням вулканічної породи, є будівництво. Відомий французький собор Клермон-Ферран повністю побудований з темної лави. Базальт, що входить до складу виверженого матеріалу, часто використовують у мощенні доріг. Дрібні частинки лави застосовують у виробництві бетону і для фільтрації води. Пемза є чудовим звукоізолятором. Її часточки входять також до складу канцелярських гумок і деяких видів зубної пасти.

Вулкани вивергають багато цінних для промисловості металів: мідь, залізо, цинк. Сірку, зібрану з вулканічних продуктів, використовують для виробництва сірників, барвників і добрив. Гаряча вода, одержувана природним або штучним шляхом з гейзерів, на спеціальних геотермальних станціях дає електроенергію. У вулканах часто знаходять алмази, золото, опал, аметист і топаз.

Проходячи через вулканічну породу, вода насичується сірою, вуглекислим газом і кремнеземом, які допомагають при астмі і захворюваннях дихальних шляхів. На термальних станціях пацієнти не тільки п 'ють цілющу воду, а й купаються в окремих джерелах, приймають грязьові ванни і проходять курс додаткового лікування.

Ув 'язнення

Сьогодні ми обговорили таке захоплююче питання, як освіта і будова вулканів. Резюмуючи вище сказане, можна сказати, що вулкани виникають через пересування тектонічних плит, і являють собою викиди магми, яка, в свою чергу, є розплавленою мантією. Таким чином, розглядаючи вулкани, безглуздим буде згадати будову Землі. Вулкани складаються з вогнища, жерла і кратера. Вони можуть приносити як руйнівну дію, так і користь для різних областей промисловості.