Вулканы - как образуются, почему извергаются и чем они опасны и полезны? Как устроен вулкан? Возникновение вулканов.

Схема извержения вулкана

Когда вулкан пробуждается и начинает извергать потоки раскаленной докрасна лавы, происходит одно из самых потрясающих природных явлений. Такое случается, когда в земной коре есть отверстие, трещина или слабое место. Расплавленные каменные породы, называемые магмой, поднимаются из глубин Земли, где царят невероятно высокие температуры и давления, на ее поверхность. Вытекающую магму называют лавой. Лава охлаждается, затвердевает и образует вулканическую, или изверженную породу. Иногда лава бывает жидкой и текучей. Она сочится из вулкана, как кипящий сироп, и растекается по большой площади. Когда такая лава охлаждается, она образует твердый покров из камня, который называется базальтом. При следующем извержении толщина покрова увеличивается, а каждый новый слой лавы может достигать 10 м. Такие вулканы называются линейными, или трещинными, и их извержения имеют спокойный характер.

При взрывных извержениях лава густая и вязкая. Она изливается медленно и затвердевает неподалеку от кратера вулкана. При периодических извержениях вулкана такого типа возникает высокая конусная гора с крутыми склонами, так называемый стратовулкан.

Температура лавы может превышать 1000 °С. Некоторые вулканы выбрасывают тучи пепла, поднимающиеся высоко в воздух. Пепел может осесть поблизости от жерла вулкана, и тогда появляется пепельный конус. Взрывная сила у некоторых вулканов настолько велика, что наружу выбрасываются огромные глыбы лавы величиной с дом. Эти «вулканические бомбы» падают рядом с вулканом.

Вдоль всего срединно-океанического хребта на океаническое дно из множества действующих вулканов сочится лава, поднимаясь из мантии. Из глубоководных гидротермальных источников, находящихся рядом с вулканами, бьют газовые пузыри и горячие воды с растворенными в них минералами

Действующий вулкан регулярно извергает лаву, пепел, дым и другие продукты. Если извержения нет на протяжении многих лет или даже столетий, однако в принципе оно может случиться, такой вулкан называют спящим. Если вулкан не извергается десятки тысяч лет, он считается потухшим. Некоторые вулканы извергают газы и струи лавы. Извержения других имеют более бурный характер и дают огромные тучи пепла. Чаще всего лава медленно сочится на поверхность Земли в течение долгого времени, и никаких взрывов не происходит. Она изливается из длинных трещин в земной коре и растекается, образуя лавовые поля.

Где происходят извержения вулканов

Большинство вулканов располагаются на краях гигантских литосферных плит. Особенно много вулканов в зоне субдукции,где одна плита подныривает под другую. Когда нижняя плита плавится в мантии, содержащиеся в ней газы и легкоплавкие породы «вскипают» и под огромным давлением прорываются кверху сквозь трещины, вызывая извержения.

Типичные для суши вулканы конической формы выглядят огромными и мощными. Однако на их долю приходится меньше одной сотой всей вулканической активности Земли. Основная доля магмы вытекает на поверхность глубоко под водой через трещины срединно-океанических хребтов. Если подводные вулканы извергают достаточно большие количества лавы, то их вершины достигают поверхности воды и становятся островами. Примерами могут служить Гавайские острова в Тихом океане или Канарские острова в Атлантическом.

Дождевая вода может просочиться сквозь трещины в горной породе в более глубокие слои, где ее нагревает магма. Эта вода вновь выходит на поверхность в виде фонтана пара, брызг и горячей воды. Такой фонтан называется гейзером.

Санторини был островом со спящим вулканом. Внезапно чудовищный взрыв снес вершину вулкана. Взрывы следовали день за днем, когда морская вода попадала в жерло с расплавленной магмой. Последним взрывом остров был практически уничтожен. Все, что осталось от него сегодня, - кольцо мелких островков.

Крупнейшие извержения вулканов

• 1450 г. до н. э., Санторини, Греция. Самое крупное взрывное извержение древних времен.
• 79 г., Везувий, Италия. Описано Плинием Младшим. Плиний Старший погиб при извержении.
• 1815 г., Тамбора, Индонезия. Более 90000 человеческих жертв.
• 1883 г., Кракатау, Ява. Грохот был слышен за 5000 км.
• 1980 г., Сент-Хеленс, США. Извержение было снято на кинопленку.

Извержение вулкана - зрелище, поражающее воображение. Это и делает вулкан интересным объектом изучения. Что такое вулкан? Вулкан - это геологическое образование на поверхности земли, через которое наружу выходит раскаленная магма. Магма, вышедшая на поверхность, образует лаву, камни, вулканические газы. Сам вулкан обычно выглядит как гора, внутри которой есть разлом земной коры. Сейчас вулканы по-прежнему продолжают образовываться, но намного реже, чем прежде.

Из чего состоит вулкан?

Вулкан состоит из двух основных частей - жерла и кратера. Жерлом вулкана называют горловину, по которой магма выходит на поверхность. Впадина на вершине горы, к которой ведет жерло, называется кратером.

Что такое извержение вулкана?

Вулканы появляются в нестабильных, сейсмически активных местах планеты, там, где происходит движение подземных плит и в земной коре образуются разломы. Жидкая, раскаленная, расплавленная смесь пород (магма) из глубин нашей планеты накапливается внутри и постепенно выдавливается наружу. Магма выходит под большим давлением и рано или поздно прорывается через жерло вулкана. При извержении вулкана выходит огромное количество пепла и дыма в воздух, летят комья лавы и камней, часто извержение сопровождается землетрясением.

Виды вулканов

Не все вулканы извергаются одинаково интенсивно. В зависимости от их активности они могут быть действующими, дремлющими и спящими. Действующими считаются те вулканы, извержение которых возможно в обозримом будущем, потухшими - те, извержение которых маловероятно, спящие же уже не способны извергаться. Также в науке существует множество типов извержения вулканов по признаку распространения лавы, дыма и пепла.

Вулкан на картинке внизу называется составным вулканом поскольку состоит из перемежающихся слоев лавы и пепла. За долгие периоды времени они образовали конус с крутыми склонами.

1. То место под земной корой, где собирается магма, называется очагом магмы или вулканической камерой

2. Жерло - основной канал в середине вулкана;

3. Дайка - заполненный магмой канал, идущий от жерла к поверхности;

4. Слои пепла и лавы;

5. Отверстие на самом верху вулкана, называется кратером;

6. Пыль, пепел и газы;

7. Кусочки лавы, называемые вулканическими бомбами.

Величественный конус на поверхности Земли - лишь верхушка вулкана. Каким бы большим ни казался вулкан, его наземная часть очень мала по сравнению с подземной, откуда поступает магма. Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, иногда заполненное водой.

Вулкан питается через отверстие, называемое главным каналом, или жерлом. Через жерло выходят газы, а также обломки пород и расплавы, поднявшиеся с глубин, которые постепенно формируют рельеф на поверхности вулкана. С жерлом связана целая система вулканических трещин, боковых каналов и магматических очагов, расположенных от одного до десятков километров от поверхности Земли. Первичный магматический очаг находится на глубине 60-100 км, а вторичный магматический очаг, который непосредственно питает вулкан, - на глубине 20-30км. По мере продвижения магмы к поверхности в ней происходят значительные изменения.

Существуют маленькие вулканы, конус которых поднимается от поверхности Земли на несколько сотен метров. Есть огромные, достигающие 3000-5000 м. в высоту. Самый большой вулкан на планете Мауна-Лоа расположен на острове Гавайи. Он возвышается на 4170 м над уровнем моря, а его подошва покоится на глубине 5000 м. В итоге его высота составляет более 9 км.

Причины извержений. Среди причин извержений вулкана могут быть многочисленные химические, физические, геологические факторы. Поэтому извержения не всегда легко предсказать.

Если бутылку с газированным напитком, прежде чем открыть, потрясти, то растворенный в напитке газ при раскупоривании бутылки стремится вырваться, образуя пену. Так и в жерле вулкана пенящаяся магма выбрасывается освобождающимися из нее газами. Под давлением она поднимается по трещинам в земной коре и устремляется в жерло вулкана, чтобы извергнуться из кратера. Потеряв значительное количество газа, магма выливается из кратера и уже как лава течет по склонам вулкана.

Отчего же происходят извержения вулканов? Накопленное в глубине Земли тепло раскаляет вещество земного ядра. Температура его так высока, что это вещество должно было бы расплавиться, но под давлением верхних слоев земной коры оно удерживается в твердом состоянии. В тех местах, где давление верхних слоев ослабевает в связи с движением земной коры и образованием трещин, раскаленные массы переходят в жидкое состояние. Масса расплавленной породы (магма), насыщенная газами, под сильным давлением, расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь наверх. Бывает, что жерло уже забито застывшей лавой как пробкой, что создает условия для роста давления до тех пор, пока оно не окажется достаточно высоким, чтобы эту пробку вытолкнуть. Проникновение поверхностной воды, а также физические и химические процессы, происходящие в самой магме, также создают условия, при которых может произойти извержение вулкана.

Макет вулкана своими руками из солёного теста. Мастер-класс с пошаговым фото.

В своей работе я предлагаю вам узнать, можно ли в домашних условиях сделать вулкан и посмотреть на это опасное, но мне кажется очень красивое явление – извержение вулкана. Показать своё умение создать искусственный вулкан могут школьники 10-13 лет, а также могут и дети дошкольного возраста.
Техника исполнения: Тестопластика, как мне кажется, очень хорошо подходит для реализации моей идеи.
Назначение: Макет для исследовательской деятельности - эксперимента, а также использование как наглядное пособие для закрепления внешнего и внутреннего строения вулкана.

"Я плююсь огнем и лавой,
Я - опасный великан,
Славен я недоброй славой,
Как зовут меня?" (Вулкан)

Вулканы - геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.
Слово «Вулкан» происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана. В переводе с латинского - бог огня и кузнечного дела.

Наверное, из всех возможных природных катастроф, угрожающих человеку, извержения вулканов – самые драматичные, если не по числу жертв и разрушений, то по тому ощущению ужаса и беспомощности, которые охватывает людей перед лицом разбушевавшейся стихии, порожденной огненными недрами планеты.
Вулкан – это фантастическое зрелище. За считанные минуты он может опустошить целые города, убить тысячи людей, разрушить пейзажи и даже изменить климат Земли.
Ученые подсчитали, что рядом с вулканами сегодня живут около 500 миллионов человек.
С 1700 года извержения вулканов убили более 260000 человек. Люди не смогут предотвращать массовую гибель, если не научатся понимать и уважать вулканы.
Внешне вулканы отличаются друг от друга, самые распространённые виды вулканов это конический и щитовой. Щитовые вулканы – это широкие плоские вулканы диаметром от нескольких километров до свыше 100 км, они обычно низкие и широкие. Вулкан образовался в результате многократных излияний высокотемпературной жидкой лавы.
В данном мастер-классе я предлагаю изготовить конический вулкан.
Конический вулкан. Склоны вулкана крутые – лава густая, вязкая, остывает достаточно быстро. Гора имеет форму конуса.

Пошаговое описание работы

1. Сначала нам нужно приготовить солёное тесто для изготовления Макета Вулкана. Для приготовления солёного теста, нам понадобится 400 гр. муки, 200 гр. мелкой соли и 150 мл. воды.

Вулканы - это геологические образования на поверхности земной коры или коры другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы) и пирокластические потоки.

Слово «вулкан» пришло от древнеримской мифологии и происходит от имени древнеримского бога огня Вулкана.

Наука, изучающая вулканы, - вулканология, геоморфология.

Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные, подледниковые) и др.

Вулканическая активность

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие и дремлющие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

Астрофизики, в историческом аспекте, считают, что вулканическая активность, вызванная, в свою очередь, приливным воздействием других небесных тел, может способствовать появлению жизни. В частности, именно вулканы внесли вклад в формирование земной атмосферы и гидросферы, выбросив значительное количество углекислого газа и водяного пара. Учёные также отмечают, что слишком активный вулканизм, как например, на спутнике Юпитера Ио, может сделать поверхность планеты непригодной для жизни. В то же время слабая тектоническая активность ведёт к исчезновению углекислого газа и стерилизации планеты. «Эти два случая представляют собой потенциальные границы обитаемости планет и существуют наряду с традиционными параметрами зон жизни для систем маломассивных звезд главной последовательности», - пишут учёные.

Типы вулканических построек

В общем виде вулканы подразделяются на линейные и центральные, однако это деление условно, так как большинство вулканов приурочены к линейным тектоническим нарушениям (разломам) в земной коре.

Линейные вулканы или вулканы трещинного типа, обладают протяжёнными подводящими каналами, связанными с глубоким расколом коры. Как правило, из таких трещин изливается базальтовая жидкая магма, которая растекаясь в стороны, образует крупные лавовые покровы. Вдоль трещин возникают пологие валы разбрызгивания, широкие плоские конусы, лавовые поля. Если магма имеет более кислый состав (более высокое содержание диоксида кремния в расплаве), образуются линейные экструзивные валы и массивы. Когда происходят взрывные извержения, то могут возникать эксплозивные рвы протяжённостью в десятки километров.

Формы вулканов центрального типа зависят от состава и вязкости магмы. Горячие и легкоподвижные базальтовые магмы создают обширные и плоские щитовые вулканы (Мауна-Лоа, Гавайские острова). Если вулкан периодически извергает то лаву, то пирокластический материал, возникает конусовидная слоистая постройка, стратовулкан. Склоны такого вулкана обычно покрыты глубокими радиальными оврагами - барранкосами. Вулканы центрального типа могут быть чисто лавовыми, либо образованными только вулканическими продуктами - вулканическими шлаками, туфами и т. п. образованиями, либо быть смешанными - стратовулканами.

Различают моногенные и полигенные вулканы. Первые возникли в результате однократного извержения, вторые - многократных извержений. Вязкая, кислая по составу, низкотемпературная магма, выдавливаясь из жерла, образует экструзивные купола (игла Монтань-Пеле, 1902 г.).

Кроме кальдер существуют и крупные отрицательные формы рельефа, связанные с прогибанием под воздействием веса извергнувшегося вулканического материала и дефицитом давления на глубине, возникшим при разгрузке магматического очага. Такие структуры называются вулканотектоническими впадинами,депрессиями. Вулканотектонические впадины распространены очень широко и часто сопровождают образование мощных толщ игнимбритов - вулканических пород кислого состава, имеющих различный генезис. Они бывают лавовыми или образованными спёкшимися или сваренными туфами. Для них характерны линзовидные обособления вулканического стекла, пемзы, лавы, называемых фьямме и туфовая или тофовидная структура основной массы. Как правило, крупные объёмы игнимбритов связаны с неглубоко залегающими магматическими очагами, сформировавшимися за счёт плавления и замещения вмещающих пород. Отрицательные формы рельефа , связанные с вулканами центрального типа, представлены кальдерами - крупными провалами округлой формы, диаметром в несколько километров.

Классификация вулканов по форме

Форма вулкана зависит от состава извергаемой им лавы; обычно рассматривают пять типов вулканов:

• Щитовидные вулканы, или «щитовые вулканы». Образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она длительное время вытекает как из центрального жерла, так и из боковых кратеров вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры; постепенно из этих наслоений формируется широкий «щит» с пологими краями. Пример - вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, где лава стекает прямо в океан ; его высота от подножия на дне океана составляет примерно десять километров (при этом подводное основание вулкана имеет длину 120 км и ширину 50 км).
• Шлаковые конусы. При извержении таких вулканов крупные фрагменты пористых шлаков нагромождаются вокруг кратера слоями в форме конуса, а мелкие фрагменты формируют у подножия покатые склоны; с каждым извержением вулкан становится всё выше. Это - самый распространённый тип вулканов на суше. В высоту они - не больше нескольких сотен метров. Пример - вулкан Плоский Толбачик на Камчатке, который взорвался в декабре 2012 года.
• Стратовулканы, или «слоистые вулканы». Периодически извергают лаву (вязкую и густую, быстро застывающую) и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней; в результате отложения на их конусе (остром, с вогнутыми склонами) чередуются. Лава таких вулканов вытекает также из трещин, застывая на склонах в виде ребристых коридоров, которые служат опорой вулкана. Примеры - Этна, Везувий, Фудзияма.
• Купольные вулканы. Образуются, когда вязкая гранитная магма, поднимаясь из недр вулкана, не может стечь по склонам и застывает вверху, образуя купол. Она закупоривает его жерло, как пробка, которую со временем вышибают накопившиеся под куполом газы. Такой купол формируется сейчас над кратером вулкана Сент-Хеленс на северо-западе США, образовавшегося при извержении 1980 г.
• Сложные (смешанные, составные) вулканы.

Извержение вулкана

Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям. Процесс извержения может длиться от нескольких часов до многих лет. Среди различных классификаций выделяются общие типы извержений:

• Гавайский тип - выбросы жидкой базальтовой лавы, часто образуются лавовые озёра, должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины.
• Гидроэксплозивный тип - извержения, происходящие в мелководных условиях океанов и морей, отличаются образованием большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Поствулканические явления

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими. К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

Во время извержений иногда происходит обрушение вулканического сооружения с образованием кальдеры - крупной впадины диаметром до 16 км и глубиной до 1000 м. При подъеме магмы внешнее давление ослабевает, связанные с ней газы и жидкие продукты вырываются на поверхность, и происходит извержение вулкана. Если на поверхность выносятся древние горные породы, а не магма, и среди газов преобладает водяной пар, образовавшийся при нагревании подземных вод, то такое извержение называют фреатическим.

Поднявшаяся к земной поверхности лава не всегда на эту поверхность выходит. Она лишь поднимает слои осадочных пород и застывает в виде компактного тела (лакколита), образуя своеобразную систему невысоких гор. В Германии к таким системами относятся области Рён и Эйфель. На последней наблюдается и другое поствулканическое явление в виде озёр, заполняющих кратеры бывших вулканов, которым не удалось сформировать характерный вулканический конус (так называемые маары).

Источники тепла

Одной из нерешённых проблем проявления вулканической активности является определение источника тепла, необходимого для локального плавления базальтового слоя или мантии. Такое плавление должно быть узколокализованным, поскольку прохождение сейсмических волн показывает, что кора и верхняя мантия обычно находятся в твёрдом состоянии. Более того, тепловой энергии должно быть достаточно для плавления огромных объёмов твёрдого материала. Например, в США в бассейне реки Колумбия (штаты Вашингтон и Орегон) объём базальтов более 820 тыс. км³; такие же крупные толщи базальтов встречаются в Аргентине (Патагония), Индии (плато Декан) и ЮАР (возвышенность Большое Кару). В настоящее время существуют три гипотезы. Одни геологи считают, что плавление обусловлено локальными высокими концентрациями радиоактивных элементов, но такие концентрации в природе кажутся маловероятными; другие предполагают, что тектонические нарушения в форме сдвигов и разломов сопровождаются выделением тепловой энергии. Существует ещё одна точка зрения, согласно которой верхняя мантия в условиях высоких давлений находится в твёрдом состоянии, а когда вследствие трещинообразования давление падает, она плавится и по трещинам происходит излияние жидкой лавы.

Районы вулканической активности

Основные районы вулканической активности - Южная Америка , Центральная Америка, Ява, Меланезия, Японские острова, Курильские острова, Камчатка, северо-западная часть США, Аляска, Гавайские острова, Алеутские острова, Исландия, Атлантический океан .

Грязевые вулканы

Грязевые вулканы - небольшие вулканы, через которые на поверхность выходит не магма, а жидкая грязь и газы из земной коры. Грязевые вулканы намного меньше по размерам, чем обыкновенные. Грязь, как правило, выходит на поверхность холодной, но газы, извергаемые грязевыми вулканами, часто содержат метан и могут загореться во время извержения, создавая картину, похожую на извержение обыкновенного вулкана в миниатюре.

В нашей стране грязевые вулканы более всего распространены на Таманском полуострове, встречаются также в Сибири, около Каспийского моря и на Камчатке. На территории других стран СНГ грязевых вулканов больше всего в Азербайджане, имеются они в Грузии и в Крыму.

Вулканы на других планетах

Вулканы в культуре

• Картина Карла Брюллова «Последний день Помпеи»;
• Кинофильмы «Вулкан», «Пик Данте» и сцена из фильма «2012».
• Вулкан близ ледника Эйяфьядлайёкюдль в Исландии во время своего извержения стал героем огромного числа юмористических программ, сюжетов теленовостей, сводок и народного творчества, обсуждающего события в мире.

(Visited 1 959 times, 1 visits today)