Вулканы: как они устроены и почему извергаются
Вулкан возникает там, где магма из глубин Земли выходит на поверхность. Его извержения создают новые породы и меняют рельеф, а характер этих процессов зависит от состава расплава, газов и путей их движения.
Гора может выглядеть неподвижной, хотя глубоко под ней движется горячий расплав. Иногда он годами остаётся в недрах, иногда поднимается выше и выходит наружу. Так поверхность Земли получает вещество из глубины, а привычный пейзаж меняется прямо на глазах.
Вулкан не обязательно похож на высокий конус с дымом над вершиной. Извержения происходят и через длинные трещины, и на морском дне. Чтобы понять их, полезнее представить систему подземных путей, чем одну отдельно стоящую гору.
1Магма и лава
В глубине Земли давление и температура отличаются от условий на поверхности. В некоторых областях часть горных пород плавится. Получается магма: смесь жидкого расплава, кристаллов и растворённых газов. Вся земная мантия при этом не является жидким океаном: большая её часть остаётся твёрдой.
Расплав может возникать по разным причинам. Например, горячее вещество поднимается, и давление на него уменьшается. В других условиях вода, попадающая в глубину вместе с погружающейся плитой, облегчает плавление пород. Для появления магмы важно сочетание условий, а не только сильный нагрев.
Когда магма выходит на поверхность, её называют лавой. По дороге часть газов отделяется от расплава. Лава остывает и превращается в твёрдую породу, поэтому следы древнего извержения могут сохраняться гораздо дольше самого вулканического события.
Состав магмы влияет на её текучесть. Один расплав растекается сравнительно легко, другой движется медленно и удерживает больше газов. Это различие помогает объяснить, почему одни вулканы изливают длинные потоки, а другие выбрасывают много обломков.
2Строение вулкана
Под вулканом могут находиться области, где магма задерживается и накапливается. Их часто называют магматическими очагами. Это не обязательно пустые камеры с ровными стенками: в них расплав соседствует с кристаллами и частично расплавленной породой.
К поверхности ведут каналы и трещины. Отверстие, через которое выходит вулканический материал, называют жерлом. Вокруг него могут нарастать слои лавы, пепла и других обломков. Из таких слоёв постепенно складывается вулканическая постройка.
На вершине нередко расположен кратер — углубление вокруг выхода канала. Более крупная впадина, кальдера, может образоваться при обрушении участка над опустевшей частью магматической системы. Поэтому любое большое круглое углубление нельзя автоматически считать обычным кратером.
| Часть | Что в ней происходит |
|---|---|
| Магматический очаг | Расплав накапливается и меняет состав |
| Каналы и трещины | Магма движется к поверхности |
| Жерло | Вулканический материал выходит наружу |
| Вулканическая постройка | Накапливаются лава и обломки |
У вулкана бывает несколько выходов. Новое жерло может открыться на склоне, вдали от вершины. Внешний облик горы поэтому не даёт полной картины того, что происходит под ней.
3Виды извержений
При спокойном излиянии лава течёт по поверхности и постепенно застывает. При взрывном извержении быстро расширяющиеся газы дробят расплав и окружающую породу. Между этими вариантами есть множество переходов, а один вулкан способен менять характер активности.
Вулканический пепел не похож на пепел от костра по происхождению. Он состоит из мелких частиц пород, минералов и вулканического стекла. Воздушные потоки могут уносить эти частицы далеко от места выброса.
Особенно быстро движутся пирокластические потоки — горячие смеси газа и обломков. Они распространяются у поверхности земли. Есть и грязевые потоки, возникающие, когда вода смешивается с рыхлым вулканическим материалом. Опасность извержения поэтому не сводится к видимой лаве.
4Где находятся вулканы
Многие вулканы расположены у границ литосферных плит — крупных участков внешней твёрдой оболочки Земли. Там, где плиты расходятся, вещество из глубины поднимается и заполняет появляющееся пространство. Такой процесс идёт вдоль срединно-океанических хребтов.
Если одна плита погружается под другую, условия в глубине тоже могут способствовать образованию магмы. Поэтому цепочки вулканов встречаются вдоль некоторых окраин материков и островных дуг. Их положение связано с устройством земной коры.
Однако вулканы бывают и вдали от границ плит. Такие области часто связывают с горячими точками, где к поверхности поступает более горячее вещество мантии. Движение плиты над областью вулканизма может оставлять цепь островов и подводных гор.
5Польза и безопасность
Вулканизм создаёт острова, горы и новые участки суши. При разрушении вулканических пород образуются почвы, которые в подходящих условиях бывают плодородными. С вулканическими районами связаны также некоторые месторождения полезных ископаемых и источники подземного тепла.
За активными вулканами наблюдают с помощью приборов. Учёные измеряют мелкие землетрясения, изменения формы поверхности, температуру и состав выходящих газов. Важна совокупность признаков: отдельное наблюдение редко позволяет уверенно предсказать развитие событий.
Долгое спокойствие не означает, что вулкан больше никогда не проснётся. Оценку опасности составляют специалисты, учитывая историю извержений и текущее состояние системы. При ограничениях доступа ориентиром служат официальные сообщения местных служб.