За последние десять тысяч лет в голоценовый период извергалось примерно полторы тысячи вулканов. На карте мира они распределены крайне неравномерно. В основном они расположены на континентальных окраинах, островных дугах и в срединно-океанических хребтах. Существуют вулканы, приуроченные к большим разломам. Например, к ним относятся вулканы в Африке, где сейчас образуется новый океан в месте отхода Эфиопии от основного материка. Также в некоторых местах существуют горячие точки, например вулканы в Исландии и на Гаваях.

1. Причины извержений

Наша планета твердая. Мантия Земли движется со скоростью миллиметры или сантиметры в год. Для того чтобы произошло вулканическое извержение, мантию или вышележащую земную кору надо расплавить. Это можно сделать тремя способами. Во-первых, можно поднять сухую и горячую мантию на небольшую глубину. Температура плавления сухой мантии сильно зависит от давления, и чем меньше давление, тем ниже температура плавления. Таким образом образуются вулканы срединно-океанических хребтов, где в результате конвекции горячая мантия поднимается к поверхности, плавится, в результате чего образуются вулканы и нарастает земная кора. Существует и другой механизм — можно добавить в мантию различные газы, прежде всего воду. Вода снижает температуру плавления. Если мы каким-то образом введем воду в мантию, то мантия расплавится. Так происходит на островных дугах и континентальных окраинах. При этом океаническая плита погружается под континентальную. Эта плита несет с собой большое количество океанической воды. Материал океанической плиты плавится, и образуется магма, которая легче, чем окружающие породы, поэтому она поднимается к поверхности и извергается. Так называемые «горячие точки» ассоциируются с гигантскими струями вещества, которое поднимается с границ между ядром и мантией. Эти струи не доходят до поверхности. Они нагревают мантию, находящуюся над ними, плавят ее. В результате мантия извергается в виде очень жидкой магмы, как это было, например, на Гаваях.

Рекомендуем по этой теме:
4782
Природа вулканов

2. Проявления вулканизма

Проявления вулканизма крайне разнообразны. Бывают очень медленные извержения, когда, например, из высоковязкой лавы растут лавовые купола. При этом скорости извержения могут быть около сантиметра или миллиметра в секунду. И если вы будете смотреть на растущий лавовый купол, то вы не увидите никаких внешних изменений — они будут заметны только спустя год. Бывают взрывные извержения, или так называемые эксплозивные, когда на поверхность выходит не лава, а раздробленные куски магмы вместе с газом, который ее выносит на высоту до пятидесяти, иногда шестидесяти километров. Такое разнообразие связано с наличием в магме растворенных в глубине газов, которые поднимаются к поверхности, выделяются из магмы и формируют мощные взрывные извержения. Газ, как известно, при падении давления сильно расширяется. Объем магмы при этом сильно увеличивается, она дробится и вылетает на поверхность с огромной скоростью. Если магма маловязкая, то пузырьки, которые в ней образуются, могут подниматься достаточно быстро, чаще всего формируя огромные снаряды, сравнимые по диаметру с диаметром канала вулкана. Типичный пример такого вулкана — это вулкан Стромболи, который расположен в Средиземном море. Он извергается уже больше двух тысяч лет в таком пробулькивающем режиме. Если же магма очень вязкая, но тем не менее в ней много газа, она может подниматься достаточно медленно. Растеряв свой газ, она кристаллизуется. В результате на поверхности начинают расти лавовые купола.

3. Извержение вулкана Кракатау

Извержение вулкана Кракатау в Индонезии, которое происходило в 1883 году, началось как взрывное. Вулканическая колонна поднялась примерно на тридцать километров, и в течение дня вулкан очень активно извергался. После этого кровля вулкана стала обваливаться, и океаническая вода начала поступать в магматический очаг. Вода стала взаимодействовать с горячей магмой, в результате чего произошел гигантский взрыв, поднялась вулканическая колонна высотой в пятьдесят километров. Последствием извержения Кракатау стала волна цунами высотой примерно в тридцать метров, которая смыла больше 300 селений в окрестности вулкана. При этом цунами от Кракатау с разным уровнем фиксировались во всех мировых океанах. В результате этого извержения в течение 1–2 дней погибло 30 тысяч человек.

Рекомендуем по этой теме:
13388
FAQ: Геоморфология

4. Извержение вулкана Тамбора

Самое крупное извержение, которое видело человечество, — извержение вулкана Тамбора, которое произошло в Индонезии в 1815 году. Объем извергнутого материала составил порядка пятидесяти кубических километров. Так же как и при извержении Кракатау, возникла огромная вулканическая колонна и цунами. Примерно 10 тысяч человек погибли непосредственно от последствий вулканических действий и примерно 70 тысяч от того, что вулкан засыпал пеплом огромную территорию и прервал сельское хозяйство. Весь следующий 1816 год историки называли «годом без лета», потому что вулкан выбросил в атмосферу огромное количество вулканической пыли, которая оседала очень медленно. В тот год солнечные лучи гораздо хуже проникали к земной поверхности, что вызвало неурожаи и в Европе, и в Южной и Северной Америке.

5. Извержение 27 миллионов лет назад

Однако человечество не испытывало действительно гигантских вулканических извержений. Вулкан Тамбора изверг 50 кубических километров вещества, а 27 миллионов лет назад произошло извержение в каньоне Фиш, образовав так называемые Fish Canyon Tuffs — огромные отложения порядка пяти тысяч кубических километров, то есть это в сто раз больше, чем изверг вулкан Тамбора. И если извержение Тамборы привело к неурожайности всего на один год, то вулкан, извергший в сто раз больше материала, наверняка привел к глобальным климатическим последствиям.

6. Извержение вулкана Йеллоустон

Один из крупнейших вулканов — кальдера Йеллоустон — расположен на севере США на границе с Канадой. Он извергается примерно каждые 600–700 тысяч лет и каждый раз выдает по тысяче кубических километров вещества. Последнее извержение как раз было 600 тысяч лет назад, и есть предположение, что Йеллоустон может проснуться. Тогда большая часть территории США будет завалена метровым слоем пепла. Проснется ли он сейчас, или через сто, или через пятьдесят тысяч лет — нам, к сожалению, неизвестно, но пока никаких явных признаков пробуждения этого вулкана нет.

7. Последствия извержений

Крупнейшее извержение с объемом более двух тысяч кубических километров произошло, по нашим меркам, совсем недавно — извержение вулкана Тоба в Индонезии. По оценкам биологов, в результате этого извержения существенно снизилось биоразнообразие на Земле. Возможно, 75% живых существ, которые населяли Землю, были уничтожены в результате именно этого извержения. Во-первых, когда происходит взрывное извержение, то струя из жерла вулкана вырывается со скоростями в сотни метров в секунду, поднимается до высот в пятьдесят, а может, даже в шестьдесят тысяч метров и распространяется при крупных извержениях вокруг всего земного шара. Это происходит быстро, в течение нескольких недель, однако тучи от крупных вулканических извержений, огибая земной шар несколько раз, посыпают землю пеплом в течение долгого периода. Во-вторых, очень часто эта струя сначала поднимается, но, оказываясь тяжелее окружающего воздуха, обрушается. Тогда возникают так называемые пирокластические потоки — смесь горячего газа и частиц самого разного размера, от тонкого пепла до огромных бомб. Такие потоки двигаются вдоль склона вулкана со скоростями больше ста километров в час. Температура в них может достигать 600 градусов. Когда пирокластический поток проходит над населенным пунктом, от него ничего не остается, кроме фундаментов. Доисторические пирокластические потоки были гигантскими по своему объему. Например, около города Неаполя есть кальдера — большая дырка, которая образовалась в результате крупного вулканического извержения. Это извержение — кальдера Кампи Флегреи — было порядка 30 тысяч лет назад. В конце этого извержения шли интенсивные пирокластические потоки. Пирокластический поток забрался на цепь Апеннинских гор высотой около километра и отложился там слоем примерно в полметра. Пирокластические потоки от крупных извержений могут покрывать огромные области с радиусом в десятки и сотни километров, приводя к уничтожению всего живого. Когда вулкан покрыт снегом и происходит мощное извержение, то вдоль склона вулкана текут мощные грязевые потоки, так называемые лахары, или сели, которые тоже приводят к массовым разрушениям. Очень опасны медленные лавовые потоки. Так, на вулкане Лаки при извержении 1783 года лавовый поток достиг длины около 130 километров. Выделившиеся при этом газы привели к смерти примерно одной трети скота, обитающей тогда в Исландии. Результатом стал голод в Исландии и заражение атмосферы даже в Европе.

Рекомендуем по этой теме:
11961
FAQ: Рельеф земли

8. Прогнозирования вулканической активности

Человечеству пока везет, поскольку мы не сталкиваемся с по-настоящему крупными извержениями и у ученых есть возможность накапливать различные методы для прогноза и понимания вулканической опасности конкретных вулканов. Предсказать время извержения конкретного вулкана мы можем достаточно редко, но тем не менее можем спрогнозировать, что будет, если такое извержение произойдет. На основе работы больших научных коллективов строятся карты вулканической опасности, делаются планы на застройки территорий, прилегающих к вулканам. К сожалению, люди достаточно малы для того, чтобы чистить вулканы, как делал это герой «Маленького принца» Сент-Экзюпери. Мы не можем предотвратить вулканические извержения, но мы можем минимизировать риски как для людей, так и для инфраструктуры, связанной с ними.