Вулканы

Вулканы (далее В) (по имени бога огня Вулкана), геологические образования, возникающие над каналами и трещинами в земной коре, по которым извергаются на земную поверхность из глубинных магматических источников лавы, горячие газы и обломки горных пород. Обычно В представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений (рис.).   В разделяются на действующие, уснувшие и потухшие. К первым относятся: В, извергающиеся в настоящее время постоянно или периодически; В, об извержениях которых существуют исторические данные; В, об извержениях которых нет сведений, но которые выделяют горячие газы и воды (сольфатарная стадия). К уснувшим относят В, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения. Потухшими называются сильно разрушенные и размытые В без каких-либо проявлений вулканической активности.   В зависимости от формы подводящих каналов В разделяют на центральные и трещинные.   Глубинные магматические очаги могут находиться в верхней мантии на глубине порядка 50-70 км (В Ключевская Сопка на Камчатке и Килауэа на Гавайских островах) или в земной коре на глубине 5-6 км (В Везувий, Италия) и глубже.   Вулканические явления. Извержения бывают длительными (в течение нескольких лет, десятилетий и столетий) и кратковременными (измеряемые часами). К предвестникам извержения относятся вулканические землетрясения, акустические явления, изменения свойств и состава фумарольных газов и другие явления. Извержение обычно начинается усилением выбросов газов сначала вместе с темными, холодными обломками лав, а затем с раскаленными. Эти выбросы в некоторых случаях сопровождаются излиянием лавы. Высота подъема газов, паров воды, насыщенных пеплом и обломками лав, в зависимости от силы взрывов, колеблется от 1 до 5 км (во время извержения В Безымянного на Камчатке в 1956 она достигла 45 км). Выброшенный материал переносится на расстояния от нескольких до десятков тыс. км. Объем выброшенного обломочного материала порой достигает нескольких км3. При некоторых извержениях концентрация вулканического пепла в атмосфере бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная темноте в закрытом помещении. Это имело место в 1956 в поселке Ключи, расположенном в 40 км от В Безымянного. Извержение представляет собой чередование слабых и сильных взрывов и излияний лав. Взрывы максимальной силы называются кульминационным пароксизмом. После них происходит уменьшение силы взрывов и постепенное прекращение извержений. Объемы излившейся лавы - до десятков км3.   Типы извержений. Извержения В не всегда одинаковы. В зависимости от количественных соотношений извергаемых вулканических продуктов (газообразных, жидких и твердых) и вязкости лав выделены 4 главных типа извержений: эффузивный, смешанный, экструзивный и эксплозивный, или, как их чаще называют, соответственно - гавайский, стромболианский, купольный и вулканский. Гавайский тип извержения, создающий чаще всего щитовидные вулканы, отличается относительно спокойным излиянием жидкой (базальтовой) лавы, образующей в кратерах огненно-жидкие озера и лавовые потоки. Газы, содержащиеся в небольшом количестве, образуют фонтаны, выбрасывающие комки и капли жидкой лавы, которые вытягиваются в полете в тонкие стеклянные нити (В Килауэа). В стромболианском типе извержений, создающем обычно стратовулканы, наряду с достаточно обильными излияниями жидких лав базальтового и андезито-базальтового состава (образуют иногда очень длинные потоки), преобладающими являются небольшие взрывы, которые выбрасывают куски шлака и разнообразные витые и веретенообразные бомбы (В Стромболи на Липарских островах, Михара, некоторые извержения Ключевской Сопки). Для купольного типа характерно выжимание и выталкивание вязкой (андезитовой, дацитовой или риолитовой) лавы сильным напором газов из канала В и образование куполов (В Пюи-де-Дом и Центральный Семячик на Камчатке), криптокуполов (В Сева-Синдзан), конусокуполов (В Иванова) и обелисков (В Шивелуч на Камчатке). В вулканском типе большую роль играют газообразные вещества, производящие взрывы и выбросы огромных черных туч, переполненных большим количеством обломков лав. Лавы вязкие андезитового, дацитового или риолитового состава образуют небольшие потоки (В Вулькано, Авачинская Сопка и Карымская Сопка на Камчатке). Каждый из главных типов извержений разделяется на несколько подтипов. Из них особо выделяются пелейский и катмайский, промежуточные между купольным и вулканским типами. Характерной особенностью первого является образование куполов и направленные взрывы очень горячих газовых туч, переполненных самовзрывающимися в полете и при скатывании по склону вулканов обломками и глыбами лав (В Монтань-Пеле на острове Мартиника). Извержения катмайского подтипа отличаются выбрасыванием очень горячего, весьма подвижного песчаного потока (В Катмай на Аляске). Куполообразующие извержения иногда сопровождаются раскаленными или достаточно охлажденными лавинами, а также грязевыми потоками. Ультравулканский подтип выражается в весьма сильных взрывах, выбрасывающих огромные количества обломков лав и пород стенок канала. Извержения подводных вулканов, расположенных в очень глубоких местах, обычно незаметны, так как большое давление воды препятствует взрывным извержениям. В мелких местах извержения выражаются взрывами (выбросами) огромных количеств пара и газов, переполненных мелкими обломками лавы. Взрывные извержения продолжаются до тех пор, пока извергаемый материал не образует острова, поднимающегося над уровнем моря. После чего взрывы сменяются или чередуются с излияниями лавы.   Продукты извержения В бывают газообразными (см. Вулканические газы), жидкими (см. Лава) и твердыми (см. Вулканические горные породы). В зависимости от характера извержений и состава магмы на поверхности образуются сооружения различной формы и высоты. Они представляют собой вулканические аппараты, состоящие из трубообразного или трещинного канала, жерла (самой верхней части канала), окружающих канал с разных сторон мощных накоплений лав и вулканообломочных продуктов и кратера (чашеобразной впадины, расположенной на вершине сооружения). Наиболее распространенными формами сооружений являются конусообразные (при преобладании выбросов обломочного материала), куполообразные (при выжимании вязкой лавы) и пологие щитовидные (при преобладании излияний жидкой лавы). Извержения происходят не только через вершинный главный кратер, но и через побочные (паразитические) кратеры, расположенные на склонах и на некотором удалении от них. При однократных извержениях газов, пробивающих канал до земной поверхности, нередко образуются воронкообразные впадины, окаймленные кольцевым валом из глыб различных пород; такие воронки, нередко заполненные водой, называются маарами. Сильные извержения иногда сопровождаются обрушениями части вулканического сооружения, а часто и прилегающей местности; образующиеся впадины диаметром от нескольких км до первых десятков км называются кальдерами.   Географическое размещение действующих В Современные В расположены вдоль молодых горных хребтов или вдоль крупных разломов (грабенов) на протяжении сотен и тысяч км в тектонически подвижных областях (см. табл.). Почти две трети В сосредоточены на островах и берегах Тихого океана (Тихоокеанский вулканический пояс). Из других районов по количеству действующих В выделяется район Атлантического океана.   Географическое размещение действующих вулканов (по данным на 1970) Области и районы деятельности вулканов Количество вулканов * Всего наземные подводные в сольфатарной стадии Камчатка 19+1 - 8 27+1 Курильские о-ва 31 1 7 39 Японские о-ва 35+1 1 14 50+1 Идзу – Марианские о-ва 17 7+1 2 26+1 Тайвань - 5 - 5 Филиппинские о-ва 9+1 3 10+4 22+5 Южно-Китайское море - 1+1 - 1+1 Меланезия 23+2 6+1 15+11 44+14 Кермадек, Тонга и Самоа 8 10 1 19 Новая Зеландия 5+1 - - 5+1 Антарктика 8 1 3+5 12+5 О-ва Хуан-Фернандес 1 2 1 4 Галапагосские о-ва 9 - 2 11 Южная Америка 43+1 - 14+1 57+2 Центральная Америка 25+19 - 7+6 32+25 Сев. Америка (без Аляски) 6+2 - 2+1 8+3 Аляска и Алеутские о-ва 36 - 2 38 Гавайские о-ва 4 1 - 5 О-ва от Сулавеси до Новой Гвинеи 16 2 3+5 Яванская дуга (кончая морем Банда) 57 3 26+16 86+16 океан (без Яванской дуги) 3 +1 1+1 4+2 Аравийский п-ов 2+14 - 3 5+14 Малая Азия и Кавказ 2 - 6 8 Дунбэй, Тибет и др. 6 - - 6 Африка 17+1 21+4 38+5 Средиземное море 7+1 4 3+1 14+2 Атлантический океан 14 6+4 2 22+4 Исландия и о-в Ян-Майен 27 5 6 38 Малые Антильские о-ва 6+3 3 5 14+3 Всего 436+47 61+8 164+55 661+110   * Цифры после знака + обозначают вулканы, деятельность к-рых в историческое время находится под вопросом.   Причины деятельности В Географическое размещение В указывает на тесную связь между поясами вулканической деятельности и дислоцированными подвижными зонами земной коры. Разломы, образующиеся в этих зонах, являются каналами, по которым происходит движение магмы к земной поверхности. Движение магмы по трещинам и трубообразным каналам к земной поверхности, по-видимому, происходит под влиянием тектонических процессов. На глубине, когда давление растворенных в магме газов становится больше давления вышележащих толщ, газы начинают стремительно продвигаться и увлекать магму к земной поверхности. Возможно, что газовое давление создается во время процесса магмы, когда жидкая часть ее обогащается остаточными газами и паром. Магма как бы вскипает и вследствие интенсивного выделения газообразных веществ в очаге создается высокое давление, которое также может явиться одной из причин извержения.   Лит.: Ритман А., В и их деятельность, пер. с нем., М., 1964; Тазиев Г., В, пер. с франц., М., 1963; Bullard . М., Volcanoes: in history, in theory, in eruption, (Austin), 1962; Catalogue of the active volcanoes of the World including solfatara fields, pt 1-, Napoli, 1951-.   В И. Влодавец.