Гавайский тип вулканов
Вулканы гавайского типа спокойно и обильно изливают во время извержения одну только жидкую лаву. Таковы вулканы Гавайских островов.
Рис. 2. Вулкан Килауэа [9]
Гавайские вулканы, подножия которых лежат на дне океана, на глубине приблизительно 4600 метров, произошли, несомненно, в результате мощных подводных извержений. О силе этих извержений можно судить по тому, что абсолютная высота потухшего вулкана Мауна-Кеа (т.е. «белая гора») достигает со дна океана 8828 метров (относительная высота вулкана 4228 метров). Наибольшей известностью пользуются - Мауна-Лоа, иначе «высокая гора» (4168 метров), и Килауэа (1231 метр).
У Килауэа огромный кратер - 5,6 километра длины и 2 километра ширины. На дне его, на глубине 300 метров, лежит бурлящее лавовое озеро. Во время извержений на нем образуются мощные лавовые фонтаны высотой до 280 метров, при поперечнике приблизительно в 30 метров.
Капельки жидкой лавы, выброшенные на такую высоту вытягиваются в воздухе в тонкие нити, называемые коренным населением «волосами Пеле» - богини огня древних жителей Гавайских островов. Потоки лавы при извержении Килауэа достигали иногда огромной величины-до 60 километров длины, 25 километров ширины и 10 метров мощности.[4]
Стромболийский тип вулканов
Стромболийский тип вулкановвыделяющие в основном только газообразные продукты. Например, вулкан Стромболи (900 метров высоты), на одном из Липарских островов (к северу от Мессинского пролива, между островом Сицилией и Апеннинским полуостровом).
Рис. 3. Вулкан Цалко [9]
Вулкан Стромболи на одноименном острове. Ночью отражение его огненного жерла в столбе паров и газов, отлично видимое на расстоянии до 150 километров, служит для моряков естественным маяком. Широкой известностью среди моряков всего мира пользуется другой естественный маяк, в Центральной Америке у берегов Сальвадора-вулкан Цалко. Аккуратно через каждые 8 минут он выбрасывает столб дыма и пепла, поднимающийся на 300 метров. На темном тропическом небе он эффектно освещается багровым отблеском лавы.
Вулканы типа Везувия
Наиболее полную картину извержения дают вулканы типа Везувия. Извержению вулкана обычно предшествует сильный подземный гул, сопровождающий удары и толчки землетрясений.
Из трещин на склонах вулкана начинают выделяться удушливые газы. Выделение газообразных продуктов, паров воды и различных газов (углекислого, сернистого, хлористоводородного, сероводорода и многих других) усиливается. Они выделяются не только через кратер, но также из фумарол (фумарола - производное от итальянского слова «фумо» - дым).
Клубы пара вместе с вулканическим пеплом поднимаются на несколько километров в атмосферу. Массы светло-серого или черного вулканического пепла, представляющего мельчайшие кусочки застывшей лавы, разносятся на тысячи километров. Пепел Везувия, например, долетает до Константинополя и Северной Америки.
Черные клубы пепла застилают солнце, превращая яркий День в темную ночь. Сильное электрическое напряжение от трения частиц пепла и паров проявляется в электрических разрядах и ударах грома.
Пары, поднятые на значительную высоту, сгущаются в тучи, из которых вместо дождя проливаются потоки грязи. Из жерла вулкана выбрасывается вулканический песок, камни различной величины, а также вулканические бомбы округленные куски лавы, застывшей в воздухе. Наконец из жерла вулкана появляется лава, которая огненным потоком устремляется по склону горы.
Вот как передает картину извержения вулкана этого типа - Ключевской сопки 6 октября 1737 г., (подробнее: Описание вулканов нашего континента), первый русский исследователь Камчатки академик С.П. Крашенинников (1713-1755). В камчатской экспедиции он участвовал еще студентом Российской академии наук в 1737-1741 гг. [2]
Вся гора казалась раскаленным камнем. Пламя, которое внутри ее сквозь расщелины было видимо, устремлялось иногда вниз, как огненные реки, с ужасным шумом. В горе слышен был гром, треск и будто сильными мехами раздувание, от которого все ближние места дрожали.
Незабываемую картину извержения того же вулкана в ночь на новый, 1945 год дает современный наблюдатель:
Острый оранжево-желтый конус пламени, высотой в полтора километра, словно вонзился в клубы газов, поднимавшихся огромной массой из кратера вулкана приблизительно на 7000 метров. Из вершины огненного конуса непрерывным потоком падали раскаленные вулканические бомбы. Их было так много, что они производили впечатление сказочной огненной пурги.
Рис. 4. Вулканические бомбы [9]
На рисунке показаны образцы различных вулканических бомб, это сгустки лавы, принявшие определенную форму. Округлую или веретенообразную форму они приобретают, вращаясь во время полета. [3]
Вулканические бомбы
1. Вулканическая бомба шарообразной формы-образец с Везувия;
2. Трасс-пористый трахитовый туф-образец из Эйхеля, Германии;
3. Вулканическая бомба веретенообразной формы образец с Везувия;
4. Лапилли - мелкие вулканические бомбы;
5. Вулканическая бомба, покрытая коркой - образец из Южной Франции.
Пелейский тип вулканов
Пелейский тип вулканов представляет еще более ужасную картину. В результате страшного взрыва значительная часть конуса вдруг распыляется в воздухе, застилая непроницаемой мглой солнечный свет. Таким было извержение вулкана Мон-Пеле.
Рис. 5. Вулкан Бандай-Сан [9]
К этому же типу относится и японский вулкан Бандай-Сан. В течение более тысячи лет он считался потухшим, и вдруг неожиданно в 1888 г. взлетает на воздух значительная часть его конуса высотой в 670 метров.
Пробуждение вулкана от долгого покоя было ужасно, взрывная волна с корнем вырывала деревья и произвела страшные разрушения. Распыленные породы плотной пеленой держались в атмосфере 8 часов, застилая солнце, и яркий день сменился темной ночь Выделения жидкой лавы не происходило.
Подобного рода извержения вулканов пелейского типа объясняются присутствием очень вязкой лавы, препятствующей выделению скопившихся под ней паров и газов. [5]
Глава 5. Типы лавы
По содержанию кремнезема различают лавы кислые и основные. В первых его количество доходит до 76%, а во вторых не превышает 52%.
Кислые лавы отличаются светлой окраской и небольшим удельным весом. Они богаты парами и газами, вязки и малоподвижны. При остывании образуют так называемую глыбовую лаву.
Основные лавы, наоборот, темной окраски, легкоплавки, бедны газами, обладают большой подвижностью и значительным удельным весом. При остывании называются «волнистыми лавами».
Рис. 6. Глыбовая лава [9]
Рис. 7. Волнистая лава [9]
Лава вулкана Везувий
По химическому составу лава бывает различна не только у вулканов различного типа, но также у одного и того же вулкана в зависимости от периодов извержений. Так, например, Везувий в современное время изливает легкие (кислые) трахитовые лавы более же древняя часть вулкана, так называемая Сомма, сложена из тяжелых базальтовых лав.
Скорость движения лавы
Средняя скорость движения лавы пять километров в час, но в отдельных случаях жидкая лава двигалась со скоростью 30 километров в час.
Вылившаяся лава скоро остывает, на ней образуется плотная шлакообразная корка. Вследствие плохой теплопроводности лавы по ней вполне можно ходить, как по льду замерзшей реки, даже во время движения лавового потока. Однако внутри лава еще долго сохраняет высокую температуру: металлические стержни, опущенные в трещины остывающего потока лавы, быстро оплавляются.
Под наружной коркой долгое время еще продолжается медленное движение лавы оно отмечалось в потоке 65-летней давности, следы же тепла были установлены в одном случае даже через 87 лет после извержения. [7]
Температура потока лавы
Лава Везувия через семь лет после извержения 1858 г. хранила еще температуру в 72°. Исходная температура лавы определялась для Везувия в 800-1000°, а лава кратера Килауэа (Гавайские острова) 1200°.
Интересно в связи с этим ознакомиться, как два научных сотрудника Камчатской вулканологической станции измеряли температуру лавового потока.
Для того чтобы произвести необходимые исследования, они с опасностью для жизни вскочили на движущуюся корку лавового потока. На ногах у них были асбестовые сапоги, плохо проводящие тепло. Хотя стоял холодный ноябрь и дул сильный ветер, однако и в асбестовых сапогах ноги все же так нагревались, что приходилось попеременно стоять то на одной, то на другой ноге, чтобы хоть немного остыла подошва. Температура лавовой корки доходила до 300°. Отважные исследователи продолжали работать. Наконец, им удалось пробить корку и измерить температуру лавы: на глубине 40 сантиметров от поверхности она равнялась 870°.
Измерив температуру лавы и взяв пробу газа, они благополучно перепрыгнули на застывший борт лавового потока.
Благодаря плохой теплопроводности лавовой корки температура воздуха над лавовым потоком изменяется настолько слабо, что деревья продолжают расти и цвести даже на небольших островках, окаймленных рукавами свежего лавового потока.
Излияние лавы происходит не только посредством вулканов, но также и через глубокие трещины в земной коре. Исландии встречаются потоки лавы, застывшие между слоями снега или льда.
Лава, заполняющая трещины и пустоты земной коры, может в продолжение многих сотен лет сохранять свою температуру, чем и объясняется наличие горячих источников в вулканических местностях.
Глава 6. Вулканические породы
6.1 Формы залегания вулканических эффузивных пород
Эффузивный магматизм сопровождается излиянием лавы на земную поверхность. Однако нередко извержения вулканов носят взрывной характер, при котором магма не изливается, а взрывается и на земную поверхность выпадают тонкораздробленные кристаллы и застывшие капельки стекла - расплава. Подобные извержения называются эксплозивными (лат. "эксплозио" - взрывать)
Рис. 8. Один из стратовулканов Камчатки [9]
- Лавовый покров - это плоское тело больших размеров, мощностью до 30 м. При повторных излияниях мощность покрова может увеличится до 1800-3000 м
- Лавовый поток - представляет собой сильно вытянутое тело, возникшее в результате движения лавы по наклонной поверхности рельефа; длина потока намного больше его ширины
- Некк (жерловина) - столбообразное тело, выполняющее жерло вулкана (лаво- или магмоподводящий канал) вулканическим материалом лавой, пиро-кластолитами, туфолавой, туфами, лавобрекчиями, вулканическими брекчиями и др.
- Вулканический купол (пик, игла) - куполовидное тело, имеющее высоту до 700-800 м и крутые склоны (400 и больше). Образуются в результате выжимания из вулканического канала вязкой лавы
B зависимости от характера извержения (излияния лав или взрывные извержения) образуются 2 типа пород: излившиеся, или Эффузивные горные породы, и вулканогенно-обломочные, или Пирокластические породы; последние расчленяются на рыхлые (вулканические пепел, песок, бомбы и др.), уплотнённые и сцементированные (туфы, туфобрекчии и др.).
Kроме того, выделяют промежуточные типы Bулканические горные породы. - Туфолавы, возникшие в результате извержений богатых газами пенящихся лавовых потоков, и Игнимбриты, представляющие собой спёкшийся вулканогенно-обломочный материал, гл. образуются кислый, которым покрыты огромные площади, измеряемые сотнями и тысячами км2. Форма эффузивных тел определяется вязкостью лав и их температурным режимом. Покровы и потоки характерны для маловязких базальтовых лав, но встречаются и кислые (липаритовые) потоки. Kупола и иглы возникают при извержениях вязких лав (Дациты, Липариты). Дайки и некки.[13]
6.2 Химический и минеральный состав вулканических пород
В зависимости от содержания кремнезема и других оксидов изверженные горные породы делятся на следующие.
- ультраосновные, богатые MgO и FeO, но наиболее бедные (менее 45%) SiO2 (дуниты, пироксениты - в интрузивных и пикриты - в эффузивных комплексах);
- основные, содержащие от 45 до 55% SiO2, богатые СаО и Аl2Оз, но более бедные MgO, FeO (габбро, нориты - в интрузивных и базальты и диабазы - в эффузивных комплексах)
- среднекислые, содержащие от 55 до 65% SiO2, более бедные СаО, но обогащенные щелочами (диориты, кварцевые диориты - в интрузивных; порфириты, андезиты и другие - в эффузивных комплексах);
- кислые, содержащие более 65% SiO2, еще более богатые щелочами и более бедные, по сравнению с предыдущими, СаО, MgO, FeO (гранодиориты, граниты - в интрузивных; липариты, кварцевые порфиры - в эффузивных комплексах).
Химический состав соответствующих интрузивных и эффузивных пород очень близок.
Химический и минералогический составы пород взаимосвязаны:
- ультраосновные породы - плагиоклазов нет, присутствуют пироксены, оливины и рудные минералы (перидотит), оливины и рудные минералы (дунит);