Что служит причиной извержения вулкана
Что такое вулкан и почему он извергается
Активный вулкан: Freepick
О том, что такое вулкан, люди задумывались с древности. Сегодня уже можем научно объяснить это одновременно грозное и чарующее явление. Ученые выяснили, как и почему образуются вулканы, как они работают. Эти знания помогают предсказывать извержения и спасать тысячи людей.
Что такое вулкан
Вулканические извержения с древних времен привлекали внимание людей. Они стремились объяснить это грозное явление:
Для современного человека вулканизм перестал быть загадочным явлением. Ученые-вулканологи, которые занимаются подробными исследованиями в этой области, знают все о вулканах. Они-то и объясняли, что вулкан — это гора, которая расположена над каналом или трещиной в земной коре.
Обычно вулкан имеет конусообразную или куполообразную форму с кратером (впадиной в форме воронки) на вершине. Большую часть своей жизни он спит, а когда «просыпается», то случается извержение. Рассмотрим процесс образования и структуру вулкана подробнее.
Возникновение вулканов стало возможным благодаря особенностям нашей планеты:
Таким образом, литосфера погружена в мантию и очень медленно перемещается в ней из-за постоянного движения последней. Так как каменная оболочка не сплошная, отдельные ее части (плиты) периодически сталкиваются и наползают друг на друга. Так формируются горы и вулканы.
Грозный вулкан: Freepick
Если часть плиты, оказавшаяся под другой плитой, постепенно погрузится в мантию и начнет плавиться, то получится магма. Так называют густую массу расплавленной породы, в которой содержатся газы и пары воды.
Так как магма легче, чем все, что ее окружает, она начинает медленно подниматься на поверхность и накапливается в магматическом очаге, расположенном в месте столкновения плит.
Все это вместе и представляет собой части вулкана. Снаружи он выглядит как обычная гора, а внутри постепенно накапливает магму, которая однажды вырвется на поверхность мощным извержением.
Почему происходит извержение вулкана
Интересно, когда и почему происходит извержение вулкана? Подскажем.
Причины
Причины этого впечатляющего события связаны с поведением раскаленной магмы, а именно:
Процесс извержения также связан с дегазацией магмы. В жизни подобная ситуация происходит, когда мы открываем бутылку с газированными напитками (лимонад, кока-кола, квас, шампанское).
Обычно слышим хлопок и видим дымок или пену, которые появляются из горлышка. Это и есть процесс выхода наружу газа, то есть дегазация. Если же такую бутылку до открывания трясти или нагревать, то произойдет выброс мощной струи. В случае неплотно закрытой бутылки, пробка легко выскочит под ее давлением.
Точно так же под давлением живет и магма в своем очаге. Найдя место, где земная кора «закрыта неплотно», она вырывается наружу, вышибая «пробку» вулкана. Чем сильнее последний был закрыт, тем мощнее окажется извержение.
Пока магма поднимается наверх, газы и водяной пар ее покидают и образуется лава. Газы в составе магмы горючие, то есть легко воспламеняются и взрываются. Все эти процессы наблюдаем, когда происходит извержение.
Иногда получается так, что магма находит легкий выход и лава спокойно вытекает наружу без взрыва. Выглядит это так, словно кипящая каша булькает и выливается из кастрюли. Может случиться и так, что у магмы не хватит сил оказаться на поверхности, тогда она будет застывать в глубинах. И на этом месте будет обычная гора, а не вулкан.
Жерло вулкана: Freepick
Как извергается вулкан
Процесс можно описать так:
Информация о вулканах говорит, что они могут «молчать» столетия и даже тысячелетия. Но такие спящие вулканы все равно остаются опасными, так как у них внутри идут процессы, описанные выше.
Самые известные вулканы
Поток застывающей лавы: Freepick
На нашей планете есть и действующие вулканы, и потухшие вулканы, но какие из них самые известные? Есть популярные и необычные вулканы. О десяти таких уникальных объектах расскажем детальнее.
Эйяфьядлайёкюдль
Этот трудновыговариваемый гигант расположился в Исландии. В 2010 году он стал известен на весь мир, когда его вулканический пепел и пар послужили причиной отмены множества авиарейсов и остановили работу крупных аэропортов.
Этот деятельный сицилийский вулкан известен более 200 извержениями. Примерно раз в 150 лет Этна просыпается, и тогда случаются сильные извержения.
Когда в 1928 году раскаленная лава застыла прямо перед католической процессией, Этна была признана символом острова. Пока она спит, местные жители устраивают на ней фестивали блюза.
Невадо-дель-Руис
К сожалению, не всегда люди верят предупреждениям ученых об опасности извержения. Так случилось 13 ноября 1985 года с колумбийском вулканом Невадо-дель-Руис, который ожил и в результате извержения стер с лица Земли город Армеро. Раскаленная лава прошло 50 км всего за 10 минут и унесла жизни более 20 тысяч жителей.
Кракатау
Индонезия считается страной вулканов, а самый известный из них — Кракатау. Он ожил 15 августа 1883 года. Ударная волна после его извержения семь раз обошла вокруг земного шара и стала причиной гигантского цунами, которое уничтожило 295 городов на Яве и Суматре.
Везувий
Итальянский вулкан высотой 1281 м расположился рядом с Неаполем. Он до сих пор действует и считается одним из самых опасных в мире. Сильно извергался этот вулкан более 80 раз.
Самым известным стало происшествие 24 августа 79 года — извержение уничтожило Помпею. Последний раз вулкан оживал в 1944 году.
Льюльяйльяко
Этот южноамериканский действующий вулкан высотой 6739 м самый высокий в мире. У него есть вечная ледяная шапка, а рядом находится пустыня Атакама. Также на вулкане часто находят ценные объекты археологи.
Фудзияма
Японская Фудзияма считается действующим, но малоактивным вулканом. В последний раз она оживала в начале XVIII века. Сегодня она больше известна своей красотой.
Теперь вы знаете не только, что такое вулкан, но и как он живет. Эта грозная природная сила способна на многое, но людям удается с ней справляться. Внутри каждого вулкана постепенно накапливается магма, ученые следят за этими процессами и предупреждают о возможном извержении, до начала которого надо провести эвакуацию людей из близлежащих городов.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Почему извергается вулкан?
Что такое литосфера?
Оболочка земли носит название «литосфера», в переводе с греческого языка это означает «каменная оболочка». Если смотреть по меркам целой планеты, то толщина литосферы не такая уж и большая — всего один процент радиуса Земли. Но по обычным меркам, оболочка всё же достаточно «прочная» — семьдесят-восемьдесят километров суши и где-то двадцать километров глубины в области океанов. Из-за чередования суши и водоёмов, из-за различных разломов литосфера не представляет собой целостное полотно, а больше похожа на лоскутное одеяло.
Мантия Земли представляет собой вязкую горячую субстанцию. Её температура очень высокая, и чем ближе к ядру, тем выше. Казалось бы, что из-за горячей температуры мантия должна быть очень жидкой, но это не так. Следует помнить, что на неё действует колоссальное давление в центре планеты, поэтому субстанция становится более тягучей, похожей на смолу. Из-за того, что температура в мантии разная, её «потоки» очень медленно, но перемещаются: холодная часть опускается, а горячая поднимается. Литосфера как бы дрейфует на этой «смоляной» мантии, закрепившись в ней благодаря своему весу.
Когда горячие потоки мантии достигают подошвы литосферы, они некоторое время двигаются вдоль «кожуры Земли». За время движения массы охлаждаются и начинают оседать к центру планеты. Во время горизонтального движения мантии у литосферы происходит движение и частей самой «оболочки». Литосферные плиты начинают тоже медленно перемещаться, сталкиваясь и наслаиваясь друг на друга.
В процессе наложения плит друг на друга та плита, что очутилась внизу, под тяжестью верхней части литосферы начинает медленно опускаться в мантию. Под воздействием больших температур погрузившаяся плита начинает плавиться. Эта расплавленная часть с породами, газами и парами, которые в ней содержатся, называется магма.
По своей консистенции магма густая, но всё же более жидкая, нежели мантия. В переводе с греческого языка «магма» означает «густая паста» или «тесто», «месиво», «густая мазь».
Магма гораздо легче, чем все породы около неё. Как более лёгкая часть она начинает медленно подниматься обратно к литосфере, задерживаясь в так называемых «магматических очагах», размещённых вдоль тех мест, где столкнулись литосферные плиты.
Оправдывая своё имя, магма ведёт себя как настоящая опара: увеличивается в объёме, заполняет собой всё возможное пространство и поднимается из недр планеты по всем изломам и трещинам, которые может найти. Поднявшаяся опара всегда пытается «выйти из берегов», убегая из той посуды, в которую была помещена. Так и магма находит для себя трещину или тонкое место в литосфере и прорывается на поверхность. Такой «побег» магмы и называют извержением вулкана.
Почему происходит извержение вулкана?
Извержение случается из-за скопления газов и последующей дегазации. В своей жизни все мы не раз видели подобный процесс. Вспомните, что происходит, когда мы открываем бутылку с шипучим напитком. Раздаётся небольшой хлопок, часть жидкости превращается в пену и поднимается по горлышку, иногда идёт еле видный дымок. А что произойдёт, если перед открытием крышки бутылку сильно потрясти? Газированный напиток попытается резко освободиться из плена ёмкости, в которую заточён. Причём если слабогазированный напиток типа кваса или лимонада будет освобождаться из бутылки посредством сильного пенообразования, то сильногазированный может создать немало проблем. Нагретое или растревоженное тряской шампанское не просто «выстрелит» пробкой, но и выплеснется наружу всем своим содержимым. Процесс дегазации обычного игристого вина настолько мощный, что если бутылка будет неплотно закупорена, пробку просто напросто выбьет.
Магма, скопившаяся в магматическом очаге, находится под таким же давлением, что и шипучие жидкости в бутылках. Находясь не так глубоко от поверхности земли, магма ищет слабое место, чтоб так же прорваться наружу. Причём, чем плотнее была «пробка» земной коры, тем сильнее будет выстрел, то есть извержение.
Вышедшая на поверхность магма, растерявшая по пути свои газы и пар, становится лавой. Газы, выделяющиеся при извержении вулкана, – горючие, и поэтому легковоспламенимые. Загораясь внутри вулкана, они тут же взрываются с огромной силой. Мощность взрыва настолько разрушительна, что после такого извержения вместо когда-то стоявшей горы остаётся лишь нечто вроде воронки (кальдера). Если же извержение не утихает, то в этом же «карьере» начинает образовываться новый вулкан.
Случается, что магма находит место потоньше, без плотно сидящих «пробок», и тогда никаких взрывов не случается вообще. Лава спокойно выбирается и разливается недалеко от вулкана. Примером такого «тихого извержения» стали вулканы на Гавайских островах.
Бывает, что магма скапливается, но не может найти выход на поверхность. Тогда она так и остаётся, застывая в недрах Земли. Ввиду того что извергаться нечему, вулкан не образовывается.
Что происходит внутри вулкана?
Дегазация магмы оканчивается в тот момент, когда она наконец оказывается на поверхности. «Освободившаяся» магма представляет собой уже известную нам лаву, а также пепел, газы, пары воды и обломки горных пород.
После окончания дегазации давление в очаге спадает, извержение вулкана завершается. Жерло вулкана «запечатывается» застывшей лавой. Из-за сильного жара в магматическом очаге такое запечатывание не всегда плотное — в таком случае на поверхности Земли могут образовываться струи горячих источников, называемых гейзерами, и потоки вулканических газов — фумаролов. Если у вулкана ещё есть такие источники воды и газов, то он считается действующим. Магма продолжает в нём скапливаться, и однажды может начать процесс извержения снова. Причём совершенно неважно, сколько прошло лет с последнего извержения и сколько уже газы и источники продолжают свою активность. Истории известны случаи, когда спящие (то есть извергавшиеся хотя бы однажды, но на данный момент затихнувшие) вулканы извергались спустя несколько столетий покоя.
Если спящими называют вулканы, извержение которых происходило во время существования людей (и о которых остались какие-либо сведения), то потухшими (древними) считаются те вулканы, что были активны очень давно. Так, шотландский город Эдинбург образован как раз на одном из таких древних вулканов, который был активен триста миллионов лет назад — не то что до появления людей, но даже до того времени, когда обитали динозавры.
Почему извергаются вулканы?
Одной из наиболее распространенных причин извержения вулканов является повышение магмастатического давления. Магма содержит множество разных элементов и соединений. Однако некоторые из них, например, вода и сера, при определенной концентрации перестают растворяться в ней, образуя находящиеся под высоким давлением пузырьки газа. Достигнув поверхности, они буквально взрываются. А когда это происходит с миллионами одновременно, высвобожденной энергии может хватить, чтобы забросить пепел от извержения в стратосферу. Но, прежде чем лопнуть, пузырьки ведут себя как углекислый газ в минералке. Они снижают плотность магмы и увеличивают силу её выталкивания сквозь земную кору. Многие геологи считают, что именно этот процесс спровоцировал извержение Парикутина.
Известны две естественные причины образования этих пузырей. Иногда новая магма, поступающая с большей глубины, приносит в расплавленные породы соединения, находящиеся в газообразном состоянии. Однако они могут генерироваться также и в результате остывания магмы. Последняя представляет собой смесь газов и расплавленных минералов. Охлаждаясь, эта субстанция кристаллизуется. В образующихся породах наличия большого количества газов не предполагается, поэтому они выдавливаются наверх в виде тех самых «детонирующих» пузырьков.
Наконец, извержения могут происходить в тех случаях, когда сдерживающие магму породы теряют прочность. Едкие газы и жар, выделяющиеся расплавленными породами, разъедают их, в результате чего даже твердые камни превращаются в мягкую глину. Породы также ослабляются тектоническими процессами. Вследствие землетрясений в земной поверхности иногда возникают трещины, которые служат выходными отверстиями для магмы. Кроме того, в результате смещения континентальных плит земная кора способна опасно утончиться.
К сожалению, понимание процессов, приводящих к извержениям вулканов, не облегчает задачу прогнозирования последних. Ученые научились относительно точно определять прочность и вес земной коры в той или иной области планеты, однако отследить, насколько велико давление в магматических камерах, до сих пор практически невозможно из-за той глубины, на которой они находятся. Тем не менее, ученые постоянно изобретают и совершенствуют технологии прогнозирования вулканической деятельности. Достижения в области тепловидения позволяют обнаруживать горячие точки под поверхностью планеты, а спектрометры дают возможность анализировать газовый состав магмы. Лазеры, в свою очередь, могут отслеживать воздействие поднимающейся магмы на форму вулкана. Будем надеяться, что со временем, эти и другие инструменты позволят предсказывать, где и когда следует ждать следующего извержения. Это позволит спасти немало человеческих жизней.
Что служит причиной извержения вулкана?
Литосфера Земли на сегодняшний день изучена недостаточно хорошо, и поэтому у ученых нет полного понимания процессов, приводящих к извержению вулкана.
Ключевая причина извержения заключается в том, что в недрах Земли находится жидкое вещество – магма. Она испытывает сильное давление со стороны земной коры, и в результате сама в ответ давит на земную кору и пытается выбраться наружу. Вулканы – это как раз те места, где ей это удается сделать.
На характер извержения влияет и свойства магмы. Если она хорошо пропускает газы, то они проходят сквозь нее, что снижает давление. В результате из жерла исходят газы, но магма медленно поднимается наружу. Если же она плохо пропускает газы, то они создают дополнительное давление, которое приводит к взрывному характеру извержения.
Важно отметить, что большинство вулканов располагается в сейсмически активных районах, на стыках литосферных плит. Это связано с тем, что именно здесь магма находится ближе всего к поверхности, а частые землетрясения снижают прочность земной коры в этих районах, позволяя магме чаще выходить наружу. На вулканическую активность также могут влиять и действия небесных тел. Так, самые мощные вулканы в Солнечной системе извергаются на Ио, спутнике Юпитера, и их причиной как раз является гравитация планеты. Конечно, влияние Луны на земные извержения значительно слабее, однако всё же оно имеет место быть.
Список использованных источников
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Кто же не знает почему! Однако интересно еще раз проследить за происходящими процессами, если они описываются подробным, но понятным и простым языком. Вспоминаешь уже забытые нюансы и узнаешь некоторые пропущенные в свое время тонкости.
Температура мантии — тысячи градусов: ближе к ядру температура больше, ближе к оболочке — меньше. Из-за разницы температур происходит перемешивание вещества мантии: горячие массы поднимаются вверх, а холодные — опускаются (так же, как закипающая вода в кастрюле или чайнике, но только происходит это в тысячи раз медленнее). Мантия хоть и разогрета до огромных температур, но из-за колоссального давления в центре Земли она не жидкая, а вязкая — как очень густая смола. Литосфера-«скорлупа» как бы плавает в вязкой мантии, немного погрузившись в нее под тяжестью своего веса.
Достигая подошвы литосферы, остывающая масса мантии какое-то время движется горизонтально вдоль твердой каменной «скорлупы», но затем, остыв, она снова опускается в направлении центра Земли. Пока мантия движется вдоль литосферы, вместе с ней поневоле движутся и куски «скорлупы» (литосферные плиты), при этом отдельные части каменной мозаики сталкиваются и наползают друг на друга.
Часть плиты, которая оказалась снизу (на которую наползла другая плита), постепенно погружается в мантию и начинает плавиться. Так образуется магма — густая масса расплавленных пород с газами и парами воды. Магма легче, чем окружающие породы, поэтому она медленно поднимается к поверхности и накапливается в так называемых магматических очагах, которые располагаются чаще всего вдоль линии столкновения плит. Магма более жидкая, чем мантия, но всё же достаточно густая; в переводе с греческого «магма» означает «густая паста» или «тесто».
Поведение раскаленной магмы в магматическом очаге и правда напоминает дрожжевое тесто: магма увеличивается в объеме, занимает всё свободное пространство и поднимается из глубин Земли по трещинам, норовя вырваться на волю. Как тесто приподнимает крышку кастрюли и вытекает через край, так и магма прорывает земную кору в самых слабых местах и вырывается на поверхность. Это и есть извержение вулкана.
Извержение вулкана происходит из-за дегазации магмы. Процесс дегазации известен каждому: если осторожно открыть бутылку с газированным напитком (лимонадом, кока-колой, квасом или шампанским), раздается хлопок, и из бутылки появляется дымок, а иногда и пена — это из напитка выходит газ (то есть происходит его дегазация). Если бутылку с шампанским перед открыванием потрясти или нагреть, то из нее вырвется мощная струя, и удержать этот процесс невозможно. А если бутылка неплотно закрыта, то эта струя может сама вышибить пробку из бутылки.
Магма в магматическом очаге находится под давлением, так же как и газированные напитки в закрытой бутылке. В том месте, где земная кора оказалась «неплотно закрыта», магма может вырваться из недр Земли, вышибив «пробку» вулкана, и чем прочнее была «пробка», тем сильнее будет извержение вулкана. Поднимаясь вверх, магма теряет газы и пары воды и превращается в лаву — магму, обедненную газами. В отличие от шипучих напитков, газы, которые выделяются при извержении вулкана, — горючие, поэтому они воспламеняются и взрываются в жерле вулкана. Сила взрыва вулкана бывает настолько мощной, что на месте горы после извержения остается огромная «воронка» (кальдера), и если извержение продолжается, то прямо в этой впадине начинает расти новый вулкан.
Однако бывает, что магме удается найти легкий выход на поверхность Земли, тогда лава вытекает из вулканов вообще без взрывов — как кипящая каша, булькая, переливается через край кастрюли (так, например, извергаются вулканы на Гавайских островах). У магмы не всегда хватает сил выйти на поверхность, и тогда она медленно застывает на глубине. В этом случае вулкан вообще не образуется.
Как же все-таки работает вулкан? Когда открывается «клапан» в Земле (вышибается пробка вулкана), давление в верхней части магматического очага резко снижается; внизу же, где давление пока еще большое, растворенные газы всё еще входят в состав магмы. В жерле вулкана из магмы уже начинают выделяться пузырьки газов: чем выше, тем их становится больше; эти легкие «воздушные шарики» поднимаются вверх и увлекают за собой вязкую магму. Около поверхности уже образуется сплошная пенистая масса (застывшая вулканическая каменная пена даже легче воды — это известная всем пемза). Дегазация магмы завершается на поверхности, где, вырвавшись на свободу, она превращается в лаву, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.
После бурного процесса дегазации давление в магматическом очаге снижается, и извержение вулкана прекращается. Жерло вулкана закрывается застывшей лавой, но иногда не очень прочно: в магматическом очаге остается достаточно жара, поэтому на поверхность через трещины могут вырываться вулканические газы (фумаролы) или струи кипящей воды (гейзеры). В этом случае вулкан всё еще считается действующим. В любой момент в магматической камере может накопиться большое количество магмы, и тогда процесс извержения начнется вновь.
Известны случаи, когда извергались вулканы, молчавшие и 300, и 500, и 800 лет. Вулканы, которые хотя бы раз извергались на памяти человека (и могут заработать вновь), называются спящими.
Потухшие (или древние) вулканы — это те, которые работали в далеком геологическом прошлом. Например, столица Шотландии город Эдинбург стоит на древнем вулкане, который извергался более 300 миллионов лет назад (тогда еще и динозавров-то не было).
В результате движения литосферных плит могут возникать магматические очаги. Если жидкая магма вырывается на поверхность Земли, начинается извержение вулкана. Часто извержение вулкана сопровождается мощными взрывами, это происходит из-за дегазации магмы и взрыва горючих газов. Вулкан засыпает, если прекращается подача новых порций магмы из магматического очага, но может проснуться (ожить), если движение плит продолжается и магматический очаг вновь заполняется. Вулканы тухнут окончательно, если движение плит в этом районе прекращается.