Прояви вулканізму у світі

ВУЛКАН, ЯК СКЛАДОВА ЧАСТИНА ВУЛКАНІЗМУ.

Вулкан - це імя бога вогню у древньому Римі міфічного підземного коваля. У древніх греків цей бог називався Гефестом. Місцем знаходження його вважали Лінарські острови, де, як гадали знаходилась підземна кузня Гефеста-Вулкана, з якої час від часу чулися удари, виверження розплавленої лави. На цих островах древні люди розміщували вхід до підземного царства - знаходження душ померлих. Вогняні гори, які приносили страшні біди сильно впливали на уяву перших людей.

Але з погляду вулканології, вулкан - це є гора, яка утворилася виверженням суміші газів, пари, попелу і розплавленого каміння (лави). На вершині цієї гори (конуса) знаходиться чашоподібне заглиблення - кратер. Він може бути різних розмірів. Кратер, який розміщений на найвищій частині конуса, називають центральним, але деякі вулкани мають ще один,

Вулкани розташовані на всіx материках (крім Австра-лії) і океанах. Здебільшого вони формуються в слабких точках земної кори, де виливаються великі потоки магми. Магма піднімається до поверхні і утворює вулкан, пробивши отвір в товщі плити. Застигаючи, вона опускає-ться вглиб, а з часом піднімається знову. Незважаючи на постійне перміщення плит, “гарячі точки” в мантії завжди залишаються на одному місці. Тому над ними за мільйони

років замість одних вулканів зявляються інші. Саме так, з ланцюга вулканів утво-рилися, і до цих пір формуються Гавайськї острови в Тихому океані.

Еквадор

5896

Попокатепетль

Мексика

5452

Сангай

Еквадор

5410

Ключевська сопка

Камчатка

4750

Мауна-Лоа

Гавайські острови

4170

Фако

Камерун

4070

Тейде

Канарські острови

3718

Семеру

о. Ява

3676

Коліма

Мексика

3658

Шивелуч

Камчатка

3283

Етна

Сицілія

3263

ВИВЕРЖЕННЯ ВУЛКАНІВ І ЙОГО НАСЛІДКИ.

Основною і найгрізнішою силою вулкану є його виверження. Виверження - природне явище, яке виражається в тому, що магма, разом з газами, які є в ній, проривається з глибоких частин Землі на поверхню. Його компонентом є магма (грец. “тісто”, “каша”) - маса розплавленої камяної породи, яка знаходиться на великій глибині і насичена газами. Магма, яка вилившись на поверхню втратила
багато газів називається лавою. Лава це також кристалічна гірська порода, яка містить багато силікатних сполук, якщо кількість кремнезему (SiO2) в ній велика (75% ріолітова лава),
то утворюється вязка, мало текуча масa, але коли SiO2 мало (38%, базальтова лава), то витікає ріка і дуже текуча лава.

Виверження вулканів залежить від багатьох чинників, а саме: він геологічної будови району, порід з яких складається район, на якій глибині знаходиться вулканічне вогнище і який склад магми. Часто під час горотворення, в земній корі утворюються складки, виникають розколини, якими магма піднімається вгору. І головну роль у цьому підняття відіграє величезний тиск, що його створює земна кора. Натискаючи на магму, земна кора змушує її підійматися розколинами вверх на поверхню землі. Але водночас діють і гази, які містяться в ній. Вони, намагаючись піднятися розколинами вгору, виштовхують і магму. З її підійманням тиск земної кори зменшується, тому потім магма стає більш плинною і виливається на поверхню. Вулканічним виверженням часто передують потужні вибухи. При цьо-му викидається велика кількість вулканічного попелу, - легкого дрібного порошку сірого кольору, який роздроблений в пил з осколків старої, і дрібніших частинок рідкої лави, викинуті з вулкану струменями газу (деколи він, змішуючись з атмосферними опадами чи водами розплавлених снігових масивів або льодовиків, утворює грязеві потоки); вулканічного піску, - невеличких кусків лави, розміром з горошину; лапІлей-уламків, як волоський горіх. Великі уламки, що іноді досягають у величині двоповерхового бу-динку, називаються вулканічними бомбами. Одна з бомб, викинута італійським вулка-ном Вулкано, важила близько 70 т, обємом 25м³. Ці викиди іноді покривають землю на тисячі км².

Також перед виверженнями проходять ву-лканічні землетруси, які звязані із зародженням і рухом рідкої або вязкої магми та з вибухами газів в кратері вулкану. Їхні вогнища завжди локалізовані в невеликому просторі, поблизу магматичного вогнища і вихідного ка-налу вулкану. На відміну від тектоні-чних, ці землетруси завжди проходять великими серіями, відображаючи процес поступовим зростання тиску в магмі вогнищі і вихідному каналі. Зазвичай вулканічні землетруси слабші тектоні-чних тому, що їхні вогнища лежать на менших глибинах і джерело, яке викликає їх знаходиться на невели-кому просторі земної кори.

Класифікація вивержень.

В світі через розмаїття і неоднаковість ви-вержень виникла потреба в її класифікації. І першою характеристикою вулкана є належність його до певного типу ви-вержень, тобто як він вивержується. Найголо-внішими типами є: вул-канічний, плініанський, стромболійський, пеленський, гавайський і тріщинний.

Перший тип -- вулканічний (назва походить від влкн. Вулкано), відрізняється вязкою магмою, яка часто закупорює жерло, недаючи виходу газам, і вони накопи-чуються під таким високим тиском, що час від часу відбуваються потужні вибухи. Виверження цього типу нетривалі-- від декількох хвилин до кількох годин, але відновлюються кожні кілька днів чи тижнів протягом декількох місяців. Висота, на яку викидається вулканічні продукти досягає 20 м.

Другий тип -- плініанський (назва походить від імені римського вченого Плінія Старшого, який помер при виверженні Везувію в 79 р.н.е.) Цей тип рахується найбільш вибухонебезпечим, до нього відноситься знамените виверження Везувію в 79 р.н.е., яке похоронило під шаром попелу міста Помпеї та Геркуданук. Надзвичайно вязка магма часто закупорює вихід газам, що призводить до пізнішого вибуху і утворенню кальдер (іспан.”киплячий котел”), в кращому ви-

падку, до знищення цілого вулкану, в гіршому (як це було з влкн. Кракатау в І88З p.). Вулканічні продукти викидуються на висоту до 50 км і покривають велику площу; обєм викидів -- від 0,1 до 50 км³.

Третій тип -- стромболійський (від влкн. Стромболі), характеризуєть-ся безпере-рвною еруптив-ною (вибуховою) діяль-ністю протягом кількох місяців і навіть років, висота еруптивного стовпа (вивержених матеріалів) до 10 км. Магма рідка, газів і вулканічних бомб багато, попелу мало.

Ще одним типом є пелейський (від влкн. Мон-Пеле). Характеризується дуже вязкою магмою, яка твердіє до виходу з жерла, утворенням лавових куполів і викидом “вогненних хмар” (суміші розпечених газів і попелу).

Гавайський тип вважають найспокійнішим. Дуже рідка лава спокійно ви-тікає, твердих продуктів і попелу мало, а схили конуса до 10°.

Масштаб виверження вулкану поділяється на 5 класів: І клас - обєм вивержених матеріалів більше 100 км³, II клас від 10 до 100 км³, III - від 1 до 10 км³, ІV - від 0,1 до 1 км³, останній V клас виверженого матеріалу менше 0,1 км³.

Склад вулканічних продуктів у різних вулканах також різний. За кількістю кремнезему можна визначити рідка лава чи вязка. За вмістом в газах водяної пари, СО2, сірки Н2, можна дізнатися внаслідок, яких процесів вони утворилися. Динаміку виверження розрізняють ефузивну, - якщо виверження в основному проходить вилиттям лави; екструзивне ха-рактеризується вижаттям лавових куполів; експлозивне, де головну роль відіг-рають вибухи та комплексне - суміш всіх вище названих характерів вивержень.

Вулканічна небезпека.

Оскільки вулканічна діяльність не підвладна людині, вона може чинити їй шкоду і забирати людські життя. З 1600р. в результаті наслідків від вивержень (землетрусів, цунамі, селів, хвороби, голоду) померло 300 000 людей. Характер не-безпеки залежить від дії різних факторів. Лавові потоки знищують будівлі, перекривають дороги, с/г землі на багато років виключають з користування, попіл може збиратися на дахах будівель і призвести до обвалу, вулканічні гази отруюють по-верхню або утворюють кислотні дощі.

І тому щоб звести людські жертви до мінімуму виникла потреба в прогнозува-нні. Для прогнозу вивержень складають карти вулканічної небезпеки з показом розповсюдження продуктів минулих вивержень, ведеться моніторинг їх провісників. Таким провісником є слабкі вулканічні землетруси. Зазвичай їх частота не перевищує 10 за добу, але перед самим виверженням їх кількість зростає до кількох сотень. Деякі вул-кани перед виверженням, ніби “дихають”: піднімаються, надуваються і потім опускаються, - це в результаті зміни тиску магми всередині. Тому й змінюється кут нахилу його поверхні (нахиломіром можна визначити нахил 1 мм на 0,5 км). По його зміні на поверхні влкн. Асама в Японії, вчені передбачили початок виверження на цілий місяць. Також незадовго до пробудження вулкану можна спостерігати розширення або звуження кратеру. Ці зміни вимірюються лазером і радіохвилями. Сьогодні використовують дані магнітного поля та спостереження за тваринами.

Ці засоби використовують щоб взнати приблизну дату виверження, але точний час поки що ми не в змозі визначити, крім того у цих процесах є ще багато таємниць.

ІНШІ ВИДИ ВУЛКАНІЧНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ.

Вулканічна діяльність не закінчується на виверженні вулканів, вона проявляється в інших процесах на Землі.

Яскравим прикладом може бути діяльність гейзерів. Вони отримали свою назву від діючого джерела-фонтана "Великий Гейзер". Гейзер - це гаряче джерело, в якому проходить виверження окропу. Спочатку вода збирається десь в підземній порожнині, нагрівається від магми до температури кипіння і вибухає. Причиною вибуху води є те, що вона нагрівається знизу, на поверхні температура ще не до-сягла 100^ОС, а на дні вже має 120 - 125^ОС. Внизу вода не закипає тому, що перебуває під великим тиском стовпа води, який знаходиться вище. Але вода на глибині нагрівається все більше і нарешті починає ки-піти. Маси парів, що виникають при цьому, з силою вики-дають поверхневий шар води, утворюється фонтан. Ці ви-верження тривають небільше 1 - 2 хв. Потім вода повністю зникає з ями, але скоро вона знову наповниться нею. Одні гейзери працюють через кожні 30 - 40 хв. інші - раз на добу.

Часто вулкани, які вважалися сплячими, проявляють свою активність. В кратері і поблизу нього, з тріщин, просочуються струмені пари-фумароли, насичені різни-ми газами. Деколи вони дуже сильно свистять, а деколи виділяються ледь замітно, виносячи з собою різні тве-рді речовини, які покривають грунт біля виходів струменів.

Ще одним видом вулканічної діяльності є гарячі джерела. Вони здебільшого знаходяться у вулканічних областях (біля гейзерів) і утворюються тоді, коли гази і пара виділяються з магми (а вона знаходиться глибоко під землею), проходячи вверх нагрівають землю і змішуючись з підземними водами, переходять в гарячу воду, яка розчиняє різні речовини. Потім вона виходить на поверхню у вигляді гарячих мінеральних джерел, які можуть послужити людині для різноманітних цілей (лікувальна, видобувна тощо).

Значно меншими копіями справжніх вулканів є так звані сопухи або грязеві вулкани. Це невисокі (до 3 м) конусоподібні гори зі зрізаним верхом. На плоскій вершині сопухи міститься кратер. Він наповнений сірою, липкою грязюкою, з якої весь час виділяються пухирці газу.

Процес виверження грязьових вулканів нагадує справжнє виверження. З кратера сопух виділяється великий обєм газів, переважно вуглеводню. Іноді цей газ самозапалюється і піднімається стовп полумя. Закінчується виверження виділенням вязкої грязі. Виверження грязьових вулканів залежить від нагромадження
газів, що має місце там, де є родовища нафти. В Україні місцем знаходження сопух є Керченський півострів, що робить його перспективним для видобутку “чор-ного золота”.

У людей може скластися враження, що вулканізм являється однією з природних стихій, виключно ворожих до людини. Але це уявлення треба помякшити, бо чим більше ми дізнаємося про таємниці цих “вогняних гір", тим більше розуміємо, що руйнування - тільки зовнішня сторона вулканізму. Наприклад, вчені зібрали багато данних, які ствердно говорять про те, що земна кора, гідро- і атмосфера утворилися протягом мільярдів років з продуктів вулканічної діяльності. Якщо врахувати, що без вулканів не було би ні атмосфери, ні гідросфери, ні життя, то шкода від нього відходить на задній план.

Отже, вулкани по-перше творителі нових земель. Після кожного великого вивер-ження на десятки і сотні кілометрів падає вулканічний попіл, який містить майже всі потрібні для росту рослин поживні речовини, формуючи легкі повітре- і водопроникні грунтн. Добре зволожені і легко оброблювані землі з попелом, як правило дають високі врожаї різноманітних фруктів, злакових культур і кави.

Люди давно оцінили високу врожайність вулканічних земель і почали викорис-товувати їх з давніх часів. Є письменні джерела, що навколо Везувію і на йoro схилах збирались багаті врожаї винограду більше 2-ох тисяч років назад.

Поряд з вулканічним попелом широко використовують лавові потоки. Затвердівші вони відносно легко вивітрюються і через декілька років робляться придатними для культивування тропічних фруктів.

Деякі вулканічні лави використовуються в будівельній промисловості. Одним з прикладів може бути пемза. Найвідомішим родовищем пемзи є Монте-Пелато на острові Ліпарі (Італія). Вона утворюється з моногенних скловатних порід, дуже насичених крешеземом. Така порода ціниться, будучи ще в розплавленому стані, а заставаючи, перетворюється в пористу, губчату масу, яку називають камяною ватою. Пемза має багато цінних якостей: твердість, однорідність, лег-кість. Тому вона використовується в будівельній справі, як тепло-, звуко- і електроізоляційний матеріал для виготовлення легкого пемзобетону, а також як абразивний матеріал для поліровки і шліфування.

Заслуженою славою користуються вулканічні туфи. Ці породи утворені матеріа-лом, який викидується при вибухових вулканічних виверженнях. Туфі мають ба-гато цінних якостей: висока пористість, низька тепло- і звукопровідність, мягкість, в результаті якої туф легко піддається механічній обро-бці. Особливо знамениті вірменські, різнокольорові туфи. З них побудовано багато будинків тa інших споруд. При особливій тонкозернистій будові туфи Вірменії служать відмінним матеріалом для скульптурних робіт.

"Творча" діяльність вулканів багатогранна і не закінчується тим, що дарує родючі грунти,чудові мінерали і будівельні матеріали. Вони створили багато родовищ корисних копалин. Цікаво, що ще 30 років назад була поширена точка зо-ру, що вулкани не мають ніякого відношення до утворення різних руд. Але концепція глобальної тектоніки похитнуло цю теорію. Прикладом може бути вели-ке родовище міді в Казахстані (Коунрадське). Воно розміщене в жерлі древнього вулкану.

Мільярди років корисні рудні копалини відкладалися не тільки в жерлах, але і навкруги вершин у вигляді каменю шар за шаром. Так, вздовж головного Філіпінського розлому відстежуються ланцюги неогенових родовищ мідно-порфірових руд з вмістом золота і срібла. На островах Суматрі та Яві сформувалися золоторудні басейни міоценового і пліценового періоду. На островах архіпелагу Фіджі утворились свинцево-цинкові та золототелурні родовища. В Центральних Андах сформувався знаменитий мідний пояс Чилі та Пд.Перу. На території Болівії вздовж Сх. Кордільєрів простягнувся пояс, шириною до 100-150 км оловяно-срібних родовищ. Тут відомо 197 жил, в яких багато олова, вольфраму, свинцю, міді, золота, сурми. Активними металоносіями є гірські річки Далекого Сходу. 35 років тому вчені провели аналіз води в одній з річок, які впадають в Охотське море. І виявилося, що кожну добу річка виносить в океан 56 т алюмінію та 36 т заліза. Виявилося, що джерела, які живлять цю річку, розчиняють на шляху вулканічні гази. На Курилах майже всі річки «металеві».

Aлe зі всіх позитивних сторін вулканізму, найбільше багатство - це геотер-мальна енергія. Дуже часто цю енергію називають універсальними "чайниками", паровими котлам природи. І це правда, жителі вулканічних районів можна сказати, сидять не покришці парового котла і час від часу чують як булькають бульбашки. В них - газ, розчинений у воді. Але насправді замість води - вязка речовина підземних надр, замість печі котла - екзотермічні процеси, які проходять в мантії, а пара і газ виділяються з в"язкої при зміні температури і тиску.

Зазвичай вулканічні спалахи зявляються несподівано, а потім на довгий час замовкають. Але вулканічна діяльність в більшості випадках не згасає, а ті-льки переходить в іншу форму. Її продовження виражається у фумарольній діяль-ності (коли виділяються газові струмені, а навколо вулканів бють термальні джерела). Протилежність вулканічним виверженням, які проходять швидко, ця стадія може продовжуватися тисячі років.

Багаті геотермальними ресурсами Японські та Філіпінські дуги, а також Східно-Тихоокеанський пояс. В західній частині Пн.Америки гарячі джерела звязані зі згаслими вулканами. В гірських місцевостях західних штатів США відомо більше 1200 груп гарячих джерел. Їх зона простягається через штати Каліфорнія, Невада, Орегон, Айдахо, Вайомінг, Монтана.

Люди вже давно навчились дуже ефективно користуватися термальними водами (або гідротермами) вулканічного походження для різних господарських цілей. Наприклад, аборигени маорі на острові Північний (Нова Зеландія) з давніх давен використовують природні джерела гарячої води, в зоні Таупо, для приготування їжі.

Більше 50 років ними користуються жителі Ісландії. В 1928 р. гарячу воду провели в Рейкявік для опалення лікарні, школи і басейну для плавання. Тепер в столиці цієї приполярної країни термальними водами (з температурою від 87 до 138^ОС) обігріваються близько 80% жилих будинків, промислових і адміністративних будівель, навчальних закладів, спортивних споруд. Повітря над Рейкявіком найчистіше на Землі. Тут немає жодних викидів з котелень і димоходів. В ряді країн вода термальних джерел використовується в тепличних господарствах.

Практичне значення вулканізму не вичерпується наведеними прикладами. В останні 5О років по всій Землі почали використовувати вулканогенні води для виробництва геотермальної електроенергії.

Зазвичай геотермальні станції будуються в районах з особливими геологічними умовами, де великі маси магми вкорінились в земну кору ще мільйони років назад і зберегли достатню кількість тепла. Ці маси покриті шаром гірських порід, в яких циркулює вода. Таким чином, під землею знаходяться резевуари перегрітої води (200-300°С) під високим тиском. Прокладуючи собі шлях крізь гірські породи, вона перетворюється в пару, яка з великою швидкістю (3600 м/с) виливається з “бурильної труби^”, де вловлюється і направляється в турбогенератор.

На вулканічній парі працюють геотермальні електростанції в Японії (Хатима-мантай, Мацугава, Онікоба, Отаке), в Новій Зеландії (Вайракі), в Мексиці (Пате), в Ісландії (біля влкн. Дафла), в США (Каліфорнія південніше озера Солтон-СІ); декілька станцій функціонують в районі Італійського вулкану Монте-Аміата (тут також з пари видобувають сірку).

Але, найголовніше це те, що цей вид енергії є одним з екологічно чистих. Бо для її одержання не треба нічого спалювати, Землясама випромінює тепло і тим самим дозволяє пізнати геотермальну енергію. Електрика, яка отримується з неі, йде на електрифікацію жилих будівель, заводів, фабрик зменшуючи кількість шкідливих викидів ТЕС, від спалення вугілля, нафти, газу, або взагалі відмовитися від ТЕС і АЕС, покращуючи екологічну ситуацію в країні.

Зараз розробляються плани про використання енергії виверження вулкану. Оскільки вона дуже велика і вимірюється в астрономічних числах, то в недалекому майбутньому, ця енергія може побути на службі людини. На це ми маємо право надіятись ї думат, що через декілька років вулканічні дари Землі змінять біль-шу частину нашого життя.

ВИCHOBOK

Можна сказати, що вулканічна діяльність відіграє і відігравала велику роль у житті нашої планети. Існують теорії, що першо-початок всього живого на Землі -- вогонь вулканічних вивержень, отже якби не було б його, не було б і людей. Крім того, науці, яка вивчає її, невдалося вивідати всі секрети і таємниці. Але людство помалу відкриває їх. Оскільки розвивається техніка, то й зявляються нові засо-би для дослідження вулканічних процесів. Освоюються методи визначення звязку вулканізму з іншими процесами та передвісниками вивержень (тварини), а також використання вулканічних дарів (родючі землі, корисні копалини, геотермальна енергія).

І тоді, коли людина пізнає всі закономірності вулканізму, вона зможе не бо-ятися його викорстовувати собі на благо.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.

І.Б.Літинецький. Предвестники подземныхбурь.1988р.

К.П.Заварицька. Вулканы. 1950р.

Матеріали до І Всесоюзної вулканологічної ради. Проблеми вулканізму. 1959р.

Матеріали до ІІ Всесоюзної вулканологічної ради. Проблеми вулканізму. 1964р.

О.В.Набоко. Вулканы. 1973р.

І.В.Апродов. Вулканы.1982р.

Е.К.Мархінін. Вулканизм. 1985р.

В.С.Воропинов. Вулканы и землетрясения. 1958р.

В.І.Галицький. Вулкани і землетруси. 1951р.

Гарун Тазієв. Вулканы.1963р.

С.П.Родіонов. Вулкани і землетруси. 1947р.

Ж.А.Буламбаєв. Дыхание планеты. 1977р.

В.Г.Бондарчук. Вулкани і землетруси. 1945р.

Журнал «Древо Познания».

Велика Ілюстрована енциклопедія школяра.

Підручник з географії для 6 класу.

Атлас з географії для 8-9 класу.

Інтернет-адреси: www.lib.ru

www.referat.ru

[Новые поступления]


[Популярные работы]