Вулканические извержения. Извержения вулканов — опасные стихийные бедствия для человека Как называется материал захваченный в момент извержения

§4.1. Механизм вулканических извержений.

Вулкан (от лат. vulcanus – огонь, пламя) – геологическое образование в виде конуса из изверженных и остывших пород, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность и в атмосферу извергаются лава, горячие газы, пары воды, пепел, обломки горных пород. Различают вулканы действующие, уснувшие и потухшие, а по форме – центрального и линейного типов.

Извержение вулкана может продолжаться несколько дней, иногда месяцев и даже лет. После извержения вулкан успокаивается на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называют действующими. Если промежуток между извержениями значительно больше, то его называют уснувшим. К потухшим относятся вулканы, которые извергались в давно прошедшие времена; об их деятельности не сохранилось никаких сведений.

По внешнему виду вулканы подразделяют на центрального типа и линейные. У вулкана центрального типа роль выводного канала для магмы выполняет жерло-вертикальный туннель (своеобразная труба), ведущий от подземного магматического очага к поверхности; у линейного вулкана магма поднимается к поверхности по трещинам. Схема вулкана центрального типа показана на рис. 28.

Рис.28 Схема вулкана центрального типа.

АА’ – поверхность земли, 1 – магматический очаг, 2 – жерло вулкана, 3 – кратер вулкана, 4 – конус вулкана

Примером вулканов линейного типа являются подводные вулканы океанических рифтовых хребтов.

Понятие вулканической деятельности охватывает явления, связанные с подъемом нагретых субстанций из глубин Земли на поверхность, то есть газов, пара, горячей воды, лавы. Лавой называется поднявшаяся по жерлу вулкана и изливающаяся из его кратера магма. Она представляет собой жидкую или очень вязкую преимущественно силикатную массу, нагретую до температуры ~ 1200 0 .

На Земле насчитывается 552 действующих вулкана . В нашей стране действующие вулканы находятся на Камчатке и Курильских островах. В связи с отдаленностью от основных густо населенных районов страны их деятельность менее сказывается на основное массе населения, чем, например, землетрясения. Но извержения вулканов были и есть проявление могущественных сил природы.

Вулканы, как правило, тяготеют к границам тектонических плит, см. §1.1. Вулканическое извержение является сложным процессом. Приближенно качественную картину извержения можно представить следующим образом. Как указывалось в этом параграфе, вещество астеносферы находится под большим давлением, обусловленным весом земной коры. При определенных условиях вещество астеносферы может перейти в жидкое (расплавленное) состояние, называемое магмой. В магме содержатся растворенные под давлением различные газы: углекислый газ СО 2 , хлористый и фтористый водород HCl и HF, оксиды серы SO 2 , SO 3 , метан CN 4 , азот N 2 и другие газы и пары воды. При понижении давления, что связано со сложными процессами, происходящими в зонах тектонической активности, сразу же нарушается состояние равновесия – газы, растворенные в магме, переходят в газообразное состояние, что сопровождается значительным увеличением их объема. Магма вскипает и вместе с выделяющимися из нее газами начинает подниматься вверх по жерлу вулкана или трещинам – происходит извержение вулкана.

Рассмотрим несколько примеров вулканических извержений .

Известна легенда о гибели Атлантиды. Согласно одной из гипотез, обсуждаемых в средствах массовой информации, Атлантида находилась не в Атлантическом океане, как считалось ранее, а в Средиземном море, точнее в Эгейском море. Ее центром являлась группа островов, примыкающих к острову Крит с северной стороны. Атлантида была процветающим государством с необычайно высокой для того времени культурой. И такая удивительная цивилизация внезапно погибла… Основным событием, приведшим к катастрофе, было извержение вулкана Санторин, происшедшее примерно 3,5 тысяч лет назад и сопровождавшееся взрывом и быстрым опусканием в морскую пучину значительных участков суши. При этом произошло сильное землетрясение, возникли гигантские морские волны цунами, выпал обильный вулканический пепел. Атлантида частично провалилась, частично была смыта гигантскими волнами, частично засыпана толстым слоем пепла. Гипотеза, несомненно, нуждается в тщательной проверке и научном обосновании.

Широко известными примерами являются извержения вулканов Везувия в I веке Новой эры (извержения этого вулкана происходили и позднее, например, в 1872г), Томборо в 1815г., Кракатау в 1883г.

Везувий расположен на берегу Неаполитанского залива в Италии. В результате извержения в 79г. погибли древнеримские города Помпея, Геркулантум, Стабия. На Помпеи и Стабию вулкан обрушил тучи пепла и град камней, одновременно на оба города опустилось облако ядовитых газов. Геркулантум был затоплен потоками горячей грязи, образовавшейся из лавы, воды и пепла.

Извержение вулканов Томборо, Кракатау описано в § 1.1

§4.2. Выброс ядовитых газов в атмосферу, пеплопад,

движение лавового потока.

Вулканические извержения сопровождаются различными явлениями.

Прежде всего, при извержениях вулканов происходят землетрясения различной интенсивности. Воздействие землетрясений на различные объекты рассматривалось ранее в главе I.

Большую опасность представляет выброс ядовитых газов в атмосферу. Так при извержении вулкана Везувия на города Помпеи и Стабию обрушилось облако ядовитых газов. Многие жители погибли от токсического действия этих газов.

Материалы извержения, выброшенные в атмосферу и состоящие из смеси мелких и мельчайших обломков и частиц пород, в дальнейшем переносятся и распространяются следующими двумя способами – в виде пеплопада и пеплового потока.

Мельчайшие частицы и мелкообломочные продукты извержения, выброшенные вместе с горячими газами высоко в воздух, переносятся в атмосфере под действием турбулентности и ветра на большие расстояния. При этом возможно образование «огненных облаков». По мере затухания турбулентности несущая способность воздуха уменьшается, и под действием силы тяжести частицы осаждаются на земную поверхность в виде пеплопада. Мощность осадка пепла (толщина пеплового слоя) достигает часто нескольких метров, в отдельных случаях – десятков метров и более. Так при уже упоминавшемся извержении вулкана Везувия три города Помпеи, Геркулантум, Стабия, – были погребены под толстым слоем вулканического пепла. И только через 17 столетий, когда о существовании этих городов было забыто, случайно при рытье колодца были обнаружены античные статуи, а затем в результате археологических раскопок был открыт погребенный город Помпеи и несколько позднее два других.

При пепловом потоке аккумуляция материала потока происходит из горячей, раскаленной смеси мелких и мельчайших обломков и газа, захваченных в быстрое турбулентное движение и смещающихся вниз по склону вулкана. Движение пеплового потока происходит под действием силы тяжести. Пепловый поток в форме раскаленного облака наблюдался, например, при извержении вулкана Мон–Пеле на острове Мартиника в Атлантическом океане в 1902 г.

Характерным признаком извержения является истечение лавы из кратера и движение ее по склону вулкана. При этом может сформироваться мощный поток (настоящая река из огненной лавы), который уничтожает все на своем пути, пока не затвердеет при остывании. Длина лавовых потоков может достигать десятков километров. Мощность (толщина) потоков – до нескольких десятков метров, скорость продвижения – несколько километров в сутки.

При извержении лавы с повышенной вязкостью в жерле вулкана могут образоваться пробки, в результате чего давление газов сильно возрастает, как следствие – происходят взрывы. Мощные взрывы способны произвести большие разрушения. При взрывах, как правило, выбрасываются вулканические бомбы. Они представляют собой крупные комки лавы. К ним относятся также выброшенные при извержении крупные камни диаметром обычно от 0,5 м до 5…7 м . Дальность полета бомб составляет несколько километров, иногда – до десятков километров. Например, при извержении вулкана Безымянный на Камчатке вулканические бомбы летели на расстояние до 25 км.

Наконец, извержение связано не только с отложением материала на земной поверхности, но и с извлечением из глубин значительного объема магмы. Возникшая при этом полость может обрушиться, образуя кальдеру (от испанского caldera – большой котел) – глубокую котлообразную впадину вследствие провала вершины вулкана, а иногда и прилегающей к нему местности. Диаметр кальдеры достигает 10…15 километров и более. Такое обрушение приводит к особо тяжелым последствиям.

Таким образом, вулканическое извержение представляет собой природную катастрофу, которая может повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы. При извержении имеет место комбинированный очаг поражения в результате действия целого ряда поражающих факторов.

§4.3. Оценка дальности полета вулканических бомб.

Опасность вулканических бомб заключается в том, что, обладая сравнительно большой массой, они движутся с большими скоростями, их падение на земную поверхность происходит, как правило, внезапно, неожиданно.

Для получения представления о характере движения таких бомб рассмотрим простейший случай движения тела, брошенного с некоторой начальной скоростью V 0 под углом к горизонту, без учета сопротивления воздуха. Так как значительная часть полета бомбы происходит на больших высотах с пониженным значением плотности воздуха, такое допущение представляется оправданным. Схема движения бомбы показана на рис.29.

Рис 29. Схема движения вулканической бомбы.

На этом рисунке центр (точка «0») системы координат x, y совмещен с кратером вулкана, Н – высота кратера, x max – дальность полета бомбы.

Система уравнений движения бомбы и начальные условия ее полета могут быть представлены в виде

(4.1)

Вулканами называют геологические образования на поверхности земной коры, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, «вулканические бомбы» и пирокластические потоки. Наименование «вулкан» для данного вида геологических образований происходит от имени древнеримского бога огня «Вулкана».

Глубоко под поверхностью нашей планеты Земля температура настолько высока, что породы начинают плавиться, превращаясь в густое тягучее вещество – магму. Расплавленное вещество гораздо легче, чем твердые породы вокруг него, поэтому магма, поднимаясь, скапливается в так называемые магматические очаги. В конце концов, часть магмы вырывается на поверхность Земли через разломы в земной коре - так рождается вулкан – красивое, но чрезвычайно опасное природное явление, часто несущее с собой разрушения и жертвы.

Вырвавшаяся на поверхность магма называется лавой, она имеет температуру около 1000° С и довольно медленно стекает по склонам вулкана. Благодаря небольшой скорости, лава редко становится причиной человеческих жертв, однако потоки лавы вызывают значительные разрушения любых конструкций, строений, и сооружений, встречающихся на пути этих «огненных рек». Лава обладает очень плохой теплопроводностью, поэтому очень медленно остывает.

Наибольшую опасность представляют камни и пепел, вырывающиеся из жерла вулкана при извержении. Раскаленные камни, с огромной скоростью выбрасывающиеся в воздух, падают на землю, становясь причиной многочисленных жертв. Пепел падает на землю «рыхлым снегом», и если , люди, животные, растения – все гибнет от недостатка кислорода.

Так произошло с печально известным городом Помпеи , развивающимся и процветающим, и уничтоженным извержением вулкана Везувий за считанные часы. Однако самым смертоносным из всех вулканических явлений по праву считаются пирокластические потоки. Пирокластические потоки – кипящая смесь твердых и полутвердых пород и горячего газа, стекающая по склонам вулкана. Состав потоков гораздо тяжелее воздуха, они устремляются вниз подобно снежной лавине, только раскаленной, наполненной токсичными газами и движущейся с феноменальной, ураганной скоростью.

Классификация вулканов

Существует несколько классификаций вулканов, основанных на тех или иных признаках. Так например по степени активности ученые делят вулканы на три типа: потухшие, спящие и активные .

Активными считаются вулканы, извергавшиеся в исторический период времени, относительно которых существует вероятность повторного извержения. Спящими называются вулканы, не извергавшиеся в течение длительного времени, однако с существующей возможностью извержения. Потухшие вулканы – вулканы, когда-либо извергавшиеся, но вероятность повторного их извержения равна нулю.

Классификация по форме вулкана включает в себя четыре типа: шлаковые конусы, купольные, щитовые вулканы и стратовулканы .

• Шлаковый конус – самый распространенный тип вулканов на суше – состоит из мелких фрагментов застывшей лавы, вырвавшейся в воздух, остывшей и упавшей рядом с жерлом. С каждым извержением подобные вулканы становятся все выше.
• Купольные вулканы образуются, когда вязкая магма слишком тяжела, чтобы стечь по склонам вулкана. Она скапливается у жерла, закупоривая его и образуя купол. Со временем газы выбивают подобный купол словно пробку.
• Щитовые вулканы имеют форму чаши или щита с пологими склонами, сформированными базальтовыми лавовыми потоками – траппами.
• Стратовулканы извергают смесь горячего газа, пепла и камней, а также лаву, которые чередуются, откладываясь на конусе вулкана.

Классификация извержений вулканов

Извержения вулканов – чрезвычайная ситуация, тщательно изучаемая учеными-вулканологами для возможности прогнозирования возможности и характера извержений с целью минимизации масштабов стихийного бедствия.

Существует несколько типов извержений:

• гавайское,
• стромболианское,
• пелейское,
• плинианское,
• гидроэксплозивное.

Гавайский – самый спокойный тип извержений, характеризующийся выбросом лавы с небольшим количеством газа, что формирует вулкан щитовой формы. Для стромболианского типа извержения, названного по имени вулкана Стромболи, непрерывно извергающегося на протяжении нескольких веков характерно скопление в магме газа и образование в ней, так называемых газовых пробок. Двигаясь наверх вместе с лавой, достигая поверхности, гигантские газовые пузыри лопаются с громким хлопком из-за разницы в давлении. Во время извержения подобные взрывы происходят, раз в несколько минут.

Пелейский тип извержения назван в честь самого массивного и разрушительного извержения XX в. – вулкана Монтань-Пеле . Извергающиеся пирокластические потоки в считанные секунды унесли жизни 30000 человек. Пелианский тип характерен для извержения, происходящего по типу извержения вулкана Везувий. Название этот тип получил по имени летописца, описывающего погубившее несколько городов извержение Везувия. Для этого типа характерно выбрасывание смеси камней, газа и пепла на очень большую высоту – зачастую столб смеси достигает стратосферы. По гидр эксплозивному типу извергаются вулканы, находящиеся на мелководье в морях и океанах. В подобных случаях образуется большое количество пара при контакте магмы с морской водой.

Извержение вулканов может создать много опасностей не только в непосредственной близости от вулкана. Вулканический пепел может представлять угрозу авиации, создавая опасность выхода из строя турбореактивных двигателей самолетов.

Большие извержения могут влиять и на температуру в целых регионах: пепел и частицы серной кислоты создают в атмосфере области смога и, частично отражая солнечный свет, приводят к охлаждению нижних слоев атмосферы Земли над тем или иным регионом в зависимости от мощности вулкана, силы ветра и направления движения воздушных масс.

Ничто в природе не вызывает такого интереса и не возбуждает такого ужаса, как крупные вулканические извержения. И нет ничего, что вызывало бы такое суеверное уважение или такое эстетическое наслаждение, как вулканы. Вулканы многолики. Эти безжалостные губители жизней и имущества в то же время являются и благодетелями человечества, так как их деятельность обусловила плодородие почв и само существование суши. Г. Макдональд, 1975

Вулканизм – совокупность явлений, связанных с движением расплавленной массы (магмы), пепла, горячих газов, паров воды и других продуктов, поднимающихся из недр земли по трещинам или каналам в коре.

Термин вулкан – собирательный. Вулкан – возвышение, связанное каналом с магматическим очагом на глубине, это место, где расплавленная магма выходит на поверхность. Магма, состоящая в основном из силикатов, может подниматься вместе с парами воды, газами из глубины наверх, подчиняясь физическим законам. Магму, изливающуюся на поверхность, называют лавой. Но вулканом называют также холм или гору, возникшую в результате аккумуляции вулканического материала.

В опасной близости с действующими вулканами живет около 200 млн. человек. Подсчитано, что за последние 500 лет в результате активной деятельности наземных вулканов в мире погибло примерно 200 тыс. человек.

Классификация вулканов производится по условиям их возникновения и по характеру деятельности (табл. 4). Извержения бывают эксплозивные (взрывные) и эффузивные (изливающиеся). Эксплозивные происходят тогда, когда выход газа из магмы затруднен и высвобождение его происходит в виде взрыва. При этом жидкая лава распадается на клочья и выбрасывается в воздух. Этот материал называется пирокластическим или тефрой. При эффузивном извержении жидкая магма выходит на поверхность, изливается и стекает по склонам, образуя потоки. Более вязкая лава высоко нагромождается над жерлом, образуя вулканический купол. Сами по себе купола не опасны, но часто с ними связаны смертоносные палящие лавины (раскаленные газы, палящие тучи). Они представляют громадное, быстро растущее облако пыли, днем черное, а ночью светящееся тусклым красным светом. Главное в этом явлении не облако, а катящаяся под ним лавина раскаленных добела лавовых глыб, песка и пыли. Палящие лавины движутся с огромной скоростью до 150 км/час.

Наиболее опасны эксплозивные вулканы, хотя оба типа характеризуются похожими поражающими факторами.

Таблица 4

Классификация вулканов по характеру деятельности

Тип вулкана	Основные признаки извержения
Гавайский	Жидкая базальтовая лава медленно вытекает по трещинам в земной коре. Образуются мощные базальтовые покровы
Стромболи	Вулкан, образованный последовательными напластованиями тефры. Лава выбрасывается в виде шлаков газовыми взрывами
Вулькано	Вязкие лавы забивают подводящий канал. Под давлением газов время от времени происходит прорыв кратера. Происходит извержение и выброс тефры. Затем лава вытекает спокойно
Везувий	Из глубоколежащего магматического очага на земную поверхность изливается лава, насыщенная газами. Сильными взрывами она выбрасывается в атмосферу на высоту нескольких километров и выпадает в виде пепла
Мон-Пеле	Очень вязкая лава забивает подводящий канал и образует вулканический столб. К подножью вулкана устремляется палящая туча

Распространение вулканов . Нет на Земле района, который когда-либо в прошлом не был ареной вулканической деятельности. Сейчас вулканизм наблюдается лишь в некоторых географических областях, в определенных геологических условиях и приурочен к срединно-океаническим хребтам и активным континентальным окраинам. Подавляющее большинство действующих и недавно потухших вулканов сосредоточено в поясе, окружающем Тихий океан (Тихоокеанское «огненное кольцо» (см. выше). Одно из ответвлений этого кольца протягивается на восток через Индонезию в район, где горы южной Азии присоединяются к структурам Тихоокеанского кольца. Петля, образованная вулканами на Малых Антильских островах, считается выступом Тихоокеанского пояса. Около 75% действующих вулканов расположены в Тихоокеанском кольце и 14% – в одной только Индонезии.

Группы действующих вулканов находятся в Средиземноморье, на севере Малой Азии, в районе Красного моря и в Центральной Африке. Классические вулканы Средиземноморья расположены в основном в Италии.

Только 17% известных действующих вулканов находятся в океанических бассейнах, 83% сосредоточено на континентах.

Поражающие факторы и их последствия. Основные поражающие факторы – лавовые фонтаны, потоки горячей лавы и вулканической грязи, выпадение тефры, раскаленные вулканические газы, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча.

Лавовые потоки – это расплавленные горные породы с температурой 900-1000°С. Скорость потока зависит от уклона конуса вулкана, степени вязкости лавы и её количества. Диапазон скоростей довольно широк: от нескольких сантиметров да нескольких десятков километров в час. В отдельных, наиболее опасных случаях она достигает 100 км/ч, но чаще всего не превышает 1 км/ч. Гибель людей непосредственно от лавовых потоков наблюдалась редко, так как большинство потоков движется медленно, и всегда есть возможность людей эвакуировать. Но под лавовыми потоками могут быть погребены города и сельскохозяйственные земли. В 1928 году под лавовыми потоками вулкана Этна был погребен город Маскалли, а в 1969 г. – часть Катании. Лавовые потоки, излившиеся на снег или лед, могут породить водные и грязевые потоки. Кроме того, они могут явиться причиной возникновения лесных и степных пожаров.

Тефра состоит из фрагментов застывшей лавы. Наиболее крупные называются вулканическими бомбами, более мелкие – вулканическим песком, а мельчайшие – пеплом.

Падение глыб и «бомб» происходит только на склонах вулкана и в его ближайших окрестностях, а наибольший ущерб вызывается гораздо боле обширным по территории выпадением пепла. Площадь, покрываемая пеплом, зависит от силы и направления ветра в период извержения. Поскольку большинство извержений продолжается менее месяца, а направление ветра меняется незначительно, пепел преимущественно откладывается в каком-либо одном секторе, отходящем от вулкана. Но иногда, поднятый высоко в стратосферу ветром, пепел переносится на огромные расстояния (пепел, образовавшийся при извержении вулкана Гекла в Исландии в 1997 году, выпал в Шотландии и Финляндии). Толщина слоя пепла может достигать 0,25 м на площади несколько десятков квадратных километров и более, нарушая сложившуюся систему землепользования, губя растительность, посевы и пастбища, загрязняя источники воды, забивая стоки и вызывая наводнение. Под тяжестью пепла могут рухнуть крыши домов. Страдают от пепла и животные. Травоядные животные умирают частично от голода, а частично вследствие засорения их пищеварительной системы при поедании покрытой пеплом травы. Относительно небольшое количество пепла могут вызвать стачивание зубов у жвачных животных. Вулканический пепел бывает иногда ядовитым, что связано с привнесением малых химических элементов, которые губительно воздействуют на животных и людей. Известны случаи болезни и гибели скота от фтора, кобальта, содержащихся в пепле.

Грязевые потоки после тефры являются главным элементом опасности. Они представляют смесь твердых горячих и холодных обломков с водой, стекающую вниз по склону под действием силы тяжести. Скорость их доходит до 90 км/час. Причиной их возникновения – изобилие рыхлых обломков горных пород на склонах. Накопление слоев пепла на склонах вулкана приводит к тому, что под действием тепла снег и лед тают. Насыщение пород и пепла водой и ее избыток приводит к смещению и стеканию рыхлых влажных масс по склону вниз. Грязевые потоки могут образоваться в результате сильных дождей. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время движения увлекать за собой крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Грязевые потоки могут затоплять города, сельскохозяйственные угодья, прорывать плотины и быть источниками катастрофических наводнений. Из-за большой скорости движения затрудняются проведение спасательных работ и эвакуация населения.

Палящая вулканическая туча сопровождает извержение вулканов типа «Мон-Пеле» и представляет собой смесь раскаленных газов и тефры (газово-пепловая лавина). Ее поражающее действие обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000°С. Громадная сверкающая туча газа и пепла на своем пути уничтожает строения, растительный покров, вызывая пожары. Люди испытывают при этом жар и удушье. Причина смерти людей – вдыхание раскаленного газа. Тела их обожжены. Увечья похожи на те, которые бывают при резком нагреве до такой температуры, когда вода в человеческом организме превращается в пар, но ткани не воспламенены. Известно, что из-за такой лавины в 1902 году погибло свыше 30 тысяч жителей города Сен-Пьер на Мартинике.

Вулканические газы. Извержение всегда сопровождается выделением газов в смеси с водяными парами. Среди летучих продуктов вулканов преобладают углекислый и угарный газы, сера, водород, сероводород, аммиак, метан, хлор, хлористый водород, фтористый водород и ряд других. Выделение этих газов может продолжаться очень долго даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Кислотные газы вредны не только для людей, но и для растительности, вызывают коррозию металлов. Страдают посевы, телефонные провода, металлические изделия и оборудование. Тяжелые газы могут скапливаться в пониженных местах, вызывая гибель птиц и зверей. При извержении вулкана Лаки в Исландии в 1783 году выделилось очень много сернистых газов, что привело к гибели посевов, пастбищ, крупного рогатого скота, вызвало голод в стране.

Вулканические наводнения. При таянии ледников во время извержений может очень быстро образоваться огромное количество воды, что приводит к наводнениям.

Волна взрыва , характерная для эксплозивных (взрывных) вулканов, может инициировать оползни, обвалы, лавины, а на морях и океанах – цунами.

В вулканических районах значительную опасность представляют вызванные извержениями селевые грязекаменные потоки – лахары. Именно они несут основную ответственность за гибель людей. Селевые потоки на склонах вулканических конусов формируются: при излиянии кратерных озер, при стремительном таянии льда и снега во время извержения, при переходе палящих лавин, состоящих из подвижной смеси обломочного материала и раскаленных газов, в лахары, при выпадении интенсивных дождей, в результате выброса пепла во время дождей.

Современная вулканическая деятельность в нашей стране, вызывающая стихийные бедствия, зарегистрирована на Дальнем Востоке, Камчатке и Курильских островах.

Прогнозирование времени, места и силы ожидаемого извержения затруднено, а статистической информации, на основе которой можно предсказать вероятность активизации, как правило, недостаточно. Признаки активизации вулканической деятельности: сейсмические толчки, появление гармонического дрожания на сейсмографе – характерны для начала извержения. Предзнаменованием активизации вулканической деятельности являются многочисленные землетрясения различной силы.

Защитные и профилактические мероприятия включают прежде всего систему оповещения населения, единовременную или поэтапную эвакуацию населения. Для защиты от лавовых потоков применяют строительство искусственных каналов для отведения потоков лавы в определенное русло, дамб, отводящих потоки лавы от населенных пунктов, охлаждение водой края лавового потока, бомбардировка лавового потока для увеличения перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую. Меры борьбы с разрушительной деятельностью грязевых потоков включают строительство барьеров, водохранилищ и искусственных убежищ. Мерой защиты от раскаленных лавин служит предупреждение и эвакуация людей с территорий, находящихся под угрозой.

Действия населения. Жители, примыкающих к вулканам территорий, должны иметь запас питьевой воды, так как поверхностная вода может быть засорена пеплом. Вдыхание пепла может предотвратить простая противопыльная маска. Люди, вынужденные находиться в вулканическом дыму, могут воспользоваться противогазом, а при его отсутствии можно защитить рот и нос куском влажной ткани. Фильтрующие свойства ее возрастут, если смочить ткань в слабом растворе уксуса или мочи. В случаях, когда тяжелые газы скапливаются в понижениях рельефа, противогаз и мокрая ткань не помогут, так как в такой газовой смеси содержится недостаточно воздуха. Необходимо применять изолирующие дыхательные аппараты.

Взрыв вулкана Кракатау. Произошел в Зондском архипелаге в 1883 году оставил многочисленные свидетельства. До извержения это был небольшой архипелаг островов, самым крупным из которых был Кракатау размером 9 5 км. Большая часть прежнего вулканического острова была уничтожена – на его месте возникла впадина диаметром 10 км. Сохранилась лишь половина вулканического конуса. Из земных недр было выброшено и поднято на высоту от 2-3 до 70 км вместе с газами 18 км3 пепла, который рассеялся на площади около миллиона км2.. Громадные массы пепла, пемзы, шлаков и тягучей грязи устремились в Зондский пролив. Густые тучи пепла покрыли окружающее пространство. Вызванные взрывом морские волны поднимались на высоту до 30 м и распространились по всему Индийскому океану, вызывая разрушение на его берегах. Волнение распространилось также и по Тихому океану и достигло западных берегов Америки. Грохот взрыва был слышен на расстоянии 2-5 тыс. км от Кракатау: в городе Маниле, в центральной Австралии, на острове Мадагаскар..

В атмосфере также происходили бурные изменения. Вблизи Кракатау свирепствовали сильные ураганы. Образовавшаяся при взрыве воздушная волна обошла земной шар трижды, что зафиксировали барометрические наблюдения. С извержением вулкана Кракатау связана своеобразная зеленая окраска солнца, появившаяся вскоре после извержения. Ее объясняли скоплением мельчайших частиц вулканического пепла, которые носились в верхних слоях атмосферы. Во многих местах Европы через некоторое время вместе с дождем выпадал пепел. Исследования показали, что он состоит из тех же частиц, что и пепел в Кракатау.

По официальным данным, погибло приблизительно 40 тыс. человек. На сохранившихся от взрыва «обломках» архипелага было уничтожено все живое. Если бы на Кракатау и были жители, то в этот страшный день не уцелел бы ни один человек, так как даже на острове Себеси, лежащем на расстоянии 20 км от вулкана, погибло все население. Богатая тропическая растительность исчезла бесследно везде. Земля была совершенно голой; серая грязь и продукты извержений, вырванные с корнями деревья, остатки зданий трупы людей и животных усеяли ее. Несколько лет острова архипелага оставались безжизненными. Постепенно оставшиеся острова стали заселяться растениям, насекомыми, животными.

Извержение вулкана Келуд. Слово «лахар» индонезийского происхождения. Грязекаменные потоки представляют типичное стихийное природное бедствие, с которым приходится постоянно сталкиваться населению на Малайском архипелаге. Яванский вулкан Келуд (1731 м) с помощью своего кратерного озера породил за 100 лет 27 лахаров. Широко известны события, развернувшиеся при извержении в ночь с 19 на 20 мая 1919 года, когда 38 млн. м 3 воды буквально вышвырнуло на склоны вулкана. Горячие лахары устремились в долину и покрыли грязекаменной массой 131 км 2 , разрушив частично или полностью 104 селения. Стихия буйствовала каких-то 45 минут, но унесла за это время 5110 человеческих жизней. Расстояние в 16 км между точкой, расположенной ниже кратера на высоте 450 км и городом Блитаром, поток преодолел за 15 минут, что соответствует средней скорости 18 м/с. В Блитаре глубина потока достигала 2,5 м. В 20-километровой полосе, захваченной потоком, оказались Блитар и местность к северо-западу от него. Ширина отдельных грязевых рек была более 4 км, длина – до 38 км. Объем отложений оценивается приближенно 40-100 млн. м 3 . Один из лахаров глубиной 25 м прошел путь 31 км и покрыл селевой массой 45 км2.

Вулкан (от лат. vulcanus - огонь, пламя), геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергаются лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.

Вулканы делятся в зависимости от степени вулканической активности на действующие, спящие, потухшие. Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени или в голоцене. Понятие активный достаточно неточное, так как вулкан, имеющий действующие фумаролы, некоторые учёные относят к активным, а некоторые к потухшим. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможны извержения, а потухшими - на которых они маловероятны.

Вместе с тем, среди вулканологов нет единого мнения, как определить активный вулкан. Период активности вулкана может продолжаться от нескольких месяцев до нескольких миллионов лет. Многие вулканы проявляли вулканическую активность несколько десятков тысяч лет назад, но в настоящее время не считаются действующими.

По форме различают центральные , извергающиеся из центрального выводного отверстия, и трещинные (линейные) , аппараты которых имеют вид зияющих трещин или ряда небольших конусов.

По особенностям строения и типам извержения различают:

· Щитовидные вулканы образуются в результате многократных выбросов жидкой лавы. Эта форма характерна для вулканов, извергающих базальтовую лаву низкой вязкости: она вытекает как из центрального кратера, так и из склонов вулкана. Лава равномерно растекается на многие километры. Как, например, на вулкане Мауна-Лоа на Гавайских островах, где она стекает прямо в океан.

· Шлаковые конусы выбрасывают из своего жерла только такие неплотные вещества, как камни и пепел: самые крупные обломки скапливаются слоями вокруг кратера. Из-за этого вулкан с каждым извержением становится всё выше. Лёгкие частицы отлетают на более дальнее расстояние, что делает склоны пологими.

· Стратовулканы , или «слоистые вулканы», периодически извергают лаву и пирокластическое вещество - смесь горячего газа, пепла и раскалённых камней. Поэтому отложения на их конусе чередуются. На склонах стратовулканов образуются ребристые коридоры из застывшей лавы, которые служат вулкану опорой.

· Купольные вулканы образуются, когда гранитная, вязкая магма вздымается над краями кратера вулкана и лишь небольшое количество просачивается наружу, стекая по склонам. Магма закупоривает жерло вулкана, подобно пробке, которую накопившиеся под куполом газы буквально выбивают из жерла.

Основные части вулканического аппарата: магматический очаг (в земной коре или верхней мантии); жерло - выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности; конус - возвышенность на поверхности Земли из продуктов выброса вулкана; кратер - углубление на поверхности конуса вулкана.

После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда, либо он «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими . К ним относят фумаролы, термы, гейзеры.

Фумаро́ла - трещины и отверстия, располагающиеся в кратерах, на склонах и у подножия вулканов и служащие источниками горячих газов. В любых вулканических газах преобладает водяной пар, составляющий 95–98 %. Второе место после водяного пара в составе вулканических газов занимает двуокись углерода (CO 2); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO 2 , SO 3), хлористый водород (HСl) и другие менее распространенные газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH 3), окиси углерода (CO) и т. д. В Камеруне (Центральная Африка) находится влк. Ниос, в кратере которого расположено озеро. 21 августа 1986 г. жители деревень, раскинувшихся в окрестностях, услышали звук, напоминающий громкий хлопок. Через некоторое время газовое облако, вырвавшееся из воды кратерного озера и накрывшее территорию площадью около 25 км 2 , стало причиной смерти более 1700 человек. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из еще не потухшего вулкана.

Те́рмы - горячие источники, широко распространены в областях вулканизма. Воды бывают натриево-хлоридными, кислыми сульфатно-хлоридными, кислыми сульфатными, натриево- и кальциево-бикарбонатными и другими. Нередко в термальных водах содержится много радиоактивных веществ, в частности радона. Не все термы связаны с вулканами, так как с глубиной температура увеличивается, и в районах с повышенным геотермическим градиентом циркулирующая атмосферная вода нагревается до высоких температур.

Ге́йзер - источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Вода, выбрасываемая гейзером, относительно чистая, слабо минерализованная. Деятельность гейзера характеризуется периодической повторяемостью покоя, наполнения котловинки водой, фонтанирования пароводяной смеси и интенсивных выбросов пара, постепенно сменяющихся спокойным их выделением, прекращением выделения пара и наступлением стадии покоя. Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных стадий почти постоянна, у вторых - изменчива, у разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.

Вулканы причиняют огромный ущерб, особенно тогда, когда извержение происходит внезапно и не остается времени предостеречь и эвакуировать население. Раскаленная лава уничтожает все, что встречается на ее пути, вызывая пожары, ядовитые газы распространяются на большое расстояние, а пепел покрывает огромные пространства.

Вулканические извержения по своим последствиям опасны для людей, проживающих в близости к действующим вулканам. К числу наиболее опасных явлений относятся лавовые потоки, выпадения тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулканические газы.

Лавовые потоки состоят из лавы – расплава горных пород, разогретых до температуры 900–1000 °С. В зависимости от состава горных пород лава может быть жидкой или вязкой. При извержении вулкана лава изливается из трещин в склоне вулкана, либо переливается через край кратера вулкана и стекает к его подножию. Лавовый поток передвигается тем быстрее, чем мощнее сам лавовый поток, больше уклон конуса вулкана и жиже лава. Диапазон скоростей лавовых потоков достаточно широк: от нескольких сантиметров в час до нескольких десятков километров в час. В отдельных случаях, скорость лавовых потоков может достигать 100 км/час. Чаще всего скорость движения не превышает 1 км/час. Лавовые потоки при смертоносных температурах представляют опасность лишь тогда, когда на их пути оказываются населенные пункты. Однако и в этом случае остается время на эвакуацию населения и проведение защитных мероприятий.

Тефра состоит из обломков застывшей лавы, более древних подповерхностных горных пород и раздробленного вулканического материала, образующего конус вулкана. Тефра образуется при вулканическом взрыве, сопровождающем извержение вулкана. Наиболее крупные обломки тефры именуются вулканическими бомбами, несколько меньшие по размеру – лапиллами, еще более мелкие – вулканическим песком, а мельчайшие – пеплом. Вулканические бомбы отлетают на несколько километров от кратера. Лапиллы и вулканический песок могут распространяться на десятки километров, а пепел в высоких слоях атмосферы может несколько раз обогнуть земной шар. Объем тефры при некоторых вулканических извержениях значительно превосходит объем лавы; иногда выбросы тефры составляют десятки кубических километров. Выпадение тефры приводит к уничтожению животных, растений, возможна гибель людей. Вероятность выпадения тефры на населенный пункт в значительной степени зависит от направления ветра. Мощные слои пепла на склонах вулкана находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают со склона вулкана. В некоторых случаях пепел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Скорость грязевых потоков может достигать нескольких десятков километров в час. Такие потоки обладают значительной плотностью и могут во время своего движения увлекать крупные глыбы, что увеличивает их опасность. Из-за большой скорости движения грязевых потоков затрудняется проведение спасательных работ и эвакуации населения.

При таянии ледников во время вулканических извержений может сразу образоваться огромное количество воды, что приводит к вулканическим наводнениям. Точно подсчитать, какое количество воды спустил ледник, трудно, хотя это весьма важно для планирования мер защиты от вулканического наводнения. Это объясняется тем, что ледники имеют много внутренних полостей, заполненных водой, которая добавляется к воде, возникающей при таянии ледников во время вулканического извержения.

Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие палящей тучи обусловлено образующейся при ее возникновении ударной волной (ветром у краев тучи), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара (температура до 1000°С). Кроме того, сама туча может передвигаться с большой скоростью (90–200 км/ч).

Вулканические газы представляют собой смесь сернистого и серного окислов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот в газообразном состоянии, а также углекислого и угарного газов в больших концентрациях, смертельно опасных для человека. Выделение газов может продолжаться десятки миллионов лет даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Резкие колебания климата обусловлены изменением теплофизических свойств атмосферы за счет ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются в атмосфере над всей планетой. Примесь углекислого газа и силикатных частиц может создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению земной поверхности; большинство же аэрозолей в атмосфере приводит к похолоданию. Конкретный эффект извержения зависит от химического состава, количества выброшенного материала и от расположения его источника.

При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Кроме того, образующиеся при подводных извержениях облака вспыхивающих газов и пара могут служить причиной гибели морских судов. Газ способен выделяться не только в точках извержения, но и на соседних с ним больших пространствах морского дна, покрытого отложениями с высоким содержанием газогидратов. Последние могут распадаться на воду и газ при довольно малых изменениях давления, температуры, химического состава вышележащей толщи воды.

16/04/2010

Специалисты предупреждают, что облако пепла от исландского вулкана Эйяфьялдаекюдль достигнет Петербурга уже вечером. Шансы горожан на просмотр шоу невелики - уж слишком высоко оно находится. Зато последствия извержения сильно ударили по авиасообщению в странах Северной Европы. Отмена вылетов в Европу началась и в Санкт-Петербурге.

1. Везувий, Италия, 24 августа 79 года
Извержение уничтожило древнеримские города Помпеи, Геркуланум и Стабии. Пепел от Везувия долетал до Египта и Сирии.
Вопреки расхожему мнению, большинство жителей Помпей покинули город до катастрофы, из 20 тысяч жителей в зданиях и на улицах погибли 2 тысячи. Среди погибших - ученый Плиний Старший, который из научного интереса приблизился к вулкану на судне и оказался в эпицентре катастрофы.
Всего известно более 80 извержений Везувия, последнее произошло в 1944 году. Везувий - единственный действующий Вулкан континентальной Европы.

2. Тамбора, остров Сумбава, Индонезия, 5-7 апреля 1815 года
Крупнейшее за всю современную историю извержение по количеству человеческих жертв (во время катастрофы и последовавшего за ней голода погибли 92 тысячи человек) и воздействию на климат Земли (облака пепла не пропускали солнечные лучи, что привело к понижению температуры). В результате была полностью уничтожена культура Тамбора, с которой европейцы познакомились всего за несколько лет до ее гибели.

3. Таупо, Новая Зеландия, около 27 тысяч лет назад
По мнению геологов, последним извержением, превосходившим Тамбору, было извержение вулкана в новой Зеландии, которое привело к образованию озера Таупо. Сегодня озеро - одно из красивеших и популярнейших мест отдыха туристов.

4. Кракатау, между островами Ява и Суматра, Индонезия, 27 августа 1883 года
Крупнейший вулканический взрыв в современной истории. Вызванное им цунами смыло 163 деревни (погибли 36380 человек). Грохот от взрыва был слышен на 8% территории Земли, куски лавы выбрасывались в воздух на высоту 55 км, а унесенный ветром вулканический пепел через 10 дней выпал за 5330 км от места извержения (приблизительное расстояние между Рейкьявиком и Карагандой).

5. Санторин, Греция, около 1450 года до н. э.
Извержение вулкана на острове Фера привело к гибели Критской цивилизации: вулканическая сера накрыла все поля и положила конец земледелию.
Есть версия, что остров Фера - это и есть описанная Платоном Атлантида. Есть и другая версия: огненный столп, который видел Моисей, - это извержение Санторина, а расступившееся море - последствие погружения острова Фера в воду.
В 1886 году (уже нашей эры) извержения Санторина продолжались целый год, вылетавшие из моря куски лавы поднимались вверх на 500 метров. В результате появилось несколько новых островов.

6. Этна, Сицилия, Италия, 1928 год
Известно около 200 извержений вулкана Этна, в том числе достаточно мощных: извержение 1169 года привело к гибели 15 тысяч человек. Этна - действующий вулкан, примерно раз в 150 лет она до основания разрушает какой-либо поселок. Но застывшая лава делает почву плодородной, поэтому сицилийцы продолжают селиться по склонам горы. Тем более в 1928 году произошло чудо: поток раскаленной лавы остановился перед католической процессией. В 1930-м на этом месте возвели часовню и через 30 лет лава остановилась уже перед часовней.
В 1981-м региональное правительство в Палермо создало вокруг Этны заповедник.

7. Монтань-Пеле, остров Мартиника, 8 мая 1902 года
В апреле 1902 года на Мартинике началось извержение, а 8 мая облако из раскаленной лавы, паров и газов, накрыло город Сен-Пьер. В течение нескольких минут город был уничтожен. Из 17 пароходов, стоявших в гавани, спасти удалось только одному. Из 28 тысяч жителей, находившихся в городе, спаслись двое, в том числе Опост Сипарис, приговоренный к смерти. Мощные каменные стены камеры смертников спасли осужденного. Губернатор помиловал Сипариса и сотаток жизни он разъезжал по миру, рассказывая о случившемся.
В городе Сен-Пьер родилась жена Наполеона Жозефина Богарне.

8. Невадо-дель-Руис, Колумбия, 13 ноября 1985 года
Главный удар пришелся по расположенному в 50 км от горы городу Армеро, который был уничтожен за 10 минут. Из 28700 жителей погибла 21 тысяча. Вулканологи заранее предупреждали людей о катастрофе, но поскольку их прогнозы несколько раз оказывались ошибочными, ученым не поверили.

9. Пинатубо, Филиппины, 12 июня 1991 года
Вулкан считался потухшим, молчал 611 лет. Извержение 1991 года унесло жизни 875 человек, а также уничтожило стратегическую базу ВВС США, расположенную в 18 км от Пинатубо, и военно-морскую базу США.
Извержение привело к понижению температуры на 0,5 С и сокращению озонового слоя, в частности к образованию озоновой дыры над Антарктидой.

10. Катмай, Аляска, 6 июня 1912 года
Одно из крупнейших извержений 20 века. Столб пепла поднялся на 20 км, звук был слышен за 1200 км в столице Аляски Джуно. На месте кратера образовалось озеро с диаметром 1,5 км - главная достопримечательность образованного в 1980 году Национального парка и заповедника Катмай.