Вулканы существуют практически на каждом континенте, в том числе и на Антарктиде. Нет их только в Австралии. Основная часть вулканов расположена в зонах с повышенной сейсмической активностью, разломов коры Земли и там, где сталкиваются тектонические плиты. При этом места, где наблюдается наибольшая подземная активность (для получения более подробной информации ), наиболее подвержены возникновению извержений.

Вулканы делятся на действующие и «спящие». Вторые не менее опасны, поскольку могут активизироваться в любой момент. Обычно это сопровождается выбросами пара, рокотом, запахом серы, кислотными дождями, выделением газов и облаков пара.

Как распознать начало извержения?

Началу извержения вулкана предшествуют несколько явлений:

• возрастает температура почвы, особенно на склонах;
• повышается выделение пара и газов;
• усиливается сейсмическая активность (фиксируются разные по силе подземные толчки);
• разбухает вулканический конус (возможно с изменением наклона поверхности вулкана).

Когда начинается извержение, из вершины (конуса) вулкана начинают выделять лавовые потоки из расплавленной и раскаленной магмы. Пребывание в этой зоне чревато как минимум серьезными ожогами. Помимо лавы (магмы) опасность несут следующие явления, характерные для каждого извержения:

• вулканические «бомбы» - обломки камней и куски лавы, разлетающиеся на значительное расстояние. Это еще одна причина, по которой проводится эвакуация жителей территорий, прилегающих к вулкану.
• пепел – наиболее страшное явление. Он может засыпать целый город толстым слоем и спастись от него невозможно. Тонны порошкообразного камня буквально хоронят под собой все живое.
• палящая туча из облаков пыли и газа, перемещаясь по склону с большой скоростью, сжигает все на своем пути. Спасти от нее может только погружение в воду.
• потоки грязи случаются не при каждом извержении, но также считаются одним из наиболее опасных явлений. Смесь земли, камней и обломков причиняет значительные разрушения.

Извержение вулкана — процесс выброса вулканом на земную поверхность раскалённых обломков, пепла, излияние магмы, которая излившись на поверхность становится лавой. Извержение вулкана может иметь временной период от нескольких часов до многих лет. Извержения вулканов относятся к геологическим чрезвычайным ситуациям, которые могут привести к стихийным бедствиям

Типы вулканических извержений

Типы вулканических извержений, как правило, называются в честь известных вулканов, на которых наблюдается характерное поведение. Извержения некоторых вулканов могут иметь только один тип в течение определённого периода активности, в то время как другие могут демонстрировать целую последовательность типов извержений. Существуют различные классификации, среди которых выделяются общие для всех типы.

Извержения гавайского типа могут возникать вдоль трещин и разломов, как при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях в 1950 году. Они также могут проявляться через центральное жерло, как при извержении в кратере Килауэа Ики вулкана Килауэа (Гавайи) в 1959 году.
Данный тип характеризуется выбросами жидкой, высокоподвижной базальтовой лавы, формирующей огромные плоские щитовые вулканы. Пирокластический материал практически отсутствует. В ходе извержений через трещины фонтаны лавы выбрасывается через разломы в рифтовой зоне вулкана и растекаются вниз по склону потоками небольшой мощности на десятки километров. При извержении через центральный канал лава выбрасывается вверх на несколько сотен метров в виде жидких кусков типа «лепёшек», создавая валы и конусы разбрызгивания. Эта лава может скапливаться в старых кратерах, формируя лавовые озёра.

Стромболианский тип

Стромболианский тип (от вулкана Стромболи на Липарских островах к северу от Сицилии) извержений связан с более вязкой основной лавой, которая выбрасывается разными по силе взрывами из жерла, образуя сравнительно короткие и более мощные лавовые потоки. При взрывах формируются шлаковые конусы и шлейфы кручёных вулканических бомб. Вулкан Стромболи регулярно выбрасывает в воздух «заряд» бомб и кусков (последнее извержение март 2007 г.) раскалённого шлака.

Плинианский тип (вулканический, везувианский) извержений получил своё название по имени римского учёного Плиния Старшего, погибшего при извержении Везувия в 79 году н. э., уничтожившего три больших города Геркуланум, Стабии и Помпеи.

Пелейский тип

Пелейский тип извержений характеризуется образованием грандиозных раскалённых лавин или палящих туч, а также ростом экструзивных куполов чрезвычайно вязкой лавы. Своё название этот тип извержений получил от вулкана Мон-Пеле на осторове Мартиника в группе малых Антильских островов, где 8 мая 1902 года взрывом была уничтожена вершина дремавшего до этого вулкана и вырвавшаяся из жерла раскалённая тяжёлая туча уничтожила город Сен-Пьер с 40 000 жителями. После извержения из жерла вылезла «игла» вязкой магмы, которая достигнув высоты 300 метров, вскоре разрушилась. Подобное извержение произошло 30 марта 1956 года на Камчатке, где грандиозным взрывом была уничтожена вершина вулкана Безымянного. Туча пепла поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскалённые лавины, которые, растопив снег, дали начало мощным грязевым потокам.

Газовый или фреатический тип
Газовый или фреатический тип извержений, при котором выбрасываются в воздух обломки твёрдых, древних пород (новая магма не извергается), обусловлен либо магматическими газами, либо связан с перегретыми грунтовыми водами. Фреатическая активность обычно слабая, но бывают сильные проявления, такие как извержение вулкана Таал на Филиппинах в 1965 году и Ла-гранд-Суфриер на острове Гвадалупе.

Подлёдный тип
Подлёдный тип извержений относят к вулканам, расположенным подо льдом или ледником. Такие извержения могут вызвать опасные наводнения, лахары и шаровую лаву. Всего пять извержений такого типа наблюдалось в настоящее время.

Извержение пепловых потоков
Извержения пепловых потоков были широко распространены в недалёком геологическом прошлом, но в настоящем не наблюдались человеком. В какой-то мере данные извержения должны напоминать палящие тучи или раскалённые лавины. На поверхность поступает магматический расплав, который, вскипая, разрывается и раскалённые лапилли пемзы, обломки вулканического стекла, минералов, окружённые раскалённой газовой оболочкой, с огромной скоростью движутся под уклон. Возможным примером подобных извержений может стать извержение 1912 года в районе вулкана Катмай на Аляске, когда из многочисленных трещин, излился пепловый поток, распространившийся примерно на 25 км, вниз по долине, имея мощность около 30 м. Долина получила название «Десяти тысяч дымов» из-за большого количества пара, выделявшегося долгое время из центральной части потока. Объём пепловых потоков может достигать десятков и сотен квадратных километров, что говорит о быстром опорожнении очагов с расплавом кислого состава.

Гидроэксплозивные извержения
Гидроэксплозивные извержения происходят в мелководных условиях океанов и морей. Их отличает образование большого количества пара, возникающего при контакте раскалённой магмы и морской воды.

Наиболее опасными явлениями для человека и окружающей среды при извержении вулканов являются образующиеся при этом продукты извержений вулканов. Вулканы могут извергать:

• лавовые потоки;
• вулканические грязевые потоки;
• твёрдые вулканические продукты;
• палящую вулканическую тучу;
• вулканические газы.

Жидкие вулканические продукты - это прежде всего сама магма, изливающаяся в виде лавы. (Лава - это изливающаяся при извержении вулкана магма, которая потеряла часть содержащихся в ней газов и водяных паров.)

Форма, размеры, особенности лавовых потоков зависят от характера магмы.

Шире всего распространены потоки базальтовых лав . Первоначально нагретые до 1000-1200°С, базальтовые лавы сохраняют текучесть, остывая до температуры 700°С. Скорость движения базальтовых лав составляет до 40-50 км/ч. Выходя на ровное место, они растекаются на обширные площади.

При извержении вулканов могут возникнуть вулканические грязевые потоки , которые представляют большую опасность для человека и окружающей среды. В Колумбийских Андах на севере Южной Америки в 150 км к северо-западу от столицы Колумбии Боготы расположен вулкан Арекас. Последний раз он извергался в 1595 г. и считался дремлющим. 13 ноября 1985 г. вулкан внезапно проснулся. Начавшиеся взрывы при его извержении вызвали быстрое таяние снегов и льда в кратере вулкана. Огромные массы воды, грязи, камней и льда ринулись в долину реки Лагунилья, сметая всё на своём пути.

Примерно в 40 км от вулкана, в долине реки, находился городок Армеро с населением 21 тыс. человек, а в окрестных деревнях проживало ещё 25 тыс. человек. 13 ноября в 23 ч поток грязи накрыл город 5-6-метровым слоем, и 20 тыс. человек почти мгновенно погибли в бушующем месиве грязи. Сумели спастись только те, кто, услышав приближающийся грохот, выскочили из домов и добежали до ближайших холмов. Погиб не только город Армеро, но и целый ряд деревень, были уничтожены кофейные плантации, тысячи людей были ранены, пострадали нефтепроводы и дороги.

При извержении вулканов твёрдые вулканические продукты выбрасываются в окружающую среду из жерла вулкана при мощных взрывных извержениях. Наиболее распространёнными твёрдыми вулканическими продуктами являются вулканические бомбы.

Вулканические бомбы - это обломки породы длиной более 7 см. При выбросе из жерла вулкана они ещё находятся в расплавленном состоянии, но, пролетев сотни метров, остывают в воздухе и падают на землю уже сильно отвердевшими. Иногда выбрасываются и крупные глыбы - длиной более 1 м. Вулканические обломки меньше 7 см называют лапилли («шарик», «маленький камень»).

Вулканические частицы размером менее 2 мм называются пеплом. Этот пепел не продукт сгорания. Он похож на скопление пыли. Это осколки вулканического стекла, которые представляют собой мгновенно застывшие тоненькие перегородки расширяющихся газовых пузырьков, выделившихся из магмы при взрывном извержении. Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на землю в виде стекловидного пепла.

Мощные извержения вулканов выбрасывают мелкий пепел в верхние слои атмосферы, где он может находиться очень долго.

В истории извержений известны мощные пеплопады. Вспомним картину выдающегося русского живописца Карла Брюллова «Последний день Помпеи». 24 августа 79 г. неожиданно произошло извержение вулкана Везувий. На картине Брюллова изображены люди, покидающие Помпеи и старающиеся укрыться от пеплопада и камнепада. Эти явления и стали гибельными для города. Пеплопад над Везувием усиливался постепенно, и город был погребён под 4-метровым слоем вулканического песка и пепла.

К. Брюллов. Последний день Помпеи

В июне 1912 г. после извержения вулкана Катмай на Аляске два дня падал тончайший стекловидный пепел. Он покрыл слоем толщиной 25 см остров Кадьяк и другие острова. Жители вынуждены были эвакуироваться.

Мощное извержение вулкана Ключевская Сопка на Камчатке в сентябре 1994 г. подняло массы пепла на высоту 10- 20 км, что затруднило полёты самолётов в тех районах.

При извержении вулканов из скопления раскалённого пепла и газов может образоваться палящая туча, представляющая смертельную угрозу для людей и окружающей среды.

Пример тому - извержение вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника (Малые Антильские острова), которое произошло в мае 1902 г. В 7 ч 50 мин утра колоссальной силы взрывы потрясли вулкан и мощные пепловые облака взметнулись на высоту более 10 км. Одновременно с этими взрывами, следовавшими непрерывно один за другим, из кратера вырвалась чёрная туча, сверкавшая багровыми сполохами. Со скоростью более 150 км/ч она устремилась вниз по склону вулкана на город Сен-Пьер, находившийся в 10 км от вулкана Мон-Пеле. Эта тяжёлая раскалённая туча толкала перед собой плотный сгусток горячего воздуха, который превратился в порыв ураганного ветра и налетел на город через несколько секунд после начала извержения вулкана. А ещё через 10 с туча накрыла город. Через несколько минут 30 тыс. жителей города Сен-Пьер были мертвы. Палящая туча вулкана Мон-Пеле в мгновение ока стерла с лица Земли город Сен-Пьер.

При извержении вулканов, кроме жидких и твёрдых продуктов, всегда выделяются различные газообразные вулканические продукты , доля которых в общем объёме вулканических продуктов бывает очень велика.

Газы являются непременным спутником вулканических процессов и выделяются не только во время бурных извержений, но и в периоды ослабления вулканической деятельности. Через трещины в кратерах или на склонах вулканов спокойно или бурно, холодные или нагретые до температуры 1000 °С газы вырываются наружу.

В составе вулканических газов преобладает водяной пар (95-98%). Второе место после водяного пара занимает двуокись углерода (углекислый газ С0 2), далее следуют газы, содержащие серу, хлористый водород (HCI) и другие газы.

Места выхода вулканических газов на поверхность Земли называют фумаролами .

Нередко фумаролы выделяют холодный газ с температурой около 100 °С и ниже. Такие выделения называют мофетами (от латинского слова «испарение»). Для их состава характерны углекислый газ, который, скапливаясь в низинах, представляет смертельную опасность для всего живого. Так, в Исландии в 1948 г. при извержении вулкана Гекла углекислый газ накопился в ложбине у подножия вулкана. Находившиеся там овцы погибли.

Выделение газов наблюдается на давно не извергавшихся вулканах. Так, в горах Большого Кавказа на склоне восточной вершины Эльбруса на высоте более 5 км находится небольшое фумарольное поле, свободное от снега и льда даже зимой. Здесь постоянно ощущается запах серы.

История извержений вулканов свидетельствует, что, казалось бы, давно потухшие вулканы могут проснуться через сотни лет. Тому пример - извержение вулкана Безымянный, расположенного южнее вулканов Ключевская Сопка и Камень на Камчатке. Он считался потухшим, однако 22 сентября 1955 г. неожиданно начал извергаться. При извержении газово-пепловые облака достигли высоты 5-8 км. 30 марта 1956 г. гигантской силы взрыв снёс вершину вулкана, образовался кратер до 2 км в диаметре. Взрыв произошёл под углом 45° к горизонту и был направлен к востоку. Взрыв был такой силы, что в 25-30 км от вулкана уничтожил все деревья. Гигантское облако пепла и газов поднялось на высоту 40 км. Скорость расширения облака составляла 500 км/ч. В 10-15 км от вулкана толщина слоя пепла достигла 50 см. После взрыва из кратера ринулись потоки раскалённых обломков породы, мгновенно растопившие снег. Образовались мощные грязевые потоки шириной до 6 км, всё сметавшие на своём почти 100-километровом пути, вплоть до реки Камчатки. Отмечено, что такое катастрофическое извержение очень характерно для вулканов, «молчавших» многие сотни и даже тысячи лет. Защита населения

Для обеспечения защиты населения от последствий извержения вулканов организуется постоянное наблюдение за предвестниками этого явления.

Предвестниками извержения являются вулканические землетрясения, которые связаны с пульсацией магмы, продвигающейся вверх по подводящему каналу. Специальные приборы регистрируют изменения наклона земной поверхности вблизи вулканов. Перед извержением меняются местное магнитное поле и состав вулканических газов, выделяющихся из фумарол.

В районах активного вулканизма созданы специальные станции и пункты, в которых ведётся непрерывное наблюдение за дремлющими вулканами.

Организуется надёжная система оповещения органов управления промышленных предприятий и населения об угрозе извержения вулкана.

У подножия вулканов запрещается строительство предприятий, жилых зданий, автомобильных и железных дорог. Вблизи вулканов запрещается производство взрывных работ.

Наиболее надёжным способом защиты населения от последствий извержения вулкана является эвакуация. Поэтому жители городов, расположенных в непосредственной близости от вулканов, должны знать места и порядок эвакуации. При поступлении сигнала об угрозе извержения вулкана необходимо немедленно покинуть здание и прибыть в пункт эвакуации.

Если поступило сообщение о проснувшемся вулкане, ваша семья, взяв необходимые вещи, должна прибыть в полном составе в пункт эвакуации

Проверьте себя

1. Почему так важно наблюдать за предвестниками извержения вулканов?
2. Почему эвакуация как способ защиты населения от последствий извержения вулкана, на ваш взгляд, является наиболее надёжной?

После уроков

В дневник безопасности выпишите основные явления, которые характерны для извержения вулкана. Найдите с помощью Интернета пример из истории извержений вулканов и покажите их опасность для человека и окружающей среды.

| Происхождение и виды вулканов. Последствия извержения вулканов

Основы безопасности жизнедеятельности
7 класс

Урок 5
Происхождение и виды вулканов. Последствия извержения вулканов

ИЗ ИСТОРИИ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНОВ

Интересна история вулкана Мон-Пеле, расположенного в северной части о. Мартиника в группе Малых Антильских о-вов. Первые извержения его были зафиксированы европейскими поселенцами в 1635 г. Слабые извержения были в 1792 и 1851 гг.

Страшная трагедия началась в первых числах мая 1902 г. На расстоянии 6 км от Мон-Пеле располагался город Сен-Пьер с населением 30 тыс. человек. На склонах горы Мон-Пеле неожиданно забили многочисленные горячие источники, а 5 мая вниз по западному склону горы пронесся стремительный грязевой поток и уничтожил сахарный завод. Ночью над горой возникли пламя и столб пепла. На следующий день раскаленный докрасна пепел низвергся на город, покрыв его слоем толщиной 30 см. Начались пожары, людей охватили ужас и паника.

Утром 8 мая гора Мон-Пеле содрогнулась от нескольких толчков. Через несколько минут из ее вершины вырвались две огромные тучи раскаленного газа и пепла. Одна из них поднялась высоко вверх, а другая, насыщенная пеплом, устремилась под его тяжестью вниз по склону, преодолела несколько низких хребтов и за три минуты прошла расстояние в 6 км, отделявшее вулкан от города. По свидетельствам очевидца, город был в одно мгновение спален огнем. Стремительная «палящая туча» разрушила самые крепкие постройки, вырвала с корнем огромные деревья и уничтожила 17 из 19 кораблей, бывших в гавани. Но еще страшнее оказался всепожирающий жар: когда туча обрушилась на город, ее температура составляла почти 700 °С. Вода в гавани закипела. Когда в обугленный город вернулся воздух, начались пожары. Большинство людей погибли из-за того, что у них были сожжены легкие, а также из-за сильного обезвоживания организма.

Невероятно, но двум жителям города удалось остаться живыми. Один находился в тюрьме в камере смертников. Он получил многочисленные ожоги и три дня оставался без воды и пищи, пока его не спасли. Вторым был сапожник, уцелевший в своем доме благодаря счастливой случайности. Выжив, он рассказал: «Я почувствовал ужасный ветер... Руки и ноги горели... Четверо находившихся рядом кричали и корчились от боли... Через десять секунд девочка упала замертво... Обезумев, я стал ждать смерти... Через час сгорела крыша... Я пришел в себя... и побежал».

«Палящая туча» Мон-Пеле уничтожила 30 тыс. человек. Вслед за ней из вершины Мон-Пеле начала расти огромная башня, состоявшая из почти затвердевшей лавы. Вскоре ее высота достигла 250 м, а диаметр составил 120 м. Три месяца спустя по восточному склону вулкана пронеслась еще одна раскаленная туча, убив еще 3000 человек.

Происхождение и виды вулканов

В Тирренском море есть небольшой остров Вулкано. Большую часть его занимает гора. Еще в незапамятные времена люди видели, как из ее вершины иногда вырывались черный дым, огонь и на большую высоту выбрасывались раскаленные камни. Древние римляне считали этот остров входом в ад и полагали, что владел им бог огня и кузнечного ремесла Вулканус. По его имени огнедышащие горы и стали называть вулканами.

Вулканы располагаются в сейсмоактивных поясах. Особенно много их в Тихоокеанском поясе. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по нескольку десятков активных вулканов. Всего же на суше их от 450 до 600 действующих и около тысячи «спящих». В опасной близости от активных вулканов проживает около 7% населения Земли.

В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские о-ва, о. Сахалин. Потухшие («спящие») вулканы есть на Кавказе.

На Кавказе потухшими вулканами специалисты считают горы Шалбуздаг (в Дагестане) и Казбек (один из пятитысячников Кавказа). Что касается горы Эльбрус, то и ее некоторые ученые считают «спящим» вулканом, деятельность которого еще не закончилась: на склонах горы иногда заметны облачка выходящих газов.

Самая северная из огнедышащих гор Камчатки - вулкан Шивелуч, возвышающийся на 3335 м на левом берегу р. Камчатки. Вулкан очень активный, с «буйным норовом».

Ранним утром 12 ноября 1964 г. он неожиданно взорвался, выбросив тучи пепла на высоту 15 км. В них непрерывно сверкали молнии, грохотал гром. Пепловая туча быстро перемещалась в сторону побережья Тихого океана и через час накрыла городок Усть-Камчатск. Далее она двинулась к Командорским о-вам. Пепел падал в полной темноте и столь обильно, что на каждом квадратном метре его оказалось почти 30 кг. Всего было выброшено более 1,5 км3 пепла. Извержение продолжалось около часа. После него на месте главной вершины вулкана образовался кратер глубиной 700-800 м и диаметром до 3 км.

Взрывная волна со скоростью 300 м/с распространилась на площади в десятки квадратных километров и уничтожила лес. Сила взрыва была такова, что глыбы весом до 3 т летели на расстояние от 2 до 12 км. Пепел мгновенно растопил снег на склонах вулкана. Потоки грязи и камней ринулись в долину, сметая все на своем пути. Лавина горячих камней разного размера засыпала мощную реку. Извержение, продолжавшееся столь короткое время, наделало бы много бед, если бы произошло в другом месте; хорошо, что этот район оказался малонаселенным.

Проживание людей вблизи вулканов иногда приводит к страшным катастрофам, примером которой может стать гибель знаменитой Помпеи при извержении Везувия в 79 г.

Извержение вулкана часто сопровождается землетрясением, усиливающим вулканическую активность. Слышится подземный гул, усиливается выделение газов и паров, повышается их температура, сгущаются облака над вершиной вулкана, его склоны начинают вспучиваться. Потом под давлением газов, вырывающихся из недр Земли, происходит извержение. На тысячи метров выбрасываются вверх густые черные тучи газов и паров воды, смешанных с пеплом, покрывая мраком окрестности. С грохотом из кратера летят куски раскаленных докрасна камней. Из черных густых туч на землю сыплется пепел. Если в это время идет дождь, вниз льются потоки грязи, скатываясь со склонов горы с большой скоростью и затопляя окрестности.

Извержение вулкана, вероятно, самое удивительное зрелище в природе.

Если подняться на вершину действующего вулкана, когда он спокоен, то будет видна глубокая впадина с обрывистыми краями - это кратер. В кратер вулкана выходит жерло - канал, по которому из недр Земли поднимается жидкая магма. Раньше считалось, что очаги магмы располагаются глубоко под землей. Но исследования показали, что магма может находиться и близко к поверхности, подогревая водяные и грязевые горячие источники и периодически фонтанирующие источники - гейзеры. Дно кратера покрыто обломками крупных и мелких камней, а из трещин на его дне и стенках поднимаются струи газа и пара. Эти струи называют фумаро- лами (от итальянского слова fumare - дымиться). Они либо спокойно выходят из-под камней и из щелей, либо бурно вырываются с шипением и свистом. Кратер наполняется удушливыми газами. Поднимаясь вверх, они образуют на вершине вулкана облачко. Чаще всего вулкан спокойно курится месяцы, а иногда и годы. Однако извержение заканчивает период покоя.

Лава бывает жидкой, вязкой и густой. В зависимости от характера лавы различают разные типы вулканов и их извержений.

При жидкой лаве возникают невысокие кратеры, лава быстро разливается на значительные площади. Такие вулканы есть в Исландии, на Гавайских о-вах.

При вязкой лаве образуются более высокие кратеры. Извержения сопровождаются большим количеством вулканических бомб, ярким заревом, оглушительными взрывами. Примерами таких вулканов служат вулкан Стромболи в Италии и один из вулканов на Гебридских о-вах.

Вероятно, наиболее опасны и непредсказуемы извержения при очень густой лаве, когда жерло вулкана закупорено. Тогда газы пробиваются на свободу на склоне горы, образуя «палящие тучи» - тучи раскаленного газа и пепла, удерживающиеся у самой поверхности земли. «Палящая туча» может преодолевать горные гряды километровой высоты и проходить 150-километровые расстояния со скоростью 100 м/с.

Последствия извержения вулканов

Перечислим опасные явления, прямо или косвенно связанные с извержениями вулканов.

Раскаленные лавовые потоки . Жидкие потоки обычно имеют толщину менее 5 м (иногда лишь 2 м). Скорость их течения достигает 100 км/ч. Они проходят путь до десятков километров и покрывают площадь до сотен квадратных километров. Толщина вязких потоков достигает десятков метров. Их скорость значительно меньше, иногда лишь несколько метров в сутки. Длина их пути обычно менее 10 км (до подножия вулканической горы).

Палящие лавины , состоящие из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700 °С. Они спускаются по склону вулкана со скоростью до 150- 200 км/ч и проходят путь длиной до 10-20 км.

Тучи пепла и газов , выбрасываемые в атмосферу на высоту 15-20 км, а при мощных взрывах - на высоту до 50 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может превосходить 10 м, а на расстоянии 100-200 км от источника - 1м. Под толстым слоем пепла гибнет все живое, а его тонкий слой вместе с жидкими осадками из вулканических туч может вызывать резкое усиление коррозии металлов, быть токсичным для растений и животных на площади до десятков тысяч квадратных километров.

Взрывная волна и разброс обломков . При взрывах вулканов объем выбросов измеряется кубическими километрами (при взрыве вулкана Санторин около 3,4 тыс. лет назад он составил от 13 до 18 км3, при взрыве вулкана Кракатау в 1883 г. - до 70 км3). При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой до нескольких сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5-7 м и отлетают на расстояние до 25 км (при вертикальном выбросе - до 5 км).

Водяные и грязекаменные потоки . Движутся со скоростью до 90-100 км/ч. Проходят путь до 50 и даже 300 км. Покрывают площадь до сотен квадратных километров. Источниками воды могут служить сама магма, кратерные озера, снежно-ледяной покров вулканов, а также грозовые ливни, вызываемые извержениями.

Резкие колебания климата , обусловленные изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются в атмосфере над всей планетой. Примеси диоксида углерода (углекислого газа) и силикатных частиц могут создавать парниковый эффект, ведущий к потеплению климата.

Извержение вулканов

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.

Фумаромла - 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 (CO2); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO2, SO3), хлористый водород (HСl) и другие менее распространенные газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH3), 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 км2, стало причиной смерти более 1700 человек. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из еще не потухшего вулкана.

Темрмы - 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.

Гемйзер - 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.

Таблица 2.4 - Поражающие факторы вулканов

Извержения вулканов могут причинить огромные беды. Города Помпеи и Геркуланум в Италии в 79 году н.э. были погребены в результате извержения Везувия. В результате извержения вулкана на острове Кракатау в Индонезии в 1883 году погибли 36000 человек, а совсем недавно, в 1985 году в Невадо де Руис в Колумбии извержение вулкана растопило снег на горе, и образовавшийся поток в считаное время снес все на своем пути, уничтожив несколько населенных пунктов и погубив более 25000 человек.

Современные вулканы расположены вдоль крупных разломов и тектонически подвижных областей (главным образом на островах и берегах Тихого и Атлантического океанов). Активные действующие вулканы: Ключевская Сопка и Авачинская Сопка (Камчатка, Российская Федерация), Везувий (Италия), Исалько (Сальвадор), Мауна-Лоа (Гавайские оострова) и др. В России опасность извержения вулканов имеется на Камчатке, Курильских островах, Сахалине. Сейчас на Камчатке в стадии активной деятельности находятся 29 вулканов, на Курильских островах - 39. В зоне вулканической деятельности расположено 25 населенных пунктов на Курилах и несколько городов на Камчатке.

Прогноз вулканических извержений

Катастрофические извержения вулканов сопровождаются большими жертвами среди населения. При извержении влк. Тамбора в Индонезии в 1815 г. погибло от 60 тыс. до 90 тыс. человек. Взрыв влк. Кракатау в 1883 г. стал причиной смерти 40 тыс. человек. От палящих туч, образовавшихся при извержении влк. Ламингтон на Новой Гвинее, погибло около 4 тыс. человек. Предвестником извержения являются вулканические землетрясения, которые связаны с пульсацией магмы, продвигающейся вверх по подводящему каналу. Специальные приборы - наклономеры - регистрируют изменение наклона земной поверхности вблизи вулканов. Перед извержением меняются местное магнитное поле и состав вулканических газов, выделяющихся из фумарол. На Камчатке уже в 1955 г. было предсказано извержение влк. Безымянный, в 1964 г. - влк. Шивелуч, затем - Толбачикских вулканов.

На вулканических территориях действует ряд вулканических станций. Как и для землетрясений, составляются карты вулканической опасности (риска). Подробная карта такого рода составлена для Камчатки в РФ, для Гавайских островов и района Каскадных гор в США. В Российской Федерации непосредственное наблюдение за вулканами осуществляется институтом вулканологии Дальневосточного отделения АН РФ.

Прогноз извержений основан на двух группах методов. Первые основаны на изучении жизни самого вулкана: отдельные вулканы извергаются с определенными интервалами времени, другие свое пробуждение знаменуют звуковыми эффектами; знание вулканов может помочь в предупреждении извержений. Другую группу методов составляют сложные статистические вычисления и исследования признаков готовящегося извержения с помощью точных приборов. Вокруг опасных вулканов размещают, как правило, сейсмические станции, регистрирующие толчки. Когда лава расширяется на глубине, заполняя трещины, это вызывает сотрясение земной поверхности. Землетрясения с очагами под вулканами являются, таким образом, надежным признаком готовящегося извержения.

Профилактические мероприятия вулканических извержений

Защитные мероприятия от лавы

Бомбардировка лавового потока с самолета. Охлаждаясь, лавовый поток создает заградительные валы и течет в лотке. Когда же удается эти валы прорвать, лава разливается, скорость ее течения замедляется и приостанавливается.

Отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов.

Бомбардировка кратера. Лавовые потоки по большей части возникают за счет того, что лава переливается через край кратера, если же удается разрушить стенку кратера раньше, чем образовалось лавовое озеро, скопится немного меньше лавы и ее излияние по склону не принесет вреда. Сток лавы, кроме того, можно направить в нужном направлении.

Возведение предохранительных дамб.

Охлаждение поверхности лавы водой. На охлажденной поверхности образуется корка и поток останавливается.

Защита от выпадения тефры

Создание и использование в случае извержения специальных укрытий. Возможно проведение эвакуации населения.

Защита от вулканических грязевых потоков

От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулканов насыпают искусственные холмы. При серьезных опасностях люди вбегают на них и таким образом могут избежать опасности. Существует еще один способ - искусственное понижение кратерного озера. Наилучшим способом является запрещение заселения опасной территории или эвакуация при первых признаках вулканического извержения.

Действия населения при извержениях вулканов

Подготовка к извержению:

эвакуация из опасной зоны после сообщения о возможном извержении;

при невозможности эвакуации - уплотнение окон, дверей, дымоходов;

установка техники в гараже

помещение животных в сараи;

подготовка автономных источников освещения (свечи, лампы);

связи (радиоприемник на батарейках);

создание запасов воды, продуктов питания на 3-5 суток;

подготовка аптечки медицинской помощи.

Поведение при извержении:

при нахождении вне помещения защита головы и, тела от камней и пепла шлемом, каской, плотной шапкой;

нахождение вдали от рек, ложбин, оврагов у вулкана во избежание попадания в зону лавовых потоков и селей;

не использование автомобиля;

укрытие от палящей тучи в воде, в подземном убежище.

Поведение после извержения:

использование простейших средств защиты органов дыхания (марлевых повязок, тканевых масок) для исключения вдыхания пепла;

применение защитных очков и одежды для защиты от ожогов;

уборка пепла с крыш здания для исключения ее перегрузки и обрушения.