Вулканология на сайте Игоря Гаршина. Изучение вулканов (original) (raw)

Вулканология (изучение вулканов)

Вулканизм относится к природным явлениям планетарного масштаба, но вулканы на земной поверхности распределены неравномерно, поэтому роль извержений разных вулканов в модуляции тех или иных климатических флуктуаций может различаться.

Как это ни парадоксально, но до сих пор неизвестно точное число активных вулканов на Земле. Связано это с тем, что периоды покоя отдельных вулканов, например, Академии Наук на Камчатке, могут достигать нескольких тысячелетий. Кроме того, большое количество вулканических сооружений существует на дне морей и океанов планеты.

По оценкам разных исследователей, на земном шаре насчитывается от 650 до 1200 действующих вулканов, которые находятся в той или иной степени активности или дремлющем состоянии.

О крупных вулканических извержениях, породивших гигантские цунами, смотрите страницу по сейсмологии.

Типы вулканов и природа вулканизма

Классификация вулканов

Геологи В.Е. Хаин и Э.Н. Халилов (2008), проанализировава все приведенные в самом полном каталоге Н. И. Гущенко (1979) вулканы мира, разделил их, в соответствии с классификацией Х. Раста (1982) на четыре геодинамических типа:

1. вулканы поясов сжатия Земли («С»),
2. вулканы океанских рифтовых зон («ОР»),
3. вулканы контенентальных рифтовых зон («КР»),
4. вулканы океанские внутриплитные («ОВ»).

Факторы вулканизма - тектонический, магматический, неизвестный

Более 90 % проявлений вулканизма на планете связано с движением литосферных плит и приурочено к их границам: зонам субдукции, где литосферные плиты погружаются одна под другую, или же к зонам спрединга – местам расхождения плит. [Соответственно, активность этих вулканов совпадает с сейсмической активностью в этих зонах.]

Также существует вулканизм в середине плит, или, как его называют геологи, – внутриплитный, который часто связывают с действием потоков вещества и энергии, поднимающихся непосредственно из глубин мантии, так называемых мантийных суперплюмов, образующихся на границе ядра и мантии Земли (около 2700 км). С Тихоокеанским суперплюмом, например, связывают возникновение Гавайской горячей точки, сформировавшей протяженную цепочку океанических поднятий и островов и огромное подводное плато Онтонг-Джава в юго-западной части Тихого океана к северу от Соломоновых островов, которое занимает площадь около 2 миллионов км², что сопоставимо с размерами Аляски.

Вместе с тем, внутри континентов встречаются области вулканизма, существование которых невозможно объяснить плюмами, поднимающимися с больших глубин, так как период накопления необходимого количества вещества и энергии для их образования значительно превышает время, в течение которого действует такой вулканизм, к тому же он часто проявлен неравномерно, как во времени, так и в пространстве [а чем же это объясняют?].

Типы суперизвержений

Любой вулкан может сильно влиять на окружающий его природный ландшафт в результате излияния лавовых и пирокластических потоков, схода лахаров [?], выбросов тефры [?]. Однако существуют только три типа извержений, способных вызвать значительный глобальный эффект.

1. **Извержения вулканского типа в вулканических островных дугах.**В результате крупных извержений этого типа образуются огромные эруптивные столбы, которые привносят пирокластические частицыи газы в стратосферу, где могут перемещаться горизонтально в любом направлении. Такие вулканы обычно изливают лавы андезитового и дацитового состава, а также могут выбрасывать большие объемы тефры. К историческим и доисторическим примерам относятся 1) Тамбора (1815 г.), Кракатау (1883 г.), Агунг (1963 г.) на островах Вест-Индии; 2) Катмай (1912 г.), Сент-Хеленс (1480, 1980 гг.), Мазама (5000 л.н.) и Ледяной Пик (11250 л.н.) в Северной Америке; 3) Безымянный (1956 г.) и Шивелуч (1964 г.) на Камчатке и др., где тефра распространялась в виде шлейфов на тысячи километров по направлению ветров.
2. **Извержения с образованием кальдер в континентальных «горячих точках».**Крупные кальдерообразующие извержения, часто сопряженные с континентальными «горячими точками», связанными с мантией, оставляли теилииные следы в геологической летописи четвертичного периода. Например, крупными событиями были извержение тефры Guaje в кальдере Толедо (1370 тыс. л.н.) и тефры Tsankawi в кальдере Вэллс около 1090 тыс. л.н.(оба произошли на территории современного штата Нью-Мексико в США), а также Бишопа в кальдере Лэнг Вэлли в Калифорнии около 700 тыс. л.н.. Слои тефры, образованные в результате извержений, характеризуются субконтинентальным распространением, согласно подсчетам, они покрыли территорию площадью до 2,76 млн км2.
3. **Крупнейшие трещинные извержения.**Трещинные извержения, как правило, невзрывные, так как в них вовлечены базальтовые магмы, которые обладают относительно низкой вязкостью. В результате образуются обширные базальтовые покровы, подобные тем, что были обнаружены на плато Декан (Индия) и плато Колумбия (северо-западная часть Тихоокеанского побережья США), а также в Исландии [в историческое время] или в Сибири. Такие извержения могут выбрасывать в атмосферу гигантские объемы летучих веществ, изменяя природный ландшафт.Коламбия-Ривер, сформировавшаяся около 15 миллионов лет назад - одна из крупнейших трапповых провинций Земли [была ли тогда биокатастрофа?]. Деканские траппы сформировались между 68 и 60 миллионами лет назад, в конце мелового периода. Основная часть вулканических извержений произошла в районе Западных Гхат (недалеко от Мумбаи) около 65 млн. лет назад [тогда же вымерли динозавры; возможно, это не от суперплюма из-под Земли, а от астероида с неба]. Эта серия извержений, возможно, длилась в общей сложности менее 30 тыс. лет. [И вообще, те времена характеризуются небывалой вулканической активностью.] Извержение магматической провинции в Сибири произошло около 252 миллионов лет назад на огромных территориях площадью свыше 2 млн. кв. км. Лава залила всю Западную Сибирь, сопоставимую по размеру с Западной Европой, и, вероятно, стала причиной массового вымирания, во время которого погибло 96 % морских животных и около 70 % наземных (Великое пермское вымирание).

Последствия вулканизма (воздействия на климат и экологию)

Изучение палеовулканизма для уточнения реконструкций

Слои пепла крупнейших доисторических извержений представляют хронологические стратиграфические горизонты для целых регионов и могут использоваться в моделях реконструкции направлений палеоветров во время эруптивной активности. Слои тефры (рыхлый обломочный материал, перемещенный из кратера к месту отложения по воздуху) являются основой для прямой корреляции пеплов суши и океана, они весьма эффективны в датировании ледниковых кернов и других отложений, в которых присутствуют эти прослои.

Влияние вулканизма на атмосферу, радиацию и экологию

Трудно найти в природе нашей планеты более грандиозное и опасное явление, чем современный вулканизм. Кроме прямой угрозы человеку, вулканическая деятельность может оказывать менее явное, но при этом масштабное влияние на окружающую среду. Продукты мощных вулканических извержений, поступая в стратосферу, сохраняются в ней напротяжении года и более, изменяя химический состав воздуха и воздействуя на радиационный фон Земли. Подобные извержения оказывают большое влияние не только на регионы, прилегающие к ним: они могут вызывать и глобальный эффект, длящийся гораздо дольше самого события, если атмосфера насыщается большим количеством частиц пепла и летучих соединений.

При помощи вулканических извержений (из-за их влияния на атмосферу) можно объяснить некоторые уникальные непродолжительные климатические явления, которые также следует рассматривать в контексте ожидаемого глобального потепления как естественный механизм, который может изменять продолжительные климатические тенденции на период в несколько лет и более).

Климатические эффекты вулканической деятельности

Заметнее всего климатические эффекты извержений сказываются на изменениях при земной температуры воздуха и формировании метеорных осадков, что наиболее полно характеризуют климатообразующие процессы.

Температурный эффект. Вулканический пепел, выброшенный в атмосферу во время эксплозивных извержений, отражает солнечную радиацию, снижая температуру воздуха на поверхности Земли. В то время как пребывание мелкой пыли в атмосфере от извержения вулканского типа обычно измеряется неделями и месяцами, летучие вещества, такие как SO2, могут оставаться в верхних слоях атмосферы в течениене скольких лет. Мелкие частицы силикатной пыли и серного аэрозоля, концентрируясь в стратосфере, увеличивают оптическую толщину аэрозольного слоя, что ведет к уменьшению температуры на поверхности Земли.

Эксплозивные извержения могут оказывать свое влияние на климат, по меньшей мере, в течение нескольких лет, а некоторые из них– вызвать гораздо более продолжительные его изменения. С этой точки зрения крупнейшие трещинные извержения также могут иметь существенный эффект, поскольку в результате этих событий огромный объем летучих веществ выбрасывается в атмосферу в течение десятилетий и более.

Другая причина возможного похолодания обусловливается экранирующим воздействием аэрозолей Н2 SO 4 в стратосфере.

Роль вулканической деятельности в образовании атмосферных осадков [увлажнённости]

Распространенное мнение: при образовании атмосферных осадков первичным процессом в естественных условиях при любых температурах служит конденсация водяного пара, и только затем возникают ледяные частицы. Позднее было показано, что даже при многократном пресыщении ледяные кристаллы в совершенно чистом влажном воздухе всегда возникают вследствие гомогенного появления капель с последующим замерзанием, а не прямо из пара.

Вулканические индексы

В настоящее время разработан ряд индексов для оценки вклада вулканизма в изменения климата: вулканический индекс пылевой завесы (DVI – Dust Volcanic Index),индекс вулканической эксплозивности (VEI – Volcanic Explosive Index), а также MITCH, SATO и KHM, названные по фамилиям авторов, рассчитавших их.

Центры вулкановедения

• Институт вулканологии и сейсмологии Камчатского научного центра (ИВС КНЦ)

Сетевые ресурсы о вулканологии

• Супервулкан. (Википедия)
• Список крупнейших вулканических извержений. (Википедия)
• Портал Вулкания со списком вулканов и др.
• Опубликована карта мощнейших супервулканов Земли. Источник: Nature 543, 295–296 (16 March 2017) - http://www.nature.com/news/earth-s-lost-history-of-planet-altering-eruptions-revealed-1.21630
• PNSN.org Где-то на этом вулканологическом портале был и каталог вулканов.
• Volcano Live by John Seach

Каталоги по извержениям вулканов

Взято из работы В.Е. Хаин и Э.Н. Халилов (2008). Также смотрите каталоги по землетрясениям.

• Bulletin of the Global Volcanism Nework.
• Volcano World Eruptions.

На правах рекламы (см. условия):

[an error occurred while processing this directive]

Страница обновлена 20.08.2024

| | | | | | | | | | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | | | | | | |