Знаете ли вы, что имя римского бога «вулкан» (бог огня и металлообработки) происходит от слова «вулкан»? За сотни миллионов лет эти геологические явления сформировали более 80 процентов поверхности нашей планеты, создав основу для первых морей и атмосферы Земли. Оба из них обеспечивают элементы, необходимые для развития и выживания жизни.
Помимо непрерывных полос вулканов на дне океана в таких обширных регионах, как Срединно-Атлантический хребет, на Земле насчитывается около 1350 потенциально активных вулканов. На самом деле, каждый год извергается от 50 до 70 вулканов.
Тем не менее, каждый вулкан в чем-то уникален. От того, как образуются и классифицируются вулканы, до самых взрывоопасных на Земле, IE обобщает все, что вам нужно знать об этих привлекающих внимание геологических структурах. Мы, конечно же, предоставим несколько (очень крутых) изображений по пути.
Что такое вулкан?
Проще говоря, вулкан - это разрыв в коре планеты, такой как земная, который позволяет горячей лаве, вулканическому пеплу и газам выходить из магматического очага под землей. Во время многих извержений слои этих материалов могут накапливаться, образуя вулкан.
Как образуются вулканы?
Вулканы могут возникать по-разному, но они всегда возникают, когда под поверхностью Земли находится магма или частично расплавленная порода. Затем эта магма либо поднимается через естественные трещины в земной коре, либо оказывается в ловушке под землей, где давление нарастает до тех пор, пока она не взорвется.
В случае Земли вулканы возникают из-за того, что литосфера нашей планеты разбита на плиты твердой породы, известные как тектонические плиты. Они плавают в более горячем, мягком, частично расплавленном слое, известном как астеносфера.
Мы должны сначала понять два типа сценариев тектонических плит, чтобы понять, как формируются «некоторые» вулканы.
Конвергентные границы плит - это области, где литосферные плиты движутся навстречу друг другу. Когда эти пластины сталкиваются, более тонкая и плотная пластина перекрывается более толстой и менее плотной пластиной. Погружающаяся плита нагревается по мере того, как она продвигается глубже в мантию, пока в конечном итоге не начнет плавиться. Это производит магматические камеры. Поскольку магма имеет меньшую плотность, чем окружающая горная порода, она плавится и разрушается на своем пути через вышележащую горную породу к поверхности.
Когда тектонические плиты отдаляются друг от друга, они известны как расходящиеся границы плит. При их разделении образуется трещина, высвобождающая давление. Это падение давления снижает температуру плавления мантийных пород. Затем эта недавно расплавленная магма взрывается на поверхности. Чаще всего это происходит под водой.
Какие бывают типы вулканов?
Есть два основных типа вулканов, хотя из извергнутой магмы могут образоваться многочисленные структуры (например, кальдеры или лавовые купола). Один из них - стратовулкан (также известный как составной вулкан), а другой - щитовой вулкан.
Разница между двумя вулканами связана с вязкостью (толщиной), количеством газа и составом магмы. То, как магма достигает поверхности, также различимо.
Что такое стратовулкан?
Извержения сильно вязкой (чрезвычайно густой) магмы обычно приводят к образованию вулканов с крутыми склонами и уклоном от 30 до 35 градусов. Это связано с тем, что плотный вулканический материал не течет очень далеко от места извержения; вместо этого он накапливается слоями, образуя конусообразный вулкан, называемый стратовулканом.
В отличие от щитовых вулканов стратовулканы встречаются чаще. Кракатау в Индонезии, печально известный своим разрушительным извержением в 1883 году, и Везувий в Италии, взрыв которого в 79 году нашей эры опустошил римские города Помпеи и Геркуланум, являются двумя хорошо известными примерами стратовулканов. Число погибших от обоих древних извержений исчислялось тысячами.
И гора Сент-Хеленс в штате Вашингтон, США, и гора Пинатубо на Филиппинах служат современными примерами крупных стратовулканических извержений. В последние годы в них происходили катастрофические извержения, хотя и с меньшим количеством жертв.
Что такое щитовой вулкан?
Напротив, щитовые вулканы имеют пологий уклон менее 10 градусов и во время извержения производят больше базальтовых жидких лав. Извержение щитового вулкана может привести к тому, что базальт будет течь далеко от жерла, создавая широкие пологие склоны.
Массив Таму в Тихом океане и Мауна-Лоа на Гавайях классифицируются как щитовые вулканы. Подобные вулканы были обнаружены и на других планетах, таких как Сапас-Монс на Венере и Олимп-Монс на Марсе.
Каковы различные типы извержений вулканов?
Вулканы, содержащие много газа и кремнезема, взрывоопасны. Они чрезвычайно опасны, потому что выбрасывают пепел (крошечные кусочки горных пород) и потоки пирокластической плотности (горячие облака ядовитого газа и валуны, стекающие по склонам вулкана). Они также выпускают цементоподобные смеси воды и горячей золы, известные как лахары.
Составные вулканы, образованные из повторяющихся слоев пепла и лавы, образовавшихся в результате нескольких извержений, являются результатом эксплозивных извержений. Эти извержения происходят на границах сходящихся плит.
Эффузивные извержения обычно образуют щитовые вулканы. Это когда магма имеет низкое содержание кремнезема и, следовательно, низкую вязкость. Крупные извержения такого типа могут повлиять на климат из-за выбросов газа, но они менее взрывоопасны и, как правило, представляют меньшую опасность, чем стратовулканы.
Кроме того, они не выделяют много пепла, так как состоят в основном из лавы. Эти извержения происходят в середине тектонических плит (горячие точки) и на расходящихся границах плит.
Что такое кальдеры и лавовые купола?
Эти вулканические структуры не относятся к двум основным категориям вулканов.
Иногда кровля магматического очага может обрушиться во время мощного взрывного извержения. Это резко опустошает камеру, создавая на поверхности углубление или чашу с очень крутыми стенками. Это кальдеры, некоторые из которых простираются на десятки миль.
Кальдеры также могут образоваться, когда извержение разрушает вершину стратовулкана (вершину). Вершина стратовулкана буквально снесена ветром!
Лавовые купола образуются, когда выдавленная лава не может легко вытекать из жерла, потому что ее высокая вязкость означает, что она не очень жидкая. Вместо этого лава собирается в гигантскую массу, напоминающую купол, наверху жерла.
Стратовулкан Суфриер в Сент-Винсенте имеет хорошо известный лавовый купол, растущий на юго-западном краю его главного кратера. Кроме того, примером служит центральный лавовый купол горы Мёко в Японии.
Где находятся самые активные вулканы?
Семьдесят пять процентов действующих вулканов Земли - более 450 - расположены вдоль «Огненного кольца», полосы, окружающей Тихий океан. Это не совсем кольцо, как следует из названия, а подковообразный пояс длиной около 40 000 километров и шириной примерно до 500 километров.
Некоторые вулканы возникают внутри плит в областях, называемых «горячими точками». Горячие точки - это вулканические регионы, где считается, что нижележащая мантия аномально горячая по сравнению с окружающей мантией. Вулканы в этих зонах не зависят от границ тектонических плит, например горячие точки на Гавайях, в Исландии и Йеллоустоуне.
Какое извержение вулкана было самым сильным в истории человечества?
Извержение вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году было одним из крупнейших в истории человечества. Одним из основных продуктов извержения был газ диоксид серы (SO2), который действует как кратковременный глобальный хладагент. Во время извержения было выброшено столько миллионов тонн SO2, что средняя глобальная температура упала примерно на 3 градуса Цельсия (°C). Из-за этого 1816 год стал известен как «Год без лета».
Какие самые большие вулканы на Земле?
Выбрать самые большие вулканы в мире сложнее. Итак, это сводка самых высоких (от основания до вершины), самых высоких (высота вершины над уровнем моря) и самых массивных (по объему) в мире.
Мауна-Кеа - спящий щитовой вулкан, расположенный на Гавайях. Спящие вулканы - это те, которые не извергались в течение длительного времени, но ожидается, что они снова извергнутся в будущем. В то время как вершина вулкана находится на высоте 13 796 футов (4205 метров) над уровнем моря, его основание находится на высоте около 19 685 футов (6000 метров) ниже уровня моря. Это делает Мауна-Кеа высотой около 33 000 футов - самой высокой на Земле (Эверест стоит на высоте 29 035 футов).
В Андах, на границе между Чили и Аргентиной, находится стратовулкан, известный как Охос-дель-Саладо, который считается активным. На вулкане две вершины; более высокая вершина находится в Чили, на высоте 22 615 футов (6893 метра) над уровнем моря. Это делает Охос-дель-Саладо самым высоким вулканом на Земле.
Самый большой по массе действующий вулкан на нашей планете - щитовой вулкан Мауна-Лоа на Гавайях, который постепенно поднимается на высоту более 4 км (2,5 мили). Его подводные склоны опускаются еще на 5 км (3 мили) до дна океана, а его колоссальная масса вдавливает дно океана еще на 8 км (5 миль). В результате вершина вулкана (вверху) находится примерно в 17 км (10,5 км).5 миль) над его основанием.
Вулкан Массива Таму - единственный вулкан крупнее Мауна-Лоа, однако он потухший. Он погружен под воду в северо-западной части Тихого океана, сидя на тройном стыке срединно-океанических хребтов. Массив Таму имеет самый большой след из всех вулканов, занимая площадь, примерно равную Нью-Мексико, около 120 000 квадратных миль (310 800 квадратных километров). Он также тяжелее любого другого вулкана на Земле, известного в настоящее время.
Тем не менее, были некоторые споры о том, является ли массив Таму единым вулканом вообще. В 2019 году тот же ученый, который обнаружил и классифицировал эту структуру как единый вулкан (2013), обнаружил, что массив Таму вместо этого может быть частью системы срединно-океанических хребтов.
Этот поворот произошел после того, как исследовательская группа из США, Китая и Японии изучила данные о магнитном поле над массивом Таму. Они обнаружили, что магнитные аномалии, представляющие собой изменения в магнитном поле Земли, вызванные магнитными породами в земной коре, аналогичны тем, которые возникают на границах срединно-океанических хребтов.