Гдз §2.4. расположение вулканов на земле, извержения вулканов обж 7 класс учебник смирнов, хренников фгос онлайн ответы и бесплатный решебник

Чем опасны вулканы?

Действующие вулканы представляют опасность по ряду причин. Сам по себе спящий вулкан очень опасен. Он в любое время может «проснуться» и начать извергать потоки лавы, растекающейся на множество километров. Поэтому не стоит селиться вблизи таких вулканов. В случае расположения извергающегося вулкана на острове может возникнуть такое опасное явление, как цунами.

Несмотря на свою опасность, вулканы могут сослужить человечеству хорошую службу.

Чем полезны вулканы?

В ходе извержения появляется большое количество металлов, которые можно применять в промышленности.
Вулкан порождает крепчайшие горные породы, которые можно использовать для строительства.
Пемза, которая появляется вследствие извержения, используется в промышленных целях, а также при производстве канцелярских резинок и зубной пасты.

Описание

Вулканами называют такие небольшие (а иногда и большие) горы, имеющие жерло — вертикальный канал, ведущий сквозь земную кору вглубь литосферы (твёрдая оболочка планеты). Хотя, стоит заметить, не всегда вулканы являются горами, иногда они представляют собой лишь небольшую возвышенность, а иногда и вовсе возникают на ровном месте, хоть и очень редко. Но всех их объединяет то, что они могут извергать магму.

Если обобщить, то вулканы — это разломы не поверхности планеты, ведущие к мантии Земли, где и находится магма. И таких разломов на нашей планете очень много. Они имеются на каждом из континентов. А поскольку главная причина образования вулканов заключается в движении литосферных плит, то в некоторых регионах планеты образуются целые цепи этих объектов.

На наше счастье, большинство имеющихся на планете вулканов, в данное время угрозы не представляют, поскольку либо давно уже являются потухшими, либо спящими. К тому же, немалая их часть находится под водой, как правило, на дне океанов. Ну а наземные действующие вулканы также не очень всех беспокоят, поскольку извержения происходят с некоторой регулярностью, что позволяет предсказать их. Ну и по сейсмологическим приборам отследить это явление также не представляет особого труда.

Какие бывают?

Большинство людей представляют себе вулкан как альпийскую гору с отверстием на вершине и выбрасывающейся внутрь жидкостью. Однако это только один из типов. Существуют также низкоуровневые и полные. Внутри каждого из них, как и под земной корой, находится магма. Это раскаленная масса с различной плотностью и большим или меньшим количеством примесей (газы и горные породы). Когда магма выходит на поверхность, ее называют лавой, а когда она свободна от примесей, то имеет преимущественно силикатный состав.

Форма может отличаться, но структура похожа.

кратер. Отверстие в форме чаши или воронки, диаметр может составлять десятки и сотни метров. У потухших вулканов кратеры часто засыпаются или покрываются озерами;
жерло. Обычно имеет цилиндрическую форму, этот канал располагается перпендикулярно к поверхности земли, реже – под наклоном. Этот канал ведет прямо внутрь земного шара;
магматическая камера. Расположена под корой Земли, в ней накапливается магма, которая потом становится той субстанцией, что извергает вулкан. Жерло идет до этой камеры.

В некоторых из них нет ни одной записи. Классическая формула содержит все три элемента. Они имеют коническую форму и могут быть очень высокими.

Существует несколько типов классификации, а также внешний вид и структура. По степени активности: можно разделить на:.

активные. Извергались на памяти человечества, с высокой вероятностью могут проснуться вновь;
спящие. Давно не проявляли активности, но риск пробуждения все же присутствует;
потухшие. Извергались очень давно по меркам возраста планеты. Вероятность пробуждения практически нулевая.

На основании типа образования различают

шлаковые. Встречаются чаще других. Магма выходит из кратера, стекает по склонам и постепенно застывает. Она наслаивается, в результате чего гора увеличивается после каждого извержения;
купольные. Их содержимое очень вязкое, из-за чего не может стекать по склонам. Извержение опасней, так как происходит мощный взрыв газов, при котором верхушка горы разлетается на части и разлетается по окрестностям;
щитовые. Для них характерны пологие склоны и форма щита или чаши;
стратовулканы. Из них выходят смешанные потоки расплавленной породы с застывшими кусочками, газами, пеплом, камнями. Склоны покрыты застывшей лавой, перемешанной с камнями.

Вулканические пусковые механизмы

Извержения вулканов могут быть вызваны различными механизмами, и хотя точные причины могут быть сложными и многогранными, вот некоторые ключевые механизмы запуска:

Тектоническая активность:
- Зоны субдукции: На границах сближающихся плит, где одна тектоническая плита поджимается под другую (субдукция), сильная жара и давление могут вызвать плавление погружающейся плиты, что приводит к образованию магмы. Эта магма может затем подняться на поверхность, вызывая извержения вулканов.
- Рифтинг: На границах расходящихся плит, где тектонические плиты расходятся, магма из мантии может проникнуть в разрыв, что приведет к созданию новой коры. Этот процесс, известный как рифтинг, связан с вулканической активностью, особенно вдоль срединно-океанических хребтов.
Мантийные плюмы и горячие точки:
Перья мантии: Горячие плавучие подъемы расплавленной породы из мантии Земли, известные как мантийные плюмы, могут привести к образованию горячих точек. Когда шлейф достигает земной коры, он может вызвать плавление, создавая магматические камеры, которые питают вулканическую активность. Движение тектонических плит над горячими точками может создавать цепочки вулканических островов.
Деятельность человека:
Геотермальная энергия Экстракция: Деятельность человека, такая как добыча геотермальной энергии, иногда может вызывать вулканическую активность. Добыча жидкостей из геотермальных резервуаров может изменить условия давления в недрах и потенциально спровоцировать извержения вулканов.
Обрушение вулканических куполов:
Нестабильность купола: Вулканические купола образуются в результате выдавливания лавы высокой вязкости. Вес лавы на куполе может привести к нестабильности, вызывая частичное или полное обрушение. Обрушение может высвободить захваченное давление газа и магмы, что приведет к взрывным извержениям.
Землетрясения:
Тектонические землетрясения: Землетрясения, особенно связанные с тектонической активностью, иногда могут спровоцировать извержения вулканов. Сейсмическая активность может вызвать изменения давления и создать трещины в земной коре, способствуя подъему магмы.
Магматические процессы:
Избыточное давление газа: Накопление газа внутри магматического очага может привести к повышению давления. Если давление газа превысит удерживающую прочность горных пород, это может спровоцировать взрывное извержение.
Внешние триггеры:
Удар метеорита: Хотя падение крупного метеорита на поверхность Земли случается редко, оно потенциально может вызвать достаточно тепла и давления, чтобы расплавить камни и вызвать вулканическую активность.
Климатические триггеры:
Ледниковое отступление: Изменения объема льда из-за отступления ледников могут влиять на вулканическую активность. Удаление веса ледникового льда может привести к декомпрессионному таянию подстилающей мантии, что будет способствовать извержениям вулканов.

Понимание этих триггерных механизмов имеет важное значение для оценки вулканической опасности и снижения потенциальных рисков, связанных с извержениями. Системы вулканического мониторинга, геологические исследования и достижения сейсмологии способствуют постоянным усилиям по пониманию и прогнозированию вулканической активности

Классификация извержений

Вулканы извергаются по-разному и классифицируются по различным признакам. Сначала оценивается масштаб катастрофы и присваивается одна из категорий в соответствии с количеством выброшенной массы.

первый класс – более 100 кубических километров;
второй – от 10 до 100 куб. км;
третий – до 10 куб. км;
четвертый – до 1 куб. км;
пятый – до 100 кубических метров.

Другая классификация основана на типе деятельности и составе выделений.

наземные эффузивные. Без разрушительных взрывов, сопровождаются растеканием лавы по поверхности земли;
подводные эффузивные. Взрывы отсутствуют, так как они не могут произойти под большим давлением водной массы. Лава растекается по океаническому дну;
эксплозивные. Происходит сильный взрыв с объемным выбросом газообразных и твердых веществ. Так происходит при очень густой консистенции, она не вытекает или растекается в небольших количествах. Скорости потока составляет не более нескольких метров в день. Опасность – во взрыве, который раскидывает твердые глыбы по округе;
экструзивные. Магма очень плотная или даже твердая, процесс заключается в том, что ее выдавливает наружу.

Взрывы могут происходить по классическому сценарию или сочетать в себе различные типы. Например, экструдер-взрывчатка. Каждый из перечисленных типов содержит несколько подкатегорий.

Выходные данные можно разделить на следующие категории

трещинные или исландские. Магма выходит через небольшие трещины в коре Земли. Спокойные, не взрываются, но лава с большим количеством базальта в составе растекается достаточно далеко, создавая плоские конусы;
гавайские. С жерлом цилиндрической формы и широким кратером, из которого вытекает содержимое. Производят мало газа, поэтому если и взрываются, то несильно.

Варианты взрывчатых веществ. Большинство из них в настоящее время представлены одним вулканом на Земле.

мерапийские. Выдают огромные раскаленные клубы пыли и газа, внутренняя субстанция распыляется и становится пеплом. Могут образоваться потоки горячей грязи, которые тащат за собой камни;
катмайские. Их содержимое очень кислотное и перенасыщенное газами, поэтому сразу же образуется облако. Жерло закупоривается магмой, так как она не может вытекать. Происходит взрыв, от которого вершина разлетается на части, после этого остается широкий кратер;
кракатауские. Очень неспокойные и сильные, производят большие объемы твердых и газообразных выбросов. Лава выйти не может, так как она очень глубоко. После извержения появляется кальдера, так называют огромную воронку, раскинувшуюся на несколько километров;
бандайсанские. Сильно взрываются по причине интенсивного испарения воды, которая просачивается через трещины в коре. Магма не выделяется, только вода в виде пара;
маарские. Сейчас они потухли, но когда-то очень мощно взрывались. Внешне выглядят, как провалы с ровным дном, которые окружены пригорками.

Следует также обратить внимание на смешанные жанры, когда все жанры контента активируются одновременно

Типы извержений вулканов

Хотя не все извержения вулканов одинаковы, они обычно делятся на две категории: эффузивные или взрывные.

Эффузивные извержения

Лава течет из трещины возле вулкана Баурдарбунга в Исландии.Arctic-Images / Getty Images

Эффузивные извержения – это извержения, при которых лава выходит из вулкана относительно мягко. Как поясняет Геологическая служба США, эти извержения менее сильны, поскольку порождающая их магма имеет тенденцию быть жидкой и текучей. Это позволяет газам внутри магмы легче выходить с ее поверхности, тем самым сводя к минимуму взрывную активность. ()

Геологи заметили, что эффузивные извержения обычно ведут себя одним из нескольких способов. Если расплавленная лава вытекает из длинных трещин (глубоких линейных трещин в земной коре), стиль извержения называется «исландским» в честь вулканической активности в Исландии, где такое поведение обычно происходит.

Если вулкан демонстрирует «фонтан» лавы и потоки лавы, текущие из его жерла и окружающих трещин, он описывается как «гавайский».

Взрывные извержения

Извергается вулкан Сент-Хеленс.InterNetwork Media / Getty Images

Когда магма имеет более густую и вязкую консистенцию (подумайте о зубной пасте), газы, попавшие в нее, не так легко высвобождаются. (По данным Американского музея естественной истории, магмы с более высоким содержанием кремнезема имеют более густую консистенцию.) Вместо этого газы образуют пузыри, которые быстро расширяются, вызывая взрывы лавы. Чем больше пузырей образует магма, тем более взрывным будет извержение. ()

Стромболианский тип извержения, который характеризуется небольшими непрерывными извергающимися сгустками лавы низко в воздух, и является самыми легким типом взрывных извержений.
Вулканианский тип извержения характеризуется умеренными взрывами лавы и вулканического пепла.
Пелейский тип извержения представляет собой взрывные выбросы, которые создают пирокластические потоки – смеси вулканических фрагментов и газов, которые стекают по склонам вулкана с высокой скоростью.
Плинианский тип извержения, такой как извержение вулкана Сент-Хеленс в штате Вашингтон в 1980 году, является наиболее мощным типом извержений. Их газы и вулканические фрагменты могут взлетать в небо на расстояние более 11 километров. В конце концов, эти колонны извержения могут обрушиться на пирокластические потоки. ()

Гидровулканические извержения

Фреатическое извержение вулкана Бромо в Индонезии.heroris maulidio / Getty Images

Когда магма поднимается через земную кору, она иногда встречается с грунтовыми водами из водоносных слоев и тающими ледяными шапками. Поскольку магма в несколько раз горячее, чем точка кипения воды (100°C), вода перегревается или почти мгновенно превращается в пар. Это мгновенное преобразование из жидкой воды в водяной пар приводит к избыточному давлению внутри вулкана (напомним, что газы оказывают большую силу на свои контейнеры, чем жидкости), но поскольку этому нарастающему давлению некуда деться, оно выталкивается наружу, разрушая окружающую породу, и устремляется вверх по каналу вулкана, пока не достигнет поверхности, вытесняя смесь лавы с паром, водой, пеплом и тефрой (фрагментами породы) в так называемом «фреатомагматическом» извержении.

Если нагретые магмой горячие породы, а не сама магма, взаимодействуют с подземными грунтовыми водами или снегом и льдом, извергаются только пар, вода, пепел и тефра без лавы. Эти паровые извержения без лавы известны как «фреатические» извержения.

Как долго длятся извержения?

Как только происходит извержение, оно длится до тех пор, пока местный магматический очаг не опустеет, или пока не выйдет достаточно материала, чтобы давление внутри вулкана выровнялось. Тем не менее одно извержение может длиться от одного дня до десятилетий, но, согласно Глобальной программе вулканизма Смитсоновского института, извержение происходит в среднем семь недель. ()

Состав магмы[править | править код]

Главным компонентом магмы, возникающей над субдукционными зонами, являются породы мантийного клина. Меньшая доля принадлежит породам, слагающим субдуцирующую плиту. В состав последних входят породы осадочного чехла плиты. В состав мантийной магмы входят премущественно породы толеитового, известково-щёлочного и шошонитового состава — тождественные по составу базальтам и андезитам. Состав магмы зависит от глубины залегания литосферной плиты под вулканом, то есть от угла субдукции. Данный фактор обуславливает ассиметрию формирующегося над зоной субдукцией вулканического пояса — его поперёчную (латеральную) геохимическую зональность. С возрастанием глубины зоны субдукции толеитовая серия сменяется известково-щёлочной, а затем — шошонитовой. Возрастает содержание калия, рубидия, стронция, бария, убывает отношение железа к магнию и насыщенность пород кремнезёмом.

Следующим фактором, влияющим на состав магамы, является состав нависающего крыла земной коры. В энсиматических островных дугах (Марианская, Тонга), располагающихся над границей конвергентного взаимодействия двух океанских плит, преобладают толеитовые серии с незначительным прсутствием известко-щёлочных, чем обуславливается эффузивный вулканизм (см. ниже). В энсиалических островных дугах (располагаются на границе взаимодействие континентальной литосферы микроконтинента и океанской: Японская, Курильская, Антильская, Зондская)) преобладает известково-щёлочная серия с присутствием шошонитовой, служащая причиной эксплозивной вулканической деятельности в этих районах. На активных континентальных окраинах, располагающихся в области взаимодействия континентальной и океанской литосфер (Андская, частично Камчатская) также преобладает известково-щёлочная серия.

Еще одним фактором, влияющим на состав магмы, является скорость субдукции, с увеличением которой возрастает отношение базальтов к андезитам. Также на состав вулканитов оказывает влияние возраст субдукционного процесса. В общем случае с течением времени возрастает отношение пород андезитового и дацит-риолитового состава к базальтам. Это связано с возрастанием со временем мощности коры и увеличении роли корового субстрата в формировании состава магмы. Во-вторых, со смещением магмогенерирующего отрезка вниз (сопровождающимся смещением геоизотерм) происходит увеличение глубинности выплавки и её щелочности. В островодужной системе Тонга доля базальтовых вулканитов превосходит таковую в более зрелой Марианской системе.

В зоне спрединга магма образуется в результате плавления исходных пород мантии на относительно небольших глубинах с образованием толеитов. Для данных пород, обозначаемых «деплетированные» (геохимически истощённые), характерна слабая насыщенность подвижными элементами, в том числе калием, рубидием и др., вынос которых из земной коры произошёл предположительно в раннем протерозое. Они являются типичными (нормальными) породами, слагающими океанскую кору и обозначаются как «породы типа СОХ». Наряду с нормальными, в состав океанской коры входят геохимически обогащённые породы, существование которых связывается с наличием мантийных струй, несущих химические элементы из более богатых ими низов мантии, а также породы переходного типа, располагающиеся в районе горячих точек. Разница в составе океанских базальтов отражает глубину плавления мантии и, а также скорость спрединга: с её возрастанием увеличивается содержание титана, а также отношение железа к магнию. Содержание железа во всех базальтовых магмах велико и связано с высокой степенью плавления мантийных пород. Состав магмы в областях континентального рифтогенеза более широк и представлен как щелочными и толеитовыми мантийными породами, так и кислыми коровыми расплавами.

Главными породообразующими минералами магматических пород являются кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклаз, нефелин, пироксены, амфиболы, слюды, оливин.

Типы извержения вулканов

Существует несколько классификаций извержений. По масштабу явления делятся на 5 классов:

I – объем извергаемой массы превышает 100 км3;
II – 10 – 100 км3;
III – до 10 км3;
IV – до 1 км3;
V – до 100 м3.

По характеру процесса и составу выходящего материала извержения делятся на:

эффузивные наземные (лава изливается и растекается по земной поверхности, сильные взрывы отсутствуют);
эффузивные подводные (лава растекается по океаническому ложу, взрывы не наблюдаются из-за высокого давления водной массы);
эксплозивные (происходит взрыв, при котором выбрасывается большой объем газов и твердых элементов, лава не вытекает или вытекает в небольшом количестве из-за вязкости или значительной глубины залегания);
экструзивные (густая или затвердевшая магма выдавливается наружу).

Извержение подводного вулкана

Возможно смешение разных видов извержений. Например, существуют эксплозивно-экструзивные процессы. Каждая из перечисленных категорий включает несколько типов вулканических извержений.

В состав эффузивного вида входят:

Исландский тип (трещинный). Движение магмы к поверхности осуществляется по узким трещинам в земной коре. Газы выходят спокойно, не взрываются. Базальтовая лава растекается на значительные расстояния, формирует уплощенные конусы.
Гавайский. Магма движется по цилиндрическому каналу. Газов немного, поэтому нет сильного взрыва. Базальтовая лава вытекает из крупного уплощенного конуса с широким кратером.

Эксплозивный вид представлен следующими типами:

Мерапийский (яванский кратер Мерапи). Из жерла выходят раскаленные газово-пылевые клубы, лава во время взрыва распыляется, оседает в виде пепла. Возможно образование горячих потоков грязи и камней.
Катмайский (аляскинский кратер Катмай). Выбрасываемая лава настолько кислая и насыщенная газами, что при движении образует раскаленное газовое облако. Из закупоренного лавой жерла с мощнейшим взрывом выбрасываются газы, в результате вулканическая вершина разрушается, образуется обширный кратер.
Кракатауский тип (Кракатау). Взрыв невероятной мощности выбрасывает в атмосферу огромное количество газов и твердых частиц. Магма находится на значительной глубине, поэтому не выходит. На месте извержения образуется многокилометровая воронка – кальдера.
Бандайсанский тип (Бандай-Сан на острове Хонсю). Мощность взрыва обусловлена испарением воды, просочившейся по трещинам в земной коре в магматическую камеру. Лава отсутствует.
Маарский тип представляет потухшие вулканы, некогда взорвавшиеся с большой силой. В рельефе они выглядят как впадины с плоским дном, окруженные относительно невысокими валами.

Экструзивный вид представлен извержениями пелейского типа (кратер Мон-Пеле на Малых Антильских островах). Магма густая, вязкая, тяжело выдвигается из жерла. Начинается извержение с того, что из кратера вырываются раскаленные газы, насыщенные твердыми частицами. Из-за большой массы газы не устремляются в атмосферу, а стелются по склонам. Завершается процесс выдавливанием плотной магматической массы.

Стромболианский тип

Также следует отметить извержения смешанного вида – пирокластовые, сопровождающиеся выбросом всех видов содержимого земных недр. К такому виду относятся:

Стромболианский тип (Стромболи на Липарских островах). Вязкая лава застывает на склонах наподобие языков. Процесс поверхностный, магма располагается близко к земной поверхности, бурлит в жерле. Это сопровождается выходом газов и несильными взрывами.
Вульканский (кратер Вулькано на Липарских островах). Очаг находится недалеко от поверхности. Магма плотная, образует над кратером пробку. Накапливающиеся в жерле газы разрывают пробку, в результате выбрасывается облако газа, содержащее пыль и частицы пород.
Этно-Везувианский. Выделяется очень большое количество газов. Мощные взрывы приводят к формированию склоновых трещин – бокков, из которых выходит лава. На склонах Этны около 800 бокк.

Как образуются вулканы?

Если кратко объяснять суть образования вулкана, то это будет выглядеть следующим образом. Под земной корой расположен особый слой под сильным давлением, состоящий из расплавленных горных пород, его и называют магмой. Если же в земной коре вдруг начинают возникать трещины, то на поверхности земли образовываются возвышенности. Через них то и выходит наружу магма под сильным давлением. На поверхности земли она начинает распадаться на раскаленную лаву, которая затем застывает, заставляя вулканическую гору становиться все больше и больше. Появившийся вулкан становится настолько уязвимым местом на поверхности, что извергает с большой частотой на поверхность вулканические газы.

Из чего состоит вулкан?

Для того, чтобы понять, как извергается магма, нужно знать, из чего состоит вулкан. Основными его компонентами являются: вулканический очаг, жерло и кратеры. Что такое очаг вулкана? Это место, где образуется магма. Но не все знают, что такое жерло и кратер вулкана? Жерлом называют особый канал, который объединяет очаг с поверхностью земли. Кратером называют небольшое углубление в форме чаши на поверхности вулкана. Его размер может достигать нескольких километров.

Взрыв Кракатау

В 1883 году в Тихом океане у берегов Индонезии в результате мощного извержения исчез целый остров. Вулкан Кракатау за несколько часов ушел под воду. Звук извержения был слышен более чем за 5 тыс. км от вулкана, а огромная волна цунами после этого извержения разрушила побережья нескольких островов. Пепел от извержения на несколько недель закрыл небо. Но некоторое время спустя на месте погрузившегося в пучину вод вулкана появился новый островок. Его назвали Анак Кракатау, что в переводе обозначает «дитя Кракатау».

Извержение Кракатау

Вулкан погубил свыше 40 тыс. человек, уничтожил 165 населенных пунктов, а еще 132 основательно пострадали от 30-40-метровых цунами, возникших при извержении.