Hvorfor oppstår vulkaner? Prosesser over magmakammeret. Rusk og aske

Jorden vår er ikke bare solid stein gjennom og gjennom, den ligner snarere et egg: på toppen er det et tynt hardt skall, under det er det et tyktflytende lag med varmt mantel, og i midten er det en solid kjerne. Jordens "skall" kalles litosfæren, som betyr «steinskall» på gresk. Tykkelsen på litosfæren er i gjennomsnitt omtrent 1% av jordklodens radius: på land er den 70-80 kilometer, og i dypet av havene kan den bare være 20 kilometer. Litosfæren er skåret opp av forkastninger og ligner en mosaikk.

Temperaturen på mantelen er tusenvis av grader: nærmere kjernen er temperaturen høyere, nærmere skallet er den lavere. På grunn av temperaturforskjellen blandes stoffet i mantelen: varme masser stiger oppover, og kalde masser går ned (akkurat som kokende vann i en kjele eller vannkoker, men dette skjer bare tusenvis av ganger langsommere). Selv om mantelen varmes opp til enorme temperaturer, på grunn av det kolossale trykket i jordens sentrum, er den ikke flytende, men tyktflytende – som veldig tykk tjære. "Skall"-litosfæren ser ut til å flyte i den viskøse mantelen, og stuper litt ned i den under vekten av dens vekt.

Når den når bunnen av litosfæren, beveger den avkjølende massen til mantelen horisontalt en stund langs det faste fjellet "skallet", men så, etter å ha avkjølt, synker den ned igjen mot jordens sentrum. Mens mantelen beveger seg langs litosfæren, beveger deler av "skallet" (litosfæriske plater) seg uunngåelig sammen med den, mens individuelle deler av steinmosaikken kolliderer og kryper på hverandre.

Den delen av platen som var under (som en annen plate krøp på) synker gradvis ned i mantelen og begynner å smelte. Slik er det dannet magma - en tykk masse smeltede bergarter som inneholder gasser og vanndamp. Magma er lettere enn de omkringliggende bergartene, så det stiger sakte til overflaten og samler seg i såkalte magmakamre, som oftest er plassert langs platekollisjonslinjen. Magmaen er mer flytende enn mantelen, men fortsatt ganske tykk; Oversatt fra gresk betyr "magma" "tykk pasta" eller "deig."

Oppførselen til varm magma i et magmakammer ligner virkelig gjærdeig: magmaen øker i volum, okkuperer all tilgjengelig plass og stiger fra jordens dyp langs sprekker og prøver å bryte seg løs. Akkurat som deig løfter lokket på en panne og renner over kanten, så bryter magma gjennom jordskorpen på de svakeste stedene og bryter ut til overflaten. Dette er et vulkanutbrudd.

Et vulkanutbrudd oppstår pga avgassing magma Alle kjenner avgassingsprosessen: hvis du forsiktig åpner en flaske med en kullsyreholdig drink (lemonade, Coca-Cola, kvass eller champagne), høres en pop, og røyk kommer fra flasken, og noen ganger skum - dette er gass som kommer ut av drikken (det vil si at den avgassing) . Hvis en flaske champagne ristes eller varmes opp før åpning, vil en kraftig strøm bryte ut av den, og det er umulig å stoppe denne prosessen. Og hvis flasken ikke er tett lukket, kan denne strålen selv slå korken ut av flasken.

Magmaet i et magmakammer er under trykk, akkurat som en kullsyreholdig drikk i en lukket flaske. På stedet der jordskorpen var "løst lukket", kan magma unnslippe fra jordens tarmer, og slå ut "pluggen" til vulkanen, og jo sterkere "pluggen" var, jo sterkere vil vulkanutbruddet være. Når magma stiger oppover, mister gasser og vanndamp og blir til lava- magma utarmet i gasser. I motsetning til brus, er gassene som slippes ut under et vulkanutbrudd brennbare, så de antennes og eksploderer i krateret til vulkanen. Kraften til en vulkaneksplosjon kan være så kraftig at en enorm "trakt" forblir på stedet for fjellet etter utbruddet ( kalderaen), og hvis utbruddet fortsetter, begynner en ny vulkan å vokse rett i denne depresjonen.

Det hender imidlertid at magma klarer å finne en enkel vei ut til jordoverflaten, så renner lava ut av vulkaner uten eksplosjoner i det hele tatt - som kokende grøt, gurgling, flyt over kanten av en panne (for eksempel vulkaner bryter ut på Hawaii-øyene). Magma har ikke alltid nok styrke til å nå overflaten, og da størkner den sakte på dypet. I dette tilfellet dannes ikke en vulkan i det hele tatt.

Hvordan fungerer en vulkan likevel? Når en "ventil" i jorden åpner (pluggen til en vulkan slås ut), synker trykket i den øvre delen av magmakammeret kraftig; Nedenfor, der trykket fortsatt er høyt, er oppløste gasser fortsatt en del av magmaen. I vulkanens krater begynner gassbobler allerede å bli frigjort fra magmaen: jo høyere du går, jo flere av dem er det; disse lette "ballongene" stiger oppover og bærer den viskøse magmaen med seg. En kontinuerlig skummende masse har allerede dannet seg nær overflaten (frosset vulkansk steinskum er enda lettere enn vann - dette er kjent for alle pimpstein). Avgassing av magma er fullført ved overflaten, hvor det, når det først er sluppet, blir til lava, aske, varme gasser, vanndamp og steinfragmenter.

Etter en rask avgassingsprosess synker trykket i magmakammeret og vulkanutbruddet stopper. Vulkanens munn er lukket med størknet lava, men noen ganger ikke veldig fast: nok varme forblir i magmakammeret, slik at vulkanske gasser kan unnslippe til overflaten gjennom sprekker ( fumaroler) eller stråler med kokende vann ( geysirer). I dette tilfellet anses vulkanen fortsatt som aktiv. Når som helst kan det samle seg en stor mengde magma i magmakammeret, og deretter starter utbruddsprosessen igjen.

Det er kjente tilfeller når vulkaner brøt ut og holdt seg stille i 300, 500 og 800 år. Vulkaner som har hatt utbrudd minst én gang i menneskets minne (og kan bryte ut igjen) kalles sover.

Utdødde (eller eldgamle) vulkaner er de som var aktive i den fjerne geologiske fortiden. For eksempel står hovedstaden i Skottland, byen Edinburgh, på en eldgammel vulkan som brøt ut for mer enn 300 millioner år siden (det fantes ingen dinosaurer da).

La oss oppsummere.

Som et resultat av bevegelsen litosfæriske plater magmakamre kan forekomme. Hvis flytende magma bryter ut til jordens overflate, begynner et vulkanutbrudd. Ofte er et vulkanutbrudd ledsaget av kraftige eksplosjoner, dette skyldes avgassing av magma og eksplosjon av brennbare gasser. Vulkanen sovner hvis tilførselen av nye deler av magma fra magmakammeret stopper, men kan våkne (våkne til liv) hvis platebevegelsen fortsetter og magmakammeret fylles igjen. Vulkaner slukker helt hvis bevegelsen av plater i området stopper opp.

Svarte: Vladimir Pechenkin, Yuri Kuznetsov, Albert

Vulkaner er geologiske formasjoner på overflaten av jordskorpen der magma kommer til overflaten og danner lava, vulkanske gasser, «vulkanbomber» og pyroklastiske strømmer. Navnet "vulkan" for denne typen geologisk formasjon kommer fra navnet på den gamle romerske ildguden "Vulcan".

Dypt under overflaten av vår planet Jorden er temperaturen så høy at bergarter begynner å smelte og blir til et tykt, viskøst stoff - magma. Det smeltede stoffet er mye lettere enn den faste bergarten rundt den, så magmaen, når den stiger opp, samler seg i såkalte magmakamre. Til slutt slipper noe av magmaen til jordens overflate gjennom sprekker inn jordskorpen– slik blir en vulkan født – vakker, men ekstremt farlig et naturfenomen, som ofte fører med seg ødeleggelser og skader.

Magmaet som rømmer til overflaten kalles lava; det har en temperatur på rundt 1000 ° C og strømmer ganske sakte nedover skråningene til vulkanen. På grunn av lav hastighet forårsaker lava sjelden menneskelige skader, men lavastrømmer forårsaker betydelig ødeleggelse av alle strukturer, bygninger og strukturer som påtreffes langs banen til disse "ildelvene." Lava har svært dårlig varmeledningsevne, så den avkjøles veldig sakte.

Den største fare kommer fra steiner og aske som bryter ut fra krateret til vulkanen under et utbrudd. Varme steiner, kastet opp i luften i stor hastighet, faller til bakken og forårsaker mange skader. Aske faller til bakken som "løs snø", og hvis mennesker, dyr og planter dør av oksygenmangel.

Dette skjedde trist kjent by Pompeii, utviklet og blomstret, og ødelagt av utbruddet av Vesuv i løpet av få timer. Imidlertid regnes pyroklastiske strømmer med rette som den dødeligste av alle vulkanske fenomener. Pyroklastiske strømmer er en kokende blanding av faste og halvfaste bergarter og varm gass som strømmer nedover skråningene til en vulkan. Sammensetningen av bekkene er mye tyngre enn luft, de suser ned som snøskred, bare varm, fylt med giftige gasser og beveger seg i fenomenal orkanhastighet.

Klassifisering av vulkaner

Det er flere klassifiseringer av vulkaner basert på visse egenskaper. For eksempel I henhold til graden av aktivitet deler forskere vulkaner inn i tre typer: utdødd, sovende og aktiv..

Vulkaner som har hatt utbrudd i løpet av en historisk tidsperiode og som sannsynligvis vil bryte ut igjen, regnes som aktive. Sovende vulkaner er de som ikke har hatt utbrudd på lenge, men som fortsatt har potensial til å få utbrudd. Utdødde vulkaner– Vulkaner som noen gang har hatt utbrudd, men sannsynligheten for at de bryter ut igjen er null.

Klassifisering formen på vulkanen inkluderer fire typer: slaggkegler, kuppelformede, skjerme vulkaner og stratovulkaner.

• Den vanligste vulkantypen på land, en slaggkjegle, består av små fragmenter av størknet lava som rømte ut i luften, avkjølte seg og falt i nærheten av ventilen. For hvert utbrudd blir slike vulkaner høyere.
• Kuppelvulkaner dannes når viskøs magma er for tung til å strømme ned langs sidene av en vulkan. Det samler seg ved ventilen, tetter den og danner en kuppel. Over tid slår gasser ut en slik kuppel som en kork.
• Skjoldvulkaner har form som en bolle eller skjold med slake skråninger dannet av basaltiske lavastrømmer - feller.
• Stratovulkaner avgir en blanding av varm gass, aske og steiner, samt lava, som vekselvis avsettes på vulkanens kjegle.

Klassifisering av vulkanutbrudd

Vulkanutbrudd - nødsituasjon, nøye studert av vulkanologer for å kunne forutsi muligheten og arten av utbrudd for å minimere omfanget av naturkatastrofen.

Det finnes flere typer utbrudd:

• Hawaiian,
• strombolian,
• Peleian,
• Plinian,
• hydroeksplosiv.

Hawaii er den roligste typen utbrudd, preget av utgivelsen av lava med en liten mengde gass, som danner en skjoldformet vulkan. Den Stromboliske utbruddstypen, oppkalt etter Stromboli-vulkanen, som har hatt et kontinuerlig utbrudd i flere århundrer, er preget av opphopning av gass i magmaen og dannelsen av såkalte gassplugger i den. Når de beveger seg oppover sammen med lavaen og når overflaten, sprakk gigantiske gassbobler med et høyt smell på grunn av trykkforskjellen. Under et utbrudd skjer slike eksplosjoner med få minutters mellomrom.

Den peleiske utbruddstypen er oppkalt etter det mest massive og ødeleggende utbruddet på 1900-tallet. – Montagne Pelee vulkanen. De utbruddende pyroklastiske strømmene drepte 30 000 mennesker i løpet av sekunder. Pelian-typen er karakteristisk for et utbrudd som ligner på vulkanen Vesuv. Denne typen fikk navnet sitt fra kronikeren som beskrev Vesuvs utbrudd som ødela flere byer. Denne typen er preget av utstøting av en blanding av steiner, gass og aske til en svært stor høyde - ofte når kolonnen av blandingen stratosfæren. Vulkaner som ligger i grunt vann i hav og hav bryter ut ved hjelp av hydroeksplosive typer. I slike tilfeller genereres det en stor mengde damp når magmaen kommer i kontakt med sjøvann.

Vulkanutbrudd kan skape mange farer ikke bare i nærhet fra vulkanen. Vulkansk aske kan utgjøre en trussel mot luftfarten, og utgjøre en risiko for svikt i flyets turbojetmotorer.

Store utbrudd kan også påvirke temperaturen i hele regioner: aske og svovelsyrepartikler skaper områder med smog i atmosfæren og, delvis reflekterende sollys, fører til avkjøling av de nedre lagene av jordens atmosfære over en bestemt region, avhengig av kraften til vulkanen, vindstyrken og retningsbevegelsen til luftmasser.