§4.1. Механизм вулканических извержений.

Вулкан (от лат. vulcanus – огонь, пламя) – геологическое образование в виде конуса из изверженных и остывших пород, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность и в атмосферу извергаются лава, горячие газы, пары воды, пепел, обломки горных пород. Различают вулканы действующие, уснувшие и потухшие, а по форме – центрального и линейного типов.

Извержение вулкана может продолжаться несколько дней, иногда месяцев и даже лет. После извержения вулкан успокаивается на несколько лет и даже десятилетий. Такие вулканы называют действующими. Если промежуток между извержениями значительно больше, то его называют уснувшим. К потухшим относятся вулканы, которые извергались в давно прошедшие времена; об их деятельности не сохранилось никаких сведений.

По внешнему виду вулканы подразделяют на центрального типа и линейные. У вулкана центрального типа роль выводного канала для магмы выполняет жерло-вертикальный туннель (своеобразная труба), ведущий от подземного магматического очага к поверхности; у линейного вулкана магма поднимается к поверхности по трещинам. Схема вулкана центрального типа показана на рис. 28.

Рис.28 Схема вулкана центрального типа.

АА’ – поверхность земли, 1 – магматический очаг, 2 – жерло вулкана, 3 – кратер вулкана, 4 – конус вулкана

Примером вулканов линейного типа являются подводные вулканы океанических рифтовых хребтов.

Понятие вулканической деятельности охватывает явления, связанные с подъемом нагретых субстанций из глубин Земли на поверхность, то есть газов, пара, горячей воды, лавы. Лавой называется поднявшаяся по жерлу вулкана и изливающаяся из его кратера магма. Она представляет собой жидкую или очень вязкую преимущественно силикатную массу, нагретую до температуры ~ 1200 0 .

На Земле насчитывается 552 действующих вулкана . В нашей стране действующие вулканы находятся на Камчатке и Курильских островах. В связи с отдаленностью от основных густо населенных районов страны их деятельность менее сказывается на основное массе населения, чем, например, землетрясения. Но извержения вулканов были и есть проявление могущественных сил природы.

Вулканы, как правило, тяготеют к границам тектонических плит, см. §1.1. Вулканическое извержение является сложным процессом. Приближенно качественную картину извержения можно представить следующим образом. Как указывалось в этом параграфе, вещество астеносферы находится под большим давлением, обусловленным весом земной коры. При определенных условиях вещество астеносферы может перейти в жидкое (расплавленное) состояние, называемое магмой. В магме содержатся растворенные под давлением различные газы: углекислый газ СО 2 , хлористый и фтористый водород HCl и HF, оксиды серы SO 2 , SO 3 , метан CN 4 , азот N 2 и другие газы и пары воды. При понижении давления, что связано со сложными процессами, происходящими в зонах тектонической активности, сразу же нарушается состояние равновесия – газы, растворенные в магме, переходят в газообразное состояние, что сопровождается значительным увеличением их объема. Магма вскипает и вместе с выделяющимися из нее газами начинает подниматься вверх по жерлу вулкана или трещинам – происходит извержение вулкана.

Рассмотрим несколько примеров вулканических извержений .

Известна легенда о гибели Атлантиды. Согласно одной из гипотез, обсуждаемых в средствах массовой информации, Атлантида находилась не в Атлантическом океане, как считалось ранее, а в Средиземном море, точнее в Эгейском море. Ее центром являлась группа островов, примыкающих к острову Крит с северной стороны. Атлантида была процветающим государством с необычайно высокой для того времени культурой. И такая удивительная цивилизация внезапно погибла… Основным событием, приведшим к катастрофе, было извержение вулкана Санторин, происшедшее примерно 3,5 тысяч лет назад и сопровождавшееся взрывом и быстрым опусканием в морскую пучину значительных участков суши. При этом произошло сильное землетрясение, возникли гигантские морские волны цунами, выпал обильный вулканический пепел. Атлантида частично провалилась, частично была смыта гигантскими волнами, частично засыпана толстым слоем пепла. Гипотеза, несомненно, нуждается в тщательной проверке и научном обосновании.

Широко известными примерами являются извержения вулканов Везувия в I веке Новой эры (извержения этого вулкана происходили и позднее, например, в 1872г), Томборо в 1815г., Кракатау в 1883г.

Везувий расположен на берегу Неаполитанского залива в Италии. В результате извержения в 79г. погибли древнеримские города Помпея, Геркулантум, Стабия. На Помпеи и Стабию вулкан обрушил тучи пепла и град камней, одновременно на оба города опустилось облако ядовитых газов. Геркулантум был затоплен потоками горячей грязи, образовавшейся из лавы, воды и пепла.

Извержение вулканов Томборо, Кракатау описано в § 1.1

§4.2. Выброс ядовитых газов в атмосферу, пеплопад,

движение лавового потока.

Вулканические извержения сопровождаются различными явлениями.

Прежде всего, при извержениях вулканов происходят землетрясения различной интенсивности. Воздействие землетрясений на различные объекты рассматривалось ранее в главе I.

Большую опасность представляет выброс ядовитых газов в атмосферу. Так при извержении вулкана Везувия на города Помпеи и Стабию обрушилось облако ядовитых газов. Многие жители погибли от токсического действия этих газов.

Материалы извержения, выброшенные в атмосферу и состоящие из смеси мелких и мельчайших обломков и частиц пород, в дальнейшем переносятся и распространяются следующими двумя способами – в виде пеплопада и пеплового потока.

Мельчайшие частицы и мелкообломочные продукты извержения, выброшенные вместе с горячими газами высоко в воздух, переносятся в атмосфере под действием турбулентности и ветра на большие расстояния. При этом возможно образование «огненных облаков». По мере затухания турбулентности несущая способность воздуха уменьшается, и под действием силы тяжести частицы осаждаются на земную поверхность в виде пеплопада. Мощность осадка пепла (толщина пеплового слоя) достигает часто нескольких метров, в отдельных случаях – десятков метров и более. Так при уже упоминавшемся извержении вулкана Везувия три города Помпеи, Геркулантум, Стабия, – были погребены под толстым слоем вулканического пепла. И только через 17 столетий, когда о существовании этих городов было забыто, случайно при рытье колодца были обнаружены античные статуи, а затем в результате археологических раскопок был открыт погребенный город Помпеи и несколько позднее два других.

При пепловом потоке аккумуляция материала потока происходит из горячей, раскаленной смеси мелких и мельчайших обломков и газа, захваченных в быстрое турбулентное движение и смещающихся вниз по склону вулкана. Движение пеплового потока происходит под действием силы тяжести. Пепловый поток в форме раскаленного облака наблюдался, например, при извержении вулкана Мон–Пеле на острове Мартиника в Атлантическом океане в 1902 г.

Характерным признаком извержения является истечение лавы из кратера и движение ее по склону вулкана. При этом может сформироваться мощный поток (настоящая река из огненной лавы), который уничтожает все на своем пути, пока не затвердеет при остывании. Длина лавовых потоков может достигать десятков километров. Мощность (толщина) потоков – до нескольких десятков метров, скорость продвижения – несколько километров в сутки.

При извержении лавы с повышенной вязкостью в жерле вулкана могут образоваться пробки, в результате чего давление газов сильно возрастает, как следствие – происходят взрывы. Мощные взрывы способны произвести большие разрушения. При взрывах, как правило, выбрасываются вулканические бомбы. Они представляют собой крупные комки лавы. К ним относятся также выброшенные при извержении крупные камни диаметром обычно от 0,5 м до 5…7 м . Дальность полета бомб составляет несколько километров, иногда – до десятков километров. Например, при извержении вулкана Безымянный на Камчатке вулканические бомбы летели на расстояние до 25 км.

Наконец, извержение связано не только с отложением материала на земной поверхности, но и с извлечением из глубин значительного объема магмы. Возникшая при этом полость может обрушиться, образуя кальдеру (от испанского caldera – большой котел) – глубокую котлообразную впадину вследствие провала вершины вулкана, а иногда и прилегающей к нему местности. Диаметр кальдеры достигает 10…15 километров и более. Такое обрушение приводит к особо тяжелым последствиям.

Таким образом, вулканическое извержение представляет собой природную катастрофу, которая может повлечь за собой большие разрушения и человеческие жертвы. При извержении имеет место комбинированный очаг поражения в результате действия целого ряда поражающих факторов.

§4.3. Оценка дальности полета вулканических бомб.

Опасность вулканических бомб заключается в том, что, обладая сравнительно большой массой, они движутся с большими скоростями, их падение на земную поверхность происходит, как правило, внезапно, неожиданно.

Для получения представления о характере движения таких бомб рассмотрим простейший случай движения тела, брошенного с некоторой начальной скоростью V 0 под углом к горизонту, без учета сопротивления воздуха. Так как значительная часть полета бомбы происходит на больших высотах с пониженным значением плотности воздуха, такое допущение представляется оправданным. Схема движения бомбы показана на рис.29.

Рис 29. Схема движения вулканической бомбы.

На этом рисунке центр (точка «0») системы координат x, y совмещен с кратером вулкана, Н – высота кратера, x max – дальность полета бомбы.

Система уравнений движения бомбы и начальные условия ее полета могут быть представлены в виде

(4.1)

16/04/2010

Специалисты предупреждают, что облако пепла от исландского вулкана Эйяфьялдаекюдль достигнет Петербурга уже вечером. Шансы горожан на просмотр шоу невелики - уж слишком высоко оно находится. Зато последствия извержения сильно ударили по авиасообщению в странах Северной Европы. Отмена вылетов в Европу началась и в Санкт-Петербурге.

1. Везувий, Италия, 24 августа 79 года
Извержение уничтожило древнеримские города Помпеи, Геркуланум и Стабии. Пепел от Везувия долетал до Египта и Сирии.
Вопреки расхожему мнению, большинство жителей Помпей покинули город до катастрофы, из 20 тысяч жителей в зданиях и на улицах погибли 2 тысячи. Среди погибших - ученый Плиний Старший, который из научного интереса приблизился к вулкану на судне и оказался в эпицентре катастрофы.
Всего известно более 80 извержений Везувия, последнее произошло в 1944 году. Везувий - единственный действующий Вулкан континентальной Европы.

2. Тамбора, остров Сумбава, Индонезия, 5-7 апреля 1815 года
Крупнейшее за всю современную историю извержение по количеству человеческих жертв (во время катастрофы и последовавшего за ней голода погибли 92 тысячи человек) и воздействию на климат Земли (облака пепла не пропускали солнечные лучи, что привело к понижению температуры). В результате была полностью уничтожена культура Тамбора, с которой европейцы познакомились всего за несколько лет до ее гибели.

3. Таупо, Новая Зеландия, около 27 тысяч лет назад
По мнению геологов, последним извержением, превосходившим Тамбору, было извержение вулкана в новой Зеландии, которое привело к образованию озера Таупо. Сегодня озеро - одно из красивеших и популярнейших мест отдыха туристов.

4. Кракатау, между островами Ява и Суматра, Индонезия, 27 августа 1883 года
Крупнейший вулканический взрыв в современной истории. Вызванное им цунами смыло 163 деревни (погибли 36380 человек). Грохот от взрыва был слышен на 8% территории Земли, куски лавы выбрасывались в воздух на высоту 55 км, а унесенный ветром вулканический пепел через 10 дней выпал за 5330 км от места извержения (приблизительное расстояние между Рейкьявиком и Карагандой).

5. Санторин, Греция, около 1450 года до н. э.
Извержение вулкана на острове Фера привело к гибели Критской цивилизации: вулканическая сера накрыла все поля и положила конец земледелию.
Есть версия, что остров Фера - это и есть описанная Платоном Атлантида. Есть и другая версия: огненный столп, который видел Моисей, - это извержение Санторина, а расступившееся море - последствие погружения острова Фера в воду.
В 1886 году (уже нашей эры) извержения Санторина продолжались целый год, вылетавшие из моря куски лавы поднимались вверх на 500 метров. В результате появилось несколько новых островов.

6. Этна, Сицилия, Италия, 1928 год
Известно около 200 извержений вулкана Этна, в том числе достаточно мощных: извержение 1169 года привело к гибели 15 тысяч человек. Этна - действующий вулкан, примерно раз в 150 лет она до основания разрушает какой-либо поселок. Но застывшая лава делает почву плодородной, поэтому сицилийцы продолжают селиться по склонам горы. Тем более в 1928 году произошло чудо: поток раскаленной лавы остановился перед католической процессией. В 1930-м на этом месте возвели часовню и через 30 лет лава остановилась уже перед часовней.
В 1981-м региональное правительство в Палермо создало вокруг Этны заповедник.

7. Монтань-Пеле, остров Мартиника, 8 мая 1902 года
В апреле 1902 года на Мартинике началось извержение, а 8 мая облако из раскаленной лавы, паров и газов, накрыло город Сен-Пьер. В течение нескольких минут город был уничтожен. Из 17 пароходов, стоявших в гавани, спасти удалось только одному. Из 28 тысяч жителей, находившихся в городе, спаслись двое, в том числе Опост Сипарис, приговоренный к смерти. Мощные каменные стены камеры смертников спасли осужденного. Губернатор помиловал Сипариса и сотаток жизни он разъезжал по миру, рассказывая о случившемся.
В городе Сен-Пьер родилась жена Наполеона Жозефина Богарне.

8. Невадо-дель-Руис, Колумбия, 13 ноября 1985 года
Главный удар пришелся по расположенному в 50 км от горы городу Армеро, который был уничтожен за 10 минут. Из 28700 жителей погибла 21 тысяча. Вулканологи заранее предупреждали людей о катастрофе, но поскольку их прогнозы несколько раз оказывались ошибочными, ученым не поверили.

9. Пинатубо, Филиппины, 12 июня 1991 года
Вулкан считался потухшим, молчал 611 лет. Извержение 1991 года унесло жизни 875 человек, а также уничтожило стратегическую базу ВВС США, расположенную в 18 км от Пинатубо, и военно-морскую базу США.
Извержение привело к понижению температуры на 0,5 С и сокращению озонового слоя, в частности к образованию озоновой дыры над Антарктидой.

10. Катмай, Аляска, 6 июня 1912 года
Одно из крупнейших извержений 20 века. Столб пепла поднялся на 20 км, звук был слышен за 1200 км в столице Аляски Джуно. На месте кратера образовалось озеро с диаметром 1,5 км - главная достопримечательность образованного в 1980 году Национального парка и заповедника Катмай.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Чрезвычайной ситуация природного характера - неблагоприятная обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате опасного природного явления, которое может повлечь за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей, материальные потери и нарушения условий жизнедеятельности населения.

Источником природной ЧС является опасное природное явление или процесс, причиной возникновения которого могут быть: землетрясение, вулканическое извержение, оползень, обвал, сель, карст, эрозия, цунами, лавина, наводнение, сильный ветер, смерч, осадки, засуха, морозы (заморозки), туман, гроза, природный пожар. Поражающие факторы этих явлений влияют на жизнь и здоровье людей, сельскохозяйственных животных, растения, окружающую природную среду, а также объекты экономики.

Однако не каждое опасное природное явление приводит к возникновению ЧС, т.е. там, где человек не живет и не ведет никакой деятельности, учет ЧС не осуществляется.

ЧС складывается только тогда, когда в результате проявления опасного природного явления возникает реальная угроза жизни человека и окружающей его среде.

Чрезвычайные ситуации природного характера еще называют стихийными бедствиями. Под стихийными бедствиями понимают опасные природные явления или процессы геофизического, геологического гидрологического, атмосферного и других происхождений таких масштабов, которые вызывают катастрофические ситуации, характеризующиеся внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушением и уничтожением материальных ценностей, поражением и гибелью людей и животных. Исходя из причин (условий) возникновения все стихийные бедствия подразделяются на группы геологического, метеорологического, гидрологического (гидрометеорологического) характера, а также природные пожары и массовые заболевания .

Стихийные бедствия как явления часто приводят к авариям и катастрофам в промышленности, на транспорте, в коммунально-энергетическом хозяйстве и других сферах деятельности человека.

1. Теоретические исследования

Вулканы - (по имени бога огня Вулкана) - геологические образования на поверхности коры Земли или другой планеты, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, камни (вулканические бомбы и пирокластические потоки).

Вулканы классифицируются по форме (щитовидные, стратовулканы, шлаковые конусы, купольные), активности (действующие, спящие, потухшие), местонахождению (наземные, подводные) и др .

Вулканическая деятельность возникает в результате постоянных

активных процессов, происходящих в глубинах Земли. Ведь внутренняя часть постоянно находится в разогретом состоянии. На глубине от 10 до 30 км накапливаются расплавленные горные породы или магма. При тектонических процессах в земной коре образуются трещины. Магма устремляется по ним к поверхности. Процесс сопровождается выделением паров воды и газов, которые создают огромное давление, устраняя преграды на своем пути. При выходе на поверхность часть магмы превращается в шлак, а другая часть изливается в виде лавы. Из выброшенных в атмосферу паров и газов на землю оседают вулканические породы, именуемые тефрой.

Вулканические шлаки, пемза, пепел, горные породы нагромождаются вокруг, образуя гору преимущественно конусообразной формы, которая и называется вулканом. В верхней части находится кратер, имеющий форму воронки, связанной каналом с источником магмы.

По степени активности вулканы классифицируют на действующие, дремлющие и потухшие. Из всех существующих вулканов около 900 считаются активными, но поскольку их деятельность сменяется периодами длительного покоя, классификация носит несколько условный характер. К действующим относят те, что извергались в историческое время. Потухшие, наоборот, не извергались. Дремлющие характеризуются тем. что они периодически проявляют себя, но до извержения дело не доходит. По данным ЮНЕСКО, за последние 500 лет число жертв от вулканических извержений составляет свыше 200 тыс. человек. В России тдеятельность вулканов наблюдается лишь в малонаселенных и труднодоступных районах Камчатки и Курильских островов.

Наиболее опасные явления, сопровождающие извержения вулканов, - это лавовые потоки, выпадение тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящая вулканическая туча и вулканические газы.

Лавовые потоки - это расплавленные горные породы с температурой 900 - 1000°. Скорость потока зависит от уклона конуса вулкана, степени вязкости лавы и ее количества. Диапазон скоростей довольно широк: от нескольких сантиметров до нескольких километров в час. В отдельных и наиболее опасных случаях она доходит до 100 км, но чаще всего не превышает 1 км/ч.

Тефра состоит из обломков застывшей лавы. Наиболее крупные именуются вулканическими бомбами, те, что помельче - вулканическим песком, а мельчайшие - пеплом. Выпадение тефры приводит к уничтожению животных, растений, а в отдельных случаях и к гибели людей.

Грязевые потоки - это мощные слои пепла на склонах вулкана, которые находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают по склону. В некоторых случаях пепел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Их скорость 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 затрудняются проведение спасательных работ и эвакуация населения.

Вулканические наводнения. При таянии ледников во время извержений может очень быстро образоваться огромное количество воды, что и приводит к наводнениям.

Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Поражающее действие ее обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000°.

Вулканические газы. Извержение всегда сопровождается выделением газов в смеси с водяными парами - смесью 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) тих газов может продолжаться очень долго даже после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел.

Классификация вулканов производится по условиям их возникновения и по характеру деятельности.

По первому признаку различаются четыре типа.

Первый. Вулканы в зонах субдукции или зонах подвига океанической плиты под материковую. За счет тепловой концентрации в недрах Земли плиты раздвигаются и на их границах накапливается лава, которую приносят восходящие конвекционные потоки. Накопленная здесь лава устремляется к поверхности, что и приводит к вулканическим извержениям.

Второй. Вулканы в рифтовых зонах. Они возникают в связи с ослаблением земной коры и выпучиванием границы между корой и мантией Земли. Образование вулканов здесь связано с тектоническими явлениями.

Третий. Вулканы в зонах крупных разломов. Во многих местах земной коры имеются разрывы (разломы). Там происходит медленное накопление тектонических сил, которые могут превратиться во внезапный сейсмический взрыв с вулканическими проявлениями.

Четвертый. Вулканы зон горячих точек. В отдельных районах под океаническим дном в земной коре образуются «горячие точки», где сосредотачивается особенно высокая тепловая энергия. В этих местах горные породы расплавляются и в виде базальтовой лавы выходят на поверхность.

2. Извержение вулканов в России

Полуостров Камчатка и Курильские острова входят в так называемое Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо, на котором находятся 75% всех действующих вулканов Земли. По состоянию на 24 сентября 2014 года в России на Камчатке и Курильских островах насчитывается почти 8 тысяч вулканических образований. Из них подробно изучены и описаны 283, которые могут представлять наибольшую опасность для человека и его хозяйственной деятельности.

Всего, по данным Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИВС ДВО РАН), в России насчитывается 55 действующих и 217 потухших вулканов.

Чаще всего для измерения мощности извержения используется показатель вулканической эксплозивности (VEI - Volcanic Explosivity Index), который отражает количество выброшенного вещества в баллах - от 1 (гавайские извержения) до 8 (супервулканические).

Самое мощное извержение в России, зарегистрированное в истории наблюдений, обладало эксплозивностью 5 баллов - 20 октября 1955 года после 1000 лет спячки проснулся вулкан Безымянный (Ключевская группа, Камчатка, высота - 2882 м). 30 марта 1956 года на нем произошел крупный взрыв, который расколол вершину вулканического конуса, вызвал сильный селевой поток и поднял пепел на высоту 45 км. Пострадавших не было.

С 2000 года произошло два извержения эксплозивностью 4 балла (10 млн м кубометров выброшенного вещества, высота столба пепла - 10-25 км; такой показатель имело извержение исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль в 2010 году, приведшее к серьезным перебоям в авиасообщении в регионе).

11 июня 2009 года началось извержение на вулкане Сарычева (необитаемый остров Матуа, Большая Курильская гряда, 1446 м.). Извержение сопровождалось девятью крупными взрывами, пепел выбрасывался на высоту до 16 км, длина пепловых шлейфов достигла 1 тыс. км. Активность вулкана тогда запечатлели с Международной космической станции. По данным вулканологов, извержение было самым мощным за весь период наблюдения за курильскими вулканами.

27 ноября 2012 года началось извержение вулкана Плоский Толбачик Ключевской группы камчатских вулканов. В ходе извержения вулкан, на склоне кторого образовалась трещина длиной около 5 км, выбрасывал около 1,2 тыс. т лавы в секунду, лавовые потоки остановились в 17-20 км от источника. 27 декабря в результате извержения был уничтожен конус вулкана. В момент извержения над Камчаткой находился сильный циклон, поэтому большое облако пепла сформироваться не успело. Пепел выпал в поселках Козыревск и Майское в 35-40 км от вулкана. Извержению было присвоено собственное имя в честь 50-летия Института вулканология и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН (второй случай присвоения имени извержению в истории Камчатки).

Извержения эксплозивностью 3 балла (1 млн куб. выброшенного вещества, высота столба пепла - 3-15 км) с 2000 года наблюдались более 10 раз на камчатских вулканах Безымянный, Шивелуч (высота - 3307 м.), Кизимен (2376 м.), Карымский (1486 м), Ключевая сопка (4835 м) и Жупановский (2958 м.)

В отличие от частых землетрясений, извержения вулканов на Камчатке и Курильских островах не приводят к большому материальному ущербу и не вызывают проблем у авиации из-за удаленности от основных коридоров, однако могут вызывать перебои в работе наземного транспорта. Так, 28 октября 2010 года было прервано транспортное сообщение с районным центром Усть-Камчатск из-за почти одновременных крупных извержений на вулканах Шивелуч и Ключевая сопка, выбросивших пепел на высоту до 10 км. 18 октября 2010 года из-за активизации вулкана Ключевая сопка произошло таяние ледника, что привело к разливу реки Студеной и нарушению сообщение с несколькими селами .

Ожидающее вулканическое извержение

В 2015 г. ожидается извержение уже активного исландского вулкана Бардарбунга, что приведет к новым беспрецедентным выбросам ядовитого сернистого газа в небо над Европой. Извержение повлечет за собой изменение погодных условий, которое приведет к снижению производства зерновых во всем мире и удвоению цен на них.

К счастью, резкое повышение цен будет лишь частично вызвано фактическим снижением урожайности и по большей части будет обусловлено страхами по поводу этого события, когда менее обеспеченные зерновыми страны постараются увеличить свои запасы.

На настоящий момент извержение ограничено большим длинным разломом - трещиной, которая открылась на горе Хохлураун рядом с самим вулканом Бардарбунга и привела к созданию озера лавы площадью около 70 кв. км (на середину ноября). Извержение выбрасывает в атмосферу больше сернистого газа, чем все производства Европы вместе взятые.

На настоящий момент извержение ограничено большим длинным разломом - трещиной, которая открылась на горе Хохлураун рядом с самим вулканом Бардарбунга и привела к созданию озера лавы площадью около 70 кв. Извержение выбрасывает в атмосферу больше сернистого газа, чем все производства Европы вместе взятые.

Тем временем ученые постоянно регистрируют серии землетрясений вдоль огромной подледниковой кальдеры самого вулкана Бардарбунга, которая занимает площадь около 80 кв. км (т.е. практически равна по размеру Манхэттену). Кальдера быстро опускается, и существует риск ее обрушения по мере вытекания из вулкана магмы через соседнюю трещину на горе Хохлураун.

Обрушение может спровоцировать намного более интенсивное извержение, что потенциально способно привести к изменению климата на всей планете.

3. Основные правила поведения

чрезвычайный вулкан извержение природный

a. Если вы живете в непосредственной близости к вулкану, постоянно следите за сообщениями о его состоянии, подготовьте горячий рюкзак с самыми необходимыми вещами и документами. Он всегда должны быть наготове.

b. При получении предупреждения об извержении или возможных последующих осложнениях (наводнение, сход сели) консервируйте свое жилище, собирайте все самые необходимые вещи и ищите себе укрытие, желательно подальше от огнедышащих, пеплоизвергающих, лавосочящихся склонов до лучших времен, пока минует опасность извержения вулкана.

c. Если вы не успели спетлять на другой конец света и извержение застало вас врасплох, обязательно защищайте свое тело и голову от пепла и камней. Голову защитит почти все, от деревянных конструкций до картона, о дыхании позаботится марлевая повязка своими руками или респиратор. Ну а если вы подготовились на все 100%, то можете доставать свой трофейный противогаз, но помните, что в таком виде вас очень сложно узнать.

d. Извержение вулканов часто сопровождается паводками, сходами селевых потоков, затоплениями. Поэтому избегайте долин рек, особенно вблизи вулкана, старайтесь взобраться, как можно выше, чтобы не стать жертвой потоков воды или селя.

e. Если при извержении вулкана вы покидаете опасную зону на транспорте, выбирайте маршрут, противоположный направлению ветра. Это поможет вам избежать неприятного свидания с пеплом в дальнейшем.

f. Средняя скорость движения лавы - 40 км/ч. От этой горячей штуки вполне реально убежать. Как и в случае с пеплом, стоит выбирать направление движения, перпендикулярное сходу потока.

g. Если вам дорого здоровье, одевайте как можно больше теплой одежды. Это позволит защитить ваш организм от кислоты, которая будет образовываться в огромных количествах в результате реакции с окружающей средой SO2.

h. После извержения не спешите возвращаться в свой дом. Сигналом должны послужить сообщения служб по ЧС. Если есть возможность, проведите несколько дней подальше от зоны, которая пострадала от извержения вулкана.

i. По возврате в свое жилище, старайтесь как можно дольше не открывать окна (2-3 недели), пока пепел полностью не выветрится из окружающей среды. Не забывайте защищать дыхательные органы .

Последствия

В настоящее время учёные уже с определённой долей уверенности могут предсказывать извержения вулканов, однако пока что это слабо помогает в борьбе с последствиями этого стихийного бедствия в глобальном масштабе. Например, была проведена реконструкция ситуации повторения одного из исландских вулканов в конце XVIII века - тогда в атмосферу было выброшено около 120 миллионов тонн диоксида серы, что привело к гибели 20% населения острова и 75% поголовья местного скота.

Подобное извержение в скором времени может произойти снова, считают специалисты, так как за немногим более чем тысячу лет в Исландии было как минимум четыре извержения такого масштаба. В таком случае в современных условиях количество человеческих жертв могло приблизиться к 150 тысячам человек. В зоне повышенного риска оказались бы те жители Европы, которые страдают теми или иными заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Потому при таком извержении по всему Старому Свету в два раза увеличилась концентрация в воздухе частиц диаметром менее 2,5 микрометра, которые представляют для таких людей особую опасность.

Что касается экономических последствий такого извержения, то эта часть прогноза не составлялась, однако легко можно себе представить огромные убытки из-за транспортного коллапса, учитывая опыт извержения другого исландского вулкана в апреле 2010 год - тогда на неделю наступила транспортная неразбериха по всей Европе. Но вулканы, как говорят учёные, могут быть ещё опаснее.

Извержения вулканов могут стать причиной гибели всего человечества.

Такую ситуацию моделируют исходя из обоснованного предположения, что ряд вулканов потенциально способны на извержения в сотни раз более мощные, нежели самые сильные из известных по историческим данным извержения вулканов. Если такое извержение произойдёт, то его последствиями будет не только погребение обширных территорий под слоями лавы и пепла, гибель большого числа людей и животных от удушья и проблем с сердцем, но и глобальные изменения климата. При таком сценарии возможно долговременное пребывание в атмосфере частиц пепла, которые будут препятствовать проникновению солнечных лучей и существенному похолоданию климата по всему миру .

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 меняется местное магнитное поле и состав вулканических газов, выделяющихся из фумарол (места выхода вулканических газов на поверхность Земли).

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

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

У подножия вулканов запрещается строительство предприятий, жилых зданий, автомобильных и железных дорог, запрещается производить взрывные работы.

Наиболее надёжным способом защиты населения от последствий извержения вулкана является эвакуация. При поступлении сигнала об угрозе извержения вулкана необходимо немедленно покинуть здание и прибыть в пункт эвакуации .

Подготовка населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера организуется в рамках Единой системы подготовки населения в области гражданской обороны и защиты населения от чрезвычайных ситуаций и осуществляется по соответствующим группам в организациях, в том числе в образовательных учреждениях, а также по месту жительства. Обучение является обязательным и проводится в образовательных учреждениях Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, в образовательных учреждениях дополнительного профессионального образования федеральных органов исполнительной власти и организаций, в учебно-методических центрах по гражданской обороне и чрезвычайным ситуациям субъектов Российской Федерации, в иных образовательных учреждениях дополнительного профессионального образования, на курсах гражданской обороны муниципальных образований, по месту работы, учебы и месту жительства граждан.

Порядок подготовки населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций определяется Правительством Российской Федерации. В настоящее время он установлен Положением о подготовке населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (утв. Постановлением Правительства РФ от 4 сентября 2003 г. №547). Указанным нормативным актом установлен перечень лиц, которые должны пройти обязательную подготовку. К ним, в частности, отнесены:

* лица, занятые в сфере производства и обслуживания, не включенные в состав органов управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

* лица, не занятые в сфере производства и обслуживания;

* лица, обучающиеся в общеобразовательных учреждениях и учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования;

* руководители органов государственной власти, органов местного самоуправления и организаций;

* работники федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций, специально уполномоченные решать задачи по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и включенные в состав органов управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций;

* председатели комиссий по чрезвычайным ситуациям федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций.

Данный перечень охватывает практически все взрослое население Российской Федерации.

Совершенствование знаний, умений и навыков населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций осуществляется в ходе проведения командно-штабных, тактикоспециальных и комплексных учений и тренировок.

Командно-штабные учения продолжительностью до 3 суток проводятся в федеральных органах исполнительной власти и в органах исполнительной власти субъектов Российской Федерации 1 раз в 2 года, в органах местного самоуправления - 1 раз в 3 года. Командно-штабные учения или штабные тренировки в организациях проводятся 1 раз в год продолжительностью до 1 суток.

Тактико-специальные учения продолжительностью до 8 часов проводятся с участием аварийно-спасательных служб и аварийно-спасательных формирований (далее именуются формирования) организаций 1 раз в 3 года, а с участием формирований постоянной готовности - 1 раз в год.

Комплексные учения продолжительностью до 2 суток проводятся 1 раз в 3 года в муниципальных образованиях и организациях, имеющих опасные производственные объекты, а также в лечебно-профилактических учреждениях, имеющих более 600 коек. В других организациях 1 раз в 3 года проводятся тренировки продолжительностью до 8 часов.

Тренировки в общеобразовательных учреждениях и учреждениях начального, среднего и высшего профессионального образования проводятся ежегодно. При этом лица, привлекаемые на учения и тренировки в области защиты от чрезвычайных ситуаций, должны быть проинформированы о возможном риске при их проведении .

Заключение

За последние десятки лет учёные-вулканологи сделали много ценных наблюдений и выводов по деятельности вулканов. Для нас теперь ясна картина подготовки извержения и самого извержения различных вулканов. Но, к сожалению, этим и ограничивается человеческое знание в названной области. Мы можем только наблюдать и объяснять происходящие извержения. Останавливать, изменять, даже предупреждать эти грозные явления природы человек не может. Да это и понятно: ведь действующие при извержениях силы огромны. Они связаны с теми подземными силами, которые образуют земные складки - горы и горные хребты. На эти силы мы, конечно, не можем влиять, даже в малой степени. Они слишком могущественны.

С течением времени вулкан прекращает свою деятельность, и дождевые воды, ветер, лёд и снег, который накапливается на высоких горах, разрушают потухший вулкан. Нередко на его месте ничего не остаётся, кроме равнины, и только по смятым складкам земли и наличию изверженных каменных пород учёные делают заключение, что тут существовали когда-то горы и действующие вулканы. Конечно, по этим остаткам очень трудно бывает узнать подробности о существовавшем вулкане, но они дают нам другие, более ценные сведения.

Дело в том, что когда от вулкана почти не остаётся видимых следов, это означает, что разрушение его доходит до тех глубоких частей земной коры, которые находились когда-то под вулканом; здесь, когда вулкан действовал, образовывались руды разных металлов.

Таким образом, при обследовании областей, где когда-то были теперь разрушенные вулканы, почти всегда находят ценные руды. Зачастую они находятся тут прямо на поверхности земли, или на таких глубинах, откуда их легко достать.

Уральские горы, Кавказ, Казахстан, Алтай и многие другие горы Сибири и Дальнего Востока, которые так богаты рудами ценных металлов, и являются теми областями, где в очень отдалённые времена, десятки и сотни миллионов лет назад, существовали вулканы и происходили вулканические извержения.

Вулканы интересны не только как необычайное, грандиозное и страшное явление, но изучение их помогает разгадать действие подземных сил природы, которые создают сокровища в недрах земли, идущие на пользу человеку.

Список литературы

1. Действия производственного персонала и населения в чрезвычайных ситуациях природного характера. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://edu.dvgups.ru/METDOC/GO/темы / Тема % 20№%204.htm - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

2. Чрезвычайные ситуации и основы гражданской обороны. - [учебник]. - Курс лекций по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» Разработал: к.т.н., доцент кафедры БЖД Вишняк Мария Николаевна Барнаул 2013 г. - - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

3. Вулкан. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: https://ru.wikipedia.org/wiki/Вулкан - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

4. Причины вулканических извержений. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://zemlja.clow.ru/texts/1800.htm - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

5. Самые мощные извержения вулканов в России. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://news.rambler.ru/27086529/ - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

6. В 2015 году ожидается катастрофическое извержение вулкана Бардарбунга. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://www.liveinternet.ru/users/mila111111/post346217477/ - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

7. Извержение вулкана: как выжить, правила поведения, рекомендации, советы. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://www.vigivanie.com/vigivanie-pri-izvergenii-vulkana/506-vulkan-git-izverzhenie - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

8. Вулканов стоит опасаться. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://www.chuchotezvous.ru/natural-disasters/482/page-2.html - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

9. Чрезвычайные ситуации природного характера. Вулканы. - [Электронный ресурс]. - Загл. С экрана: http://www.terepec48.ru/obj1.htm - дата обращения. - двадцатого мая две тысячи пятнадцатого года.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Чрезвычайная ситуация как обстановка, сложившаяся на определённой территории в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, классификация данных явлений. Правила поведения при возникновении чрезвычайных ситуаций различной природы.

реферат , добавлен 28.12.2010


Чрезвычайная ситуация как обстановка на определенной территории или акватории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы. Понятие и специфика чрезвычайной ситуации экологического характера, ее последствия для человека.

контрольная работа , добавлен 28.08.2010


Определение стихийного бедствия, источники чрезвычайных ситуаций в природной сфере. Понятие опасного природного явления. Описание геологических проблемных ситуаций. Метеорологические и агрометеорологические явления. Эпидемия и средства борьбы с ней.

презентация , добавлен 11.09.2011


Оценка индивидуального и социального риска при чрезвычайных ситуациях природного характера и организация мероприятий по защите населения при землетрясениях. Определение вероятности формирования источника чрезвычайной ситуации природного характера.

контрольная работа , добавлен 19.04.2012


Классификация чрезвычайных ситуаций естественного (природного) происхождения. Чрезвычайные ситуации: землетрясения, извержение вулканов, сель, оползни, ураган, буря, смерч, сильный снегопад, заносы, обледенения, лавины, наводнение, подтопление и др.

контрольная работа , добавлен 04.12.2008


Воспитание у учащихся навыков правил безопасного поведения при чрезвычайных ситуациях. Действия при наводнении, землетрясении, урагане, сильной грозе, оползне в горах, лесном пожаре. Поведение при эвакуации, оказание медицинской помощи пострадавшим.

методичка , добавлен 11.11.2009


Источники и виды природных чрезвычайных ситуаций. Геологически опасные явления: землетрясение, оползень. Ураган, буря, смерчь. Правила действия людей при их возникновении. Как действовать во время грозы. Цунами и наводнение. Пожары в лесах, на торфяниках.

курс лекций , добавлен 30.01.2010


Виды и характеристика чрезвычайных ситуаций природного происхождения, их поражающие факторы и масштабы разрушений. Степень негативного влияния на жизнь и безопасность людей. Меры предупреждения и защиты. Возможность прогнозирования и способы оповещения.

контрольная работа , добавлен 14.12.2009


Знакомство с классификацией производственных аварий по их тяжести и масштабности. Чрезвычайная ситуация как обстановка, сложившаяся в результате аварии, катастрофы или иного бедствия, анализ видов. Характеристика особенностей стихийных бедствий.

презентация , добавлен 13.01.2015


Понятие и причины возникновения катастроф природного и техногенного характера. Нормативная база государственного управления защитой населения от чрезвычайных ситуаций. Анализ деятельности государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС в России.

Вулканами называют геологические образования на поверхности земной коры, где магма выходит на поверхность, образуя лаву, вулканические газы, «вулканические бомбы» и пирокластические потоки. Наименование «вулкан» для данного вида геологических образований происходит от имени древнеримского бога огня «Вулкана».

Глубоко под поверхностью нашей планеты Земля температура настолько высока, что породы начинают плавиться, превращаясь в густое тягучее вещество – магму. Расплавленное вещество гораздо легче, чем твердые породы вокруг него, поэтому магма, поднимаясь, скапливается в так называемые магматические очаги. В конце концов, часть магмы вырывается на поверхность Земли через разломы в земной коре - так рождается вулкан – красивое, но чрезвычайно опасное природное явление, часто несущее с собой разрушения и жертвы.

Вырвавшаяся на поверхность магма называется лавой, она имеет температуру около 1000° С и довольно медленно стекает по склонам вулкана. Благодаря небольшой скорости, лава редко становится причиной человеческих жертв, однако потоки лавы вызывают значительные разрушения любых конструкций, строений, и сооружений, встречающихся на пути этих «огненных рек». Лава обладает очень плохой теплопроводностью, поэтому очень медленно остывает.

Наибольшую опасность представляют камни и пепел, вырывающиеся из жерла вулкана при извержении. Раскаленные камни, с огромной скоростью выбрасывающиеся в воздух, падают на землю, становясь причиной многочисленных жертв. Пепел падает на землю «рыхлым снегом», и если , люди, животные, растения – все гибнет от недостатка кислорода.

Так произошло с печально известным городом Помпеи , развивающимся и процветающим, и уничтоженным извержением вулкана Везувий за считанные часы. Однако самым смертоносным из всех вулканических явлений по праву считаются пирокластические потоки. Пирокластические потоки – кипящая смесь твердых и полутвердых пород и горячего газа, стекающая по склонам вулкана. Состав потоков гораздо тяжелее воздуха, они устремляются вниз подобно снежной лавине, только раскаленной, наполненной токсичными газами и движущейся с феноменальной, ураганной скоростью.

Классификация вулканов

Существует несколько классификаций вулканов, основанных на тех или иных признаках. Так например по степени активности ученые делят вулканы на три типа: потухшие, спящие и активные .

Активными считаются вулканы, извергавшиеся в исторический период времени, относительно которых существует вероятность повторного извержения. Спящими называются вулканы, не извергавшиеся в течение длительного времени, однако с существующей возможностью извержения. Потухшие вулканы – вулканы, когда-либо извергавшиеся, но вероятность повторного их извержения равна нулю.

Классификация по форме вулкана включает в себя четыре типа: шлаковые конусы, купольные, щитовые вулканы и стратовулканы .

• Шлаковый конус – самый распространенный тип вулканов на суше – состоит из мелких фрагментов застывшей лавы, вырвавшейся в воздух, остывшей и упавшей рядом с жерлом. С каждым извержением подобные вулканы становятся все выше.
• Купольные вулканы образуются, когда вязкая магма слишком тяжела, чтобы стечь по склонам вулкана. Она скапливается у жерла, закупоривая его и образуя купол. Со временем газы выбивают подобный купол словно пробку.
• Щитовые вулканы имеют форму чаши или щита с пологими склонами, сформированными базальтовыми лавовыми потоками – траппами.
• Стратовулканы извергают смесь горячего газа, пепла и камней, а также лаву, которые чередуются, откладываясь на конусе вулкана.

Классификация извержений вулканов

Извержения вулканов – чрезвычайная ситуация, тщательно изучаемая учеными-вулканологами для возможности прогнозирования возможности и характера извержений с целью минимизации масштабов стихийного бедствия.

Существует несколько типов извержений:

• гавайское,
• стромболианское,
• пелейское,
• плинианское,
• гидроэксплозивное.

Гавайский – самый спокойный тип извержений, характеризующийся выбросом лавы с небольшим количеством газа, что формирует вулкан щитовой формы. Для стромболианского типа извержения, названного по имени вулкана Стромболи, непрерывно извергающегося на протяжении нескольких веков характерно скопление в магме газа и образование в ней, так называемых газовых пробок. Двигаясь наверх вместе с лавой, достигая поверхности, гигантские газовые пузыри лопаются с громким хлопком из-за разницы в давлении. Во время извержения подобные взрывы происходят, раз в несколько минут.

Пелейский тип извержения назван в честь самого массивного и разрушительного извержения XX в. – вулкана Монтань-Пеле . Извергающиеся пирокластические потоки в считанные секунды унесли жизни 30000 человек. Пелианский тип характерен для извержения, происходящего по типу извержения вулкана Везувий. Название этот тип получил по имени летописца, описывающего погубившее несколько городов извержение Везувия. Для этого типа характерно выбрасывание смеси камней, газа и пепла на очень большую высоту – зачастую столб смеси достигает стратосферы. По гидр эксплозивному типу извергаются вулканы, находящиеся на мелководье в морях и океанах. В подобных случаях образуется большое количество пара при контакте магмы с морской водой.

Извержение вулканов может создать много опасностей не только в непосредственной близости от вулкана. Вулканический пепел может представлять угрозу авиации, создавая опасность выхода из строя турбореактивных двигателей самолетов.

Большие извержения могут влиять и на температуру в целых регионах: пепел и частицы серной кислоты создают в атмосфере области смога и, частично отражая солнечный свет, приводят к охлаждению нижних слоев атмосферы Земли над тем или иным регионом в зависимости от мощности вулкана, силы ветра и направления движения воздушных масс.

Вулкан (от лат. vulcanus – огонь, пламя) – геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергается лава, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород. 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.

Наиболее активные вулканы извергаются в среднем один раз в несколько лет, все активные – в среднем один раз в 10–15 лет. По группам вулканов наблюдается повышенная активность в периоды усиления и учащения землетрясений на соответствующих участках сейсмических поясов, за 10 – 20 лет до сильных землетрясений. Извержение вулкана – это выход на поверхность планеты расплавленного вещества земной коры и мантии Земли, называемого магмой (от греч. «магма» – «тесто», «паста»).

Извержения не одинаковы: одни происходят относительно спокойно: жидкая магма, достигнув поверхности, изливается на нее лавовыми потоками, распространяющимися на большие расстояния; другие, помимо излияния лав, сопровождаются рядом взрывов, происходящих через определенные промежутки времени; третьи характеризуются мощнейшим взрывом и отсутствием лавовых потоков. Характер извержения зависит от состояния магмы, ее температуры, состава и содержания газов. Последнее особенно важно. Ведь газы находятся в магме под большим давлением. Поднимаясь к поверхности Земли по так называемому подводящему каналу и попадая в область низкого давления, газы, растворенные в магме, начинают выделяться из нее, переходя в нормальное газообразное состояние и многократно увеличиваясь в объеме. Если выделение газа совершается быстро или даже мгновенно, то происходит мощный взрыв, если же постепенно, то извержение протекает более спокойно. Вот поэтому можно сказать, что вулканическое извержение есть процесс «дегазации» магмы. Именно газы, заключенные в магме, служат тем «движителем», который вызывает извержение.

Если газы выделяются из магмы относительно спокойно, то она изливается на поверхность, образуя лавовые потоки. Такое извержение получило название эффузивного (от лат. effusio – «излияние»). Если газы выделяются быстро, происходит мгновенное вскипание магматического расплава, и он разрывается расширяющимися газовыми пузырьками. Происходит мощное взрывное, или эксплозивное, извержение (от лат. explosio , фр. explosion – «взрыв»). Если магма очень вязкая и ее температура невелика, то она медленно выдавливается, как бы выжимается на поверхность. Такое извержение называется экструзивным (от лат. extrusio – «выдавливание»).

Иными словами, способ и скорость отделения газовых компонентов от магмы и определяют три главных типа извержений: эффузивное, эксплозивное и экструзивное. Но, конечно же, причиной вулканической деятельности является, прежде всего, магма. Нет магмы – нет и извержений. Магма – это расплавленное вещество, которое образуется при высоких давлениях и температурах в земной коре и верхней мантии. Она состоит из различных химических соединений, в основном кремнезема (SiO 2) и оксидов некоторых других веществ (алюминия, железа, марганца и др.), находящихся в растворенном состоянии или в виде пузырьков газа.

Любая магма, поднявшаяся к поверхности, – это сложная система, состоящая из жидкости, газа и твердых кристаллов минералов. Их соотношение все время изменяется: одни кристаллы, сформировавшиеся ранее,
растворяются, вместо них возникают новые; при этом состав магмы также меняется, поскольку и газы, и кристаллы, и сама жидкость стремятся к равновесию между собой. Важную роль играют растворенные в магме газы. Когда их в расплаве мало, говорят, что магма «сухая». Она застывает при более высокой температуре, нежели магма, содержащая много газов. Кристаллизация магмы по пути наверх, т. е. превращение ее в горную породу, происходит постепенно. Сначала при понижении температуры появляются первые кристаллы, которые существуют одновременно с жидкостью, т. е. расплавом, и как бы плавают в нем. Дальнейшее охлаждение приводит к появлению новых кристаллов, находящихся в окружении оставшегося расплава. Расплав, в конце концов, застывает, кристаллизуясь полностью, и тогда уже возникает твердая горная порода.

Продукты извержений вулканов бывают жидкими, твердыми и газообразными.

Жидкие вулканические продукты . Это, прежде всего, сама магма, изливающаяся в виде лавы. Форма, размеры, особенности внутреннего и внешнегостроениялавовых потоков зависят от характера магмы. Шире всего распространены потоки базальтовых лав. Первоначально нагретые до 1000–1200 °С базальтовые лавы сохраняют текучесть даже при 700 °С. Базальтовые «реки» текут со скоростью до 40–50 км/ч. Выходя на ровное место, они растекаются на обширной площади.

Лава на воздухе начинает быстро остывать, и покрывается тонкой корочкой. При дальнейшем движении потока она сморщивается и окончательно затвердевает, напоминая лежащие толстые канаты. Поэтому такая лава называется «канатной». Горячая лава иногда полностью вытекает из-под застывшей корки и тогда под ней возникает своеобразный туннель с сосульками застывшей лавы, свисающими с «потолка». Если лавовый поток течет медленно, то корка на нем застывает быстрее и становится толще. Под собственной тяжестью она часто неоднократно ломается и вновь застывает. На поверхности потока, в конце концов, образуется хаотическое скопление угловатых обломков различного размера, носящих гавайское название «аа». Лавовые потоки типа «аа» распространены очень широко и характерны не только для базальтов, но и для андезитов.

При соприкосновении с водой лава остывает очень быстро, превращаясь в стекловатую породу (напоминающую стекло), потому что расплав, затвердев, не успевает раскристаллизоваться, т. е. в нем не сформировались многочисленные кристаллы минералов. Когда базальтовые лавы изливаются на большой глубине в океане, то они, как правило, выдавливаются из трещин, образуя гигантские «валики», напоминающие подушки, которые так и называются – «пиллоу» – лавы (от англ. pillow – «подушка»).

Если лава вязкая и температура ее сравнительно невысокая, что характерно для магмы, содержащей много кремнезема (более 65 %), то лавовые потоки короче – несколько километров, а их поверхность покрывается более мощной глыбовой коркой типа «аа». Глыбы, перемещаясь с потоком, обрушиваются с его крутого переднего края и перекрываются самим потоком, наползающим на них. Поэтому в поперечном разрезе такая застывшая лава представляет собой монолитную горную породу, окаймленную сверху и снизу скоплением глыб-брекчий – сцементированных горных пород, сложенных угловатыми обломками размером 1 см и более. В средней же, внутренней части застывшего лавового потока, нередко образуются шестигранные или пятигранные столбы. Они возникают в результате охлаждения и последующего растрескивания потока лавы, причем всегда располагаются перпендикулярно той поверхности, на которую излился лавовый поток. Такие «колоннады» выглядят исключительно эффектно. Их можно увидеть на Большом Кавказе в лавовых потоках, спускающихся по склонам Казбека, в обрывах близ селения Гудаури, в долине реки Арагви, на Военно-Грузинской дороге южнее Крестового перевала, на южном склоне Эльбруса.

Вязкие потоки лав, застывая, создают своеобразные формы рельефа. Борта потока возвышаются над его поверхностью. На ней возникают напорные валы, состоящие из глыб лавы и обращенные выпуклой стороной по течению потока, которые как бы «наползают» друг на друга. Передняя часть потока возвышается над его основной массой и круто обрывается вниз. Вся эта удивительная картина напоминает разлитую густую сметану.

Иной рельеф возникает в тех случаях, когда из жерл вулканов фонтанирует жидкая лава. Жидкая магма, разбрызгиваясь в виде «капель», «лепешек» и «хлопьев», образует небольшие вулканические конусы. Они так и называются – конусы разбрызгивания.

Твердые вулканические продукты выбрасываются на землю из жерла вулкана при мощных взрывных извержениях.

Наиболее распространены вулканические бомбы – обломки длиной более 7 см. При выбросе из жерла они еще находились в расплавленном состоянии, но, пролетев сотни метров, остывали в воздухе и падали на склоны вулкана уже сильно отвердевшими. Форма этих бомб разнообразна. Они бывают похожи на куски плоской или закрученной ленты, на крупные «капли», которые, вращаясь в воздухе, приобретают веретенообразную форму. Встречаются округлые бомбы с поверхностью, напоминающей корку свежеиспеченного хлеба (бомбы типа «хлебной корки»), а также пористые куски лавы типа шлаков. Еще не остывшие куски магмы, падая на склоны вулкана, сплющиваются, а потому называются бомбами типа «коровьих лепёшек». Иногда выбрасываются и крупные глыбы – длиной более 1 м.

Вулканические обломки меньше 7 см называют лапилли (от лат. lapillus – «шарик», «маленький камень»). Очень интересны капли базальтового расплава, застывшие в воздухе в виде причудливых маленьких (не более 1–2 см) черных стекловатых полумесяцев, груш и других фигур. В честь гавайской богини вулканов они называются «слезами Пеле», а тонкие нити из стекловатой лавы получили наименование «волосы Пеле».

Вулканические частицы размером менее 2 мм называются пеплом. Но этот пепел не продукт сгорания. Он похож на скопление пыли. Под микроскопом при большом увеличении видно, что пепловые частицы – это осколки вулканического стекла в виде рогулек и треугольников. Они представляют собой мгновенно застывшие при взрывном извержении тоненькие перегородки из магмы между расширяющимися газовыми пузырьками. Будучи выброшенными вверх, они потом упадут на землю в виде стекловатого пепла. Иногда пепел возникает при сильном дроблении более древних вулканических пород; в других случаях он может состоять только из обломочков кристаллов. Наиболее распространен стекловатый пепел. При извержении Везувия пепел, лапилли и вулканические бомбы погребли Помпеи и Стабию.

Мощные извержения выбрасывают мелкий пепел в верхние слои атмосферы, где он может находиться очень долго. Так было, например, при взрыве вулкана Кракатау в Зондском архипелаге (Индонезия) в 1883 г. Частицы пепла, выброшенные в стратосферу на высоту до 40 км, 3 раза обогнули земной шар. Именно ему обязаны своим появлением серебристые облака на закате, наблюдавшиеся много лет спустя после этого извержения в различных странах мира. В истории извержений известны мощные пеплопады. В июне 1912 г. после катастрофического взрыва вулкана Катмай на Аляске 2 дня падал тончайший стекловатый пепел. Он покрыл слоем толщиной 25 см о. Кадьяк и другие острова. Жители были вынуждены эвакуироваться. Последние взрывы вулкана Пинатуба на Филиппинах в 1992 г. сопровождались катастрофическим пеплопадом, который вынудил американцев эвакуировать свои военные базы. Мощное извержение вулкана Ключевская Сопка на Камчатке в сентябре 1994 г. подняло массы пепла на высоту 10–20 км, что затруднило полеты самолетов. Эксплозивные (взрывные) извержения, сопровождающиеся пеплопадами, способны влиять на климат Земли. Так, извержение трещинного вулкана Лаки в Исландии в 1783 г. выбросило в верхние слои атмосферы столько пепла, что в течение следующего года температура воздуха упала на 1–2 °С, и в Северном полушарии резко похолодало. Слои пепла, залегающие в древних отложениях, свидетельствуют об извержениях, происходивших сотни тысяч и миллионы лет назад, и помогают геологам восстановить историю вулканической деятельности. Еще в 1911 г. под Воронежем в отложениях, возраст которых около 1 млн лет, были обнаружены слои пепла толщиной почти 1 м. Ближайшие вулканы, действовавшие в это время, находились либо на Кавказе, либо в Италии – на расстоянии не менее 1–2 тыс. км.

Кроме жидких и твердых продуктов вулканических извержений всегда выделяются различные газы, доля которых в общем объеме вулканических продуктов очень велика. Именно горячие газы поднимают пепловые частицы на высоту в десятки километров. 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 1000 °С газы вырываются наружу. Каков же состав вулканических газов? Многочисленные пробы показывают, что в любых вулканических газах преобладает водяной пар, составляющий
95–98 %. Часть этой воды является ювенильной (от лат. juvenilis – «юный»), т. е. водой, выделившейся из магмы, где она ранее входила в состав различных химических соединений, а при уменьшении давления и понижении температуры перешла в знакомый нам водяной пар. Другая часть водяного пара является вадозной (от лат. vadosus – «неглубокий»), т. е. атмосферной, водой, проникшей внутрь вулканической постройки по трещинам и нагретой там теплом магмы. Второе место после водяного пара в составе вулканических газов занимает двуокись углерода (CO 2); далее следуют газы, содержащие серу (S, SO 2 , SO 3), хлористый водород (HСl) и другие менее распространенные газы типа фтористого водорода (HF), аммиака (NH 3), окиси углерода (CO) и т. д.

Места выходов вулканических газов на поверхность называют фумаролами (от лат. fumus – «дым»). Температура газов в них колеблется от 40–50 до 1000 °С. Иногда фумаролы действуют в течение тысяч лет. Недалеко от Везувия, на северном побережье Неаполитанского залива Тирренского моря, в кратере вулкана Сольфатара температура газов достигает 120–400 °С. В них велико содержание сернистых соединений. Нередко фумаролы выделяют «холодный» газ с температурой около 100 °С и ниже. Такие выделения холодных газов называют мофеттами (от лат. mofeta – «испарение»). Для их состава характерен углекислый газ. Скапливаясь в понижениях, он представляет смертельную опасность для всего живого, так как в нем можно сразу же погибнуть от удушья. 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 км 2 , стало причиной смерти более 1700 человек. Смертоносный газ оказался двуокисью углерода, выброшенной в атмосферу из еще не потухшего вулкана. Выделение газов наблюдается на давно потухших, казалось бы, 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.

В наши дни остро стоит вопрос о том, сможет ли человечество выжить в условиях, когда миллионы тонн различного рода опасных веществ ежегодно стекают в реки и выбрасываются в атмосферу? Один из первых тревожных сигналов – уменьшение содержания озона в земной атмосфере. Озон – это одна из форм существования кислорода, когда в молекулу объединяются не два, а три его атома. Больше всего озона на высоте от 15 до 30 км. Именно этот слой атмосферы поглощает губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца. Вот почему так обеспокоены экологи тем, что озона становится меньше. Озоновые «дыры» над нашей планетой расширяются. Сильное извержение вулкана Эль-Чичон в Мексике в 1982 г. вызвало в Северном полушарии падение содержания озона на 10 %.

В 1992 г. на Филиппинах произошло извержение вулкана Пинатубо – одно из наиболее мощных в XX в. Выброшенный пепел выпал на большой площади, а мельчайшие его частицы образовали огромное облако, опоясавшее весь земной шар по экватору. В его центральной части содержалось мало озона, а по краям – много диоксида серы, которого при извержении было выброшено в атмосферу более 20 млн т.

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.

Всего на суше имеется от 450 до 600 действующих и около тысячи «спящих» вулканов. В опасной близости от активных вулканов находится около 7 % населения Земли. На срединно-океанических хребтах имеется несколько десятков крупных подводных вулканов. В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские о-ва и Сахалин. Потухшие (или «спящие») вулканы есть на Кавказе и в Закавказье. Наиболее активные вулканы извергаются в среднем раз в несколько лет, все активные ныне – в среднем один раз в 10–15 лет. В деятельности каждого вулкана имеются периоды относительного понижения и повышения активности, измеряемые тысячами лет. По группам вулканов повышенная активность наблюдается в периоды усиления и учащения землетрясений на соответствующих участках сейсмических поясов.
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 в час. Чаще всего скорость движения не превышает 1 км в 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.