Извержения и продукты извержения

Отрывок из доклада "Перед угрозой геологических и гидрологических стихийных бедствий". Геологическая служба США, доклад 1240-В.

Вулканические извержения в общих чертах можно классифицировать как невзрывные и взрывные. Невзрывные извержения обычно вызываются магмой (расплавленной породой), богатой железом и магнием Она относительно жидкая и легко пропускает газы через себя. Потоки лавы, наиболее часто встречающиеся на острове Гавайи, являются наиболее характерным продуктом невзрывных извержений. Наоборот, взрывные извержения очень сильные и вызываются магмой, богатой кремнием, которая не такая жидкая; эти извержения характерны для вулканов вулканической цепи Аляски. В процессе взрывных извержений выделяются большие количества обломочного материала в форме вулканического пепла, пирокластических потоков и грязевых потоков, которые стекают по склонам вулкана.

Тефра - один из продуктов извержения. Под этим термином понимаются обломки пород всех размеров, извергаемые в воздух над вулканом, часто в виде вертикальной колонны, которая достигает верхнего слоя стратосферы. Большие куски породы обычно вновь падают на вулкан или вблизи него. Небольшие фрагменты переносятся ветром и падают на расстоянии от вулкана. Это расстояние зависит от размера и плотности частиц, высоты извержения и скорости ветра. Извержение большого количества тефры приводит к образованию значительного слоя пепла. Пространственное распределение накапливающегося пепла имеет наибольшую толщину прямо с подветренной стороны вулкана и истончается с удалением от вулкана. Тефра может быть опасной для жизни и принести большие разрушения на значительных расстояниях от вулкана из-за образования покрывала на поверхности земли и загрязнения атмосферы абразивными частицами и коррелирующими кислотами. Недалеко от вулкана люди могут получить травмы или погибнуть, вдыхая воздух, насыщенный тефрой: ущерб имуществу причиняется вследствие веса тефры и ее абразивного и задымляющего воздействия.

Горячие обломки и газы могут выбрасываться по боковой траектории от взрывающегося вулкана и быть исключительно опасными Взрывы через побочные или паразитические кратеры, как они называются, обычно вызывают незначительные отложения, не более 1 - 2 м у жерла побочного канала. Толщина отложений быстро уменьшается по мере удаления от источника. Обычно они не простираются далее нескольких километров от жерла, но иногда могут достигать и 25 километров. Побочные взрывы опасны для людей в основном из-за своей высокой температуры, каменистых обломков и скорости выброса, которая не позволяет убежать от опасности или спрятаться в надежном месте Ущерб строениям наносится в основном в результате ударов и высокой скорости "ветра" Взрывы через побочные кратеры могут вызывать пирокластические потоки, стекающие вниз по склонам. Воздействие аналогично потокам из основного жерла вулкана. Пирокластические потоки - это массы горячих сухих обломков породы, которые движутся, как жидкость. Их подвижность объясняется горячим воздухом и другими газами, смешанными с обломками. Они часто образуются, когда большие массы горячих обломков породы извергаются на склоны вулкана. Пирокластические потоки могут двигаться вниз по склону со скоростями до 160 километров в час и стремятся заполнить днища долин. Тучи горячей пыли обычно поднимаются над основным руслом этого потока и могут покрыть близлежащие районы, особенно с подветренной стороны. Из-за высокой подвижности пирокластические потоки могут распространяться на расстояние до 25 или более километров от вулкана. Основной ущерб пирокластические потоки наносят в результате быстрого движения основного потока горячих обломков породы, которые сжигают все на своем пути и покрывают обломками, а также сопутствующих туч горячего пепла и газа, которые распространяются на значительные расстояния от основного потока и могут вызвать удушье и ожоги легких и кожи

Грязевые потоки - это массы обломков горных пород, пропитанные водой и движущиеся вниз по склонам примерно так, как движется жидкий бетон. Обломки в основном включают массу сыпучего материала, который отложился на склонах вулкана в результате взрывных извержений: вода может появиться в результате дождя, таяния снега, из озера в кратере или из озера или водоема, расположенного недалеко от вулкана. Скорость грязевого потока зависит в основном от его текучести и крутизны склонов, иногда они продвигаются вниз по долинам на расстояния до 80 км или более со скоростью, превышающей 35 км/час. Грязевые потоки могут распространяться на большие расстояния, чем пирокластические потоки, иногда до 90 км от своего источника. Основная угроза человеку заключается в том, что поток может его накрыть. Сооружения тоже могут быть накрыты или снесены под действием мошной силы грязевого потока. Потоки лавы обычно вытекают спокойно, хотя им часто предшествует эксплозивная вулканическая деятельность. Потоки лавы обычно появляются только после того, как извержение уже продолжалось несколько часов, дней или даже недель, а не сразу после начала извержения. Фронт лавы движется с еле заметной скоростью, иногда достигая скорости пешехода. Потоки лавы обычно не представляют прямой опасности для человека, но они полностью разрушают ту зону, которую покрывают. Потоки лавы в заснеженных районах могут вызвать таяние снега, наводнения и вторичные грязевые потоки; потоки лавы на участках с растительностью могут вызвать пожары. На крупных вулканах с центральным жерлом потоки лавы обычно короткие; поэтому опасные зоны с точки зрения потоков лавы включают только склоны вулкана и ближайшие 2-3 километра близлежащих долин и котловин.

Опасные зоны с точки зрения затопления могут находиться на значительных расстояниях в долинах. Ущерб от вулканических извержений можно уменьшить несколькими способами:

1. использование знаний о предыдущих извержениях этого вулкана с тем, чтобы определить возможные характеристики извержений в будущем: их масштабы, местоположения, интенсивность, последствия, а также для того, чтобы определить зоны высокой опасности;
2. создание систем мониторинга для прогнозирования будущих извержений и своевременного оповещения об опасности;
3. подготовка на случай стихийных бедствий и эвакуация в чрезвычайных ситуациях;
4. проведение защитных мероприятий;
5. оценка рисков и планирование использования земельных ресурсов;
6. страхование и
7. оказание помощи и восстановительные работы.

ВЫВОДЫ

• Большинство землетрясений является результатом перемещения горных пород в зоне разлома.
• Большинство землетрясений происходит возле границ плит.
• Магнитуды по шкале Рихтера означают силу землетрясения.
• Волны Р, волны S и волны L уносят энергию от очага землетрясения.
• Сейсмографы обнаруживают и регистрируют сейсмические волны.
• Горные породы образуются в недрах и на поверхности Земли вследствие вулканической деятельности.
• Большая часть вулканической активности на поверхности Земли происходит возле границ плит.
• Вулкан называется действующим (активным), спящим или потухшим в зависимости от изменения во времени характера его деятельности.
• Шлаковый конус, щитовой конус, конус смешанного типа и вулканический купол - это все различные типы вулканов.

ВОПРОСЫ/ ЗАДАЧИ

1. Что является причиной землетрясения в центре плиты?
2. Объясните, что подразумевается под землетрясением с глубоким очагом залегания?
3. Почему ученые считают, что внешнее ядро Земли жидкое?
4. В чем причина появления вулканов на островных дугах?
5. Перечислите четыре признака, которые могут помочь ученым прогнозировать землетрясения.
6. Как Вы можете объяснить, что разлом выделяет энергию?
7. Где происходит большинство землетрясений с глубоким очагом залегания?
8. Какому увеличению энергии соответствует увеличение магнитуды по шкале Рихтера на единицу?
9. Где происходили наиболее сильные из известных землетрясений?
10. Какие две сейсмические волны проникают через всю Землю?
11. Почему ученым необходимо знать показания трех различных сейсмографов,чтобы определить местоположение землетрясения?
12. Что может означать уменьшение скорости распространения волн Р?
13. Что такое батолит?
14. Что такое трещина в земной коре?
15. Как образуется островная дуга?
16. Что такое потухший вулкан?
17. Какой тип вулканов не имеет крутых склонов?