Стадии вулканического процесса

Проявление вулканического процесса разделяется на три стадии:
- субвулканическую или раннюю;
- главную – вулканическое извержение;
- поствулканическую – фумарольную.

Субвулканическая стадия. Наиболее благоприятные условия для образования магмы складываются в верхней мантии в зоне астеносферы.

При плавлении вещества его объем увеличивается приблизительно на 1/10 по сравнению с его объемом в твердом состоянии. Увеличенная в объеме, а следовательно, и более легкая магма гидростатически, за счет веса твердых пород вокруг нее и сверху выжимается вверх и заполняет магматический очаг (камеру) большого объема и изометричной формы. Температура магмы здесь около 1200ºС, состав ее базальтовый. Расплав содержит большое количество растворенных газов и воды. Магма медленно поднимается вверх по ослабленным зонам и трещинам, дробит вмещающие породы, частично поглощает (ассимилирует) их. Магма создает трубообразные каналы, расширяет трещины. При достижении определенной глубины, где температура магмы становится ниже 1200ºС, в ней происходит выделение в отдельную фазу газа и перегретых паров воды. Преобразованная магма становится значительно более подвижной и устремляется вверх. Особенно много паров образуется на глубине 2-3 км от поверхности Земли. Давление здесь резко увеличивается, так как объем магмы возрастает сразу почти в 100 раз. При этом высвобождается большое количество энергии, приводящей к взрыву. Газы и пары устремляются вверх, дробя породы и выталкивая их вверх.

Вслед за ними к поверхности поднимается частично или полностью дегазированный расплав. Движение жидкой магмы и газов сопровождается неглубокими (не более 5 км) землетрясениями, очаги которых все ближе перемещаются к поверхности Земли.

Главная стадия вулканического процесса. Момент разрядки вулканической энергии и выброса на поверхность магматических продуктов через жерло вулкана знаменует начало извержения. Процесс извержения разных вулканов неодинаков. Прежде всего он зависит от состава магмы.

Твердые и жидкие продукты извержения обычно концентрируются вокруг жерла, и здесь вырастает вулканическая гора конусообразной формы. Вершина горы плоская, и часто на ней наблюдается воронкообразное углубление – кратер, на дне которого располагается одно или несколько отверстий (жерло).

Кратер у активных, часто извергающихся вулканов может быть преобразован в кальдеру – большую котловину. Образование ее связано с провалом верхней части конуса над освободившемся магматическим очагом (камерой) после оттока магмы из вулканической камеры. Диаметр кальдер измеряется километрами (до 10 км в диаметре).

Общие очертания вулканов и их размеры очень разнообразны. Процесс извержения может быть различным по продолжительности – от кратковременного «выстрела» до длительного, растянутого на месяцы. Отдельные извержения могут объединяться в циклы. Один цикл от другого может отделяться на десятки и сотни лет.

По продуктам извержения деятельность вулканов может быть разделена на три категории:
- эффузивную (наземную и подводную) с преобладанием жидкой лавы;
- пирокластовую с преобладанием твердых продуктов извержения;
- эксплозивную (газово-взрывную), при которой выделяется большое количество газов.

В соответствии с таким подразделением выделяют и три основных категории вулканов. В свою очередь в каждой категории выделяется несколько типов.

Они получили свои названия по имени вулкана, извержение которого является образцом для данного типа. Такая классификация несколько условна, так как есть вулканы, занимающие промежуточное положение между этими категориями. Кроме того, тип извержения одного и того же вулкана может меняться со временем в связи с изменением состава магмы (об этом явлении мы поговорим чуть позже).

Среди современных извержений на суше преобладают газово-взрывные и пирокластовые, а в океане и на океанических островах – эффузивные. Сейчас известно около 600 вулканов, действовавших на памяти человечества.

Большинство из них расположено на островных дугах вокруг Тихого океана или на континентальной стороне границ между литосферными плитами (Япония, Камчатка, Курилы, Центральная Америка, Анды). Эти вулканы связаны своим происхождением с субдукцией океанической коры под континентальную.

Другая группа вытянулась в виде пояса от Италии, Греции, Турции через Южную Азию к Индонезии. Это вулканы Альпийской складчатой области, которая расположена на месте существовавшего когда-то здесь Тетического океана.

Третья группа вулканов расположена на срединно-океанических хребтах и связана со спредингом океанического дна. Часть из этих вулканов выходит на поверхность (Исландия, Азорские о-ва, Асунсьон, Тристан-да-Кунья).

Четвертая группа включает цепочки вулканических островов в Тихом океане. Прежде всего это вулканы Гавайских островов. Их происхождение связано с горячими точками и мантийными плюмами.

К вулканам, связанным с дивергентными границами континентальных плит, относятся также вулканы континентальных рифтов. Пример – зона Восточно-Африканских рифтов, гора Килиманджаро.

Кроме того, насчитывается около 10 000 подводных вулканов высотой не менее 1 км. Многие из них раньше были вулканическими островами.