Формирането и структурата на вулканите

Вулканичното изригване е явление, което ясно илюстрира силата на природата и човешката безпомощност. Вулканите могат да бъдат в същото време величествени, смъртоносни, мистериозни и в същото време много живописни и дори полезни. Днес ще анализираме подробно структурата и структурата на вулкана, както и ще се запознаем с много други интересни факти по тази тема.

Какво е вулкан?

Вулкан - геоложка формация, която се появява на мястото на разрушаването на земната кора и изхвърля редица продукти: лава, пепел, запалими газове, фрагменти от скали. Когато нашата планета току-що започва своето съществуване, тя е почти напълно покрита с вулкани. Сега на Земята има няколко области, в които е концентрирана основната част от вулканите. Всички те са разположени по протежение на тектонично активни райони и големи разломи.

Магма и плочи

Каква е запалимата течност, която изригва от вулкан? Това е смес от разтопена скала, със съсиреци от повече огнеупорни скали и газови мехурчета. За да разберете откъде идва лавата, трябва да запомните структурата на земната кора. Вулканите трябва да се разглеждат като последната връзка на голяма система.

И така, Земята се състои от много различни слоеве, които са групирани в три така наречени мегаслоя: ядрото, мантията, земната кора. Хората живеят на външната повърхност на земната кора, чиято дебелина може да варира от 5 км под океаните до 70 км под земята. Изглежда, че това е много солидна дебелина, но ако я сравним с размерите на Земята, кората прилича на кожата на ябълка.

Под външната кора е най-дебелия мегаслой - мантията. Той има висока температура, но на практика не се топи и не се разпространява, защото налягането вътре в планетата е много високо. Понякога мантията все още се топи, образувайки магма, която се проправя през земната кора. През 1960 г. учените създават революционна теория, според която тектонските плочи покриват Земята. Според тази теория литосферата е твърд материал, състоящ се от кората и горния слой на мантията, разделен на седем големи и няколко по-малки плочи. Те бавно се плъзгат по повърхността на мантията, „размазаното” астеносферата - мек слой. Това, което се случва на кръстовището на плочите, е основната причина за освобождаването на магма. На мястото, където се срещат плочите, има няколко възможности за тяхното взаимодействие.

Разделяне на плочите един от друг

На мястото, където двете плочи се раздалечават, се образува билото. Това може да се случи както на сушата, така и под вода. Получената празнина се изпълва с отлагания на астеносферата. Тъй като налягането тук е ниско, твърдата повърхност се образува на същото ниво. Когато се охлади, магмата, която се е повишила, замръзва и образува кората.

Една чиния идва под друга

Ако, като се удари в чиниите, един от тях отиде под другия и се потопи в мантията, на това място се образува огромна кухина. По правило това може да се намери на дъното на океана. Когато твърдият ръб на плочата се избута в мантията, той се нагрява и се топи.

Кората е смачкана

Това се случва, ако по време на въздействието на тектонските плочи нито едно от тях не намери място за себе си под другото. В резултат на това взаимодействие на плочите се формират планини. Такъв процес не предполага вулканична дейност. С течение на времето, планинската верига, която се е образувала на кръстопътя на плитките, пълзящи един към друг, може да расте, незабележима за хората.

Образуване на вулкан

Повечето от вулканите са формирани на места, където една тектонична плоча е потънала под другата. Когато твърдото поле се разтопи в магма, то се увеличава в обем. Следователно, разтопената скала с голяма сила се стреми към върха. Ако налягането достигне достатъчно ниво, или горещата смес открие пукнатина в кората, тя се освобождава навън. В същото време излизащата магма (или по-скоро вече лава) образува конусовидна структура на вулканите. Кой вулкан има структура и колко силно изригва зависи от състава на магмата и други фактори.

Понякога магмата излиза точно в средата на плочата. Прекомерна активност на магма поради прегряване. Мантийното вещество постепенно разтопява кладенеца и създава гореща точка под определен терен на земната повърхност. От време на време магмата преминава през земната кора и настъпва изригване. Самата по себе си горещата точка е фиксирана, което не може да се каже за тектонските плочи. Следователно с хилядолетия на такива места се образува „низ мъртви вулкани“. По същия начин са създадени хавайски вулкани, възрастта на които според изследователите достига 70 милиона години. Сега да разгледаме структурата на вулкана. Снимките ще ни помогнат в това.

Какво е вулканът?

Както можете да видите на снимката по-горе, структурата на вулкана е много проста. Основните компоненти на вулкана са: огнище, отдушник и кратер. Фокусът е мястото, където се формира излишък от магма. В отдушника се издига нагоре гореща магма. Така устата е канал, който обединява огнището и повърхността на земята. Образува замразяваща магма по пътя и се стеснява, когато се приближава към повърхността на Земята. И накрая, кратерът е депресия на повърхността на вулкан, който е оформен като купа. Диаметърът на кратера може да достигне няколко километра. Така вътрешната структура на вулкана е малко по-сложна, отколкото външната, но няма нищо особено в нея.

Сила на изригване

В някои вулкани магмата изтича толкова бавно, че е безопасно да се ходи по тях. Но има и такива вулкани, изригването на които за няколко минути унищожава всичко по пътя си, в радиус от няколко километра. Тежестта на изригването се дължи на състава на магмата и вътрешното налягане на газовете. В магмата се разтваря много впечатляващо количество газ. Когато скалното налягане започне да надвишава парното налягане на газа, то се разширява и образува мехурчета, които се наричат ​​везикули. Те се опитват да се освободят отвън и да взривят скалата. След изригването част от мехурчетата се втвърдява в магмата, в резултат на което се образува пореста скала, от която се произвежда пемза.

Естеството на изригването зависи и от вискозитета на магмата. Както е известно, вискозитетът е способността да се устои на потока. Това е обратното на течливостта. Ако магмата има висок вискозитет, за газовите мехурчета ще бъде трудно да се измъкнат от нея и те ще изтласкат по-голямо количество скала, което ще доведе до силно изригване. Когато вискозитетът на магмата е нисък, газът бързо се освобождава от него, така че лавата не се изхвърля с такава сила. Обикновено вискозитетът на магмата зависи от съдържанието на силиций. Съдържанието на газ в магмата също играе важна роля. Колкото е по-голямо, толкова по-силно ще бъде изригването. Количеството газ в магмата зависи от скалите, които го съставят. Структурата на вулканите не засяга разрушителната сила на изригването.

Основният брой изригвания се случва на етапи. На всеки етап, неговата степен на унищожаване. Ако вискозитетът на магмата и съдържанието на газове в него са малки, тогава лавата ще потече бавно по земята с минимален брой експлозии. Потоците на магазините могат да увредят местната природа и инфраструктура, но поради ниската скорост те не са опасни за хората. В противен случай вулканът интензивно изхвърля магма във въздуха. Колоната за изригване обикновено се състои от запалим газ, твърд вулканичен материал и пепел. В този случай лавата се движи бързо, унищожавайки всичко по пътя си. А над вулкана се образува облак, чийто диаметър може да достигне стотици километри. Това са последствията, които могат да предизвикат вулкани.

Видове, структура на калдери и магазинни куполи

Чувайки за изригването на вулкан, човек веднага представлява конична планина, от върха на която тече оранжева лава. Това е класическа схема на структурата на вулкана. Но всъщност такова нещо като вулкан описва много по-широк кръг от геоложки феномени. Затова по принцип вулканът може да се нарече всяко място на Земята, където някои камъни се изхвърлят от вътрешността на планетата навън.

Описаната по-горе структура на вулкана е най-често срещаната, но не и единствената. Има и калдери и магазинни куполи.

Калдерата се различава от кратера в огромни размери (диаметърът може да достигне няколко десетки километра). Вулканичните калдери възникват по две причини: експлозивни вулканични изригвания, срутване на скалите в кухината, освободени от магма.

Калдерите на колапса се появяват на места, където е имало масивно изригване на лава, поради което камерата на магмата е напълно освободена. Черупката, която се е образувала над тази празнота, се разпада с времето и се появява огромен кратер, в който може да се образува нов вулкан. Една от най-известните калдери на срутването е калдерата на кратера в Орегон. Тя е създадена преди 7700 години. Ширината му е около 8 км. С течение на времето калдерата се пълни с размразени и дъждовни води, образувайки живописно езеро.

Експлозивните калдери се образуват по малко по-различен начин. Голяма магма камера се издига на повърхността, тя не може да изтича поради гъстата кора. Магмата е компресирана и когато поради спада в налягането в „резервоара“ газовете се разширят, настъпва огромна експлозия, която води до образуването на голяма кухина в Земята.

Що се отнася до пейките, те се формират, ако няма достатъчно натиск за счупване на скалите на земята. В резултат на това се създава изпъкналост в горната част на вулкана, която може да се увеличи с времето. Толкова интересна може да бъде структурата на вулкана. Снимките на някои калдери приличат повече на оазис, отколкото на място, където някога се е случвало изригване - разрушителен процес за всички живи същества.

Колко вулкани на земята?

Вече знаем структурата на вулканите, сега нека да поговорим за настоящата ситуация с вулканите. Има повече от 500 активни вулкани на нашата планета. Някъде толкова хора се смятат за спящи. Голям брой вулкани се считат за мъртви. Това разделение се счита за силно субективно. Критерият за определяне на активността на вулкана е датата на последното изригване. Смята се, че ако последното изригване настъпи в историческия период (времето, когато хората записват събития), тогава вулканът е активен. Ако това се е случило извън историческия период, но преди 10 000 години, тогава вулканът се смята за спящ. И накрая, тези вулкани, които не са изригнали през последните 10 000 години, се наричат ​​изчезнали.

От 500-те активни 10 вулкана изригват ежедневно. Обикновено тези изригвания не са достатъчно големи, за да застрашат човешкия живот. Понякога се случват големи изригвания. През последните два века е имало 19 такива, малко повече от 1000 души са загинали.

Използване на вулкан

Това едва ли се вярва, но такъв ужасен феномен като вулкан може да бъде полезен. Вулканичните продукти, поради техните уникални свойства, се използват в много области на човешката дейност.

Най-старата употреба на вулканични скали е строителството. Известната френска катедрала Клермон-Феран е изцяло изградена от тъмна лава. Базалт, който е част от еруптивния материал, често се използва в пътните настилки. Малки частици лава се използват в производството на бетон и за филтриране на вода. Пемзата служи като отличен звуков изолатор. Неговите частици също са част от канцеларната гума и някои видове паста за зъби.

Вулканите изхвърлят много ценни метали за индустрията: мед, желязо, цинк. Сярата, събрана от вулканични продукти, се използва за изработване на кибрит, багрила и торове. Топлата вода, получена естествено или изкуствено от гейзери, на специални геотермални станции осигурява електричество. Диаманти, злато, опал, аметист и топаз често се срещат в вулканите.

Преминавайки през вулканичната скала, водата е наситена със сяра, въглероден диоксид и силициев диоксид, които помагат при астма и респираторни заболявания. В термалните станции пациентите не само пият лечебна вода, но и се къпят в отделни извори, взимат кални бани и преминават курс на допълнително лечение.

заключение

Днес обсъдихме такъв завладяващ въпрос като формирането и структурата на вулканите. Обобщавайки горното, може да се каже, че вулканите възникват от движението на тектонските плочи и са емисии на магма, която от своя страна е разтопена мантия. Така, като се има предвид вулканите, е полезно да си припомним структурата на Земята. Вулканите се състоят от огнище, отдушник и кратер. Те могат да доведат както до разрушителни действия, така и до предимства за различни области на индустрията.