Безумная сила – страдают люди, ощущает планета
Везувий зев открыл – дым хлынул клубом – пламя
Широко развилось, как боевое знамя.
Земля волнуется – с шатнувшихся колонн
Кумиры падают! Народ, гонимый страхом,
Под каменным дождем, под воспаленным прахом,
Толпами, стар и млад, бежит из града вон.
Александр Пушкин, 1834 год
Постигшая древний город Акротири на острове Тира почти полторы тысячи лет назад трагедия повторилась при извержении Везувия в 79 году, а затем ещё много раз там, где рядом с вулканами возникали поселения людей. За историческое время количество пострадавших людей от извержений не известно и вряд ли когда-либо будет подсчитано точно. С одной стороны это происходило из-за того что в прошлом не было средств для передачи информации о трагедиях в следующие поколения, а с другой – грандиозные извержения как правило не оставляют живых свидетелей.
Пирокластические потоки и лахары, выбросы пепла и смертельных газов, обвалы и оползни, землетрясения и цунами вот неполный перечень поражающих факторов вулканических извержений. Одни из них действуют локально как, например, изливание лав и сход лавин. Другие, такие как выброс громадного количества пепла, способны оказать влияние на климат планеты на долгие годы отравив почву и водные ресурсы на обширной территории.
Выброшенный в воздух вулканом и затем осевший на землю материал называется тефрой. С течением времени рыхлый слой тефры уплотняется, цементируется и в зависимости от состава лавы образует брекчии, туфобрекчии или туфы. Изучение вулканических отложений – тефрохрология даёт ценный материал для определения времени древнейших извержений и их характера. Подобно древесным кольцам слои тефры маркируют геологические образования, позволяя лучше узнать об изменениях климата Земли.
Извержения стратовулкана и его поражающие факторы
В зависимости от силы извержения угрозу составляют различные его проявления. Первичные это те, которые свойственны только самим вулканам – вулканический пепел и бомбы, лава и пирокластические потоки. К вторичным относятся спровоцированные вулканической деятельностью гравитационные перемещения вещества – лавины, лахары, обвалы и оползни.
Вулканические бомбы. Твёрдые продукты извержения выбрасываются в воздух в виде пепла, небольших обломков и более крупных комков лавы. Попадая в воздух, в жидком или пластическом состоянии комки лавы быстро остывают и, в зависимости от вязкости лавы, образуют различные образования. Их размеры вирируются от миллиметровых образований – лапиллий, до многометровых кусков лавы – вулканических бомб, способных преодолевать расстояния до двадцати километров. Вблизи вулкана выпадают более крупные образования, а с удалением от него всё меньшие по размерам и весу.
Вулканические газы. Особенностью вулканических областей является происходящее как при извержениях так и в спокойные периоды интенсивное выделение различных газов. Выбрасываемые из кратера, трещин, лавовых потоков и пирокластических пород газы на 50—85% состоят из водяного пара, примерно 10% это двуокись углерода, около 5% сернистый газ и в меньшей пропорции другие газы включая некоторое количество соединений азота и хлористого водорода.
Выделяющиеся из магмы газы до и после извержения имеют вид белых струй водяного пара. Когда к ним при извержении примешивается тефра выбросы становятся серыми или черными. Слабое выделение газов и паров, лав и пепла в вулканических районах может продолжаться годами через трещины и отверстия – фумаролы. В свою очередь, лава и пирокластические отложения при взаимодействии с атмосферой и органическими веществами в почве образуют смешанный газовый состав.
Вулканические газы способны достигать верхних слоёв атмосферы и часто становятся причиной кислотных дождей. Вступая в реакцию с атмосферной влагой сернистый газ образует серную кислоту выпадающую в виде кислотных дождей. Их результатом становится повышение кислотности почвы, грунтовых вод и водоёмов на большом удалении от места извержения. В 1996 году при изучении ледяных кернов из Гренландии и Антарктиды установлена высокая концентрация серной кислоты соответствующая времени суперизвержения вулкана Тоба 74 тысячи лет назад.
Рельеф местности может способствовать распространению вулканических газов по земной поверхности. Они способны уничтожить растительность и загрязнить воздух в районе вулкана. Вулканические газы также способны наносить косвенный вред через соединения фтора захваченные вулканическим пеплом. При его выпадении на землю отравляются пастбища и водоёмы.
Вулканическая лава представляет собой раскалённый расплав горных пород, преимущественно силикатного состава, изливающийся на земную поверхность. В зависимости от крутизны склона и химического состава скорость движения потока лавы может достигать нескольких метров в секунду, а её температура составлять 500—1200 градусов по Цельсию.
Состав лав и процентное содержание в них газов определяют их вязкость, темпы остывания и способность фонтанировать, а также скорость и дальность перемещения лавовых потоков. При остывании лавы вне кратера её поверхность покрывается твердой корой из шлаковой массы, под которой происходит движение жидкой лавы до тех пор, пока весь лавовый поток не остынет.
Структура вулканического пепла, распространение пепла при извержении вулкана в Исландии и засыпанные строения пеплом в Японии.
Вулканический пепел образуется при взрывных извержениях. Подступающая к поверхности магма насыщена газами. Если они успевают улетучиться из неё до выхода на поверхность, то лава просто растекается по вулканическому склону. Если дегазация по тем или иным причина не произошла, то при выходе магмы на поверхность газ мгновенно расширяется, возникает взрыв распыляющий лаву на мельчащие частицы – вулканический пепел.
Из-за низкой плотности частиц вулканического пепла он способен подниматься высоко в атмосферу, а затем воздушными потоками переноситься на значительные расстояния. Он не растворяется в воде, а при намокании образует суспензию. Это смесь веществ, где твёрдое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном состоянии. После высыхания оно образует подобный бетону материал.
Выбрасываемые в атмосферу газы захватывают с собой пепел, раскалённый водяной пар и формируют эксплозивные колонны. Выбросы пепла сопровождают практически все взрывные вулканические извержения. После наиболее мощных извержений температура на Земле может ощутимо понизится из-за снижения проницаемости атмосферы для солнечных лучей. Объём выброшенный тефры при мегаизвержении вулкана Тоба около 75 тысяч лет назад составил 2,8 тысячи кубокилометров, что привело к понижению температуры на планете на 5—15 градусов Цельсия.
Как своеобразный маркер распространяющейся на большие расстояния вулканический пепел позволяет синхронизировать по времени древние цивилизации. Определённая по геологическим данным дата мощного извержения становится наиболее точной точкой отсчёта событий древнего мира и античности.
Пирокластический поток или палящая туча это обрушивающаяся с вулканических склонов раскалённая до 800 градусов по Цельсию смесь газов, пепла и разноразмерных обломков. Поток способен перемещаться на большие расстояния, преодолевать водные преграды и образовывать мощные пирокластические отложения.
Главной причиной образования пирокластических потоков являются коллапсы эруптивной колонны, экструзивного купола или фронта лавового потока на склонах вулканов. В первом случае образование потоков происходит из-за схлопывания – обрушения части вертикальной колонны. Во втором, из-за обрушения крутых фронтальных частей лавовых потоков на куполе вулкана и тогда по его склону подобно лавине скатываются пирокластические массы.
По желобам и каньонам пирокластические потоки способны распространяются со скоростью в сотни километров в час. Подобная мобильность определяется благоприятным для их распространения рельефом поверхности и физико-механические особенностями образования потоков. Таких как выделение при разрушении материала газов, нагревание и расширение воздуха захваченного фронтом и боковыми частями потока. При формировании эруптивной колонны происходит засасывание в неё воздуха также повышающего мобильность пирокластических потоков при её обрушении.
Потоки могут происходить в форме выпавшей из эруптивных облаков тефры, пирокластических волн и пепловых облаков. В случае пирокластических волн это турбулентные потоки с низким содержанием обломочного материала, но высоким содержанием газов и воды. Им свойственно ураганное распространение с преодолением препятствий высотой около 600 метров.
При движении пирокластического потока на несколько километров в высоту над ним поднимаются пепловые облака. Внутри них образуется турбулентный насыщенный раскалёнными газами слой с низкой плотностью и распространяющийся самостоятельно с высокой скоростью. Он получил наименование пирокластической волны пеплового облака.
Считаются особенно опасными пирокластические волны от извержений типа направленных взрывов. В этом случае, выброс вулканических масс оголяет магматическую камеру с образованием высокотемпературной эмульсии из твёрдого материала и смеси различных газов. Она почти мгновенно увеличивается в объёме и, независимо от рельефа покрывает расстояние до тридцати километров от места извержения. Вырвавшаяся в 1902 году из вулкана Мон-Пеле палящая туча в несколько секунд сожгла город Сен-Пьер с населением в тридцать тысяч человек.
Конец ознакомительного фрагмента.