Вулканы
Непрестанная активность Этны – сущая благодать для многих. Для густого населения ее подножия, поскольку плодородие полей и садов поддерживается естественным опылением из кратера. Благодать для любопытствующих туристов, приезжающих взглянуть на действующий вулкан; опять-таки благодать для тех, кто этим туризмом кормится и живет. Это, наконец, благодать для вулканологов.
© Гарун Тазиев.
Стоит ребенку один-единственный раз увидеть документальный фильм об извержении вулканов, впечатлиться сценой из фильма «Звездные Войны III: Месть ситхов» 2005г, где после проигрыша в дуэли на планете Мустафар со своим наставником Оби-ВаномКеноби его падаван, ЭнакинСкайуокер, лишается ног в раскаленной магме, или просто увлечься так приятно щекочущим нервишки ужасом стихийных бедствий – и он непременно заинтересуется темой вулканизма. Вскоре стоит ждать многочасовых игр, где единственное правило созвучно с названием и гласит, что «пол – это лава», участие в которых с плохо скрываемым удовольствием будет принимать и его братишки с сестренками, и отец семейства, и даже, если здоровье позволяет, сам дедушка. Классическим саундтреком к такой игре являются истеричные вопли домашних питомцев, которые рискуют стать «файрболлами» при недостаточной для затруднения их поднятия с пола массе, укоризненные вздохи матушки и добрые усмешки бабушки. Конечно, всяко лучше, чем сидеть, уткнувшись в планшет или монитор!
Однако, изучением извержений вулканов занимается целая отдельная наука, именуемая «вулканологией», а ученые, отдавшие себя ей, зовутся, соответственно, «вулканологами». Это наука, изучающая процессы и причины образования вулканов, их развитие, строение и состав продуктов извержений, изменения характера их деятельности и закономерности в размещении вулканов на поверхности Земли. Эти вопросы мы и постараемся ответить в этой и следующей статьях.
Вулкан – это возвышенность, сложенная эффузивными горными породами, имеющее выводное отверстие (жерло, кратер, кальдера) или трещины, из которых на поверхность из недр планеты поступают (или поступали ранее) горячая лава и вулканические газы. Но обо всем по порядку.
Эффузия – это излияние жидкой лавы, образующей покровы (большое плоское лавовое тело, распростертое во все стороны) и потоки (форма залегания извергнутой лавы в виде длинного потока небольшой ширины). Извергнувшаяся из вулкана или излившаяся из трещин на земной коре лава (магма, выходящая на поверхность земли при извержении вулканов и освобожденная от газов) остывает и затвердевает, в результате чего образуются эффузивные, или вулканические, горные породы. В зависимости от химического состава магмы – более кислого или более щелочного –к таким породам относят риолиты (горная порода кислого состава), трахиты (горная порода среднего состава, нормального ряда щелочности), андезиты (горная порода среднего состава, нормального ряда щелочности) и базальты (железосодержащие горные породы основного состава, более щелочные, чем прочие).
Верхняя магма, выходя на поверхность, освобождается от газов и становится лавой. Скорость движения лавового потока зависит от физических характеристик лавы, таких как вязкость, тягучесть и т.п., которые, в свою очередь, определяются ее температурой и химическим составом, и может достигать нескольких метров в секунду. Температура же лавового «пола» лежит в диапазоне 1000 ̊- 1200 ̊С. Он состоит из расплава горных пород преимущественно силикатного состава, однако, выделяется 3 вида лавы в зависимости от ее химического состава.
Первый из них – базальтовая лава – характерен для океанических щитовых вулканов, т.е. вулканов, расположенных на дне океана. Ее состав, включающий в себя в равных пропорциях диоксид кремния и оксиды железа, магния, алюминия и других металлов, делает эту желтую или желто-красную спортивную (толщина потока составляет несколько метров) красотку очень горячей (1200-1300 ̊С) и подвижной (скорость потока составляет 2м/с).
Второй – это карбонатная лава. Белая ворона среди остальных лав, эта извергается только из одного места на всей планете – из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании. На поверхностный подиум она вытекает жидкой, как вода, и почти такой же холодной (ее температура составляет всего 510-600 ̊С), окрашенной в черный или темно-коричневый цвет, а через несколько месяцев после извержения приобретает почти белую окраску и хрупкую, ломкую, легко растворимую водой структуру. Что неудивительно для ее химического состава, включающего карбонаты натрия и калия.
И, наконец, третьим является кремниевая лава. Раздувшаяся от собственной важности (ведь именно ее предпочитают вулканы огромного Тихоокеанского огненного кольца), она с большой неохотой покидает свои магматические пенаты и, тяжело и медленно (до нескольких метров в день) вытекает из жерла вулкана, часто останавливаясь прямо там, на полпути, и застывая пробкой (это самая густая и вязкая лава). Вулкан может даже немного раздуться от нарастающего внутреннего давления на эту пробку, а последующие извержения будут сопровождаться катастрофическими взрывами. Нечего, потому что, состоять на 53-62% из диоксида кремния (кремнезема)! Цвет горячей кремниевой лавы – темный или черно-красный, а при застывании она может образовывать черное вулканическое стекло, когда расплав быстро застывает и не успевает кристаллизоваться.