На Северном Кавказе, в районе Минеральных Вод, поднимается ряд высоких гор, образованных давно застывшими лавами, и здесь же выходит из-под земли много целебных источников, которыми ежегодно лечатся тысячи трудящихся Советского Союза.
11. Что же такое извержение вулкана?
Познакомившись с деятельностью наиболее известных вулканов Земли, выясним теперь основной, интересующий нас вопрос: что же такое извержение вулкана?
В древние времена люди представляли вулканы горящими горами. На самом деле, в вулкане ничего не горит, так как там нечему гореть. Клубы дыма при извержениях представляют вырывающиеся из вулкана пар и газы, несущие мелкую пыль. А видимый огонь есть отражение расплавленной массы лавы в облаках пара над ней.
Мы привыкли считать, что внешний вид вулкана представляет гору с кратером наверху. Однако, это не всегда бывает так. Самое главное в вулкане не гора, которая может образоваться и не образоваться над вулканическим выходом, а самый выход, или жерло, откуда из глубины выходят вулканические продукты: пар, газы, пепел и лава. Газы, вырывающиеся из вулкана, выбрасывают рыхлый материал, который падает вокруг выхода, тут же выливается и лава; вот эти-то рыхлые материалы с лавой, нагромождаясь у выхода, и образуют постепенно гору. Однако, если лава очень жидкая, а деятельность вулкана проявляется с большими взрывами, то выброшенный материал разбрасывается или легко растекается на далёкие расстояния и таких гор, какими мы привыкли видеть и считать вулканы, не образуется.
Измерение температуры в глубоких шахтах и буровых скважинах показывает, что чем глубже под землю, тем теплее. Под земной корой на очень большой глубине происходит накопление тепла от некоторых особенностей каменных пород, так называемой радиоактивности. Накопление этого тепла местами доходит до такой высокой температуры, что каменные породы расплавляются. Такое тепло, как думают, накапливается в течение долгого времени. Сначала каменные породы размягчаются, к ним из окружающих, более глубоких частей, присоединяются газы. Увеличение газов ещё больше расплавляет каменные массы и получается очаг огненно-жидкого расплавленного материала. Масса расплавленной каменкой породы, находящаяся где-то под землёй на очень большой глубине, называется магмой.
Магма — греческое слово и обозначает тесто или месиво. Это название подходит для расплавленного вещества, более или менее вязкого и густого. Расплавленная до огненно-жидкого состояния магма может пениться от избытка газов и вместе с паром переливается через край кратера. Магма, которая выливается на поверхность во время извержения и уже потеряла много газов, называется лавой. Большое содержание газов в магме делает её более жидкой и подвижной. Она не только занимает большие участки в земной коре, но и растекается по трещинам. В них она застывает в виде жил. Если магма по трещинам попадает в верхние слои земной коры, где давление этих слоёв на неё меньше, газы выделяются из магмы, расширяются и прокладывают выход к земной поверхности. Чем меньше давление в верхних частях земной коры, тем легче газы расчищают себе путь кверху и, наконец, вырываются на поверхность, иногда увлекая за собой и расплавленный материал. Это и есть начало извержения.
Лава выходит из вулкана в расплавленном, жидком состоянии, а остывая, затвердевает, как камень. Газы и лава, извергаемые из вулкана, являются самыми главными материалами во время извержения.
Извержение лавы напоминает выталкивание из бутылки пробки газами шипучего вина, пива или газированной воды, выливающихся вслед за этим наружу. Жидкость, налитая в бутылку, сильно насыщена газом. Этот газ давит на стенки бутылки и выделялся бы из жидкости, если бы она не была заключена в прочную, плотно закупоренную бутылку. Жидкость в закупоренной бутылке совершенно спокойна и ничем не отличается от обыкновенной воды, налитой в стакан. Но стоит только ослабить пробку в горлышке бутылки, как жидкость приходит в движение, обильно выделяя пузырьки газа. Газ расширяется, с шумом выталкивает пробку и устремляется к выходу, увлекая с собой жидкость, которая пенится, разбрызгивается и уходит чрез края горлышка. Налитая в стакан жидкость продолжает ещё выделять пузырьки газа, которые, лопаясь на поверхности, поднимают брызги жидкости.
Описанное состояние газа в бутылке с жидкостью даёт представление о газах в магме, которые находят себе выход через закупоренное затвердевшей лавой жерло вулкана. Горячие газы давят на каменную пробку из старой лавы, частично её расплавляют, частично разрушают и со взрывом вырываются из кратера. С силой выходя через получившееся отверстие, они ещё более его расширяют, отрывая от стенок выхода и кратера куски старой застывшей лавы. Вместе с этим газы выносят и распылённую пену лавы.
Бывает, что взрывы огромной силы совсем срывают часть горы и совершенно изменяют внешний вид вулкана, как это произошло с вулканами Кракатау и Катмаи. Подобный же случай был и с вулканом Байдайсан в Японии. Конечно, такие взрывы, уничтожающие весь вулканический конус, случаются не часто, но и обычные взрывы сильно разрушают стенки и края кратера. Поэтому, как только вулкан успокаивается, происходят обвалы, которые заполняют пустоты, произведённые извержением; вот почему дно кратера всегда бывает покрыто обломками каменной породы.
Обломки, выбрасываемые вулканом, бывают самых различных размеров: от небольших кусков до огромных глыб в несколько кубических метров, весящих тонны. Наряду с этим, при извержении вулкана выбрасывается мельчайшая пыль, которую так и называют вулканической пылью, или пеплом. Она так мелка, что может переноситься в воздухе на огромные расстояния. Вулканический пепел — это лёгкий, мелкий порошок, чаще сероватого цвета, — поэтому и дали ему название пепла. Ничего общего с горением он не имеет. Это раздробленные в пыль осколки старой лавы и мельчайшие частички жидкой лавы, выброшенные из вулкана струями газа.
При извержениях пепел, песок и обломки покрупнее, называемые лапиллями (по-итальянски это значит камешки), разбрасываются на площади в сотни километров. Местами пепел ложится толстым слоем и со временем плотно слёживается; тогда он образует пласты более или менее твёрдой каменной породы, так называемый вулканический туф. Так же, как и лава, туф сохраняется долгие тысячелетия после того, как вулкан уже давно потухнет. Он бывает красного, чёрного, коричневого и жёлтого цветов и идёт на постройки домов, как например, у нас в Закавказье.
Грязевые потоки, которые бывают при некоторых извержениях, происходят от одновременного выброса из кратера пепла и огромных облаков пара, или же от проливного дождя, выпавшего на массы вулканической пыли. Грязевые потоки часто бывают причиной катастроф во время извержений. Они стремительно скатываются с вершины, ломают и затопляют на своём пути всё; так было у подножья Везувия, где похоронен город Помпея, и у подножья Мон Пеле, где был снесён завод.