Вулканы-1

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 сценойиз 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.

Формы потоков лавы также различаются. Аа-лава предупреждающе вопит о переносимых ею обломках и шлаково-глыбовых породах. Пахоэхоэ-лава  равномерно вздыхает гладкими волнистыми (канатными) или вспученными волнами. А подушечная лава застывает на дне океанов в форме подушечных тел – специально для отдыха Посейдона и нереид. При застывании же лава тоже образует различные формы: лава со столбчатой отдельностью колосится колоннами; волнистая приветствует застывшие цунами вспученной; гранулированная и занозистая засоряют органы кишкообразной; языковидная слизывает пузырьки пузырчатой со шлаковых форм.

Выводное отверстие вулкана – это отверстие, к которому подходит магматический канал и из которого извергается лава. Также оно называется «жерлом» и расположено в центре кратера. Кратер же – это воронкообразное или чашевидное образование на вершине вулканического конуса (центральный кратер) или на его склонах (фланговый кратер). Обычно диаметр кратера составляет от нескольких десятков метров до нескольких километров, а глубина – до нескольких сотен метров. На дне кратера располагается одна или несколько узких ноздрей его жерл, трубкообразные каналы от которых спускаются к магматической камере – полости в земной коре, заполненной расплавом горных пород (магмой). Иногда дно кратера покрыто лавовым озером или щерится новообразованнымвулканическим конусом из застывшей после прошлых извержений вулкана лавы (т.н. тефры – собирательное название для осевшего на землю вулканического материала, выброшенного в воздух в результате извержения).
Во время некоторых видов взрывных извержений магматическая камера может опустеть достаточно, чтобы расположенные выше твердые породы просели в образованную полость с пониженным давлением. Такие образования называются кальдерами и занимают площадь куда большую, чем кратеры. Диаметр этого цирка может достигать 10-20км. Его дно всегда сравнительно ровное, а стенки – отвесные, поэтому выбраться из этой арены не так-то просто.

Загадкой остается, почему в одних областях планеты из мантийного вещества образуются и андезиты, и базальты, а в других – только базальты. Согласно главенствующему предположению, магма Земли является ультраосновной породой (т.е. породой, образующей все другие породы), обогащенной железом и магнием. Но в таком случае все лавы должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку последние отсутствуют в составе мантии. Теория тектонических плит разрешает это противоречие. Согласно ей, океаническая кора подвигается под материковую кору на определенной глубине океана, после чего плавится и способна извергаться на поверхность в составе андезитовых лав.

Но, какими бы вулканы ни были по форме, размеру, характерному типу извержений – они всегда остаются очень амбивалентным явлением в сознании людей, несущим одновременно катастрофические разрушения и созидательную силу, заключающуюся в высоком плодородии околовулканических почв. Но раскроем все эти интереснейшие подробности мы в следующей статье, ведь читатель устал просвещаться, а автор – формулировать мысль и информацию одновременно доступно, содержательно и интересно. До встречи в следующем выпуске!