Вулканы

Текст добавлен: 29 сентября 2016, 02:49

Текст книги "Вулканы"

Автор книги: Е. Заварицкая

Жанр:

Прочая научная литература

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 3 страниц)

Назад к карточке книги

9. Кракатау

Вулканические острова находятся в большом количестве в Атлантическом и Тихом океанах.

В южной части Тихого океана через острова Яву и Суматру проходит линия вулканов. Интересна история одного из них – вулкана Кракатау. В Зондском проливе три небольших вулканических острова образовали разорванное кольцо, которое представляло как бы остатки краёв большого кратера. Когда-то, очень давно, это был огромный вулканический конус, который поднимался со дна моря. Потом, вероятно, во время какого-то очень сильного извержения, вулкан обрушился, и только остатки стен его кратера, в виде кольца, остались видны над водой. На самом большом из этих выступов образовался новый вулкан – Кракатау. За свою продолжительную деятельность извержения Кракатау увеличили остров в объёме и в высоту. Потом наступил период продолжительного покоя, после которого деятельность Кракатау неожиданно началась с сильного извержения (рис. 15). Вулкан стал выбрасывать такое огромное количество паров и вулканического материала, что остров за короткое время увеличился почти вдвое, примерно до тридцати квадратных километров. Но затем, 26 августа 1883 года, ужасными взрывами была снесена большая половина острова. От Кракатау уцелела только третья часть. Там, где была земля, стало море глубиной 200–300 метров. От конуса осталась лишь отвесная стена, возвышающаяся на 800 метров над уровнем моря (рис. 16).

Любопытны подробности этой катастрофы, которую наблюдали проходящие мимо корабли и население с берегов Явы и Суматры.

Рис. 15. Начало извержения вулкана Кракатау 20 мая 1883 года. Туча газов достигала в вышину 11 километров.

В продолжение двух дней гора грохотала и выбрасывала огромные столбы пемзы, шлаков и тягучей тестообразной грязи. Всё это поднималось на огромную высоту и устремилось на острова Яву и Суматру. В море бушевала страшная буря, мелкие суда тонули в морской пучине или выбрасывались на берег. Густые тучи пепла засыпали палубы близ проходящих кораблей. Морские волны высотой в десятиэтажный дом производили опустошающие разрушения на берегу. Берега Явы и Суматры были покрыты грязью, пеплом, вырванными деревьями, трупами животных и людей. Вся пышная, цветущая растительность берегов была смыта. Всё население острова Сёбези, расположенного в 20 километрах от вулкана, погибло. На расстоянии 228 километров от Кракатау – в городе Батавии, на острове Яве, – стены домов давали трещины и лопались окна. Когда большая часть горы обрушилась в море, то волнение было так сильно, что огромные волны были замечены на всех океанах земного шара!

Очень тонкая вулканическая пыль, выброшенная при извержении Кракатау, пропутешествовала вокруг света. Она долго висела в воздухе и была причиной необыкновенно красивых закатов и восходов Солнца в следующую зиму и весну.

Рис. 16. Часть вулкана Кракатау, оставшаяся после взрыва 1883 года.

Позднее Кракатау возобновил свою деятельность, как подводный вулкан. Многочисленные подводные взрывы и струи пара, поднимающиеся из глубины на поверхность моря, говорят о том, что кратер Кракатау образовался где-то под водой.

10. Горячие ключи, гейзеры и минеральные источники

Из всего того, что мы узнали о различных вулканах, видно, что газы играют главную роль при извержениях. Даже в тех вулканах, где извержение сменяется длительным промежутком покоя, газы дают о себе знать, напоминая, что вулкан ещё жив. В кратере и поблизости от него из трещин, просачиваясь через изверженную рыхлую породу, пробиваются струйки паров – фумароллы. Иногда они выходят с такой силой, что шипят и свистят, как пар из паровоза, в других случаях выделяются еле заметно. Эти пары и газы выносят с собой разные вещества, которые налётами покрывают почву около выходов струй.

Обычно очаг огненно-жидких масс находится глубоко под земной поверхностью и выделяющиеся из него газы и пары, поднимаясь кверху, проходят длинный подземный путь. По пути они нагревают почву, смешиваются с подземными водами и, охлаждаясь, сами переходят в горячую воду с растворёнными в ней различными веществами. Когда эта вода выходит на поверхность в виде ключей, получаются горячие минеральные источники, очень распространённые в вулканических областях.

Огромное количество таких горячих ключей находится на Камчатке. Многими из них пользуется местное население для лечения от разных болезней, особенно ревматизма. Температура воды горячих источников доходит до ста градусов. Особенно интересное зрелище ключи представляют зимой, когда среди снега от них идёт густой пар.

Но ещё более замечательны так называемые гейзеры. Это кипящие источники, в которых происходит настоящее извержение кипятка. Извержения гейзеров происходят через определённые промежутки времени. Извержение состоит в том, что кипящая вода сначала с бурлением и клокотанием собирается из-под земли в яме или бассейне среди камней. Толчками, поднимаясь вверх, вода заполняет яму до краёв, начинает выплескиваться через края, и, наконец, со взрывом и грохотом огромный столб кипятка, в сопровождении густого клуба пара взлетает вверх наподобие очень большого фонтана, рассыпаясь на высоте иногда до ста метров. Фонтан бьёт одну-две минуты, затем вода исчезает, постепенно рассеиваются клубы пара, и наступает полное спокойствие. Если заглянуть в яму, где только что было так много воды, яма оказывается совсем пустой, и только виден канал, который уходит под землю. Но вскоре опять слышен грохот и урчание, яма снова начинает наполняться водой, и опять повторяется описанное извержение.

Одни гейзеры действуют через короткий промежуток времени в 30–40 минут, другие – раз в сутки.

На Камчатке в Кроноцком заповеднике найдено много гейзеров. В долине реки Гейзерной насчитывают около двух десятков гейзеров, выбрасывающих воду на 10–50 метров вверх, и бесчисленное множество маленьких, толчками разбрызгивающих воду на один-два метра.

Почва около этих гейзеров обычно бывает согретой, а в некоторых местах даже горячей настолько, что жжёт ноги через подошву ботинок. Края ямы гейзера и окружающие камни покрыты разноцветными узорами накипи. Это разбрызгивающаяся вода оставляет на них содержащиеся в себе вещества в виде розового, коричневого и жёлтого осадков. Между камнями ютятся теплолюбивые растения ярко-зелёных цветов.

На Камчатке гейзеры открыты только недавно, и их видели очень немногие. В других странах – в Исландии, в Новой Зеландии и в Северной Америке гейзеры известны очень давно и представляют прекрасное зрелище.

Мы уже заметили выше, что горячие воды, поднимающиеся из земли по трещинкам, несут растворённые в себе различные вещества. В числе этих веществ имеются такие, которые, при охлаждении воды, действуют на стенки трещин и отлагаются в этих трещинах в виде руд, олова, меди, цинка и других полезных ископаемых. Такое образование руд происходит на большой глубине. Только некоторые вещества (соли и щёлочи) доходят в растворах горячих и тёплых источников до поверхности земли и придают этим источникам целебные свойства. Такие источники выходят из земли ещё долгое время после того, как в данном районе застынут расплавленные массы на глубине и прекратятся извержения. По растворённым веществам в водах этих источников, хотя уже и остывших, можно узнать об их связи с угасшей вулканической деятельностью.

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.

Когда лава поднимается из глубины и вытекает на поверхность земли, газ выделяется из неё так сильно, что лава пенится, как бы вскипает. Если эта пена быстро затвердевает, то оставшиеся газы образуют внутри её пустоты; такая затвердевшая каменная пена называется пемзой. Получается очень лёгкий пористый камень, который свободно плавает на воде. И часто по большим скоплениям плавающей на поверхности моря пемзы моряки узнают, что где-то под водой, на дне моря, произошло извержение вулкана.

Из описаний извержений некоторых вулканов мы видели, что вулканические извержения происходят по-разному. Зависит это, во-первых, от того, с какой силой вырываются газы из магмы и, во-вторых, насколько лава бывает жидкой или густой.

Если лава жидкая, почти как вода, газы свободно выходят из неё. Она кипит, бурлит и сильными струями газа подбрасывается вверх, в виде фонтана, подобно газированной воде, только что налитой в стакан. Так происходит в лавовом озере кратера Килауэа и наблюдается в немногих других вулканах. Брызги фонтана из очень жидкой лавы затвердевают на лету в виде капель и образуют каменные капельки, которые называются «лавовыми слезами». При сильных взрывах эти брызги вытягиваются в тонкие, как волос, длинные стеклянные нити, которые ветер относит на большие расстояния от лавового фонтана.

Если лава густая, как тесто, газы выходят из неё не так свободно, как из жидкой лавы. Они вырываются с некоторым трудом и разрывают лаву на куски, большие и маленькие. Оторванные куски такой лавы подбрасываются силой газа высоко в воздух и в это время закручиваются в виде волчка или короткого веретена. Затвердевшие выброшенные куски лавы называются вулканическими бомбами (рис. 17).

Рис. 17. Кручёные бомбы из тестообразной лавы, выброшенные при извержении.

Наконец, лава может быть очень густой. Она не может даже течь, тогда её выпирает из вулкана в виде куполов, как это мы видели в кратере Мон Пеле. Но такая густая раскалённая лава опять-таки содержит газы, и они могут также из неё выделяться. Выделяясь, газы разрывают такую густую лаву на угловатые куски. Последние охлаждаются с поверхности, образуя стекловатую корку, а горячая внутренняя часть этих кусков, продолжая выделять оставшиеся газы, пузырится и вспучивается; тогда корка растрескивается и получаются трещины, как иногда бывает на корке каравая хлеба. Эти застывшие оторванные куски очень вязкой лавы тоже называются вулканическими бомбами (рис. 18). Но у них, как мы видим, совсем другая форма и по этой форме можно узнать, что лава была очень густая. Бомбы этого вида в большом количестве были выброшены при извержении Мон Пеле.

Рис. 18. Растрескавшаяся бомба, выброшенная из вулкана Мон Пеле. Корка бомбы напоминает потрескавшуюся корку на каравае хлеба.

Такие признаки, как форма бомб, вид потоков лавы, накопление выбросов рыхлого материала, пласты туфа, помогают учёным разбираться, как и в каком порядке происходили извержения и как образовался тот или иной потухший вулкан.

Заключение

Итак, мы знаем теперь, каким образом и почему происходят извержения вулканов. За последние десятки лет учёные-вулканологи сделали много ценных наблюдений и выводов по деятельности вулканов. Для нас теперь ясна картина подготовки извержения и самого извержения различных вулканов. Но, к сожалению, этим и ограничивается человеческое знание в названной области. Мы можем только наблюдать и объяснять происходящие извержения. Останавливать, изменять, даже предупреждать эти грозные явления природы человек не может. Да это и понятно: ведь действующие при извержениях силы огромны. Они связаны с теми подземными силами, которые образуют земные складки – горы и горные хребты. На эти силы мы, конечно, не можем влиять, даже в малой степени. Они слишком могущественны.

Однако, вулканы интересны для нас не только как необычное, грандиозное и страшное явление природы; их изучение помогает нам разгадывать действие и влияние внутренних подземных сил на жизнь Земли. А это помогает разыскивать в Земле полезные для человека сокровища.

Из рассказов мы знаем, что перед извержением вулкана часто происходит колебание почвы – землетрясение. Иногда оно бывает и во время извержения. В этом случае землетрясение связано с выходом к верхним слоям земной коры и наружу расплавленных масс магмы и газа. Но чаще и гораздо более сильные землетрясения бывают совсем по другим причинам. Они не сопровождаются действиями вулканов и, зачастую, происходят не в вулканических областях. Такие землетрясения происходят от движения больших участков земной коры. Это так называемые тектонические землетрясения. Они сопровождают образование гор и горных хребтов.

Когда приходят в движение большие участки земной коры, они опускаются и поднимаются, пласты горных пород сминаются в складки, иногда одни пласты надвигаются на другие, образуются огромные трещины, и вдоль по ним происходят оседания и поднятия. Таким образом, в течение миллионов лет образовались горные цепи. Полосы, где возникают горные хребты, являются менее прочными местами в земной коре; через них расплавленный в глубине материал легче всего находит выход на земную поверхность.

Действующие вулканы как раз и располагаются в полосах горных хребтов или там, где эти хребты только начали возникать – по берегам Тихого океана и в середине его, на островах Атлантического океана и в Средиземном море.

С течением времени вулкан прекращает свою деятельность, и дождевые воды, ветер, лёд и снег, который накапливается на высоких горах, разрушают потухший вулкан. Нередко на его месте ничего не остаётся, кроме равнины, и только по смятым складкам земли и наличию изверженных каменных пород учёные делают заключение, что тут существовали когда-то горы и действующие вулканы. Конечно, по этим остаткам очень трудно бывает узнать подробности о существовавшем вулкане, но они дают нам другие, более ценные сведения.

Дело в том, что когда от вулкана почти не остаётся видимых следов, это означает, что разрушение его доходит до тех глубоких частей земной коры, которые находились когда-то под вулканом; здесь, когда вулкан действовал, образовывались руды разных металлов.

Таким образом, при обследовании областей, где когда-то были теперь разрушенные вулканы, почти всегда находят ценные руды. Зачастую они находятся тут прямо на поверхности земли, или на таких глубинах, откуда их легко достать.

Уральские горы, Кавказ, Казахстан, Алтай и многие другие горы Сибири и Дальнего Востока, которые так богаты рудами ценных металлов, и являются теми областями, где в очень отдалённые времена, десятки и сотни миллионов лет назад, существовали вулканы и происходили вулканические извержения.

Вулканы интересны не только как необычайное, грандиозное и страшное явление, но изучение их помогает разгадать действие подземных сил природы, которые создают сокровища в недрах земли, идущие на пользу человеку.