Без сомнения, вулканы являются одной из самых мощных сил природы, свидетелем которой может быть человек. Проще говоря, именно это и происходит, когда происходит массивный разрыв в земной коре (или любом объекте планетарной массы), извергающий горячую лаву, вулканический пепел и токсичные пары на поверхность и в воздух. Происходящие из глубины земной коры вулканы оставляют неизгладимый след на ландшафте.
Но каковы конкретные части вулкана? Помимо «вулканического конуса» (то есть горы в форме конуса), вулкан имеет много различных частей и слоев, большинство из которых расположены в горной области или глубоко внутри Земли. Таким образом, любое истинное понимание их состава требует, чтобы мы немного покопались (так сказать!)
В то время как вулканы бывают разных форм и размеров, можно выделить некоторые общие элементы. Следующее дает вам общее описание конкретных частей вулканов, а также то, что делает их такими потрясающими природными силами.
Магма Палата:
Магматическая камера - это большой подземный бассейн расплавленной породы, который находится под земной корой. Расплавленная порода в такой камере находится под чрезвычайным давлением, которое со временем может привести к разрушению окружающей породы, создавая выходы для магмы. Это в сочетании с тем фактом, что магма менее плотная, чем окружающая ее мантия, позволяет ей просачиваться на поверхность сквозь трещины мантии.
Когда он достигает поверхности, это приводит к извержению вулкана. Следовательно, почему многие вулканы расположены над магматическим очагом. Большинство известных магматических очагов расположены близко к поверхности Земли, обычно на глубине от 1 до 10 км. С геологической точки зрения это делает их частью земной коры, глубина которой составляет 5–70 км (~ 3–44 мили).
Лава:
Лава - это силикатная порода, которая достаточно горячая, чтобы находиться в жидкой форме, и которая извергается из вулкана во время извержения. Источник тепла, расплавляющего породу, известен как геотермальная энергия - то есть тепло, генерируемое внутри Земли, которое осталось от ее образования и распада радиоактивных элементов. Когда лава впервые извергается из вулканического выброса (см. Ниже), она выходит с температурой от 700 до 1200 ° C (от 1292 до 2192 ° F). По мере того, как он вступает в контакт с воздухом и течет вниз, он в конечном итоге охлаждается и затвердевает.
Главная вентиляция:
Главное отверстие вулкана - это слабое место в земной коре, где горячая магма смогла подняться из магматического очага и достичь поверхности. Знакомая конусообразная форма многих вулканов свидетельствует об этом - точке, в которой пепел, камень и лава, выброшенные во время извержения, падают обратно на Землю вокруг вентиляционного отверстия, образуя выступ.
Горло:
Самая верхняя часть главного отверстия известна как горло вулкана. Как вход в вулкан, отсюда выбрасывается лава и вулканический пепел.
Кратер:
В дополнение к конусным структурам, вулканическая активность может также привести к образованию круговых впадин (или кратеров) на Земле. Вулканический кратер, как правило, представляет собой бассейн круглой формы, который может быть большим по радиусу и иногда большим по глубине. В этих случаях лавовое отверстие расположено на дне кратера. Они образуются во время определенных типов климатических извержений, когда магматическая камера вулкана опустошается достаточно, чтобы область над ним разрушалась, образуя так называемую кальдеру.
Пирокластический поток:
В противном случае, известный как ток пирокластической плотности, пирокластический поток относится к быстро движущемуся потоку горячего газа и породы, который удаляется от вулкана. Такие потоки могут развивать скорость до 700 км / ч (450 миль в час), а температура газа достигает примерно 1000 ° C (1830 ° F). Пирокластические потоки обычно касаются земли и движутся вниз от места их извержения.
Их скорости зависят от плотности тока, скорости вулканического выброса и градиента наклона. Учитывая их скорость, температуру и то, как они текут под гору, они представляют собой одну из величайших опасностей, связанных с извержениями вулканов, и являются одной из основных причин повреждения сооружений и местной окружающей среды вокруг места извержения.
Облако пепла:
Вулканический пепел состоит из маленьких кусочков измельченной породы, минералов и вулканического стекла, созданных во время извержения вулкана. Эти фрагменты, как правило, очень маленькие, имеют диаметр менее 2 мм (0,079 дюйма). Этот вид пепла образуется в результате вулканических взрывов, когда растворенные газы в магме расширяются до точки, где магма разрушается и выбрасывается в атмосферу. Затем кусочки магмы охлаждаются, превращаясь в осколки вулканической породы и стекла.
Из-за их размера и взрывной силы, с которой они генерируются, вулканический пепел улавливается ветрами и рассеивается на расстоянии до нескольких километров от места извержения. Из-за этого рассеивания зола также оказывает разрушительное воздействие на местную окружающую среду, что включает в себя негативное воздействие на здоровье людей и животных, нарушение работы авиации, разрушение инфраструктуры и нанесение ущерба сельскому хозяйству и водным системам. Зола также образуется, когда магма вступает в контакт с водой, что вызывает взрывное испарение воды в пар и ее разрушение.
Вулканические Бомбы:
В дополнение к пеплу, вулканические извержения также, как известно, посылали более крупные снаряды, летящие по воздуху. Известные как вулканические бомбы, эти выбросы определяются как те, которые имеют диаметр более 64 мм (2,5 дюйма) и которые образуются, когда вулкан извергает вязкие фрагменты лавы во время извержения. Они охлаждаются до того, как попадают на землю, выбрасываются за много километров от места извержения и часто приобретают аэродинамические формы (то есть обтекаемые по форме).
Хотя этот термин применяется к любому выбросу, превышающему несколько сантиметров, иногда вулканические бомбы могут быть очень большими. Были зарегистрированы случаи, когда объекты размером несколько метров были извлечены за сотни метров от извержений. Небольшие или большие вулканические бомбы представляют собой серьезную вулканическую опасность и часто могут нанести серьезный ущерб и привести к гибели многих людей, в зависимости от того, где они приземлились. К счастью, такие взрывы редки.
Вторичный вентиляционный канал:
На больших вулканах магма может достигать поверхности через несколько различных вентиляционных отверстий. Там, где они достигают поверхности вулкана, они образуют то, что называют вторичным выпуском. Там, где они прерываются накопившимся пеплом и застывшей лавой, они становятся тем, что известно как Дайка. И там, где они проникают между трещинами, объединяются и затем кристаллизуются, они образуют то, что называется Подоконником.
Вторичный конус:
Также известный как Паразитный Конус, вторичные конусы образуются вокруг вторичных вентиляционных отверстий, которые достигают поверхности на более крупных вулканах. Поскольку они откладывают лаву и пепел снаружи, они образуют меньший конус, напоминающий рог на главном конусе.
Да, действительно, вулканы так же сильны, как и опасны. И все же, без этих геологических явлений, иногда прорывающихся сквозь поверхность и подавляющих огонь, дым и облака пепла, мир, каким мы его знаем, был бы совсем другим местом. Скорее всего, он будет геологически мертвым, без изменений или эволюции в его коре. Я думаю, что мы все можем согласиться с тем, что хотя такой мир будет намного безопаснее, он также будет мучительно скучным!
Мы написали много интересных статей о вулканах здесь, в журнале Space. Вот один из них о различных типах вулканов, один о сложных вулканах, а другой - о знаменитом вулканическом поясе, Тихоокеанском «Огненном кольце».
В Astronomy Cast также есть прекрасные эпизоды о вулканах и геологии под названием «Эпизод 307: Тихоокеанское кольцо огня» и Эпизод 51: Земля.
Хотите больше ресурсов на Земле? Вот ссылка на страницу НАСА «Человек в космосе», а здесь - «Видимая Земля» НАСА.
