Книга: Вам, земляне

Вулканизм Земли

Вулканизм Земли

До 79 года н. э. жители городов и поселков, расположенных на склонах горы Везувий, и не подозревали, что живут на вулкане. В конце августа этого злополучного года совершенно неожиданно началось сильное землетрясение. Над Везувием выросло грязно-белое облако, из которого посыпались камни. Тучи пепла, выброшенные вулканом, превратили день в ночь. Молнии прорезали темноту, а мощные ливни обрушили на Землю потоки грязи. Города Помпея и Геркуланум вместе с их жителями оказались погребенными под толстым слоем грязи и обломков. Лишь в 1748 г. раскопки этих погибших городов раскрыли картину катастрофы, постигшей два небольших римских города. А еще век спустя знаменитый русский художник К. Брюллов запечатлел древнюю трагедию на полотне «Гибель Помпеи».

Извержения вулканов — самое наглядное и грозное проявление внутренних сил нашей планеты. В настоящее время на материках насчитывается около 2000 вулканов, из которых 616 — действующие, т. е. проявившие свою активность на памяти человечества. Лишь 76 из активных вулканов находятся на дне морей и океанов, остальные расположены на суше. Всего же на дне Мирового океана насчитывается около 10 000 вулканов.

Давно подмечено, что в распределении вулканов на земной поверхности есть некоторая закономерность — они группируются в форме поясов вдоль глубинных разломов земной коры, главным образом по побережью океанов и на островных дугах. Таковы Тихоокеанский, Средиземноморско-Индонезийский и Атлантический вулканические пояса. В глубине материков вулканы почти отсутствуют. Среди исключений — высочайший в мире (6000 м) африканский действующий вулкан Килиманджаро.

Как и все на свете, вулканы со временем разрушаются и переходят в ископаемое состояние. Обилие таких погребенных древних вулканов разного возраста свидетельствует о вулканической активности Земли на протяжении всей ее долгой истории. К числу потухших, но еще не разрушенных вулканов относится, например, Эльбрус на Кавказе. Из действующих в нашей стране вулканов самый крупный и красивый — Ключевская сопка на Камчатке. Высота его около 5000 м, извергается он примерно через 7 лет. Самое мощное из последних извержений вулкана Ключевская сопка произошло в 1944 г., когда в новогоднюю ночь он выбросил 1,5-километровый фонтан лавы и 60 млн. кубических метров пепла. В Центральной Америке вулкан Исалько действует практически непрерывно.

Каковы же причины земного вулканизма?

На глубине примерно 100 км при давлении 50–55 килобар и температуре около 1500 °C базальты и другие породы мантии находятся в твердом состоянии. Но при уменьшении внешнего давления (например, при возникновении глубоких трещин в земной коре) вещество верхней мантии и земной коры начинает плавиться, образуется огненно-жидкий расплав, называемый магмой. Из магматического очага (рис. 22) магма с растворенными в ней газами по трещинам пробивается на поверхность Земли.

Рис. 22. Строение вулкана.

Освобожденная от газов магма называется лавой, а в извержении газов и лавы, собственно, и состоит явление вулканизма.

Когда извергается вулкан, в воздух выбрасываются обломки горных пород, вулканические бомбы, имеющие в среднем 2–3 м в поперечнике. Обломки меньше булавочной головки образуют вулканический пепел. Часто из жерла вулкана на его склоны изливается лава, застывшие потоки которой иногда достигают в длину десятков километров.

Конус вулкана состоит из продуктов его предыдущих извержений. На склоне конуса нередко действуют побочные вулканы. Котловина в центре вулкана называется кратером, иногда достигающим в поперечнике 25–30 км. Если под конусом вулкана образуются значительные пустоты, центральная часть вулкана проваливается и образуется кальдера — гигантская воронка, в центре которой находится жерло вулкана. В поперечнике кальдеры могут иметь десятки километров. В редких случаях при зарождении нового вулкана извержение происходит из трещин в земной коре, а вулканический конус образуется позже. Иногда при подводных извержениях конус наращивается так быстро, что вулкан выходит из воды и на глазах очевидцев возникает новый вулканический остров.

После извержения из трещин в кратере и конусе вулкана продолжают выделяться горячие газы и пары воды, а у его подножия появляются источники горячих — термальных вод. Фонтаны из горячей воды в вулканической местности называют гейзерами. Самый большой из них выбрасывает струю кипятка на высоту 50 м.

Вулканизм иногда называют поверхностным или эффузивным магматизмом. Но есть еще магматизм глубинный, или интрузивный. Он недоступен непосредственному наблюдению, но о нем можно судить по тем магматическим породам, которые пронизывают толщи земной коры. С ними связаны месторождения полезных ископаемых (например, меди, платины, алмазов и пр.).

По имеющимся данным, в начале развития Земли ее вулканизм был значительно активнее нынешнего. Похоже на то, что с возрастом планета постепенно утрачивает свои внутренние энергетические ресурсы, стареет и «успокаивается». Однако подмечено, что с усилением солнечной активности вулканическая деятельность повышается. Возможно, это связано с тем, что «активное» Солнце усиливает меридиональную циркуляцию в земной атмосфере, что увеличивает неравномерность вращения Земли. Эта неравномерность в свою очередь порождает дополнительные натяжения в земной коре, способствует образованию трещин, а следовательно, «стимулирует» вулканическую активность. Конечно, подобные гипотезы нуждаются в серьезном обосновании. А пока многое в истории земного вулканизма остается неясным.

Но неоспорим тот факт, что извержения вулканов приносят не только вред, но и пользу. Вулканические туфы, состоящие из сцементированных вулканических песка и пепла, используются (например, в Армении) как декоративные строительные материалы. Базальты — излившиеся горные породы темной окраски, применяются как сырье для изготовления электроизоляторов, огнеупорных плит и других промышленных изделий. Из вулканических паров и газов добывают борную кислоту и серу. Среди лав Грузии и Сахалина найдены месторождения фосфоритов. В других местах Земли с древними вулканами связаны месторождения золота, серебра, меди, молибдена. Наконец, термальные воды используют для обогревания домов, бань, теплиц — внутреннее тепло Земли согревает человека. Все это, конечно, только скромное начало великого дела — использования энергетических и вещественных ресурсов земных недр.