Характеристика вулканов
Вулканы отличаются от остальных гор не только составом, но и строгими внешними очертаниями. От кратеров на вершине вулканов вниз тянутся глубокие узкие овраги, образованные потоками воды. Существуют также целые вулканические горы, сформированные несколькими рядом расположенными вулканами и продуктами их извержений.
Однако вулкан далеко не всегда является горой, дышащей огнем и жаром. Даже действующие вулканы могут выглядеть как прямолинейные трещины на поверхности планеты. Особенно много таких «плоских» вулканов в Исландии (самый известный из них, Эльдгья, имеет длину 30 км).
Виды вулканов
В зависимости от степени вулканической активности различают: действующие, условно активные и потухшие («спящие») вулканы. Деление вулканов по активности весьма условно. Известны случаи, когда вулканы, считавшиеся потухшими, начинали проявлять сейсмическую активность и даже извергаться.
В зависимости от формы вулканов различают:
· Стратовулканы – классические «огненные горы» или вулканы центрального типа конусообразной формы с кратером на вершине.
· Вулканические расщелины или трещины – разломы в земной коре, через которые выходит на поверхность лава.
· Кальдеры – впадины, вулканические котлы, образовавшиеся вследствие провала вулканической вершины.
· Щитовые – называются так из-за большой текучести лавы, которая, протекая на многие километры широкими потоками, образует подобие щита.
· Лавовые купола – образованы скоплением вязкой лавы над жерлом.
· Шлаковые или тефровые конусы – имеют форму усеченного конуса, состоят из рыхлых материалов (пепел, вулканические камни, глыбы и т.д.).
· Сложные вулканы.
Помимо наземных лавовых вулканов существуют подводные и грязевые (извергают жидкую грязь, а не магму) вулканы. Подводные вулканы более активны, нежели наземные, через них происходит выброс 75% извергаемой из недр Земли лавы.
Типы извержения вулканов
В зависимости от вязкости лав, состава и количества продуктов извержения выделяют 4 основных типа извержения вулканов.
Эффузивный или гавайский тип – относительно спокойное извержение лавы, образовавшейся в кратерах. Выходящие при извержении газы образуют лавовые фонтаны из капель, нитей и комков жидкой лавы.
Экструзивный или купольный тип – сопровождается выделением газов в больших количествах, приводящих к взрывам и выбросам черных туч из пепла и обломков лавы.
Смешанный или стромболианский тип – обильный выход лавы, сопровождающийся небольшими взрывами с выбросами кусков шлака и вулканических бомб.
Гидроэксплазивный тип – характерен для подводных вулканов на мелководье, сопровождается большим количеством пара, выделяющегося при контакте магмы с водой.
Формирование огненного кольца
Огненное кольцо было сформировано тектоникой плит. Тектонические плиты похожие на гигантские плоты на поверхности Земли, часто движутся и сталкиваются между собой, вследствие чего одна плита погружается под другую. Тихоокеанская плита достаточно велика и, таким образом, граничит (и взаимодействует) со множеством больших и малых плит.
Взаимодействия между Тихоокеанской плитой и ее окружающими тектоническими плитами создают огромное количество энергии, которая, в свою очередь, легко расплавляет горные породы в магму. Затем эта магма поднимается на поверхность как лава и образует вулканы.
Ниже приведен список крупных и самых известных вулканов огненного пояса:
· Горная система Анд - имеет протяженность около 8 900 км и окаймляет западную часть Южной Америки на север и юг. Анды - самый длинный континентальный горный хребет в мире. Андский вулканический пояс находится в пределах горного хребта и разбит на четыре вулканические зоны, которые включают такие активные вулканы, как Котопакси и Серро Асуль. Здесь также находится самый высокий вулкан на Земле - Охос-дель-Саладо.
· Попокатепетль - является активным вулканом в Транс-мексиканском вулканическом поясе. Этот вулкан, расположенный недалеко от Мехико, считается самым опасным в мире, поскольку большое извержение может привести к гибели миллионов человек.
· Сент-Хеленс - находится в Каскадных горах, которые представляют собой вулканическую дугу в западной части Северной Америки, протяженностью 1300 км. Горный хребет содержит 13 крупных вулканов и около 3000 других вулканических объектов. Последнее серьезное извержение в Сент-Хеленс произошло в 1980 году.
· Алеутские острова - состоящие из 14 больших и 55 небольших островов, появились в процессе вулканической активности. Наиболее активными вулканами выступают Кливленд, Окмок и Акутан. Глубокий Алеутский жёлоб, который расположен рядом с островами представляет зону субдукции с максимальной глубиной 7679 метров.
· Фудзияма - находится на японском острове Хонсю, на высоте 3776 м. Вулкан является самой высокой горой в Японии и самой посещаемой в мире. Однако, Фудзияма - это больше, чем гора, это активный вулкан, который в последний раз извергался в 1707 году.
· Кракатау - находится в Индонезии, между островом Суматра и Ява. В результате массивного извержения этого вулкана 27 августа 1883 года, погибло 36 000 человек. Звук взрыва услышали на расстоянии более 4800 км (он считается самым громким звуком в современной истории). Индонезийская островная дуга также является домом для стратовулкана Тамбора, извержение которого 10 апреля 1815 года было самым крупным в истории и составило 7 баллов по шкале вулканической активности.
· Руапеху - имеет высоту над уровнем моря 2797 м и считается самой высокой горой на Северном острове Новой Зеландии. Расположенный в южной части вулканической зоны Таупо, Руапеху - самый активный вулкан Новой Зеландии.
Как место, которое отвечает за большую часть мировой вулканической активности и землетрясений, Тихоокеанское вулканическое огненное кольцо является уникальным местом. Понимание этой области и возможность точно предсказать извержения вулканов, и землетрясения могут помочь в конечном итоге спасти миллионы жизней.
Вулканы представляют большую опасность для человек, причем пострадать могут даже люди, находящиеся во время извержения на противоположной стороне земного шара.
При извержении наружу выходят огромные потоки лавы, температура которой может превышать 1000° С. Естественно, что эти потоки уничтожают всё живое в окрестностях вулкана. Часто многие поселения людей расположены непосредственно на склонах вулканов (например, часть города Неаполь). Они могут быть уничтожены при извержении.
Ещё большую опасность для человека представляют облака газа и пепла, образующиеся при извержении. Они перемещаются значительно быстрее, чем потоки лавы, и от них сложнее «убежать». Известно, что во время извержения Везувия в 79 г. большинство жителей близлежащего города Помпеи погибло из-за того, что пепел просто засыпал город. Также многие задохнулись из-за ядовитых испарений, выделяемых вулканом.
Извержение часто сопровождается мощнейшим взрывом, который может вызвать сильное цунами. Взрыв от извержения Кракатау в 1883 г., имел мощность в 200 мегатонн и вызвал цунами, которое смыло почти 300 населенных пунктов. В результате погибло около 36 тыс. человек.
Часть пепла, попадающего в атмосферу, быстро выпадает на Землю, но другая часть задерживается там надолго. Этот пепел угрожает самолетам, так как способен повредить их двигатели. Более того, при самых масштабных извержениях в атмосферу попадает столь много пепла, что он вызывает изменения климата на всей планете. Например, считается, что одной из причин голода 1601-1603 г. в России, из-за которого во многом и началось Смутное время, было извержение вулкана Уайнапутина в Южной Америке в 1600 г. Резкое похолодание 1816 г. в Европе и США было вызвано извержением вулкана Тамбора в 1815 г.
4. Землетрясения (общая характеристика, распространение, типы землетрясений, регистрация, афтершоки, шкалы оценки силы землетрясений, примеры самых сильных землетрясений)
Землетрясение – это редкий фактор в жизни людей, хотя существуют особые зоны на планете, где оно является привычным и обыденным явлением. Землетрясения могут иметь огромную силу и нанести неисчислимые бедствия во многих точках земли.
Это колебания земной поверхности, которые могут быть вызваны разными причинами. Волны сжатия и растяжения распространяются от очага землетрясения, производя подвижки и разрушения земной коры.
Эпицентром называют проекцию очага на поверхность земли. Гипоцентр – это центральная точка, очаг землетрясения в земной коре, из которой расходятся земные толчки.
Главная причина, по которой возникают землетрясения, это сдвиги тектонических плит, составляющих земную поверхность.
Содержание: Что такое землетрясение Причины возникновения землетрясений Особенности и признаки землетрясений Как измеряют сейсмические волны Шкала землетрясений по баллам Что происходит при сильнейшем землетрясении Последствия землетрясений Другие виды землетрясений Можно ли предупредить гибель людей Заключение Землетрясение – это редкий фактор в жизни людей, хотя существуют особые зоны на планете, где оно является привычным и обыденным явлением. Землетрясения могут иметь огромную силу и нанести неисчислимые бедствия во многих точках земли.
Это колебания земной поверхности, которые могут быть вызваны разными причинами. Волны сжатия и растяжения распространяются от очага землетрясения, производя подвижки и разрушения земной коры. Эпицентром называют проекцию очага на поверхность земли. Гипоцентр – это центральная точка, очаг землетрясения в земной коре, из которой расходятся земные толчки.
Причины возникновения землетрясений
Главная причина, по которой возникают землетрясения, это сдвиги тектонических плит, составляющих земную поверхность. Твердая земная кора – только тонкий слой на поверхности горячей пластичной магмы, по своим свойствам напоминающей вязкую жидкость. Это расплавленные породы, находящиеся под огромным давлением.
Поэтому континентальные платформы можно сравнить с островами, плывущими по океану из жидкой магмы. В местах, где они соприкасаются и трутся друг о друга, возникают районы с наивысшей сейсмической активностью. В результате этих процессов в породах, лежащих ближе к поверхности, возникают напряжения, которые снимаются с помощью землетрясений.
Большое влияние на сейсмические процессы имеет также Луна. Наш спутник вызывает приливы и отливы не только в океанах, но и в недрах планеты, деформируя их. Эти деформации также могут накапливаться и в конце концов вызывать землетрясения.
Слабые землетрясения абсолютно бесшумны и понять, что они происходят, можно только по покачиванию люстр или автомобилей на рессорах.
Более сильные вызывают заметные колебания почвы, падают предметы, хлопают двери. Погода при этом не меняется, так же светит солнце или идет дождь.
Магнитуду сейсмических волн определяют по шкале Рихтера.
Магнитуда – это логарифм отношения амплитуды волны конкретного землетрясение к принятому стандартному. Эта величина показывает сдвиг частей грунта относительно друг друга. Учитываются как продольные, так и вертикальные волны. Шкала Рихтера не имеет верхнего предела. Значения могут быть дробными и не всегда совпадать с 12-ти балльной шкалой.
Измерения производятся с помощью сейсмографа, специального прибора, фиксирующего волны в виде графических кривых.
Интенсивность землетрясения измеряют по его последствиям и опросам очевидцев. В Японии используют 9-балльную классификацию, но в мире чаще применяют 12-балльную шкалу (в Америке – шкалу Меркалли, в России – MSK-64, в Европе – EMS).
Список по баллам:
1 балл – люди практически не замечают;
2 балла – могут чувствоваться слабые колебания;
3 балла – раскачиваются подвешенные предметы, покачиваются круглые вещи. Считается слабым;
4 балла – умеренное. Хлопают двери, падают незакрепленные вещи, но на открытом пространстве в поле человек может его не заметить;
5 баллов – такое землетрясение чувствуют все: бьется посуда, падают шкафы, трескается штукатурка, на улице наклоняются столбы, деревья;
6 баллов – сильное, трескаются кирпичные дома, волнение почвы мешает ходьбе, трясутся деревья;
7 баллов – появляются трещины в земле, рушатся печные трубы, появляются оползни на склонах;
8 баллов – разрушается часть типовых строений, падают заводские трубы, меняется уровень воды в водоемах;
9 баллов – рвутся подземные коммуникации, многие дома полностью разрушаются;
10-12 баллов - здания разрушаются, меняется рельеф местности.
Известные факты из истории:
Самое сильное землетрясение, зафиксированное сейсмологами, случилось в Чили в 1960 году, оно составило 9,5 баллов по шкале Рихтера. После этого пошло цунами высотой 10 метров. Волны пересекли Тихий океан и достигли берегов Японии. Погибло 6000 человек. Два миллиона человек остались без крова.
Больше всего жизней унесло китайское землетрясение в 1920 году. Возникали огромные трещины, которые поглощали целые деревни. 230000 человеческих жертв. К сожалению, подобных природных катастроф случалось гораздо больше.
Существует несколько разновидностей:
Техногенные толчки вызываются подземными ядерными испытаниями, горнорудными производствами с использованием взрывных технологий, эксплуатацией нефтегазовых месторождений, обрушениями при выработке карьеров.
Вулканические землетрясения часто предшествуют извержению вулкана. Они не бывают сильными, но имеют продолжительный характер.
Обвальные толчки происходят, когда в недрах земли большие пустоты под давлением вышележащего грунта обрушиваются вниз.
Землетрясения искусственного характера. В отличие от природных явлений, такой класс подземных толчков создается людьми специально. Это может быть проведено в исследовательских целях или для тушения пожаров на газовых месторождениях.
Землетрясения могут сопровождаться предшествующими и последующими толчками, получившими соответственно название форшоков и афтершоков. Форшоки можно было бы рассматривать в качестве предвестников землетрясений. Однако в среднем они отмечаются для очень небольшого количества сильных землетрясений. Так, например, по районам Японии только пятая часть крупных землетрясений предваряется наличием форшоков. При этом они чаще всего начинаются за несколько суток до основного события, а количество их и интенсивность возрастают по мере приближения к главному толчку. В некоторых работах приводятся данные о том, что перед сильным землетрясением отмечается дефицит сейсмической активности. В целом сведения о форшоках тектонических землетрясений весьма противоречивы, так как в большинстве случаев даже постфактум очень трудно решить относится ли данное событие к форшоку или оно представляет собой флуктуацию фоновых землетрясений. Отметим, что форшоки, как правило, сопровождают относительно сильное техногенное землетрясение, проявляющееся в процессе заполнения искусственных водохранилищ.
Приведенный пример техногенных форшоков дает некоторую возможность высказать по аналогии предположение, что форшоки тектонических землетрясений могут появиться при определенных структурных особенностях среды в том случае, когда существует режим регулярного увеличения напряжений в некоторой области, совпадающей с гипоцентральной зоной главного толчка, либо в зоне прилегающей к ней.
К значительно более устойчивым явлениям следует отнести афтершоки. Детальные инструментальные наблюдения показывают, что афтершоковый процесс имеет место практически при всех достаточно сильных землетрясениях. К настоящему времени специалисты приходят к выводу, что в случае большой глубины афтершоки появляются значительно реже, чем при нормальных землетрясениях.
Обычно предполагается, что афтершоковый процесс может быть при любой величине землетрясения, хотя доказать это с полной определенностью трудно, в том числе из-за ограниченной чувствительности аппаратуры. Попутно отметим, что достаточно сильные афтершоки порождают афтершоки второго порядка. Как и при обычном (фоновом) процессе, афтершоки могут быть различной силы, т. е. распределяться в соответствии с законом повторяемости. Чаще всего афтершоки большой интенсивности появляются, через относительно короткие интервалы после главного толчка. Вместе с тем даже наиболее сильные афтершоки всегда меньше по энергии, чем порождающее их землетрясение.
Важным вопросом в проблеме афтершоков является связь место положения гипоцентров афтершоков с фокальной областью главного толчка. Многие авторы, анализируя имеющиеся экспериментальные данные, приходят к выводу, что большая часть очагов афтершоков располагается либо в пределах зоны главного толчка, либо в непосредственной близости от нее. Если очаг основного землетрясения сильно вытянут вдоль разлома, то нередко гипоцентры афтершоков концентрируются на концах тектонического шва. Вместе с тем нельзя не согласиться с некоторыми авторами, что гипоцентры афтершоков могут располагаться на значительном удалении от очаговой зоны. Это вытекает из того, что афтершоки относятся к категории возбужденных землетрясений и сфера влияния сильного события в сейсмоактивной области может быть достаточно большой, если поле напряжений в среде было близко к критическому.
Незначительные толчки бывают часто, но об этом знают только очень чуткие приборы. Но не так часто случаются и сильные толчки, которые не так просто остановить. Это значит, что землетрясения редко происходят в одиночку, гораздо чаще — парами, группами, роями, в особенности сильные. За сильными обычно следует множество толчков постепенно убывающей силы, хотя некоторые из них могут быть лишь немного слабее основного. Такие последующие толчки называют афтершока-ми (от англ. after — «после» и shock — «удар», «толчок»). После сильного землетрясения афтершоки дают целый «концерт» с меняющимися ритмом, частотой и силой ударов. Подобные «концерты» могут длиться несколько суток, недель и месяцев. Бывает, что земля не может успокоиться по нескольку лет.
Значительно реже перед сильным землетрясением возникают предшествующие толчки — форшоки (от англ. foreshock — «предварительный толчок»). Они как бы предупреждают, что Сейсмос проснулся. Известно немало случаев, когда именно после первых слабых толчков люди покидали дома и тем самым спасались от последующего, более сильного сотрясения. Например, во время катастрофического землетрясения в Армении в 1988 г. в Спитаке и Ленинакане (сейчас город Гюмри) некоторым жителям с хорошей реакцией удалось спастись, выбежав из квартир и спустившись по лестницам ещё до главного толчка, разрушившего многие дома.
