Вулкан

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Емблема за пояснителна страница Вижте пояснителната страница за други значения на Вулкан.

Емблема за пояснителна страница Тази статия е за геоложката формация. За римския бог вижте Вулкан (митология).

Вулканът Колима в Мексико
Димящ вулкан в Аляска
Лава в Хаваи
Вулканично езеро, национален парк Вирунга, Конго

Вулканът е геоложка формация, цепнатина на повърхността на земната кора или на друга планета, която позволява изтичане на лава, вулканична пепел и газове от магмената камера под повърхността. Най-често на Земята вулканите се наблюдават в близост до границите на 17-те тектонски плочи. Изключение правят вулканите, които се наблюдават в така наречените „горещи точки“, например Хаваи.

Много древни вярвания приписват вулканичните изригвания на свръхестествени сили, като действията на богове или полубогове. За древните гърци например, „капризната“ мощност на вулканите може да се обясни само като действия на боговете. Немският астроном Йохан Кеплер вярва, че са отвори за сълзите на Земята[1]. Една от ранните полунаучни идеи е предложена от йезуита Афанасий Кирхер (1602-1680), който става свидетел на изригванията на вулканите Етна и Стромболи. Той посещава кратера на Везувий и публикува своите виждания за Земята с централен огън свързан с много други, причинени от изгарянето на сяра, катран и въглища.

Изригванията на вулкани могат да създадат много опасности, не само в непосредствена близост до изригването. Една такава опасност е, че вулканичната пепел може да бъде заплаха за въздухоплавателните средства, по-специално тези с реактивни двигатели, където частици пепел могат да се разтопят от високата температура и след това да се прикрепят към лопатките на турбината като променят формата им и доведат до нарушаване на тяхното функциониране. Големите изригвания могат да повлияят на температурата, когато пепел и капчици сярна киселина закрият слънцето и охладят по-ниската атмосфера на Земята (или тропосферата). Те също така поглъщат топлината, излъчвана от земята, като по този начин затоплят горните слоеве на атмосферата (или стратосферата). В исторически план, така наречените вулканични зими причиняват катастрофален глад.

На Земята има около 1500 активни вулкана с около 60 изригвания средно на година[2]. Подводните вулкани са много повече.

Вулканите могат да се класифицират по местонахождение, активност и форма.

Етимология[редактиране | редактиране на кода]

Наименованието „вулкан“ (Volcano) произлиза от името на вулкана Волкано на Еолийските острови в Италия, който от своя страна е кръстен на Вулкан, богът на огъня в римската митология. Науката, занимаваща се с изследването на вулканите, се нарича вулканология.

Видове вулкани по активност[редактиране | редактиране на кода]

Схема на устройството на вулкан: 1 - голяма магмена камера; 2 - твърда земя; 3 - канал; 4 - основа; 5 - сил (пластова интрузия); 6 - разклонен канал; 7 - слоеве пепел, нанесени от вулкана; 8 - склон; 9 - Слоеве лава, нанесени от вулкана; 10 - гърло; 11 - паразитен конус; 12 - поток лава; 13 - устие; 14 - кратер; 15 - облак пепел

Най-общо вулканите се характеризират като активни, спящи или загаснали. Учудващо е, че отсъства консенсус сред вулканолозите относно дефиницията на "активен" вулкан. Животът на един вулкан може да варира от няколко месеца до няколко милиона години. Това прави до голяма степен безсмислена дефиницията "активен" спрямо дължината на човешкия живот и дори спрямо живота на цивилизациите. Например, много от вулканите на Земята са изригвали поне веднъж през последните няколко хиляди години, но в момента не показват никакви признаци на активност. Имайки предвид продължителността на живот на такива вулкани, те са активни, но спрямо продължителността на човешкия живот те са спящи. Положението се усложнява и от факта, че има вулкани, които се активизират, но не изригват.

Спящите вулкани са тези, които в момента не са активни (както е дефинирано по-горе), но могат да се активизират или изригнат отново.

Загаснали са тези вулкани, за които се счита, че е малко вероятно да изригнат отново. Дали един вулкан е наистина загаснал, е изключително трудно за определяне. Калдерите на вулканите имат продължителност на живот, която понякога достига милиони години. Често ако калдерата не е била източник на изригване през последните няколко десетки хиляди години, то е много по-вероятно тя да бъде счетена за спяща, отколкото за загаснала.

Много учени считат един вулкан за активен, ако той изригва в момента или показва знаци на нестабилност и по-сериозна активност като земетръсна активност и значително отделяне на нови газове. Много учени също считат вулкана за активен, ако той е изригвал в историческо време, т.е. времето, за което съществуват някакви писмени сведения. Важно е да се отбележи, че дължината на историческото време е различна за различните райони на света: в района на Средиземноморието има исторически източници от преди 3000 години, докато на Хаваите този период е само малко над 200 години.

Вулканичната активност често е съпровождана от земетресения, появата на горещи извори, гейзери и други форми на хидротермална активност.

Видове вулкани по форма[редактиране | редактиране на кода]

Представата за вулкан най-често се свързва с конична планина, изпускаща лава и отровни газове от кратер, намиращ се на върха ѝ. Това описание обаче обхваща само един вид вулкани, а характеристиките им като цяло са доста по-разнообразни. Структурата и поведението на вулканите зависят от множество фактори. Някои вулкани имат назъбени върхове, оформени като куполи от лава, други пък се вписват в пейзажа като масивни плата. Изходни отвори, които изпускат вулканичен материал (пепел и лава, както се нарича магмата, след като достигне земната повърхност) и газове (предимно пара и магмени газове) могат да бъдат открити навсякъде по вулканичното образувание. Други типове вулкани са криовулканите (или ледени вулкани), които се срещат на някои от луните на Юпитер, Сатурн и Нептун, както и калните вулкани, които често не се свързват с магмената активност. Температурите на калните вулкани обикновено са значително по-ниски от тези на магмените, освен ако калният вулкан не е всъщност изход на магмен вулкан.

Щитовидни вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Щитовиден вулкан в Австралия

Щитовидните вулкани носят това име благодарение на разлятата си форма, големия си размер и нисък профил, наподобяващ щит на войн, който лежи на земята. Техните склонове не превишават осем градуса. Те са образувани изцяло от потоци течна лава с ниско вътрешно съпротивление, която може да се придвижи във всички посоки, на голямо разстояние от кратера. Този тип вулкани обикновено не експлодират катастрофално. Хавайската вулканична верига е серия от щитовидни конуси. Разпространени са и в Исландия. В горната си част имат вулканичен кратер или калдера, който има вид на широка чиния със стръмни, често терасовидни стени. Формата на щитовидните вулкани е характерна за вулкани, които изригват базалтови сплави.

Лавови куполи[редактиране | редактиране на кода]

Калдерата на вулкана Mount Kaguyak в Аляска, заета от езеро и лавов купол в дясната му част

Куполите от лава се изграждат чрез бавно изригване на гъста, лепкава, бавно бликаща лава с високо вътрешно съпротивление. Понякога те се образуват в кратера на предишно вулканично изригване, но също така по склоновете, далече от кратера. Подобно на стратовулканите, те могат да предизвикват яростни експлозивни изригвания, но тяхната лава не тече надалеч от първоначалното устие. Лавовите куполи се характеризират с голямо разнообразие от текстури, зависещи в най-голяма степен от състава на лавата, която формира куполите и е с висок вискозитет, тя може да съдържа много широка гама от скали — от базалт до риолит. Формата и размерите им варират значително, но обикновено са стръмни и дебели. Срещат се във вулканичните региони по целия свят.

Пепелни конуси[редактиране | редактиране на кода]

Вулканичните конуси или куполите от пепел са резултат от изригвания, които бълват предимно малки парченца сгурия и пирокластика (и двете наподобяват пепел, от където идва и наименованието на типа вулкан)[3], които се натрупват около кратера. Обикновено изригванията са кратки и създават конусообразни хълмове с височина между 30 и 400 м. Повечето пепелни конуси изригват само веднъж. Образуват се под формата на паразитни конуси на по-големите вулкани или самостоятелно. Парикутин в Мексико и Кратерът Сънсет в Аризона са примери за пепелни конуси. Каха дел Рио в Ню Мексико е вулканично поле с над 60 конуса. Наклонът на склоновете им е 30-40°.

Стратовулкани[редактиране | редактиране на кода]

Стратовулкан Коно де Арита, Салта (Аржентина)

Стратовулканите са високи конични образувания, съставени от слоеве гъста, с висок вискозитет изстинала лава и други вулканични продукти, от където получават и своето име (от англ.: stratum — слой, пласт). Класически примери за стратовулкани са Фуджи в Япония, Везувий и Стромболи в Италия. В исторически план експлозивните изригвания, характерни за този тип вулкани, са представлявали значителна заплаха за човечеството[4]. Характерно за формата им е стръмността на склоновете им. Причината е, че тъй като вулканът е висок, лавата обикновено изстива, преди да стигне до подножието му. По-стръмни са тези стратовулкани, чиято лава е богата на силиций, а тези, чиято лава е богата на магнезий и желязо, са с по-полегата форма и с по-широка основа.

Супервулкани[редактиране | редактиране на кода]

Супервулкан е популярен термин за масивен вулкан, който обикновено има голяма калдера и потенциал да причини разрушения от огромен, понякога дори континентален мащаб. Подобни изригвания биха могли да причинят значително понижение на световните температури в продължение на много години, поради големия обем на сяра и пепел. Това е и най-опасният тип вулкан. Примерите включват Йелоустоунската калдера в Националния парк Йелоустоун и Байес Калдера в Ню Мексико (и двата в Западните Съединени щати), езерото Таупо в Нова Зеландия и езерото Тоба на остров Суматра, Индонезия. Супервулканите са трудни за разпознаване векове след последното си изригване, заради огромните площи, които обхващат.

Видове вулкани по местонахождение[редактиране | редактиране на кода]

Подводни вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Подводен вулкан Уест Мата[5]

Подводните вулкани са често срещани образувания на морското дъно[6]. По своите мащаби и обема на постъпващата от недрата на Земята магма те значително превишават вулканичната дейност на сушата. Изригванията на вулканите влияят върху формирането на релефа на океанското дъно, както и на състава на морската вода.

Някои от тези вулкани са активни и в плитки води присъствието им може да се забележи по изхвърлената пара и скални отломки високо над морската повърхност. Много други лежат на толкова голяма дълбочина, че огромното тегло на водата над тях предотвратява взривното освобождаване на пара и газове. Най-дълбоко разположените на океанското дъно подводни вулкани са открити от британска научна експедиция на дълбочина от около 5000 метра в Каймановата падина на Карибския басейн. Те могат да бъдат открити чрез хидрофони и обезцветяването на водата от вулканични газове. Дори и големите подводни изригвания обикновено не обезпокояват океанската повърхност.

Подледникови вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Подледниковите вулкани се образуват от изригвания под глетчери или под ледените шапки на Северния и Южния полюс. Горещата лава разтопява леда и създава езеро. Поради наличието на вода, изстиналите образувания приличат на тези при подводните вулкани. Ако след време ледът изчезне от този регион, вулканът има много характерна форма със стръмни склонове и с плосък връх. Този вид вулкани са характерни за Исландия и Антарктика, но могат да се открият и в Британска Колумбия, както и в областта Юкон в Канада. Изригването им може да доведе до наводнения поради топенето на огромни количеатва лед.

Много учени смятат, че вода в течно състояние съществува много километри под повърхността на Марс, но в този момент не е възможно да се разкрият тези дълбочини с марсоходите, които съществуват. От изучаването на снимките се водят заключения, че е възможно существуването на подледникови вулкани, които биха могли да носят микроби на повърхността[7].

Кални вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Вряща кал в Япония

Калните вулкани или още вряща кал представляват образувания, създадени от изхвърляни на повърхността геотермални течности и газове. Образуват се в райони с оскъдно наличие на вода. Водата се издига на повърхността на място, където почвата е богата на вулканична пепел, глина или други фини частици. Изхвърляните под действието на подземните газове частици кал се натрупват по периферията на образуванието като постепенно изграждат миниатюрна вулканична форма с височина до 2-3 метра.

Калните вулкани не са истински вулкани, защото не произвеждат лава. Те варират от 2-3 метра височина до 700 метра. Калните вулкани често са свързани с петролни залежи.

Последици от изригване на вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Има много различни видове вулканични изригвания и свързаните с тях явления и последствия: грундови изригвания, експлозивни изригвания на лава с високо съдържание на силиций (например риолит), изригвания на лава с ниско съдържание на силиций (например базалт), пирокластика, отломки и емисии на въглероден диоксид. Всички тези дейности могат да представляват опасност за човека. Земетресения, геотермални извори, кални вулкани и гейзери често съпътстват вулканична дейност.

Вулканични газове[редактиране | редактиране на кода]

Концентрациите на различни вулканични газове варират значително от един вулкан до друг. Водната пара обикновено е най-разпространеният вулканичен газ, следвана от въглероден диоксид и серен диоксид. Други основни вулканични газове включват сероводород, хлороводород и флуороводород. Срещат се и незначителни количества от водород, въглероден оксид, халовъглероди, органични съединения и летливи метални хлориди.

Големи, експлозивни вулканични изригвания издигат водни пари, въглероден диоксид, серен диоксид, хлороводород, флуороводород и пепел (пулверизирани скали и пемза) в стратосферата на височина до 16-32 километра (10-20 мили) над земната повърхност. Най-значителните въздействия на тези изригвания са превръщането на серния диоксид в сярна киселина, която се кондензира бързо в стратосферата и образува фини сулфатни аерозоли, което води до промяна на климата. Предполага се, че вулканична зима се е случила преди 70 000 години след изригване в областта на езерото Тоба на остров Суматра в Индонезия[8]. Според тази теория за катастрофата, които някои антрополози и археолози поддържат, тя има глобални последици, убива повечето хора тогава и засяга генетичното наследство на всички хора днес[9]. През 1815 г. изригването на Тамбора създадава глобални аномалии в климата и стана известна като „Годината без лято“ заради ефекта върху Северна Америка и Европа[10]. Земеделските култури не покълват и животните умират в по-голямата част от Северното полукълбо, в резултат на на което настъпва един от най-тежките гладове по време на 19-ти век.

Киселинен дъжд[редактиране | редактиране на кода]

Емисиите на газове от вулканите са естествен фактор за киселинните дъждове. Повечето от хлороводорода (HCl) и флуороводород (HF) е всъщност разтворени във вода капчици в облака след изригването и бързо падат на земята като киселинен дъжд, който може да има катастрофални последици върху живота на планетата - обезлистяване и умиране на гората, разрушаване на клетъчната структура, както и върху неживата материя - унищожаване на културни паметници, особено тези от варовик и мрамор.

Вулканична пепел[редактиране | редактиране на кода]

Друга потенциална опастност е пепелта, изхвърлена във въздуха след изригването. Тя е препятствие за въздухоплаването предимно и може да създаде хаос във въздушния транспорт.

Вулкани на други планети[редактиране | редактиране на кода]

Изригване на вулкан на спътника на Юпитер, Йо, на височина 330 km (205 mi)

Вулкани има не само на Земята, но и на други планети и техни спътници.

В Слънчевата система най-голяма вулканична активност има един от спътниците на Юпитер, Йо. Той е покрит с вулкани, които изхърлят сред изригване сяра, серед диоксид и силикати. Дължината на шлейфа от вещества от изригванията на вулканите на Йо достига височина 330 km и радиус 700 km, а потоците лава имат дължина до 330 km (вулканите Амирани и Масуби). Той има най-горещата известна лава в Слънчевата система, чиято температура достига 1800 K (1500 °C)[11]. На някои спътници на планетата - Европа, (Енцелад и Тритон), в условията на ниски температури изригналата маса се състои не от разтопени скални маси, а от вода и леки елементи. Такъв тип изригване не се отнася към обичайния вулканизъм, и даденото явление е получило името криовулканизъм.

Най-голямата вулканична планина в Слънчевата система - Олимп на Марс

Луната няма големи вулкани и няма никаква вулканична дейност, макар че изследвания показват, че луната все още може да има разтопено ядро.[12]

Планетата Венера има повърхност с 90% базалт, което показва, че вулканичната дейност е изиграла съществена роля при формирането на тази повърхност[13]. Потоци от лава са често срещано явление. Промените в атмосферата на планетата и наблюденията на мълнии са приписвани на продължаващите изригвания на вулкани, въпреки че няма потвърждение за това дали Венера все още е вулканично активна.

Съществуват няколко угаснали вулкана на Марс, четири от които са щитовидни и много по-големи от който и да е на Земята[14] Европейският спътник Марс Експрес намира доказателства за сравнително скорошна вулканична дейност на Марс[14]. Най-голямата вулканична планина в Слънчевата система е марсианският вулкан Олимп, с височина 21,2 km.

Изригвания[редактиране | редактиране на кода]

21 век[редактиране | редактиране на кода]

20 век[редактиране | редактиране на кода]

Любопитни факти[редактиране | редактиране на кода]

  • През 1963 г., в резултат на изригването на подводен вулкан южно от Исландия се образува остров Сюртсей.
  • Изригването на вулкана Кракатау в Индонезия през 1883 г. предизвиква най-силната звукова вълна, регистрирана в историята; звукът е чут на разстояние над 4800 km от вулкана. Атмосферните ударни вълни обикалят Земята седем пъти и са регисрирани в течение на 5 дни. Изригването на вулкана през 1927 г. образува нов вулканичен остров, известен под името Анак Кракатау (Детето на Кракатау).
  • Вулканът Килауеа, разположен на Хавайския архипелаг е най-активния вулкан в днешно време. Последното му продължително изригване започва през 1983 г. и продължава и досега. Потоците лава са навлезли в океана на 11—12 km.
  • В Тайбей (Тайван) е открит действащ вулкан. По-рано се е смятало, че последната му активност е била отпреди над 200 хил. години, но се е изяснило, че тя е била само преди 5000 години.[17]

Най-високи вулкани[редактиране | редактиране на кода]

Име Местоположение Височина, m Регион
Охос дел Саладо Чилийски Анди 6893 Южна Америка
Люляйляко Чилийски Анди 6725 Южна Америка
Сан Педро Централни Анди 6159 Южна Америка
Котопакси Екваториални Анди 5897 Южна Америка
Килиманджаро Плато Масаи 5895 Африка
Мисти Централни Анди 5821 Южна Америка
Орисаба Мексиканско плато 5700 Северна и Централна Америка
Елбрус Северен Кавказ 5642 Европа
Попокатепетъл Мексиканско плато 5455 Северна и Централна Америка
Сангай Екваториални Анди 5230 Южна Америка
Толима Северозападни Анди 5215 Южна Америка
Ключевская Сопка П-ов Камчатка 4850 Азия
Рейнир Кордилиери 4392 Северна и Централна Америка
Тахумулко Централна Америка 4217 Северна и Централна Америка
Мауна Лоа Хавайски о-ви 4169 Австралия и Океания
Камерун Масив Камерун 4100 Африка
Ерджинс Анатолийско плато о. Суматра 3916 Азия
Керинчи о. Суматра 3805 Азия
Еребус о. Рос 3794 Антарктида
Фуджи о. Хоншу 3776 Азия
Тейде Канарски о-ви 3718 Африка
Семеру о. Ява 3676 Азия
Ичинская сопка П-ов Камчатка 3621 Азия
Кроноцкая сопка П-ов Камчатка 3528 Азия
Корякская сопка П-ов Камчатка 3456 Азия
Етна о. Сицилия 3340 Европа
Шивелуч п-ов Камчатка 3283 Азия
Ласен Кордилиери 3187 Северна и Централна Америка
Ляйма Южни Анди 3060 Южна Америка
Апо о. Минданао 2954 Азия
Руапеху Нова Зеландия 2796 Австралия и Океания
Пэктусан Корейски полуостров 2750 Азия
Авачинская сопка П-ов Камчатка 2741 Азия
Алаид Курилски о-ви 2339 Азия
Катмай П-ов Аляска 2047 Северна и Централна Америка
Тятя Курилски о-ви 1819 Азия
Хекла о. Исландия 1491 Европа
Монтан Пеле о. Мартиника 1397 Северна и Централна Америка
Везувий Апеннински п-ов 1277 Европа
Стромболи Липарски острови 926 Европа
Кракатау Зондски пролив 813 Азия

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Williams, Micheal. Hearts of fire. // Morning Calm (11–2007). Korean Air Lines, November 2007. с. 6.
  2. Smithsonian Institution - Nombre de volcans
  3. Poldervaart, A. Volcanicity and forms of extrusive bodies. // Volcanic Landforms and Surface Features: A Photographic Atlas and Glossary. New York, Springer-Verlag, 1971. ISBN 978364265152-6. с. 519.
  4. Plate tectonics and people (англ.)
  5. Geophysical Research Letters 2015-03-12 Long-term explosive degassing and debris flow activity at West Mata submarine volcano
  6. Scientificamerican.com 2015-04-22 Undersea Volcano Explodes as Scientists Watch
  7. http://www.spacedaily.com/news/mars-volcano-01b.html
  8. "Supervolcano Eruption – In Sumatra – Deforested India 73,000 Years Ago". ScienceDaily. November 24, 2009.
  9. When humans faced extinction. // BBC, June 9, 2003. Посетен на January 5, 2007.
  10. Volcanoes in human history: the far-reaching effects of major eruptions. Jelle Zeilinga de Boer, Donald Theodore Sanders (2002). Princeton University Press. p. 155. ISBN 0-691-05081-3
  11. "Exceptionally bright eruption on Io rivals largest in Solar System", November 13, 2002.
  12. M. A. Wieczorek, B. L. Jolliff, A. Khan, M. E. Pritchard, B. P. Weiss, J. G. Williams, L. L. Hood, K. Righter, C. R. Neal, C. K. Shearer, I. S. McCallum, S. Tompkins, B. R. Hawke, C. Peterson, J, J. Gillis, B. Bussey. The Constitution and Structure of the Lunar Interior. // Reviews in Mineralogy and Geochemistry 60 (1). 2006. DOI:10.2138/rmg.2006.60.3. с. 221–364.
  13. D.L. Bindschadler. Magellan: A new view of Venus' geology and geophysics. American Geophysical Union, 1995. DOI:10.1029/95RG00281.
  14. а б Glacial, volcanic and fluvial activity on Mars: latest images. // European Space Agency, February 25, 2005. Посетен на August 17, 2006.
  15. Наиболее сильные извержения вулканов в XX веке
  16. Наиболее сильные извержения вулканов в XX веке
  17. В Тайбэе обнаружен действующий вулкан

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]