Вулканическая активность и поствулканические явления

Геотермальный источник в ТаиландеВулканическая активность на планете Земля, свидетельствующая о продолжающихся процессах внутри земной коры, проявляется ежедневно и по разному. Во время своих путешествий мы посетили ряд активных и потухших вулканов по всему свету, а также побывали в Национальном парке Йеллоустоун в штате Вайоминг США, расположенном в кратере супервулкана, где сегодня находится множество активных геотермальных источников и гейзеров. Все эти места объединяет то, что активные процессы, происходящие в земной коре сегодня или сотни миллионов лет назад, влияли и продолжают влиять на нашу планету и климат на ней. Они являются причиной изменений флоры и фауны, а также катализатором эволюции. Давайте попробуем вкратце разобраться, что причиняет нашей планете вулканическая активность, а также какие поствулканические явления происходят после извержений.

Поствулканическое явление - хотспринг

Вулканические и поствулканические являния

Вулканы сами по себе не так опасны, как мы привыкли думать. Надо опасаться в первую очередь возникающих разнообразных сопутствующих явлений при извержениях вулканов:

  • Вулканические явления — происходят одновременно с извержениями вулканов.
    • Каменные лавины — образуются при вертикально направленных взрывах и содержат в себе обломки предыдущих и свежеизлившихся лав.
    • Палящие тучи — имеют разное происхождение, имеют высокую подвижность (до 90 км/ч) из-за раскаленных газов (до 900 градусов), выделяемых пепловыми частицами. Они способны спалить за короткий срок все то, что попадется им на пути.
    • Грязевые и водные потоки образуются при быстром таянии снежных шапок и ледников на склонах вулканов при их извержении.
  • Поствулканические явления  — возникают и происходят после того, как вулканическая активность стихает, и связаны с выделением вулканических газов, многочисленных газопаровых струй и горячей воды с перегретым паром.
    • Выход вулканических газов — фумаролы. Они бывают сухие высокотемпературные (более 500 градусов), сернистые (сероводородные) — сольфатары (температура от 100 до 300 градусов) и холодные углекисые — мофеты (температура ниже 100 градусов)
    • Термы — подземные источники горячих вод в областях вулканизма. Воды в них минерализованы разными примесями: хлоридные, карбонатные, сульфатные, смешанные. Часто вокруг таких источников происходят отложения кремнистых или известковых туфов. Термы распространены на Камчатке, в Исландии, Прибайкайле, на Кавказе и в Италии.
    • Гейзеры — это горячие источники, состоящие из воды и пара, которые периодически выбрасывают вверх на высоту до сотен метров воду с перегретым паром. Самые известные долины гейзеров расположены на Камчатке, в Новой Зеландии, в Исландии, в США и Японии. Гейзеры обычно находятся в зонах разломов земной коры. Вода в них содержит примеси хлорида натрия с минерализацией около 2,5 грамм на литр и характеризуется разнообразным составом. Горячая вода, извергаясь из гейзера под воздействием пара, выносит большое количество растворенных минералов — в основном окись кремния, которые откладываются на стенках гейзера и вокруг его отводного канала — жерла, образуя трубку в виде воронки на поверхности Земли. Образующиеся при этом отложения формируют террасы вокруг гейзера в форме натеков или крупных конусов — гейзеритовых построек.
    • Грязевые вулканы — конусообразные холмы разного диаметра и высоты, образованные рыхлыми отложениями. Из-за накопления газов и перегретого водяного пара, поступающих снизу по трещинам земной коры происходит извержение жидкой грязи. Если грязь настолько жидкая, что она не может со временем застыть, а новые извержения лишь поддерживают процесс грязеобразрвания и перемешивания, то в результате образуется грязевый котел.

Вулканическая активность из-за своей непредсказуемости сильно влияет на процессы привычной жизни на земле. Всем хорошо известны примеры вытекания вулканической лавы и ее губительные свойства для всего живого вокруг. Также мы не понаслышке знаем о том, что творится с атмосферой, когда тучи пепла поднимаются в воздух, сразу вспоминается извержение вулкана Эйяфьядлайёкудл в Исландии, остановившее авиасообщение со многими странами на несколько недель, в результате чего возник настоящий транспортный коллапс в Европе. Также, помимо самого известного вулканического явления — извержения вулкана, есть и менее известные вулканические и поствулканические явления, встречающиеся в нашей жизни. Речь идет о грязевых потоках, геотермальных источниках, термах и гейзерах. О них я расскажу подробнее.

Лично мы познакомились с геотермальными источниками в национальном парке Йеллоустоун, на высокогорном плато в Боливии, а также с самыми мирными и приятными геотермальными водами для человека — термами (или горячими источниками) — в городке Пай в Северном Таиланде.

Такие места обычно производят самое большое впечатление в путешествии, ведь они отличаются всем от привычных пейзажей. Они просто иные для восприятия, и тем ценен опыт личного с ними знакомства. Поэтому мы рады, что некоторые из долин гейзеров мы посетили лично, а другие планируем когда-нибудь увидеть! А теперь мы расскажем о вулканической активности и поствулканических явлениях подробнее и проиллюстрируем их фотографиями из наших путешествий.

Грязевый вулкан в Боливии

Грязевой вулкан на высоте в 4300 метров на высокогорном плато в Боливии

Грязевый котел

Грязевый котел

Фумарола - выход вулканического газа

Фумарола — выход вулканических газов на поверхность земли

Термальные источники на Альтиплано

На боливийской части Альтиплано так холодно, что вода замерзает на небольшом расстоянии от геотермального источника

Зоны вулканической активности на Земле

Огненное кольцоБерега и островные дуги Тихого океана. Алеутские, Курильские, Японские, Филиппинские, Зондские острова
Средиземноморско-Индонезийская зонаБерега Италии, Эгейское море, Восточная Турция, Иран
Атлантическая зонаИсландия, Канарские острова. Хребет, проходящий в центре Атлантического океана
Индоокеанская зонаКоморские острова
Вулканы центральных частей материковЮжная Америка - Анды, Африка - Кения, Камерун, Эфиопия, Уганда, Танзания
Вулканы на окраинах материковСеверная Америка, Центральная Америка, в Андах и на западе Южной Америки, Камчатка, Антарктида

Грязевый поток

Грязевые потоки сходят со слонов действующих вулканов и содержат в себе большое количество рыхлых обломков горных пород, покрывающих эти склоны. Большинство вулканических грязевых потоков холодные, но бывают и горячие.

Грязевый поток возникает в случае, если большая масса воды тем или иным образом попадает на покрытый слоем обломков склон вулкана. Это может быть результатом извержения гейзера или по какой-либо иной причине, например при внезапном выбросе воды из кратерного озера. Самое большое из таких озер находится в штате Орегон — озеро Крейтер (Crater Lake). Его объем составляет около 17,5 кубических километров, а по глубине он является первым в США — 594 метра. Если под таким озером произойдет взрыв и часть воды выплеснется на склон через трещину в кратере, либо поднявшись выше верхней кромки вулканической воронки, то это вызовет сильнейший грязевый поток.

Озеро Крейтер

Берега вулкана и образовавшееся в нем озеро Крейтер

Факты о грязевых потоках

  • При исследовании вулкана Рейнир в штате Вашингтон США было обнаружено, что имеющиеся вокруг него отложения оставлены в том числе доисторическими грязевыми потоками, образовавшимися в результате разбрызгивания лавы из-за быстрого увеличения объема талой воды со склонов вулканической воронки, когда лавовые потоки начали двигаться по склону и соприкоснулись с ледником. Грязевые потоки, образовавшиеся в результате извержения вулкана Рейнир, одни из самых огромных из исследованных во всем мире и их объем достигает 2 миллиардов кубических метров!
  • Некоторые из грязевых потоков образуются в результате того, что лавина или пепловые потоки смешиваются с горными реками. В результате эксплозии пара происходит разрушение поверхностного слоя и образуется грязевый поток.
  • Грязь также может образоваться при выбросе пепла в атмосферу и ее соприкосновении с дождевыми тучами. В результате выпадающие осадки покрывают растительность настолько толстым слоем, что ломаются ветви деревьев, а слабо укрепленная почва подвергается подвижкам.
  • Обломочный материал, который наносится грязевыми вулканическими потоками, при остывании и высыхании отвердевает подобно бетону.
  • Большинство грязевых вулканических потоков содержит значительную долю мелких частиц, но в них встречаются и крупные глыбы размером более 35 сантиметров, которые достигают порой нескольких метров.

Геотермальные источники

Под землей, глубоко и не очень, залегают подземные воды. Из запас настолько большой, что говорить об их объеме не имеет смысла. Являясь частью верхнего слоя земной коры, подземные воды в твердом, жидком и газообразном состоянии выполняют разные важные функции и формируют почвенные воды, водоносные слои и межпластовые горизонты. Нагретые в земной коре в результате современной вулканической активности, движения земной коры или соприкосновения с магматическим слоем, подземные воды иногда выходят на поверхность. Явление поднимающейся из недр земли на поверхность воды с температурой выше 20 градусов получило название «геотермальный источник». При этом температура воды должна превышать среднегодовую температуру, характерную для данной местности, чтобы имел место факт нагрева воды не в атмосфере, а под землей.

Геотермальные воды

Помимо геотермальных источников, состоящих из воды, нагретой в земной коре в результате вулканической активности, отдельно выделяют геотермальные воды. Давайте разберемся, что же это такое.

Существует классификация подземных вод, согласно которой вода, температура которой превышает 35 градусов, называется геотермальной. Находятся эти воды в разных местах на нашей планете, которые объединены признаками проявления современного вулканизма, новейшего горообразования или в крупных разломах земной коры. Разделяются следующие типы геотермальных вод:

  • Слаботермальные (температура от 35 до 40 °C);
  • Термальные (температура от 40 до 60 °C);
  • Высокотермальные (температура от 60 до 100 °C);
  • Паротермальные или перегретые (температура выше 100 °C).
Геотермальный источник или хотспринг

Высокотермальные воды на севера Таиланда в городе Пай. Температура воды здесь около 80 градусов

По использованию в хозяйстве геотермальные воды подразделяются на:

  • Низкопотенциальные (от 35 до 70 °C) — для курортного водоснабжения, рыболовства и использования в плавательных бассейнах;
  • Средние (от 70 до 100 °C) — для подогрева полотна дорог, аэродромов и использования в целях обогрева зданий и сооружений;
  • Высокопотенциальные (от 100 до 300 °C) — для использования на геотермальной станции с целью выработки электроэнергии.

Термы — горячие источники

Термы, или горячие источники, используются с давних времен для лечения различных болезней, оздоровления организма и профилактики различных заболеваний. Полежать в теплой или умеренно горячей минеральной ванне весьма приятно, вот только сернистый запах немного портит впечатление. Но чего только не вытерпишь ради укрепления здоровья!

Кстати, раздел медицины, который занимается изучением влияния геотермальных вод на организм человека, называется бальнеология.

Выходящие на поверхность воды из термальных минеральных источников в бальнеологии делят на:

  • Теплые (от 20 до 37 °C) — подогретая вода, при долгом нахождении в которой человек начинает мерзнуть;
  • Термальные (от 37 до 42 °C) — наиболее подходящая температура для человеческого организма;
  • Гипертермальные (выше 42 °C) — организм человека не способен долго выдерживать такую температуру.
Горячий источник

Термы в городке Пай на севере Таиланда. Температура здесь от 36 до 40 градусов

Горячие источники Боливии

Туристы греются в термальных водах на высокогорном плато Альтиплано в Боливии. Снаружи — очень холодно! А в воде — тепло!

Гейзеры

Название «гейзер» происходит от исландского слова «geysa», что в переводе буквально означает «хлынуть». Гейзер представляет собой столб горячей воды, бьющий из земли в атмосферу на высоту от десятков сантиметров до сотен метров под напором пара, образовавшегося при магматическом перегреве подземных вод. Гейзеры существуют в местности с вулканической активностью. Долины гейзеров образуются недалеко от вулканов или в районах вулканической активности, где горячая магма подходит близко к поверхности Земли. Подземные воды рядом с вулканами содержат примеси множества минералов. В результате парообразования часть воды испаряется, а примеси оседают, образуя твердое дно бассейна вокруг гейзера.

Виды гейзеров:

  • Маленькие (выбрасывают фонтаны воды каждые несколько минут, так как для нагрева и образования достаточного для извержения гейзера пара требуется не очень много времени);
  • Большие (извергают столб воды гораздо реже, время повторения зависит от глубины залегания пятна контакта магмы и воды).

Например, Гейзер-великан из Долины гейзеров на полуострове Камчатка в России выбрасывает фонтан воды с перегретым паром раз в 40 минут, и его высота достигает нескольких десятков метров. А гейзер Старый служака (Олд Фейтфул — Old Faithful) в Национальном парке Йеллоустоун в штате Вайоминг США извергается раз в 65 или 90 минут (это зависит от предыдущих извержений) на высоту от 30 до 50 метров, выбрасывая в атмосферу от 14 до 32 тонн горячей воды!

Гейзер Старый служака

Самый знаменитый гейзер в мире — Старый служака (Олд Фейтфул) в национальном парке Йеллоустоун в США

Факты о гейзерах

  • Самый большой известный гейзер в мире — Уаймангу был в Новой Зеландии в 1899-1904 годах и извергался на высоту более 400 метров, выбрасывая при этом около 800 тонн горячей воды! Но он прекратил свое существование из-за минеральных отложений, которые не только формируют дно бассейна гейзера, но и образуют на поверхности трубку, со стенками вдоль извергающегося столба воды с перегретым паром. Таким образом увеличивается глубина гейзера, а давление водяного столба на дно становится настолько высоким, что процесс кипячения и парообразования замедляется и в итоге силы перегретого пара уже не хватает на извержение.
  • На Камчатке в 1941 году была открыта Долина гейзеров (количеством более 100,  из которых 20 — крупные).
  • В национальном парке Йеллоустоун в США находится многочисленное скопление гейзеров разных видов, в том числе там расположен самый высокий современный гейзер, называемый Пароход (Стимбот — Steamboat). Высота его фонтана варьируется от 90 до 120 метров в высоту.
  • Гейзеры бывают регулярные и нерегулярные. Отличаются они друг от друга тем, что у первых установился постоянный цикл извержений, а у вторых — он изменчив во времени.
  • Основная масса воды, выбрасываемая гейзером на поверхность, атмосферного происхождения, иногда с примесью магматической воды.
  • Известные крупные долины гейзеров находятся на Камчатке в России (Долина Гейзеров), в США (Национальный парк Йеллоустоун), Исландии (Страна гейзеров), Новой Зеландии (северная часть Северного острова), Чили (Высокогорная долина гейзеров Эль Татио на высоте 4200-4300 метров в пустыне Атакама на границе с Боливией), а также имеются одиночные гейзеры в Канаде, Китае, Японии.

 

Литература

При подготовке статьи были использованы материалы из книг:

  1. Болт Б.А., Хорн У.Л., Макдоланд Г.А., Скотт Р.Ф. — Геологические стихии. Пер. с англ. Борисов Б.А. — М.: Мир, 1977. — 440 с.: ил.
  2. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. / Председатель Науч.-ред. совета Ю.С. Осипов. Отв. ред. С.Л. Кравец. Т. 6. Восьмеричный путь — германцы. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2006. — 767 с.: ил.: карт.
  3. Карагод С. — Энциклопедия явлений природы. — Ростов н/Д : Феникс, 2006. — 254 с.: ил. — (Золотой фонд).
  4. Новая Российская энциклопедия: в 12 . / Редкол.: А.Д. Никипелов. В.И. Данилов-Данильян и др. — М.: ООО «Издательство «Энциклопедия»: ИД «ИНФРА-М», 2003. — 480 с.: ил.
  5. Рапацкая Л.А. — Общая геология: Учебное пособие для студентов вузов. — М.: Высш. шк.. 2005. — 448 с.: ил.

Об Авторе

Dmitry

Привет! Меня зовут Дмитрий, я соавтор этого блога. Занимаюсь технической частью сайта, пишу статьи о путешествиях и о жизни.

1 комментарий

  1. Екатерина Башкурова

    Невероятно крутые фотографии, где вы на грязевых вулканах. Аж дух захватывает. Страшно? Вдруг земля провалится…

Добавить комментарий

<