Кто есть кто в мире природы
Магма легче по весу, чем холодные горные породы. Поэтому она поднимается наверх под давлением окружающих ее горных пород. Во многих местах магма никогда не вырывается наружу, а медленно остывает и затвердевает под Землей.
Нужны тысячелетия, чтобы магма превратилась в горы. В некоторых местах холодные, твердые горные породы на поверхности Земли не могут противостоять давлению магмы изнутри. Они раскалываются, и магма вырывается наружу через разломы.
Магма часто остается достаточно горячей, чтобы находиться в жидком состоянии, пока не достигает поверхности Земли. Она вырывается через трещины и растекается по земле. Магма, вышедшая на поверхность Земли, называется лавой.
Магма обычно начинает остывать сразу же, как только прорывается наружу. В то время как магма медленно поднимается наверх, некоторые вещества, входящие в нее, кристаллизуются быстрее других. Эти кристаллы плавают в магме. Когда магма достигает поверхности Земли, расплавленный камень затвердевает очень быстро. Большие кристаллы, застыв, образовывают горы лавы. И вся гора оказывается состоящей из многочисленных больших кристаллов, внедренных в такие горные породы, как базальт. Такая гора называется порфирной. Она служит источником камня, который очень красив, когда отшлифован, и применяется для строительства домов.
Что такое вулкан?
Вулкан – это гора, внутри которой горные породы еще не остыли, и поэтому они периодически извергаются, изливая на поверхность земли кипящую лаву. Такое название эти горы получили в честь римского бога огня и металла Вулкана. Многие вулканы уже потухли сотни лет назад. Но некоторые и сегодня проявляют активность. Когда значительно повышается давление газов внутри вулкана, происходит взрыв и огненная лава извергается из жерла вулкана. Этот огненный поток, увлекая за собой камни и сметая все на своем пути, движется со скоростью от 5 до 30 км/ч.
Так в результате извержения вулкана Везувия в 79 году н. э. был разрушен город Помпеи.
В 1902 году на Мартинике вулкан разрушил город Сен-Пьер, где погибло 35 тысяч человек.
Как образуются вулканы?
В феврале 1943 года в одном из районов Мексики люди стали свидетелями редкого и поразительного зрелища: посреди кукурузного поля родился новый вулкан! Всего за три месяца образовалась конусообразная гора высотой 300 метров. В результате извержения были разрушены два города, и обширная территория оказалась погребенной под слоем пепла и лавы.
Как же протекает процесс образования вулканов? Прежде всего следует помнить, что температура в глубинах Земли повышается по мере приближения к центру Земли. На глубине 35–40 км большая часть горных пород находится в расплавленном состоянии.
Когда минералы из твердого состояния превращаются в жидкое, они увеличиваются в объеме. В результате в различных точках земной поверхности поднимаются новые горные хребты. Это приводит к уменьшению давления в толще земной коры, и под вновь образовавшимися горами могут возникать огромные озера магмы – расплавленных минералов.
Магма поднимается вверх, заполняя трещины, появившиеся в процессе горообразования. Когда давление в подземных озерах становится слишком большим, каменные своды, не выдержав, прогибаются вверх, и образуется новый вулкан.
В ходе начавшегося извержения на поверхность из глубин выталкивается смесь раскаленных газов, расплавленных пород и твердых обломков. Остывая, они образуют конусообразную вершину вулкана, в центре которого имеется углубление, называемое кратером. В середине кратера находится отверстие – жерло, ведущее в толщу земной коры.
Материал, выбрасываемый через жерло на поверхность, представляет собой в основном смесь газов, однако вместе с ними извергается и большое количество лавы и твердых частиц, имеющих вид пепла и золы.
Лава на самом деле является магмой, вытекающей из вулкана, однако отличается от последней по своим физическим и химическим свойствам. Изменения происходят, когда магма поднимается к поверхности и ее температура и давление резко уменьшаются.
Существуют ли подземные вулканы?
Примерно в ста пятидесяти километрах от Уфы находится уникальный природный объект Янгантау, в переводе с башкирского – «горелая гора». Название связано с тем, что в этом месте из земли выходят потоки горячего воздуха, газа и водяных паров, обладающие сильным бальнеологическим (лечебным) эффектом.
Еще с середины XVIII века сюда стремились попасть больные люди. В настоящее время здесь построен санаторий, где лечат горячими минеральными водами.
Загадка Янгантау долго не давала покоя геологам. Местные жители объясняли появление горячих газов тем, что якобы глубоко под землей находится вулкан, у которого не хватает сил, чтобы выбраться на поверхность. Долгое время эти рассказы не принимались всерьез. Ведь Башкирия находится на достаточно большом расстоянии от тех зон, где возможно образование вулканов.
В ходе проведенных исследований было установлено, что в районе имеется обширная зона битуминозных мергелей – особой породы, насыщенной горючими нефтеподобными соединениями. Ученые предполагают, что где-то в глубине происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла.
Когда провели бурение, оказалось, что уже на глубине 90 метров температура достигает почти 400°С.
Тщательное обследование района показало, что зона мергелей находится в районе тектонического разлома. Вероятно, из-за смещения пластов земной коры в геологических породах возникли мощные механические напряжения, которые и привели к воспламенению подземных пород.
Вокруг Янгантау ученые обнаружили большое количество серных и радоновых источников. Вероятно, их появление вызвано тем же геологическим процессом.
В зоне разлома оказались также пласты, содержащие гидрокарбонатные воды. Совокупность минеральных источников характерна для подобных тектонических узлов, расположенных и в других точках Земли.
Уникальность Янгантау заключается в его локальности. Именно ограниченность термальной зоны позволяет объяснить, почему запасы подземного тепла до сих пор не истощились. Ученые считают, что в подобных условиях подземный «пожар» может продолжаться не одно столетие.
Почему вулканы расположены в определенных местах?
В районе таких городов, как Нью-Йорк, Лондон или Париж, нет вулканов, и вряд ли они там появятся в будущем. Однако в некоторых районах земного шара в одном месте может быть расположено сразу несколько вулканов.
Тихоокеанское побережье Центральной Америки – одно из самых активных мест вулканической деятельности в мире. Там расположено более двух третей действующих вулканов, а также множество таких, что прекратили свою деятельность сравнительно недавно.
А причина вот в чем: в этих местах земная кора очень слаба по сравнению с другими районами земного шара. Там, где есть слабый участок земной коры, там появляется вулкан.
Как мы уже знаем, ядро Земли очень горячее. С увеличением глубины растет и температура. На глубине 25 километров температура настолько высока, что все породы (здесь температура достигает 1 000-1 100°С) находятся в расплавленном состоянии.
Когда горная порода плавится, она увеличивается в объеме – ей требуется больше места.
В отдельных районах Земли новые горные системы образовались не так давно (несколько тысяч лет назад). Под ними в этом районе давление ниже, чем в других районах. Это своего рода слабый участок в земной коре.
Как мы уже знаем, магма, проникает в эти участки, создавая резервуары расплавленной породы. Потом она поднимается по трещинам, образованным поднятием пород земли.
Когда давление в таком резервуаре превысит те силы, которые сдерживают магму под землей, расплавленная порода вырывается наружу, образуя вулкан. Извержение прекращается с окончанием выхода сопутствующего газа.