Типы извержений вулканов - Types of volcanic eruptions

«Извержение» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Извержение (значения).
Сюда перенаправляются «извержения вулкана» и «извержения вулканов». Краткий рассказ см. Извержение вулкана. Для кинокомпании см. Извержения вулканов.

Некоторые из эруптивных структур, образовавшихся во время вулканической активности (против часовой стрелки): Плинианский колонна извержения, Гавайский Pahoehoe течет, и дуга лавы из Стромболиановое извержение

Несколько типы вулканических извержений-в течение которого лава, тефра (пепел, лапилли, вулканические бомбы и вулканические блоки ), а различные газы удаляются из вулканический источник или же трещина - отличились вулканологи. Их часто называют в честь известных вулканы где такое поведение наблюдалось. Некоторые вулканы могут проявлять только один характерный тип извержения в течение периода активности, в то время как другие могут отображать целую последовательность типов, все в одной серии извержений.

Есть три разных типа высыпаний. Наиболее заметными являются магматические извержения, которые включают декомпрессию газа в магме, которая продвигает его вперед. Фреатомагматические высыпания - это еще один тип извержения вулкана, вызванный сжатием газа внутри магмы, что прямо противоположно процессу, вызывающему магматическую активность. Третий тип извержений - это фреатическое извержение, который движется перегрев из пар через контакт с магма; эти извержения часто не производят магматического выброса, а вызывают грануляция существующего рока.

Внутри этих широко определяемых типов извержений есть несколько подтипов. Самыми слабыми являются Гавайский и подводная лодка, тогда Стромболианский, с последующим Вулканец и Сурцеян. Наиболее сильные типы извержения: Пелеановые высыпания, с последующим Плинианские извержения; самые сильные извержения называются "Ультраплинианский." Подледниковый и фреатические извержения определяются их эруптивным механизмом и различаются по силе. Важным показателем силы извержения является Индекс вулканической эксплозивности (ВЭИ), порядок величины шкала от 0 до 8, которая часто соответствует типам извержений.

Механизмы прорезывания

Диаграмма, показывающая масштаб VEI корреляция с общим выбросить объем

Извержения вулканов возникают по трем основным причинам:[1]

По активности есть два типа извержений: взрывные извержения и эффузивные высыпания. Взрывные извержения характеризуются газовыми взрывами, которые приводят к магма и тефра.[1] Между тем, эффузивные высыпания характеризуются излиянием лава без значительной эксплозивной сыпи.[2]

Извержения вулканов сильно различаются по силе. С одной стороны, есть излишние Гавайские извержения, которые характеризуются лавовые фонтаны и жидкость потоки лавы, которые обычно не очень опасны. С другой стороны, Плинианские извержения являются крупными, жестокими и очень опасными взрывоопасными событиями. Вулканы не привязаны к одному типу извержений и часто имеют множество различных типов, как пассивных, так и взрывных, даже в пределах одного цикла извержений.[3] Вулканы также не всегда извергаются вертикально из одного кратера вблизи своей вершины. Некоторые вулканы выставляют боковой и трещина высыпания. Примечательно, что многие Гавайские извержения начать с рифтовые зоны,[4] и некоторые из самых сильных Сурцеанские извержения развиваться вместе зоны разлома.[5] Ученые полагали, что импульсы магмы смешались в камере, прежде чем подняться вверх - процесс, который, по оценкам, занимает несколько тысяч лет. Но вулканологи Колумбийского университета обнаружили, что извержение Коста-Рики Вулкан Ирасу в 1963 году, вероятно, был спровоцирован магмой, которая безостановочно выходила из мантии всего за несколько месяцев.[6]

Индекс вулканической эксплозивности

Смотрите также: Список крупнейших извержений вулканов

В Индекс вулканической эксплозивности (обычно сокращается до VEI) - шкала от 0 до 8 для измерения силы высыпаний. Он используется Смитсоновский институт с Глобальная программа вулканизма в оценке воздействия исторических и доисторических потоков лавы. Он работает аналогично шкала Рихтера за землетрясения, в том смысле, что каждый интервал в значении представляет собой десятикратное увеличение величины (это логарифмический ).[7] Подавляющее большинство вулканических извержений имеют VEI от 0 до 2.[3]

Извержения вулканов по индексу VEI[7]

VEIВысота шлейфаЭруптивный объем *Тип изверженияЧастота **Пример
0<100 м (330 футов)1000 м3 (35,300 куб. Футов)ГавайскийНепрерывныйКилауэа
1100–1000 м (300–3 300 футов)10,000 м3 (353000 куб. Футов)Гавайский /СтромболианскийРаз в две неделиСтромболи
21–5 км (1–3 мили)1 000 000 м3 (35 300 000 куб. Футов) †Стромболианский /ВулканецЕжемесячноГалерас (1992)
33–15 км (2–9 миль)10 000 000 м3 (353,000,000 куб футов)Вулканец3 месяцаНевадо-дель-Руис (1985 )
410–25 км (6–16 миль)100000000 м3 (0,024 куб. Миль)Вулканец /Пелеан18 месяцевЭйяфьятлайёкюдль (2010 )
5> 25 км (16 миль)1 км3 (0,24 куб. Миль)Плинианский10–15 летMount St. Helens (1980 )
6> 25 км (16 миль)10 км3 (2 у.е. миль)Плиниан /Ультраплинианский50–100 летГора Пинатубо (1991 )
7> 25 км (16 миль)100 км3 (20 куб. Миль)Ультраплинианский500–1000 летТамбора (1815 )
8> 25 км (16 миль)1000 км3 (200 куб. Миль)Супервулканический50 000+ лет[8][9]Озеро Тоба (74 лет назад )
* Это минимальный объем извержения, необходимый для включения в категорию извержения.
** Значения являются приблизительной оценкой. Они указывают частоту вулканов такой величины ИЛИ ВЫШЕ.
† Существует разрыв между 1-м и 2-м уровнями VEI; вместо увеличения на 10, значение увеличивается на 100 (с 10 000 до 1 000 000).

Магматические извержения

Магматический извержения производят малолетний Clasts в течение взрывной декомпрессия от газовыделения. По интенсивности они варьируются от относительно небольших лавовые фонтаны на Гавайи к катастрофическому Ультраплинианский колонны извержения более 30 км (19 миль) в высоту, больше, чем извержение Везувия в 79 г. что похоронен Помпеи.[1]

Гавайский

Основная статья: Гавайское извержение
Схема Гавайское извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Фонтан лавы 3. Кратер 4. Лавовое озеро 5. Фумаролы 6. Поток лавы 7. Слои лава и пепел 8. Страта 9. Подоконник 10. Магма канал 11. Магматическая камера 12. Дайка ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Гавайские извержения - это тип извержения вулкана, названный в честь Гавайские вулканы отличительной чертой этого типа извержения. Гавайские извержения - самые спокойные типы вулканических явлений, характеризующиеся эффузивная сыпь очень жидкость базальт -тип лава с низким газообразное содержание. Объем выброшенного материала в результате извержений на Гавайях составляет менее половины объема извержения других типов. Постоянное производство небольшого количества лавы создает большую широкую форму щитовой вулкан. Извержения не централизованы на главной вершине, как в случае других вулканических типов, и часто происходят в жерлах вокруг вершины и от отверстия в трещинах исходящий из центра.[4]

Гавайские извержения часто начинаются как линия извержений через жерло трещина, так называемая «завеса огня». Они утихают, когда лава начинает концентрироваться в нескольких отверстиях. Между тем, высыпания через центральное отверстие часто принимают форму больших лавовые фонтаны (как сплошные, так и спорадические), которые могут достигать высоты сотен метров и более. Частицы из фонтанов лавы обычно охлаждаются в воздухе, прежде чем упасть на землю, что приводит к накоплению золы. шлак фрагменты; однако, когда воздух особенно густой с Clasts, они не могут остыть достаточно быстро из-за окружающего тепла и ударяются о еще горячую землю, скопление которой образует брызги конусов. Если скорость извержения достаточно высока, они могут даже образовывать потоки лавы с разбрызгиванием. Гавайские извержения часто очень продолжительны; Пуъу ʻŌʻō, вулканический конус на Килауэа, извергался непрерывно более 35 лет. Еще одна гавайская вулканическая особенность - образование активных лавовые озера, самоподдерживающиеся бассейны сырой лавы с тонкой коркой полуохлажденной породы.[4]

Веревочный Pahoehoe лава из Килауэа, Гавайи

Потоки от гавайских извержений являются базальтовыми, и по структурным характеристикам их можно разделить на два типа. Pahoehoe лава - это относительно гладкий поток лавы, который может быть волнистым или волнистым. Они могут двигаться как одна простыня, продвигая «пальцы ног», или как извивающийся столб лавы. Аа потоки лавы более плотные и вязкие, чем пахоехо, и имеют тенденцию двигаться медленнее. Толщина потоков может составлять от 2 до 20 м (от 7 до 66 футов). Потоки A'a настолько толстые, что внешние слои охлаждаются в виде щебнистой массы, изолируя все еще горячую внутреннюю часть и предотвращая ее охлаждение. Аа лава движется своеобразным образом - передняя часть потока становится круче из-за давления сзади, пока не разорвется, после чего общая масса позади него движется вперед. Лава Пахоехо иногда может стать лавой А'а из-за увеличения вязкость или увеличение скорости срезать, но лава Аа никогда не превращается в поток пахоехо.[10]

Гавайские извержения являются причиной нескольких уникальных вулканологических объектов. Маленькие вулканические частицы уносятся ветром и образуются, быстро охлаждаясь в форме капли. стеклянный фрагменты, известные как Слезы пеле (после Пеле, божество гавайского вулкана). Во время особенно сильного ветра эти куски могут даже принимать форму длинных вытянутых прядей, известных как Волосы Пеле. Иногда базальт аэрируется в ретикулит, тип породы с самой низкой плотностью на Земле.[4]

Хотя гавайские извержения названы в честь вулканов Гавайев, они не обязательно ограничиваются ими; самый большой из когда-либо зарегистрированных лавовых фонтан образовался на острове Идзу Осима (на Гора Михара ) в 1986 году - фонтан 1600 м (5249 футов), который был более чем в два раза выше самой горы (которая составляет 764 м (2507 футов)).[4][11]

Известно, что вулканы имеют гавайскую активность:

Стромболианский

Основная статья: Стромболиановое извержение
Схема Стромболиановое извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Лапилли 3. Вулканический пепел дождь 4. Фонтан лавы 5. Вулканическая бомба 6. Поток лавы 7. Слои лава и пепел 8. Страта 9. Дайка 10. Магматический канал 11. Магматическая камера 12. Подоконник ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Стромболианские извержения - это тип извержения вулкана, названный в честь вулкана. Стромболи, который почти непрерывно извергался на протяжении веков.[12] Стромболианские извержения вызваны взрывом пузырьков газа внутри магма. Эти газовые пузыри внутри магмы накапливаются и сливаются в большие пузыри, называемые газовые пробки. Они вырастают достаточно большими, чтобы подниматься через столб лавы.[13] Достигнув поверхности, разница в давление воздуха заставляет пузырь лопнуть с громким хлопком,[12] подбрасывать магму в воздух, как будто мыльный пузырь. Из-за высокого давление газа связанных с лавами, продолжающаяся активность обычно имеет форму эпизодических взрывные извержения сопровождаются характерными громкими взрывами.[12] Во время извержений эти взрывы происходят каждые несколько минут.[14]

Термин «Стромболианский» использовался без разбора для описания широкого спектра извержений вулканов, от небольших вулканических взрывов до крупных. эруптивные колонны. В действительности истинные стромболианские извержения характеризуются кратковременными и эксплозивными извержениями лав с промежуточным вязкость, часто выбрасываемые высоко в воздух. Колонны могут достигать сотни метров в высоту. Лавы, образованные стромболианскими извержениями, представляют собой форму относительно вязких базальтовый лава, и ее конечный продукт в основном шлак.[12] Относительная пассивность стромболианских извержений и их не повреждающая природа для источника позволяют стромболианским извержениям не ослабевать в течение тысяч лет, а также делают их одним из наименее опасных извержений.[14]

Пример лавовых дуг, образовавшихся во время Стромболианской активности. Это изображение Стромболи сам.

Выбрасываются стромболианские извержения вулканические бомбы и лапилли осколки, которые движутся по параболическим путям, прежде чем приземлиться вокруг своего источника. Постепенное накопление мелких фрагментов строит шлаковые шишки полностью состоит из базальта пирокласты. Эта форма накопления имеет тенденцию приводить к хорошо упорядоченным кольцам тефра.[12]

Стромболианские извержения похожи на Гавайские извержения, но есть отличия. Стромболианские извержения более шумные, не производят устойчивых эруптивные колонны, не производят некоторые вулканические продукты, связанные с гавайским вулканизмом (особенно Слезы пеле и Волосы Пеле ) и производят меньше потоков расплавленной лавы (хотя эруптивный материал имеет тенденцию образовывать небольшие ручейки).[12][14]

Известно, что вулканы обладают стромболианской активностью:

  • Парикутин, Мексика, который извергался из трещины на кукурузном поле в 1943 году. Через два года после его существования пирокластическая активность начала ослабевать, и излияние лавы из его основания стало его основным способом деятельности. Извержения прекратились в 1952 году, а окончательная высота составила 424 м (1391 фут). Это был первый случай, когда ученые смогли наблюдать полный жизненный цикл вулкана.[12]
  • Гора Этна, Италия, который показал стромболианскую активность в недавних извержениях, например, в 1981, 1999,[15] 2002–2003 и 2009 гг.[16]
  • Гора Эребус в Антарктида, самый южный действующий вулкан в мире, извержение которого наблюдается с 1972 года.[17] Эруптивная активность в Эребе состоит из частой стромболианской активности.[18]
  • Стромболи сам. Тезка легкой взрывной активности, которой он обладает, была активной на протяжении всего исторического времени; по существу непрерывные стромболианские извержения, иногда сопровождаемые потоками лавы, были зарегистрированы на Стромболи более тысячелетия.[19]

Вулканец

Основная статья: Вулканическое извержение
Схема Вулканическое извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Лапилли 3. Фонтан лавы 4. Вулканический пепел дождь 5. Вулканическая бомба 6. Поток лавы 7. Слои лава и пепел 8. Страта 9. Подоконник 10. Магматический канал 11. Магматическая камера 12. Дайка ) Щелкните, чтобы увеличить версию.

Вулканические извержения - это тип извержения вулкана, названный в честь вулкана. Вулкано.[20] Он был назван так после Джузеппе Меркалли Наблюдения за его извержениями 1888–1890 гг.[21] При вулканических извержениях промежуточные вязкий магма в вулкане затрудняет пузырьковые газы Сбежать. Подобно Стромболианским извержениям, это приводит к накоплению высоких давление газа, в конечном итоге открывая крышку, удерживающую магму, что приводит к взрывному извержению. Однако, в отличие от стромболианских извержений, выброшенные фрагменты лавы не обладают аэродинамическими характеристиками; это связано с более высокой вязкостью вулканической магмы и большим включением кристаллический материал откололся от бывшей шапки. Они также более взрывоопасны, чем их стромболианские аналоги, с эруптивные колонны часто достигая высоты от 5 до 10 км (от 3 до 6 миль). Наконец, вулканические отложения андезитовый к дацитовый скорее, чем базальтовый.[20]

Первоначальная вулканическая активность характеризуется серией кратковременных взрывов, продолжающихся от нескольких минут до нескольких часов и типичными для которых является выброс вулканические бомбы и блоки. Эти извержения истощают купол лавы удерживает магму, и она распадается, что приводит к гораздо более тихим и непрерывным извержениям. Таким образом, ранним признаком будущей вулканической активности является рост лавового купола, и его обрушение вызывает излияние пирокластический материал вниз по склону вулкана.[20]

Тавурвур в Папуа - Новая Гвинея извергающийся

Отложения возле истока источника состоят из крупных вулканические блоки и бомбы, с так называемым "бомбы из хлебной корки "особенно распространены. Эти глубоко потрескавшиеся вулканические глыбы образуются, когда внешняя поверхность извергнутой лавы быстро остывает в стеклянный или же мелкозернистый оболочка, но внутри продолжает остывать и пузырчатый. Центр фрагмента расширяется, растрескивая снаружи. Однако основная часть вулканических отложений мелкозернистая. пепел. Зола лишь умеренно рассеяна, а ее обилие указывает на высокую степень фрагментация, результат высокого содержания газа в магме. В некоторых случаях было обнаружено, что это результат взаимодействия с метеорная вода, предполагая, что вулканические извержения частично гидровулканический.[20]

Вулканы, проявлявшие вулканическую активность, включают:

Пелеан

Основная статья: Пелеанское извержение
Схема Пелеанское извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Вулканический пепел дождь 3. Купол лавы 4. Вулканическая бомба 5. Пирокластический поток 6. Слои лава и пепел 7. Страта 8. Магматический канал 9. Магматическая камера 10. Дайка ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Пелеанские высыпания (или Nuée Ardente ) являются разновидностью извержения вулкана, названного в честь вулкана Mount Pelée в Мартиника, место извержения вулкана Пелеан в 1902 году, которое стало одним из самых страшных стихийных бедствий в истории. При извержении Пелеана большое количество газа, пыли, пепла и фрагментов лавы выбрасывается из центрального кратера вулкана,[24] движимый крахом риолит, дацит, и андезит купол лавы коллапсирует, что часто создает большие эруптивные колонны. Ранним признаком надвигающегося извержения является рост так называемого пелеана, или лавовый хребет, выпуклость на вершине вулкана, предупреждающая его полное обрушение.[25] Материал схлопывается сам на себя, образуя быстро движущийся пирокластический поток[24] (известный как блокировать -и-пепел поток)[26] который движется вниз по склону горы с огромной скоростью, часто более 150 км (93 миль) в час. Эти оползни делают извержения Пелеана одним из самых опасных в мире, способным прорвать густонаселенные районы и привести к серьезным человеческим жертвам. В 1902 извержение горы Пеле вызвали огромные разрушения, убив более 30 000 человек и полностью уничтожив Сен-Пьер, то худшее вулканическое событие в 20 веке.[24]

Пелеанские извержения наиболее характерны раскаленный пирокластические потоки, которыми они управляют. Механика извержения Пелеана очень похожа на извержение вулкана, за исключением того, что при извержении Пелеана структура вулкана способна выдерживать большее давление, поэтому извержение происходит как один большой взрыв, а не несколько меньших.[27]

Известно, что вулканы Пелеанской активности включают:

  • Mount Pelée, Мартиника. Извержение горы Пеле в 1902 году полностью опустошило остров, разрушив Сен-Пьер и осталось только 3 выживших.[28] Извержению непосредственно предшествовал рост лавового купола.[20]
  • Вулкан Майон, то Филиппины самый активный вулкан. Это было место множества различных типов извержений, в том числе и Пелеана. Примерно 40 оврагов расходятся от вершины и обеспечивают проходы для частых пирокластические потоки и оползни в низины внизу. Самое сильное извержение Майона произошло в 1814 году и привело к гибели более 1200 человек.[29]
  • Пелеанское извержение 1951 г. Mount Lamington. До этого извержения пик даже не считался вулканом. Было убито более 3000 человек, и это стало эталоном для изучения крупных извержений Пелеана.[30]

Плинианский

Основная статья: Плиниевское извержение
Схема Плиниевское извержение. (ключ: 1. Пепельный шлейф 2. Магматический канал 3. Вулканический пепел дождь 4. Слои лава и пепел 5. Страта 6. Магматическая камера ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Плинианские извержения (или Везувианские извержения) - это тип извержения вулкана, названный в честь исторических извержение Везувия в 79 г. Нашей эры, похоронившей Римский города Помпеи и Геркуланум и, в частности, для его летописца Плиний Младший.[31] Процесс плинианского извержения начинается в магматическая камера, куда растворенный летучий газы хранятся в магме. Газы пузырчатый и накапливаются по мере подъема через магматический канал. Эти пузырьки агглютинируют и, достигнув определенного размера (около 75% от общего объема магматического канала), взрываются. Узкие границы канала заставляют газы и связанную с ними магму подниматься вверх, образуя эруптивная колонна. Скорость извержения контролируется газосодержанием колонны, и поверхностные породы с низкой прочностью обычно растрескиваются под давлением извержения, образуя расширяющуюся выходящую структуру, которая выталкивает газы еще быстрее.[32]

Эти массивные эруптивные колонны являются отличительной чертой плинианского извержения и достигают глубины от 2 до 45 км (от 1 до 28 миль). атмосфера. Самая плотная часть плюма, прямо над вулканом, движется изнутри. расширение газа. По мере того, как поднимается выше в воздух, шлейф расширяется и становится менее плотным, конвекция и тепловое расширение из вулканический пепел загнать его еще дальше в стратосфера. На вершине шлейфа мощный преобладающие ветры прогнать шлейф в направлении от вулкан.[32]

21 апреля 1990 г. эруптивная колонна из Вулкан Редут, если смотреть на запад с Полуостров Кенай

Эти очень взрывные извержения связаны с богатыми летучими веществами дацитовый к риолитовый лавы и чаще всего встречаются в стратовулканы. Извержения могут длиться от нескольких часов до дней, при этом более длительные извержения связаны с большим количеством фельзический вулканы. Хотя они связаны с кислой магмой, плинианские извержения также могут происходить на базальтовый вулканы, учитывая, что магматическая камера отличает и имеет структуру, богатую диоксид кремния.[31]

Плинианские извержения похожи как на вулканические, так и на стромболианские извержения, за исключением того, что вместо того, чтобы создавать дискретные взрывные события, плинианские извержения образуют устойчивые эруптивные колонны. Они также похожи на гавайские лавовые фонтаны в том, что оба типа извержений создают устойчивые колонны извержения, поддерживаемые ростом пузырьков, которые движутся вверх примерно с той же скоростью, что и окружающая их магма.[31]

Районы, пострадавшие от плинианских извержений, подвергаются сильным пемза падение с высоты от 0,5 до 50 км3 (От 0 до 12 куб. Миль) размером.[31] Материал в шлейфе пепла в конечном итоге возвращается на землю, покрывая ландшафт толстым слоем пепла в несколько кубических километров.[33]

Лахар течет извержения 1985 г. Невадо-дель-Руис, что полностью уничтожен Армеро в Колумбии

Однако наиболее опасной эруптивной особенностью являются пирокластические потоки порождаемые обрушением материалов, которые движутся по склону горы с экстремальной скоростью[31] со скоростью до 700 км (435 миль) в час и с возможностью расширения зоны действия извержения на сотни километров.[33] Выброс горячего материала с вершины вулкана приводит к таянию снежных берегов и отложений льда на вулкане, которые смешиваются с тефра формировать лахары, быстро движется оползни с консистенцией влажного бетона, который движется со скоростью река порог.[31]

Основные плинианские извержения включают:

Типы вулканов и особенности извержений.jpg

Фреатомагматические высыпания

Основная статья: Фреатомагматическая сыпь

Фреатомагматические высыпания - это высыпания, возникающие в результате взаимодействия между воды и магма. Они изгнаны из тепловое сжатие (в отличие от магматических извержений, которые вызваны тепловым расширением) магмы, когда она вступает в контакт с водой. Эта разница температур между ними вызывает бурное взаимодействие воды и лавы, из которого состоит извержение. Считается, что продукты фреатомагматических извержений имеют более правильную форму и тоньше зернистый чем продукты магматических извержений из-за различий в механизмах извержения.[1][36]

Существуют споры о точной природе фреатомагматических извержений, и некоторые ученые считают, что реакции топливо-теплоноситель может быть более критичным для взрывной природы, чем тепловое сжатие.[36] Реакции теплоносителя топлива могут привести к фрагментации вулканического материала путем распространения волны напряжения, расширяя трещины и увеличивая площадь поверхности это в конечном итоге приводит к быстрому охлаждению и взрывным извержениям, вызванным сокращением.[1]

Сурцеян

Основная статья: Сурцеянское извержение
Схема Сурцеянское извержение. (ключ: 1. Водяной пар облако 2. Сжатая зола 3. Кратер 4. Вода 5. Слои лава и пепел 6. Страта 7. Магматический канал 8. Магматическая камера 9. Дайка ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Извержение Сурцея (или гидровулканическое) - это тип извержения вулкана, вызванный взаимодействием воды и лавы на мелководье, названный так в честь его самого известного примера, извержения и образования острова Суртсей от побережья Исландия в 1963 году. Сурцеанские извержения являются «влажным» эквивалентом наземных Стромболианские извержения, но из-за того, где они происходят, они гораздо более взрывоопасны. Это потому, что, поскольку вода нагревается лавой, она мигает в пар и сильно расширяется, фрагментируя магму, с которой контактирует, на мелкозернистые пепел. Сурцеанские извержения - отличительный признак мелководья. вулканический океанические острова, однако они конкретно ими не ограничиваются. Сурцеанские извержения могут происходить и на суше, и они вызваны: поднимающийся магма который вступает в контакт с водоносный горизонт (водовмещающая горная порода) на мелководье под вулканом.[5] Продукты извержения Сурцея обычно окисленный палагонит базальты (хотя андезитовый извержения случаются, хотя и редко), и, как и стромболианские извержения, извержения Сурцея обычно непрерывны или иным образом ритмичны.[37]

Отличительной отличительной чертой извержения Сурцея является образование пирокластический всплеск (или же базовый всплеск), окружающее землю радиальное облако, развивающееся вместе с колонна извержения. Базовые выбросы вызваны гравитационным коллапсом парообразный эруптивная колонна, которая в целом более плотная, чем обычная вулканическая колонна. Самая плотная часть облака находится ближе всего к вентиляционному отверстию, что приводит к форме клина. С этими боковыми движущимися кольцами связаны дюна -образные отложения породы, оставленные боковым движением. Иногда они прерываются бомба провисает, рок, выброшенный взрывным извержением и последовавший за баллистический путь к земле. Скопления влажного сферического пепла, известного как аккреционные лапилли - еще один распространенный индикатор помпажа.[5]

Со временем извержения Сурцея имеют тенденцию к формированию маарс, широкий низкий-облегчение вулканические кратеры врыл в землю, и кольца из туфа, круглые структуры, построенные из быстро закаленной лавы. Эти структуры связаны с одним извержением жерла, однако, если извержения возникают вдоль зоны разлома а рифтовая зона может быть выкопан; эти извержения имеют тенденцию быть более сильными, чем извержения, образующие туфовое кольцо или маары, например, 1886 извержение горы Таравера.[5][37] Прибрежные конусы - еще одна гидровулканическая особенность, образованная взрывным отложением базальтовой тефры (хотя они и не являются истинно вулканическими жерлами). Они образуются, когда лава накапливается в трещинах лавы, перегревается и взрывается в паровой взрыв, разбивая скалу и кладя ее на фланг вулкана. Последовательные взрывы этого типа в конечном итоге создают конус.[5]

Известно, что вулканы сурцеанской активности включают:

Подводная лодка

Основная статья: Подводное извержение
Схема Подводное извержение. (ключ: 1. Облако водяного пара 2. Вода 3. Страта 4. Поток лавы 5. Магматический канал 6. Магматическая камера 7. Дайка 8. Подушка лава ) нажмите, чтобы увеличить.

Подводные извержения - это тип извержения вулкана, который происходит под водой. По оценкам, 75% общего объема вулканических извержений генерируется подводными извержениями вблизи срединно-океанические хребты в одиночку, однако из-за проблем, связанных с обнаружением глубокое море вулканические породы, они оставались практически неизвестными, пока достижения 1990-х годов не позволили их наблюдать.[40]

Подводные извержения могут вызвать подводные горы которые могут разрушить поверхность с образованием вулканических островов и цепочек островов.

Подводный вулканизм вызывается различными процессами. Вулканы рядом границы плит и срединно-океанические хребты построены декомпрессионная плавка мантии, которая поднимается на восходящей части конвективной ячейки к поверхности земной коры. Высыпания, связанные с зоны субдукции между тем, движимы подчинением тарелки что добавить летучие вещества к поднимающейся плите, опуская ее температура плавления. Каждый процесс порождает разные породы; вулканиты срединно-океанических хребтов в основном базальтовый, тогда как субдукционные потоки в основном известково-щелочной, и более взрывоопасные и вязкий.[41]

Скорость распространения вдоль срединно-океанических хребтов сильно различается: от 2 см (0,8 дюйма) в год на Срединно-Атлантический хребет, до 16 см (6 дюймов) по длине Восточно-Тихоокеанский подъем. Более высокие скорости распространения являются вероятной причиной более высокого уровня вулканизма. Технологии изучения извержений подводных гор не существовало до тех пор, пока гидрофон технология позволила "слушать" акустические волны, известные как зубцы T. подводные землетрясения связанные с извержениями подводных вулканов. Причина в том, что наземные сейсмометры не может обнаружить землетрясения на море ниже величина из 4, но акустические волны хорошо распространяются в воде и в течение длительных периодов времени. Система в Северная часть Тихого океана, поддерживается ВМС США и изначально предназначался для обнаружения подводные лодки, обнаруживает событие в среднем каждые 2–3 года.[40]

Самый распространенный подводный поток - это подушка лава, круговой поток лавы, названный в честь своей необычной формы. Менее распространены стеклянный, маргинальные листовые потоки, указывающие на более крупномасштабные потоки. Вулканический осадочные породы распространены на мелководье. Когда движение плит начинает уносить вулканы от их источника извержения, скорость извержения начинает уменьшаться, и водная эрозия измельчает вулкан. Заключительные стадии извержения закрывают подводную гору в щелочной потоки.[41] В мире около 100000 глубоководных вулканов,[42] хотя большинство из них находятся за пределами активной стадии своей жизни.[41] Некоторые образцовые подводные горы Подводная гора Лойхи, Подводная гора Боуи, Подводная гора Дэвидсон, и Осевая подводная гора.

Подледниковый

Основная статья: Подледниковое извержение
Схема Подледниковое извержение. (ключ: 1. Облако водяного пара 2. Кратерное озеро 3. Лед 4. Слои лава и пепел 5. Страта 6. Подушка лава 7. Магматический канал 8. Магматическая камера 9. Дайка ) Нажмите, чтобы увеличить версию.

Подледные извержения - это тип извержения вулкана, характеризующийся взаимодействием лавы и лед, часто под ледник. Природа гляциовулканизма диктует, что он происходит в районах с высокой широта и высокий высота.[43] Было высказано предположение, что подледниковые вулканы, которые не извергаются активно, часто сбрасываются высокая температура в покрывающий их лед, производя талая вода.[44] Эта смесь талой воды означает, что подледные извержения часто вызывают опасные Jökulhlaups (наводнения ) и лахары.[43]

Изучение гляциовулканизма - все еще относительно новая область. Ранние отчеты описывали необычные вулканы с плоскими вершинами и крутыми склонами (так называемые туяс ) в Исландия предполагалось, что они образовались в результате извержений подо льдом. Первая статья на английском языке по этой теме была опубликована в 1947 г. Уильям Генри Мэтьюз, описывая Туя Бьютт поле на северо-западе британская Колумбия, Канада. Процесс извержения, который строит эти структуры, первоначально предполагаемый в статье,[43] начинается с вулканического роста ниже ледника. Сначала извержения напоминают те, что происходят в глубоком море, образуя груды подушка лава у основания вулканической структуры. При контакте с холодным льдом лава разбивается, образуя стеклянный брекчия называется гиалокластит. Через некоторое время лед окончательно тает в озеро, и более взрывные извержения Сурцеянская деятельность начинается, образуя боковые стороны, состоящие в основном из гиалокластита. В конце концов, озеро испарилось из-за продолжающегося вулканизма, и потоки лавы стали более эксцентричный и густеют по мере того, как лава остывает намного медленнее, часто образуя столбчатое соединение. Хорошо сохранившиеся туи показывают все эти стадии, например Hjorleifshofdi в Исландии.[45]

Продукты взаимодействия вулкана и льда представляют собой различные структуры, форма которых зависит от сложных взаимодействий извержений и окружающей среды. Ледниковый вулканизм - хороший индикатор распространения льда в прошлом, что делает его важным климатическим маркером. Поскольку они покрыты льдом, по мере того, как ледники отступают во всем мире, возникают опасения, что туяс и другие конструкции могут дестабилизироваться, что приведет к массовому оползни. Свидетельства вулканических и ледниковых взаимодействий очевидны в Исландия и части британская Колумбия, и даже возможно, что они играют роль в дегляциация.[43]

Herðubreið, а туя в Исландия

Гляциовулканические продукты были обнаружены в Исландии, канадской провинции Британская Колумбия, штатах США. Гавайи и Аляска, то Каскад Диапазон западной части Северной Америки, Южная Америка и даже на планете Марс.[43] Известно, что вулканы обладают подледниковой активностью:

Были обнаружены жизнеспособные микробные сообщества, живущие в глубоких (−2800 м) геотермальных грунтовых водах при температуре 349 К и давлении> 300 бар. Кроме того, предполагается, что микробы существуют в базальтовых породах в корках измененного вулканического стекла. Все эти условия могут существовать в полярных регионах Марса сегодня, где произошел подледниковый вулканизм.

Фреатические извержения

Основная статья: Фреатическое извержение
Схема фреатическое извержение. (ключ: 1. Облако водяного пара 2. Магматический канал 3. Слои лава и пепел 4. Страта 5. Уровень грунтовых вод 6. Взрыв 7. Магматическая камера )

Фреатические извержения (или паровые извержения) - это тип извержения, вызванный расширением пар. Когда холодная земля или поверхностные воды вступают в контакт с горячей горной породой или магмой, она перегревается и взрывается, разрушая окружающую породу[49] и выпуская смесь пара, воды, пепел, вулканические бомбы, и вулканические блоки.[50] Отличительная черта фреатических взрывов состоит в том, что они выбрасывают только фрагменты ранее существовавших твердых пород из вулканического канала; новая магма не извергается.[51] Поскольку они вызваны растрескиванием пластов горных пород под давлением, фреатическая активность не всегда приводит к извержению; если скальная поверхность достаточно прочна, чтобы противостоять взрывной силе, прямых извержений может не произойти, хотя трещины в скале, вероятно, разовьются и ослабят ее, способствуя будущим извержениям.[49]

Часто предвестник будущей вулканической активности,[52] фреатические извержения обычно слабые, хотя были и исключения.[51] Некоторые фреатические события могут быть вызваны землетрясение активности, еще одного вулканического предшественника, и они также могут путешествовать дамба линий.[49] Форма фреатических извержений базовые скачки, лахары, лавины, и вулканический блок "дождь." Они также могут выпускать смертоносные токсичный газ способен задушить любого в зоне действия извержения.[52]

Известно, что вулканы проявляют фреатическую активность:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Хайкен, Г. и Волетц, К. Вулканический пепел. Калифорнийский университет Press. п. 246.
  2. ^ «Фото-глоссарий VHP: эффузивное извержение». USGS. 29 декабря 2009 г.. Получено 3 августа 2010.[постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ а б c «Вулканы Канады: извержения вулканов». Геологическая служба Канады. Природные ресурсы Канады. 2 апреля 2009 г. Архивировано с оригинал 20 февраля 2010 г.. Получено 3 августа 2010.
  4. ^ а б c d е ж грамм час «Как работают вулканы: извержения на Гавайях». Государственный университет Сан-Диего. Получено 2 августа 2010.
  5. ^ а б c d е ж грамм час «Как работают вулканы: гидровулканические извержения». Государственный университет Сан-Диего. Получено 4 августа 2010.
  6. ^ Рупрехт П., Планк Т. Питание андезитовых извержений с помощью высокоскоростного соединения из мантии. Природа. 2013; 500 (7460): 68–72.
  7. ^ а б c «Как работают вулканы: изменчивость извержений». Государственный университет Сан-Диего. Получено 3 августа 2010.
  8. ^ Доссето, А., Тернер, С. П. и Ван-Орман, Дж. А. (редакторы) (2011). Временные рамки магматических процессов: от ядра к атмосфере. Вили-Блэквелл. ISBN  978-1-4443-3260-5.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь) CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  9. ^ Ротери, Дэвид А. (2010). «Вулканы, землетрясения и цунами». Учите себя. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  10. ^ "Как работают вулканы: базальтовая лава". Государственный университет Сан-Диего. Получено 2 августа 2010.
  11. ^ «Осима». Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 2 августа 2010.
  12. ^ а б c d е ж грамм «Как работают вулканы: стромболианские извержения». Государственный университет Сан-Диего. Получено 29 июля 2010.
  13. ^ Майк Бертон; Патрик Аллард; Филиппо Мюре; Алессандро Ла Спина (2007). «Состав магматического газа показывает глубину истоковой стромболианской взрывной активности». Наука. 317 (5835): 227–30. Bibcode:2007Научный ... 317..227B. Дои:10.1126 / science.1141900. ISSN  1095-9203. PMID  17626881. S2CID  23123305.
  14. ^ а б c Каин, Фрейзер (22 апреля 2010 г.). «Стромболианское извержение». Вселенная сегодня. Получено 30 июля 2010.
  15. ^ Ищи, Джон. "Извержения вулкана Этна - Джон Сич". Старые извержения. Вулканолив. Получено 30 июля 2010.
  16. ^ Ищи, Джон. "Извержения вулкана Этна - Джон Сич". Недавние извержения. Вулканолив. Получено 30 июля 2010.
  17. ^ «Эреб». Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 31 июля 2010.
  18. ^ Кайл П. Р. (ред.), Вулканологические и экологические исследования горы Эребус, Антарктида, серия антарктических исследований, Американский геофизический союз, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  19. ^ «Стромболи». Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 31 июля 2010.
  20. ^ а б c d е ж "Как работают вулканы: вулканические извержения". Государственный университет Сан-Диего. Получено 1 августа 2010.
  21. ^ Каин, Фрейзер (20 мая 2009 г.). "Вулканические извержения". Вселенная сегодня. Получено 1 августа 2010.
  22. ^ «Как работают вулканы: вулкан Сакурадзима». Государственный университет Сан-Диего. Получено 1 августа 2010.
  23. ^ «Фото-глоссарий VHP: вулканическое извержение». USGS. Получено 1 августа 2010.
  24. ^ а б c Каин, Фрейзер (22 апреля 2009 г.). "Пелеанское извержение". Вселенная сегодня. Получено 2 августа 2010.
  25. ^ Дональд Хиндман и Дэвид Хиндман (апрель 2008 г.). Стихийные бедствия и катастрофы. Cengage Learning. С. 134–35. ISBN  978-0-495-31667-1.
  26. ^ Нельсон, Стефан А. (30 сентября 2007 г.). «Вулканы, магма и извержения вулканов». Тулейнский университет. Получено 2 августа 2010.
  27. ^ Ричард В. Фишер и Грант Хайкен (1982). «Гора Пеле, Мартиника: пирокластические потоки и волны 8 и 20 мая». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. 13 (3–4): 339–71. Bibcode:1982JVGR ... 13..339F. Дои:10.1016/0377-0273(82)90056-7.
  28. ^ "Как работают вулканы: извержение горы Пеле (1902 г.)". Государственный университет Сан-Диего. Получено 1 августа 2010.
  29. ^ "Майон". Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 2 августа 2010.
  30. ^ "Ламингтон: Фотогалерея". Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 2 августа 2010.
  31. ^ а б c d е ж грамм час "Как работают вулканы: плинианские извержения". Государственный университет Сан-Диего. Получено 3 августа 2010.
  32. ^ а б «Как работают вулканы: модель извержения». Государственный университет Сан-Диего. Получено 3 августа 2010.
  33. ^ а б Каин, Фрейзер (22 апреля 2009 г.). «Плинианское извержение». Вселенная сегодня. Получено 3 августа 2010.
  34. ^ «Как работают вулканы: кальдеры». Государственный университет Сан-Диего. Получено 3 августа 2010.
  35. ^ Стивен Селф; Цзин-Ся Чжао; Рик Э. Холасек; Ронни К. Торрес и Алан Дж. Кинг. "Атмосферное воздействие извержения вулкана Пинатубо в 1991 году". USGS. Получено 3 августа 2010. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  36. ^ а б А.Б. Старостин; А.А. Бармин и О. Мельник (май 2005 г.). «Переходная модель взрывных и фреатомагматических извержений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований. Механизмы извержения вулканов - выводы из взаимного сравнения моделей процессов в каналах. 143 (1–3): 133–51. Bibcode:2005JVGR..143..133S. Дои:10.1016 / j.jvolgeores.2004.09.014.
  37. ^ а б «X. Классификация вулканических извержений: Сурцеанские извержения». Конспект лекций. Университет Алабамы. Архивировано из оригинал 29 апреля 2010 г.. Получено 5 августа 2010.
  38. ^ Олвин Скарт и Жан-Клод Танги (31 мая 2001 г.). Вулканы Европы. Oxford University Press. п. 264. ISBN  978-0-19-521754-4.
  39. ^ "Hunga Tonga-Hunga Ha'apai: Указатель ежемесячных отчетов". Глобальная программа вулканизма. Смитсоновский национальный музей естественной истории. Получено 5 августа 2010.
  40. ^ а б Чедвик, Билл (10 января 2006 г.). «Недавние подводные извержения вулканов». Программа Vents. NOAA. Получено 5 августа 2010.
  41. ^ а б c Юбер Страудигал и Дэвид Клаудж. «Геологическая история глубоководных вулканов: взаимодействие биосферы, гидросферы и литосферы» (PDF). Океанография. Специальный выпуск о подводных горах. Общество океанографии. 32 (1). Архивировано из оригинал (PDF) 13 июня 2010 г.. Получено 4 августа 2010.
  42. ^ Поль Вессель; Дэвид Т. Сэндвелл; Сеунг-Сеп Ким. «Глобальная перепись подводных гор» (PDF). Океанография. Специальный выпуск о подводных горах. 23 (1). ISSN  1042-8275. Архивировано из оригинал (PDF) 13 июня 2010 г.. Получено 25 июн 2010.
  43. ^ а б c d е «Гляциовулканизм - Университет Британской Колумбии». Университет Британской Колумбии. Получено 5 августа 2010.
  44. ^ а б Блэк, Ричард (20 января 2008 г.). «Отмечено древнее извержение Антарктики». Новости BBC. Получено 5 августа 2010.
  45. ^ Олден, Эндрю. "Туя или Подледниковый вулкан, Исландия". about.com. Получено 5 августа 2010.
  46. ^ «Виды вулканических извержений». Мир вулканов. Государственный университет Орегона. Архивировано из оригинал 15 июля 2010 г.. Получено 5 августа 2010.
  47. ^ «Подледниковое извержение Исландии». Гавайская вулканическая обсерватория. USGS. 11 октября 1996 г.. Получено 5 августа 2010.
  48. ^ «Подледниковые вулканы Марса». Space Daily. 27 июня 2001 г.. Получено 5 августа 2010.
  49. ^ а б c Леонид Н. Германович и Роберт П. Лоуэлл (1995). «Механизм фреатических извержений». Журнал геофизических исследований. Твердая Земля. 100 (B5): 8417–34. Bibcode:1995JGR ... 100.8417G. Дои:10.1029 / 94JB03096. Получено 7 августа 2010.
  50. ^ а б «Фото-глоссарий VHP: Фреатическое извержение». USGS. 17 июля 2008 г.. Получено 6 августа 2010.
  51. ^ а б c d Уотсон, Джон (5 февраля 1997 г.). «Типы извержений вулканов». USGS. Получено 7 августа 2010.
  52. ^ а б "Фреатические извержения - Джон Сич". Мир вулканов. Получено 6 августа 2010.
  53. ^ Эсгерра, Дэррил Джон; Синко, Марикар. «РАЗРЫВ: вулкан Таал извергает пепел в результате фреатического извержения». newsinfo.inquirer.net. Получено 12 января 2020.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка