Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОСНОВЫ ГЕОЭКОЛОГИИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Расположение вулканов.

Более 90% вулканов расположено вдоль границ литосферных плит. Границы между плитами могут быть дивергентными, конвергентными и трансформными.

По дивергентным границам происходит наращивание океанической коры и раздвижение плит. По конвергентным — схождение плит, причем может происходить поддвигание океанической плиты под более легкую континентальную или столкновение двух плит, вызывающее коллизионные обстановки. По трансформным, обычно крутопадающим, разломам осуществляется перемещение литосферных плит относительно друг друга.

Следовательно, вулканы связаны с зонами растяжения, сжатия и сдвига. К зонам растяжения относятся срединно- океанические хребты (СОХ) и континентальные рифты. Срединно-океанические хребты (Атлантический СОХ, Тихоокеанский СОХ) представляют собой вытянутые гористые поднятия с осевым рифтом, где происходит возникновение океанической коры. По осевым рифтам из мантии изливаются базальтовые лавы. Большая скорость подъема расплавов к поверхности практически не изменяет состава лав; изверженные породы представлены в основном толеитовыми базальтами. По мере удаления от СОХ увеличивается процент щелочных базальтов. Интенсивность вулканических извержений влияет на скорость раздвиже- ния литосферных плит. Так, наибольшая скорость раздви- жения плит отмечается в Тихом океане: до 10—18 см/год (Е. II. Дубинин, К. А. Скринко).

Континентальные рифты (оз. Байкал, Красное, Мертвое моря, Калифорнийский залив, рифты Восточной Африки и др.) относят к структурам ранней стадии растяжения коры.

В континентальных рифтах мантийные расплавы формируют промежуточные очаги на глубинах порядка первых десятков километров. При взаимодействии с различными по составу вмещающими породами происходит дифференциация расплавов.

Наиболее интенсивно вулканическая деятельность проявляется в местах тройного сочленения рифтов, например, Галапагосское в Тихом океане, Азорское в Атлантическом, Родригес в Индийском океане, Афар в Восточной Африке и др. (рис. 2.4).

Тройное сочленение плит в восточной части Тихого океана вблизи островов Галапагос. Линиями показана величина спрединга за 1 млн лет (А. Аллисон, Д. Палмер, 1984)

Рис. 2.4. Тройное сочленение плит в восточной части Тихого океана вблизи островов Галапагос. Линиями показана величина спрединга за 1 млн лет (А. Аллисон, Д. Палмер, 1984)

В зонах сжатия при поддвигании одной плиты под другую формируются глубоководные желоба, островные дуги, микроконтиненты и активные окраины континентов. От желобов в сторону континентов прослеживаются наклонные зоны, называемые сейсмофокальными или зонами Беньофа, по которым океаническая плита погружается под континентальную. Частичное плавление океанической плиты приводит к образованию магмы, которая поднимается к поверхности.

От глубины плавления и состава расплавленных пород зависят состав магмы, тип вулканизма. Вулканы пространственно сопряжены с островными дугами, микроконтинентами и активными окраинами континентов (Тихоокеанское кольцо). По мере удаления от океана и, следовательно, с увеличением глубины плавления толеитовые лавы базальтового и андезитового состава сменяются на продукты извержения известково-щелочного ряда от базальтов до дацитов и далее на щелочно-базальтовые и субщелочные лавы.

Вулканы активных окраин континентов характеризуются большим содержанием Si02 и А1203 и, следовательно, большей эксплозивностью извержений.

При столкновении континента с континентом, микроконтинентом или островной дугой образуются коллизионные обстановки, характеризующиеся скучиванием пород и интенсивным проявлением вулканизма (гималайский, кавказский тип). Коллизионный вулканизм развивается по-разному, в основном сохраняя особенности вулканизма, предшествующего стадии столкновения.

Смещение литосферных плит осуществляется по трансформным разломам, которые находятся как в океане (Чарли Гиббс в Северной Атлантике), так и на континенте (Анатолийский). Скольжение происходит из-за разности скоростей их перемещения. Вулканы проявляются в местах, где плиты не просто скользят относительно друг друга, но и имеют некоторое расхождение.

Небольшое количество вулканов находится внутри плит. Здесь они расположены над «горячими точками», т.е. над участками локальных долгоживущих потоков разогретого мантийного вещества. Например, на континенте к таким вулканам относится Тибести в Африке. Перемещаясь, плиты как бы проплывают над этими участками, образуя цепочку вулканов. Так были образованы Австралийские, Маршаловы острова, Гавайско-Императорский хребет.

Интенсивность вулканизма увеличивается, если горячая точка совпадает в пространстве с границей литосферных плит, со Срединно-Океаническим хребтом или трансформным разломом, как в Исландии, где «горячая точка» находится на трансформном разломе Чарли Гиббс.

В России активные вулканы расположены на Камчатке, Курильских островах, Сахалине, а потухшие — на Кавказе, в Закавказье, Прибайкалье.

На Камчатке насчитывается 141 вулкан, из них 28 действующих. Наиболее активными считаются Шивелуч, Ключевской, Безымянный, Плоский Толбачик, Кроноцкий, Авачинский, Ичинский, Мутновский.

В конце 2003 г. вулканы Камчатки активизировались. Произошли извержения вулканов Ключевской, Шивелуч, Карымский, Авачинский, Безымянный. Вулкан Шивелуч (рис. 2.5) находится в стадии активного извержения с мая 2000 г. Его деятельность сопровождалась ростом лавового купола в кратере, представлявшего собой гигантский шар диаметром 400 м. В настоящее время началось разрушение купола. Под давлением газов часть обломков и пепловой массы с огромной силой выбрасывается в атмосферу, что привело к образованию над кратером огромного столба высотой до 3—4 км. Пепловое облако временами поднималось до 7 км. Извержение вызывает активное таяние снегов и возникновение лахаров — каменно-грязевых потоков. Они с огромной скоростью спускаются по склонам Шивелуча и могут перекрыть дорогу на п. Усть-Камчатский, которая проходит в 15 км.

Извержение вулкана Шивелуч, 2004 г. (фото ИТАР-ТАСС)

Рис. 2.5. Извержение вулкана Шивелуч, 2004 г. (фото ИТАР-ТАСС)

Поствулканические явления. Не менее опасны и поствулканические явления. После извержения вулканов происходит выделение на поверхность вулканических газов, называемых фумарольнами. В их состав входят вода, водород, кислород, углерод и сера, образующие различные соединения, зависящие от температуры. Кроме того, присутствуют фтор, хлор, бор, азот, аргон и их соединения.

В состав высокотемпературных (+500—700°С) фума- рольных газов входят хлористо-сернокисло-углекислые газы (HCl, HF, NH4CI, S02, СО, С02, В, Н2), хлористые соединения (FeCl3, KCl, NaCl и др.). В составе более низкотемпературных газов (+100—200°С) преобладающее значение имеют сернистые соединения, вследствие чего они получили название сольфатарных (от итал. сольфа — сера). В них входят S02, 1I2S, СО, С02, П20, С114, N. При температурах ниже +100X выделяются углекислые фумаролы (мофетты), указывающими нередко на затухающую деятельность вулкана. Здесь преобладает С02, присутствуют H2S, СН4, Н20, N. Мофетты наиболее опасны для жизни людей и животных.

В вулканических газах присутствуют и различные металлы. Например, в газовых пробах Плоского Толбачика обнаружены медь, цинк, свинец, олово, серебро, мышьяк; в газах других вулканов присутствуют также железо, ртуть и др. (Е. К. Мархинин).

К сравнительно молодым вулканам приурочены горячие источники, среди которых нужно отметить гейзеры. Гейзеры — это источники, из которых время от времени горячая вода выбрасывается сильной струей на высоту от 1—3 до 80 м. Гейзеры встречаются на Камчатке, в Исландии, США, Новой Зеландии, Чили (рис. 2.6).

На Камчатке находится знаменитая Долина Гейзеров (протяженностью 5 км) с многочисленными горячими фумарольными озерами и грязевыми котлами. В ней сосредоточены периодически фонтанирующие гейзеры, пульсирующие и постоянно действующие термальные источники различной температуры. Площадь вокруг гейзеров покрыта пестрым ковром красных, зеленых и синих термофильных водорослей.

Термальные проявления представлены неглубокими воронками диаметром от нескольких сантиметров до нескольких метров с точечными газирующими грифонами.

Малый гейзер. Камчатка

Рис. 2.6. Малый гейзер. Камчатка

Термальные воды Камчатки подразделяются на сернисто-углекислые, азотно-углекислые и углекислые. В их газовом составе кроме сернистого, углекислого газа и азота содержатся легколетучие соединения бора, фтора, хлора, селена, ртути и других химических элементов.

Растворяясь, сернистые газы придают поверхностным и грунтовым водам сильно кислый состав, подобный раствору сернистой кислоты. Из сернокислых вод осаждаются сульфидные минералы ртути, мышьяка, сурьмы, меди, цинка, свинца, железа. Иногда происходит выделение ядовитого селенистого водорода. При использовании горячих источников необходимо проводить предварительные исследования, изучать степень негативного влияния на окружающую среду, совершенствовать технологический процесс для более рационального использования источников.

Защитные мероприятия. Человек пытается бороться с разрушительной силой вулканов. Предложен целый ряд активных защитных мероприятий. Например, лаву охлаждают сильными струями воды, чтобы перевести ее в твердое состояние, как было в одном из городов на острове Хеймаэй в Исландии.

Иногда сооружают защитные стены, плотины, валы для задержки лавовых потоков. При помощи авиации и артиллерии можно разрушить часть кратера, чтобы лава могла течь в безопасном направлении. Если в кратере расположено озеро, то при извержении вода выбрасывается и, смешиваясь с рыхлым материалом, превращается в горячие грязевые потоки — лахары, которые, устремляясь вниз по склону, сокрушают все на своем пути. Этого можно избежать, если перед началом извержения соорудить систему тоннелей и по ним спустить воду.

К пассивным средствам защиты относятся: расположение населенных пунктов в наиболее безопасных местах, хорошо действующая система предупреждения и эвакуации людей, мониторинг и вулканическое районирование. Последнее состоит из исследования вулканических областей и составления карт, по которым можно определить степень опасности того или иного вулкана и выбирать путь спасения при эвакуации. Па картах также обозначаются побережья, подверженные цунами.

Для противостояния таким геологическим процессам, как вулканизм, необходимы совместные международные исследования. Существуют проекты по уменьшению риска опасных природных явлений. Они предусматривают использование современных технологических достижений, координацию информации, картирование активных и потенциально активных вулканов, изучение вулканической деятельности, улучшение техники регистрации вулканических извержений, совершенствование прогноза на основе геодинамического и геохимического мониторинга. Международная вулканологическая ассоциация организует симпозиумы, обменивается опытом по вопросам исследования и прогнозов извержений.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>