Строение вулкана: как устроен вулкан и почему он извергается

Из чего состоит вулкан

Вулкан не просто гора с дымом. Под ним на глубине нескольких километров лежит скопление раскалённого расплава, из которого к поверхности ведёт канал. Всё вместе — и то, что видно, и то, что скрыто, — и есть вулкан.

Часть	Что это	Что делает
Магматический очаг	скопление магмы в земной коре на глубине километров	питает вулкан расплавом и газами
Жерло	вертикальный канал от очага к поверхности	по нему магма поднимается вверх
Кратер	чашеобразное углубление на вершине	через него вещество выходит наружу
Конус	гора из застывшей лавы, пепла и обломков	растёт при каждом извержении слой за слоем
Побочные конусы	небольшие конусы на склонах	образуются, когда магма находит боковой ход
Кальдера	огромная впадина на месте вершины	возникает, когда после мощного извержения вершина проваливается

Есть и то, что вулкан выбрасывает. Лава — жидкая или вязкая масса, которая вытекает. Газы, прежде всего водяной пар и углекислый газ, растворены в магме. Пепел — мельчайшие частицы породы, а вулканические бомбы и обломки — куски покрупнее. Из всего этого и вырастает конус.

Как это работает: почему вулкан извергается

1. Магма образуется. На глубине порода частично плавится: из-за жары, из-за того, что давление снижается, или из-за воды, которая попала в горячую породу. Расплав легче окружающих пород, поэтому он начинает подниматься.
2. Собирается в очаге. Магма скапливается на пути вверх и создаёт очаг в коре. В нём накапливаются газы.
3. Давление растёт. Пока магма под большим давлением, газы остаются в ней растворёнными, как углекислота в закрытой бутылке газировки.
4. Магма идёт вверх по жерлу. Давление в канале падает, и газы начинают выделяться пузырьками: магма вспенивается. Как только бутылку открывают, пена бьёт наружу.
5. Извержение. Магма и газы выходят через кратер. Если вязкая магма закупорила канал, газы взрываются, выбрасывая пепел и куски породы.
6. Остывание. Лава застывает, пепел оседает, и конус становится выше. Постепенно вулкан затихает, пока в очаге не накопится новая порция.

Огромную роль в этом играет земная кора: вулканы возникают там, где она тонкая или раздроблена. Как устроена сама планета, рассказано в статье о строении Земли.

Виды вулканов и извержений

По форме выделяют три основных типа.

Щитовые вулканы — пологие, широкие, как перевёрнутый щит. Их создаёт жидкая лава, которая растекается на большие расстояния. Классический пример — Мауна-Лоа на Гавайских островах.

Стратовулканы, или слоистые, — высокие конусы из чередующихся слоёв лавы и пепла. Их извержения бывают опасными. К ним относятся Фудзияма, Везувий и Ключевская Сопка.

Шлаковые конусы — небольшие, крутые, из рыхлых обломков. Вырастают быстро, за годы или даже недели.

Извержения различают по характеру.

• Эффузивные (излияния). Магма жидкая, газы легко уходят, лава спокойно вытекает и стекает по склону. Жертв обычно мало, потому что лаву можно обойти.
• Эксплозивные (взрывные). Магма вязкая, газы не могут выйти, и происходит взрыв. Летят пепел, бомбы, раскалённые облака. Такие извержения опаснее всего.
• Смешанные. Сочетание обоих: сначала взрыв, потом излияние лавы.

По активности вулканы делят на действующие, которые извергались в исторические времена, спящие и потухшие. Грань между последними двумя нечёткая, поэтому вулканологи наблюдают и за спящими.

Вулканы России

Действующие вулканы России находятся на Камчатке и Курильских островах, вдоль так называемого Тихоокеанского огненного кольца: там край океанической плиты уходит под материк, а недра активны.

• Ключевская Сопка — самый высокий действующий вулкан Евразии, около 4 750 метров. Стратовулкан правильной формы.
• Авачинская сопка возвышается прямо над Петропавловском-Камчатским.
• Толбачик известен большими излияниями лавы.
• Шивелуч и Безымянный — вулканы взрывного типа, они регулярно выбрасывают пепел.

На Кавказе стоит Эльбрус, тоже вулкан, но давно не проявляющий активности; его относят к потухшим или спящим. Как образуются горные хребты и почему вулканы стоят в одних местах и нет в других, показано в статье о том, как образуются горы.

Как следят за вулканами

Просыпающийся вулкан подаёт сигналы, и вулканологи ловят их приборами. Сейсмографы записывают подземные толчки: когда магма поднимается, породу трясёт. Приборы на склонах показывают, что гора чуть набухает, как воздушный шарик. Анализируют состав и температуру газов из трещин, а со спутников следят за нагревом поверхности и облаками пепла. Камчатские вулканы наблюдают специалисты Института вулканологии и сейсмологии в Петропавловске-Камчатском, потому что пепел с этих гор опасен для самолётов, летящих над Тихим океаном.

Предсказать день и час извержения пока нельзя. Но по совокупности признаков можно понять, что вулкан «проснулся», и объявить предупреждение, эвакуировать людей и закрыть небо для самолётов. Так было в 2010 году, когда пепел исландского вулкана Эйяфьядлайёкюдль остановил в Европе тысячи авиарейсов.

Чем отличается от похожего

Магма и лава. Магма — под землёй, лава — на поверхности.

Вулкан и обычная гора. Обычная гора поднимается из-за движения земной коры и сложена смятыми пластами. Вулкан растёт, накапливая вещество, которое выбросил из недр.

Вулкан и гейзер. Гейзер выбрасывает горячую воду и пар, вулкан — расплавленную породу и газы. Но гейзеры часто встречаются в вулканических районах: примером служит Долина гейзеров на Камчатке.

Вулкан и землетрясение. Оба связаны с движением плит и часто идут рядом. Но землетрясение — колебание земной коры, а вулкан — выход магмы. Перед извержением землетрясения иногда предупреждают о том, что магма поднимается.

Интересные факты

Как из воды вырастает остров. В 1963 году у берегов Исландии на поверхности океана появился остров Суртсей: подводный вулкан вырос так высоко, что показался над водой. Учёные наблюдали, как остров заселяют первые растения и птицы.

Помпеи под пеплом. В 79 году нашей эры Везувий засыпал пеплом римский город Помпеи. Пепел сохранил дома, улицы и даже отпечатки предметов, и поэтому сегодня историки знают, как жили римляне.

Океанское дно тоже вулканическое. Большая часть вулканической активности происходит под водой, там, где расходятся плиты. О том, что скрывает океан, читайте в статье о рельефе дна океана.

Польза от вулкана. Горячая порода под землёй нагревает воду, и её можно использовать для энергии: на Камчатке работают геотермальные электростанции, первая из них — Паужетская. Пепел вулканов удобряет землю, а вулканические склоны привлекают туристов. Это одна из причин, по которым люди веками селятся у подножия опасных гор и продолжают возделывать там землю.

Год без лета. В 1815 году в Индонезии взорвался вулкан Тамбора, и облака пепла в атмосфере на время ослабили солнечный свет. Следующий, 1816 год, в Европе и Северной Америке называли годом без лета: было холодно, гибли урожаи. Один вулкан на какое-то время изменил погоду на большой части планеты. Так что вулканы связаны не только с землёй, но и с атмосферой: пепел и газы, поднявшись высоко, ещё долго остаются в воздухе и отражают часть солнечных лучей обратно в космос.

Как ответить на уроке

План ответа «Строение вулкана»:

1. Вулкан — образование, через которое магма выходит на поверхность.
2. Части: магматический очаг, жерло, кратер, конус.
3. Магма (под землёй) и лава (на поверхности); что ещё выбрасывает вулкан: газы, пепел, обломки.
4. Виды извержений: спокойные и взрывные.
5. Вулканы делят на действующие, спящие и потухшие.
6. Действующие вулканы России — на Камчатке и Курильских островах.

Вопросы для самопроверки:

• Что такое жерло? Канал, по которому магма поднимается из очага к кратеру.
• Почему взрывные извержения опаснее? Магма вязкая, газы накапливаются и вырываются взрывом, выбрасывая пепел и раскалённые обломки.
• Где в России действуют вулканы? На Камчатке и Курильских островах.