Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Введение, вулканы

.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
24.06.2017
Размер:
96.77 Кб
Скачать

Введение

С космической катастрофы начал свое существование наш мир, возникла Вселенная. Затем, именно после ряда более мелких, но не менее значительных катастрофичес­ких событий, на Земле зародилась жизнь, а спустя несколько миллионов лет и разум.

Видимо, и конец существования человечества может прийти вследствие какой-либо грандиозной катастрофы. Мы не знаем, будет ли эта катастрофа природным явле­нием: всемирным потопом, уже описанным Библией, столкновением с огромным метеоритом, предсказанным ясновидцами, а может быть, гибель жизни на Земле бу­дет результатом угасания, старения звезды, ведь все мы существуем, только благодаря энергии, получаемой от Солнца. Но гораздо страшнее то, что ужасный конец может оказаться делом рук самого человека: экологической катастрофой, вызванной тотальным загрязнением окружающей среды, термоядерной войной, развязанной амбициозными безумцами.

Так что же такое катастрофа? Какое определение можно дать столь важному для нас понятию? Что несет человечеству, миру в целом катастрофа: только ужас, страх, отчаяние, смерть, а может быть, в конечном итоге она приводит хотя и к болезненной, но необходимой замене устаревшего новым, более прогрессивным, то есть является созидательным процессом совершенствования природы, подобным известному естественному отбору среди живых существ. Кстати, тоже сопровождавшемуся гибелью не приспособившихся к жестким условиям окружающей среды видов растений и животных.

Наше отношение к тому или иному катастрофическому событию зависит от того, с какой позиции мы на него смотрим: являемся ли непосредственными участниками трагедии или сторонними наблюдателями последствий катастрофы. Объективным в такой ситуации остаться практически невозможно, можно лишь предположить, что катастрофа — сложное, многогранное явление, несущее как разрушающее зло, так и непредсказуемое новое добро.

Наиболее точным можно считать следующее определение этого понятия: катастрофа (греч. katastrophe - неожиданное изменение, переворот) — внезапное событие со значительными по масштабам трагическими последствиями, гибелью людей и разрушениями (землетрясение, извержение, цунами, лавина, ураган, пожар и так далее). Можно лишь дополнить, что трагические последствия для человека могут заключаться не только в физическом увечье или смерти, но и могут выражаться в тяжелой психической травме, приводящей к коренным изменениям характеров, взглядов, принципов, устоев человека.

Метеориты

В-третьих, космологические данные, т.е. результаты изучения космических тел, в первую очередь Луны и метеоритов, падающих на Землю. Эти данные можно использовать только при предположении о близости химического состава исходного вещества планет, по крайней мере, земной группы. Гипотезы о происхождении Земли допускают сходство химического состава Земли и Луны. Кроме того, можно полагать, что поставщиком значительной части метеоритов, падающих на Землю, является пояс астероидов, положенный между орбитами Марса и Юпитера. Существует гипотеза о том, что современные астероиды являются обломками десятой планеты Солнечной системы - Фаэтона. Предполагая сходство химического состава Земли и этой планеты, можно использовать результаты анализа состава метеоритов при изучении химического состава нашей планеты.

Метеориты играют значительную роль в жизни Земли. Ежесуточно на Землю падает около 3 т метеоритов, не считая космической пыли. Всего на Землю попадает не менее 10 тыс.т метеорно-космического вещества в год. И в любом случае, представляют ли метеориты исходный «строительный материал», из которого так и не была сформирована десятая планета, или являются обломками планеты Фаэтон, изучение их химического состава позволяет судить о составе материи, достаточно близкой Земле.

К настоящему времени общее число найденных метеоритов составляет примерно 2500 шт. Число же обломков метеоритов исчисляется десятками тысяч.

В последние годы многочисленные находки метеоритов сделаны в Антарктиде. Связано это не с повышенной частотой падения метеоритов, а с уникальными условиями их сохранения здесь. Только с 1973 по 1983 г. японские исследователи Антарктиды по­добрали 4750 фрагментов метеоритов (вблизи горы Ямато на Земле Королевы Мод). Размеры метеоритов весьма разнообразны. Метеорит массой 60 т, названный Гоба, найден в Африке. В Каньоне Дьявола, штат Невада, США по диаметру метеоритного кратера в 1,2 км и глубине в 140 м определили, что масса взорвавшегося метеорита составляла 15 тыс.т.

По составу метеориты делятся на железные, железо-каменные и каменные.

Железные метеориты составляют 6% от всех найденных. Они почти целиком сложены железом (89,7%) и никелем (9,1 %) и называются сидеролитами. Плотность их около 8 г/см3.

Железо-каменные метеориты составляют лишь 2% найденных. По составу они делятся на паласситы (железо с вкраплениями силикатов) и мезосидериты (примерно равное количество железа и силикатов). Их плотность 5-6 г/см3.

Наиболее часто находят каменные метеориты, составляющие 92% от всего количества. По составу они делятся на хондриты и ахондриты. Хондриты состоят из овальных каплевидных зерен (хондр) силикатов, сцементированных железом. Форма зерен свидетельствует об остывании их в условиях весьма слабого тяготения. Ахондриты по составу близки к земным породам основного ряда - базальтам и иногда содержат до 1% алмазов. Ахондриты наиболее распространенная разновидность метеоритов. Существует предположение о том, что они являются продуктами лунного вулканизма, выбрасывающего их в поле тяготения Земли. Плотность их около 3,5 г/см3.

Приведенные данные о составе метеоритов, падающих на Землю, служат аргументом в пользу гетерогенного строения планет. Возвращаясь к гипотезе о том, что метеориты являются фрагмен­тами разрушенной планеты Фаэтон, можно установить связь планетных оболочек с классом метеоритов. По мнению А.Н.Заварицкого, ахондриты представляют собой обломки коры планеты, имевшей мощность 40-50 км, Мантия Фаэтона характеризовалась ультраосновным силикатным составом, о чем свидетельствует состав хондритов. Сидеролиты и железо-каменные метеориты могли образоваться при разрушении ядра планеты.

Не вдаваясь в гипотезы существования планеты Фаэтон, следует указать, что астероиды (если судить по метеоритам) по плотности и другим параметрам, безусловно, близки к планетам земной группы. В этой связи важность изучения состава метеоритов очевидна.

Близость химического состава планет подтверждают также данные изучения образцов лунных пород, доставленных советской станцией «Луна-16» и американскими «Аполлон-11 и 12».

С учетом состава и свойств метеоритов и образцов с Луны, а также геофизических (сейсмологических) данных о внутреннем строении Земли рассчитаны модели химического состава Земли в целом (табл.5)

Таблица 5

Химический состав Земли

Химические элементы

Массовая доля,%

по А.Е.Ферсману

по Б.Мсйсону

О

27,71

29,5

Fe

39,76

34,6

Si

14,53

Mg

8,69

12..7

S

0,64

1,92

Ni

3,46

2,38

Ca

2,32

1,13

Al

1,79

1,09

Прочие

1,1

1,48

Сравнение состава Земли в целом с составом земной (см.выше) показывает резкое увеличение в первом доли тяжелых элементов - железа и никеля, что обусловлено влиянием ядра.

Размещение вулканов и типы вулканических извержений

Размещение вулканов подчиняется определенной закономерности, обусловленной закономерной геодинамикой литосферы. Можно выделить по крайней мере четыре группы вулканов, связанных с определенной тектонической обстановкой. Из 700 известных сейчас активных вулканов, т.е. действовавших в историческое время, примерно 65% сосредоточены в островных дугах вокруг Тихого океана или на континентальной стороне границ между плитами. Примером могут служить Алеутские и Курильские острова, Камчатка, Япония, Марианские острова, Филиппины, Центрально-Американский пояс, Анды и т.д. Второй пояс концентрации вулканов, в котором сосредоточено примерно 25% их общего количества, протягивается вдоль Средиземноморско-Гималайского сегмента, т.е. через Италию, Грецию, Турцию, Армению, Иран и т.д. с выходом к Южной Азии и Индонезии. Вулканы третьей группы, связанные со срединно-океаническими хребтами (примерно 7% от общего количества), расположены в Исландии, на Азорских островах, на о-вах Тристан-да-Кунья, Асунсьон, Ян-Майен и др. Четвертая группа включает цепочки вулканических островов в Тихом океане, и в первую очередь Гавайские острова. Кроме наземных вулканов, в акватории океанов по разным оценкам насчитывается от 8 до 15 тыс. подводных вулканов высотой не менее 1 км. Большинство из них никогда не поднимались выше уровня моря, но часть из них некогда были вулканическими островами, теперь погруженными вследствие тектонических движений.

Рассмотрим типы вулканических извержений. Характер извержений бывает весьма различным и зависит от температуры лавы и ее химического состава. Эти свойства определяют качество и количество продуктов извержения, наличие и силу сопровождающих землетрясений и т.д. По таким признакам установлено несколько четко выраженных типов извержений - гавайский, стромболианский, везувианский и пелейский

Гавайский тип извержений характерен для вулканов Мауна-Лоа и Килауэа на о-ве Гавайи. Это классические щитовые вулканы с очень пологими склонами (уклон не более 5°) и конусом, сложенным слоями остывшей лавы. Такие пологие конусы образовались в результате излияния подвижной жидкой базальтовой лавы с малым содержанием газов (рис.14,а). Извержению этого типа предшествует подъем магмы и накопление ее в магматических камерах. По мере возрастания давления лава начинает медленно переливаться через край кратера и разливаться по склону.

Внушительный объем сведений о вулкане Килауэа и его гигантском соседе Мауна-Лоа был получен Гавайской вулканологической обсерваторией, сооруженной в 1912 г. на краю кальдеры Килауэа. Остров Гавайи образован пятью вулканическими конусами (Мауна-Лоа, Килауэа, Кохала, Мауна-Кеа и Хуалалаи) (рис.15). Резервуар Мауна-Лоа находится на глубине 5,3 км ниже уровня океана, а сам вулкан возвышается на 4,5 км над уровнем океана. Таким образом, общая высота вулкана достигает почти 10 км. Его объем превышает 21х103 км3, т.е. наибольший из всех известных действующих на Земле вулканов. Мауна-Лоа имеет широкую куполообразную вершину и пологие склоны, сложенные тонкими потоками базальтовой лавы. Лава, надстраивающая гору, до затвердевания свободно стекала по пологим склонам. Большая ее часть поступает из трещин.

На вершине Мауна-Лоа находится кальдера длиной 6 км и шириной до 3 км; ее стенки местами поднимаются на 200 м. Дно

Рис. 14. Типы вулканических извержений:

а - гавайский, б - стромболианский, в - везувианский, г -пелейский;

1 — застывшая лава, 2 -расплавленная лава, 3 - жерло, 4 - облако газов и пепла, 5 - пепел и бомбы, 6- черная туча пепла, 7—«палящая» туча, 8 - обелиск вязкой лавы

кальдеры рассечено в длину несколькими субпараллельными трещинами, по которым временами свежая лава поднимается до бортов кальдеры и иногда переливается через ее край. При извержениях некоторое количество лавы выбрасывается фонтаном вверх на высоту нескольких сот метров. Но чаще лава изливается по трещинам ниже по склону и длинными тонкими потоками устремляется вниз. В 1919 и 1926 гг. потоки, вырвавшиеся на поверх-