Почему происходят извержения вулканов

Почему происходит извержение вулкана кратко

Извержение вулкана – это выход раскаленной магмы на поверхность земли. Происходит это из-за давления газов в магме, подобно тому, как газ выталкивает пробку из бутылки с шампанским.​ Когда давление газов превышает прочность земной коры, происходит извержение.​

Давление магмы

Глубоко в недрах Земли, под огромным давлением вышележащих слоев горных пород, находится магма — раскаленная жидкая смесь горных пород, газов и растворенных минералов.​ Эта магма стремится найти выход на поверхность, подобно тому, как воздух в воздушном шарике давит на его стенки, стремясь расшириться.​

Земная кора, хоть и кажется нам незыблемой, на самом деле состоит из отдельных тектонических плит, которые находятся в постоянном движении.​ В местах, где эти плиты расходяться или сталкиваются, возникают зоны слабости, разломы и трещины. Именно в этих местах магма, находящаяся под огромным давлением, «находит лазейку» и устремляется вверх по каналам и трещинам, преодолевая сопротивление окружающих пород.​

Чем глубже находится магматический очаг, тем выше давление, оказываемое на магму.​ Когда это давление превышает прочность вышележащих слоев земной коры, происходит выброс магмы на поверхность — вулканическое извержение.​

Можно провести аналогию с кастрюлей с кипящей водой, плотно закрытой крышкой.​ Пар, образующийся при кипении, создает давление внутри кастрюли.​ Если давление пара становится слишком высоким, он найдет слабое место — например, неплотно прилегающую крышку — и вырвется наружу.​ Точно так же и магма, накопившая критическое давление, прорывает земную кору в самых уязвимых местах, что приводит к извержению вулкана.​

Дегазация магмы

Внутри раскаленной магмы, скрытой в недрах Земли, растворено огромное количество газов, таких как водяной пар, углекислый газ, диоксид серы и другие.​ Эти газы играют ключевую роль в запуске вулканического извержения.​ По мере того как магма поднимается к поверхности по каналам и трещинам, давление окружающих пород снижается.​

Этот процесс можно сравнить с открытием бутылки с газированным напитком. Внутри бутылки напиток находится под давлением, и растворенный в нем углекислый газ остается в растворенном состоянии.​ Но как только мы открываем бутылку, давление падает, и газ начинает выделяться в виде пузырьков, стремясь выйти наружу.

Точно так же и с магмой⁚ при снижении давления растворенные в ней газы начинают выделяться в виде пузырьков.​ Эти пузырьки, увеличиваясь в размерах, создают огромное давление на окружающую магму и на стенки магматического канала. Если это давление оказывается достаточно сильным, чтобы преодолеть сопротивление вышележащих пород, происходит взрывное извержение вулкана.​

Дегазация магмы ─ это сложный процесс, который зависит от множества факторов, таких как состав магмы, температура, скорость ее подъема и другие.​ Именно выделение газов придает вулканическим извержениям их взрывной характер, а выброшенные в атмосферу газы и пепел могут оказывать существенное влияние на климат планеты.

Тектонические плиты

Чтобы понять, почему происходят извержения вулканов, нужно взглянуть на нашу планету как бы «изнутри».​ Земная кора не является единым монолитом, она разбита на огромные фрагменты, называемые тектоническими плитами.​ Эти плиты, подобно гигантским льдинам на поверхности океана, находятся в постоянном движении, скользя по вязкому слою мантии.​

Именно на границах этих плит, в зонах их столкновения или расхождения, чаще всего и происходят вулканические извержения.​ Когда тектонические плиты сталкиваются, одна из них может погружаться под другую — этот процесс называется субдукцией.​ Океаническая плита, как более тонкая и плотная, обычно «подныривает» под континентальную.​ В зонах субдукции магма образуется в результате плавления погружающейся плиты под воздействием высокой температуры и давления. Эта магма, насыщенная газами, стремится найти выход на поверхность, что и приводит к образованию вулканов.

В зонах расхождения плит, наоборот, магма поднимается из глубин мантии, заполняя пространство между расходящимися плитами.​ Так формируются срединно-океанические хребты — огромные горные цепи на дне океанов, где непрерывно изливается лава и рождается новая океаническая кора.​ Вулканы, образующиеся в зонах расхождения плит, как правило, менее взрывные, чем вулканы зон субдукции, но их извержения могут продолжаться гораздо дольше.​

Таким образом, тектонические плиты играют ключевую роль в распределении вулканов на планете, и движение этих плит во многом определяет характер и интенсивность вулканических извержений.​

Внешние факторы

Хотя основная движущая сила вулканических извержений скрыта глубоко в недрах Земли, внешние факторы также могут играть роль спускового крючка, приводящего к пробуждению огненной стихии.​ Даже незначительные, на первый взгляд, изменения в окружающей среде способны нарушить хрупкое равновесие внутри вулкана и спровоцировать извержение.​

Одним из таких факторов являются сильные землетрясения.​ Сейсмические волны, распространяющиеся от эпицентра землетрясения, могут проходить сквозь земную кору, словно ударная волна, и воздействовать на магматические очаги, расположенные на значительном удалении.​ Это воздействие способно привести к повышению давления в магме, образованию трещин в горных породах, ослаблению «пробки», удерживающей магму внутри вулкана. В результате, даже относительно слабое землетрясение может стать «последней каплей», которая запустит цепную реакцию, приводящую к извержению.

Другой важный фактор — изменения уровня грунтовых вод.​ Если уровень грунтовых вод резко понижается, например, из-за засухи или интенсивного водозабора, это также может спровоцировать извержение. Снижение давления со стороны грунтовых вод уменьшает противодействие давлению магмы, стремящейся вырваться на поверхность.​ В результате, вулкан, который долгое время дремал, может внезапно проснуться, выбрасывая потоки лавы и тучи пепла.​

Изучение влияния внешних факторов на вулканическую активность — важная задача для вулканологов, позволяющая лучше понимать природу этих грозных явлений и прогнозировать их поведение.​

Строение вулкана

Чтобы понять, почему происходят извержения вулканов, важно представить себе устройство этих огнедышащих гор, скрывающих под собой сложную систему каналов и полостей, по которым движется раскаленная магма.​ Представьте себе вулкан как огромный «паровой котел», в котором постоянно кипят и бурлят расплавленные породы, стремясь вырваться на свободу.

В самой глубине вулкана находится магматический очаг — область, где скапливается магма, поступающая из недр Земли.​ От магматического очага отходит жерло — вертикальный или наклонный канал, по которому магма поднимается к поверхности.​ Жерло вулкана можно сравнить с «дымоходом» этого гигантского котла, по которому вырываются дым, пепел и раскаленные газы.​

На вершине вулкана располагается кратер — чашеобразное углубление, образовавшееся в результате предыдущих извержений.​ Именно через кратер, как правило, происходит выброс лавы, пепла и вулканических бомб во время извержения.​ Кратер вулкана можно сравнить с «горловиной» этого котла, через которую выплескивается кипящее содержимое.​

Помимо основных элементов, магматического очага, жерла и кратера, — вулкан может иметь боковые кратеры и трещины, образующиеся на его склонах. Эти дополнительные «отверстия» также могут служить путями для выхода магмы на поверхность, приводя к образованию боковых извержений.​ Именно строение вулкана, сложная система его внутренних каналов и полостей во многом определяют характер извержения — будет ли оно спокойным излиянием лавы или же примет форму катастрофического взрыва.​