Вулкани і вулканічна діяльність - реферат, сторінка 1
Вулканічна діяльність - надзвичайно цікавий об'єкт для вивчення і, зрозуміло, дуже цікава тема для розповіді.
Вулканічна діяльність, що відноситься до ряду найбільш грізних явищ природи, часто приносить величезні лиха людям і господарству. Тому необхідно мати на увазі, що хоча не всі діючі вулкани викликають нещастя, тим не менше, кожен з них може бути в тій чи іншій мірі джерелом подій, що можуть спричинити за собою трагічні наслідки. Виверження вулканів бувають різної сили, проте до катастрофічних відносяться тільки ті, які супроводжуються загибеллю людей і матеріальних цінностей.
У стародавні часи, коли люди були неграмотні і не вміли пояснювати явища природи, грізна і руйнівна діяльність вулканів викликала в людині марновірство і страх. Про них складалися стародавні міфи і найнеймовірніші легенди.
Як оповідає одна з легенд, понад дві з половиною тисяч років тому греки поселили на Липарских островах, розташованих уздовж Апеннінського півострова, похмурого, але надзвичайно працьовитого Гефеста з його кузнею. Гефест (його називають ще богом ковальства) незабаром взявся за справу і зовсім небагато часу через роздув свої горнила так, що на горі одного з островів сталося велике виверження. Спочатку з'явилася чорна хмара, яка огорнула все навколо мороком. Вона піднімалася все вище і вище, обсипаючи навколишні місця тонкодробленимі частинками розпеченої лави. Потім настав період деякого спокою. А пізніше з вершини конусоподібної гори почали виливатися огненножідкіе потоки (або лави), які утворили мови різної протяжності.
Багато легенд і оповідей пов'язано з вулканами, розташованими в Середземному морі. Стародавні греки, наприклад, дивилися на вулканічні області, як на володіння бога вогню Гефеста і як на місце, де відбувається боротьба між богами.
Слово «вулкан» походить від острова Вулкан, що знаходиться в Тірренському морі, поблизу Італії, який греки вважали входом до пекла.
Згодом на зміну цих наївних уявлень людей приходить справжнє знання. З'являється наука про будову Землі - геологія. А в кінці минулого століття вивчення вулканічних областей, самих вулканів і постійне спостереження за їх діяльністю виділяються в окрему науку - вулканології.
Багато знаменитих міста розташовані поруч з вулканів, що викидалися за останню тисячу або навіть сто років і зберегли свою активність.
Познайомимося з їх історією і діяльністю, щоб краще зрозуміти, яким чином і чому відбуваються виверження вулканів, яку користь для людини приносить виверження вулкана. Дізнаємося, що ж собою являє вулканічна діяльність і взагалі вулкани.
Глава 1. Загальні відомості про вулкани.
Серед різноманітних явищ природи вулканічна діяльність привертала особливу увагу людини. Відомий вчений вулканолог В. І. Влодавец пояснює утворення вулканів так: вулкани це - геологічні утворення, що виникають в земній корі над каналами або тріщинами, за якими з надр землі вивергаються вогненно - рідкі лави, уламки розпечених гірських порід, попіл, гарячі гази, пари . У загальному вигляді під вулканом прийнято розуміти конусоподібну гору з дещо усіченої вершиною. На вершині такої гори знаходиться чашеобразное поглиблення (кратер). Останній з'єднується з поводять каналом (жерлом). Найголовніше в вулкані НЕ гора, яка може утворитися і не утворитися над вулканічним виходом, а самий вихід, або жерло, звідки з глибини виходять вулканічні продукти: пар, гази, попіл і лава. Гази, що вириваються з вулкана, викидають пухкий матеріал, який падає навколо виходу, тут же виливається і лава; ось ці-то пухкі матеріали з лавою, нагромаджуючи біля виходу, і утворюють поступово гору. Це найбільш поширена, але не єдина форма вулканів Малюнок.
Причини виверження вулканів.
Які ж причини викликають виверження вулканів? Що таке магма? Який її склад? Де вона знаходиться? Які джерела енергії і процеси, що призводять до її утворення? Які шляхи її руху? В якому стані виходить вона на поверхню Землі, і які форми приймає на її поверхні?
Виникнення вулканів, їх життя і діяльність пов'язані з концентрацією внутрішньої теплової енергії Землі і з подальшою її втратою.
Відомо, що і земна кора, і розташована нижче верхня мантія перебувають в твердому стані. Якщо ми подумки будемо слідувати в глиб Землі, то переконаємося, що через кожні 33 метра температура підвищується на 1 градус С. Це так званий геометричний градієнт. На глибині декількох десятків кілометрів температура досягає такого рівня, при якому гірські породи зазвичай плавляться. Однак з глибиною зростає і тиск, що перешкоджає плавлення. З плином часу різні зрушення в земній корі і верхній мантії (розломи, вертикальні пересування блоків і т.д.) порушують рівновагу і тоді на великих глибинах тверда речовина переходить в сплав, створюючи осередок. За допомогою газу та пара розплав з цього вогнища спрямовується до поверхні - відбувається виверження вулкана.
Що таке магма?
Розплав цей називається магмою. Назва була запропонована ще в минулому столітті німецьким вченим Г.Розенбушем. По-грецьки магма означає тісто. Назву не дуже точно відображає стан речовини, оскільки магма не завжди схожа на тісто. У магмі багато газів і парів, її в'язкість має надзвичайно широкий діапазон - іноді це рідка маса, іноді твердо - пластична.
Де ж знаходиться «будинок» магматичного вогнища. Щоб усвідомити це, необхідно привести схему будови земної кулі. Сама верхня оболонка його - земна кора. Потужність її в середньому близько 50 км. На континентах вона іноді вище, а в океанічних западинах знижується до декількох кілометрів. Наступна оболонка - верхня мантія, потужність якої 900 км. До глибини 2900км простежується нижня мантія. Далі, від 2900 до 6300 км, т. Е. До центру Землі, слід ядро. В якості моделі будови Землі можна привести очищене яйце. В такому випадку сама верхня плівочка його представлятиме земну кору, білок-мантію, а жовток-ядро.
Інформацію про будову Землі нам дають сейсмічні хвилі (або хвилі землетрусів). Властивість цих хвиль таке, що при переході з одного середовища в іншу вони змінюють швидкість, причому ці зміни відбуваються стрибкоподібно. На глибині 50-60 км (по виході за межі земної кори) швидкість походження хвиль збільшується, вказуючи нам кордон земної кори і верхньої мантії. Далі, на глибині 2900 км, сейсмічні хвилі потрапляють в таке середовище, де вони поширюватися не можуть; звідси починається ядро Землі. Оскільки ядро не пропускає сейсмічні хвилі, передбачається, що воно знаходиться в рідкому стані (через рідину хвилі не проходять).
Мантія, а точніше верхня її частина, і є тією областю Землі, де утворюються магматичні осередки. Як відомо, тверда речовина може плавитися лише на глибині близько 40 км, де температура піднімається приблизно до 1200 С.
Магматичні осередки існують в земній корі, поблизу поверхні, всього на глибині декількох кілометрів.
Які ж продукти надходять на поверхню Землі при виверженні вулканів? В якійсь мірі умовно їх можна розділити на газоподібні, рідкі та тверді. Гази, пари води і деяких кислот, якими на певному етапі насичена магма, є тим підйомним важелем, який переміщує розплав спочатку ближче до поверхні, а потім і на поверхню. Коли шлях до поверхні ще не прокладений, розплав, пересичений газами і парами, силою проштовхується і долає перешкоду - виникає вибух. При вибуховому виверженні викидаються тверді продукти-шматки лави або шлаки, пемза, вулканічні бомби найрізноманітнішої форми і розмірів (від 10-15 см. До 1 м і більше в діаметрі). А найпоширеніші форми - це уламки довжиною понад 7 см. При викиді з жерла вони ще перебували в розплавленому стані, пролетівши багато сотень метрів, холоднішими в повітрі і падали на схили вулкана вже сильно отверділим. Форма цих бомб досить різноманітна. Вони бувають схожі на шматки плоскою або закрученої стрічки, на великі «краплі», які, обертаючись в повітрі, набувають веретеноподібну форму. Зустрічаються округлі бомби з поверхнею, що нагадує кірку свіжоспеченого хліба (вони так і називаються - бомби типу «хлібної кірки»), а так само пористі шматки лави типу шлаків. Ще не остиглі шматки магми, падаючи на схили вулкана, сплющуються, а тому називаються бомбами типу «коров'ячих коржів». Іноді викидаються і великі брили - довжиною понад 1 м. Сюди ж відносяться надзвичайно багаті варіаціями форм лапилли - частинки, вулканічні уламки розміром менше 7 см. Лапилли від латинського lapillus «кулька», «маленький камінь». Дуже цікаві краплі базальтового розплаву, застиглі в повітрі у вигляді химерних маленьких (не більше 1-2 см.) Чорних скловати півмісяців, груші інших фігур. На честь гавайської богині вулканів вони називаються «сльозами Пеле», а тонкі нитки з скловатою лави отримали найменування «волосся Пеле». Багато викидається піску (0,5-2мм) і попелу. Попіл, звичайно, - не продукт згоряння. Він схожий на скупчення пилу. Під мікроскопом при великому збільшенні добре видно, що Попільні частинки - це осколки вулканічного скла у вигляді рогульок і трикутників. Вони являють собою миттєво застиглі при вибуховий виверження тоненькі перегородки з магми між розширюються газовими бульбашками. Будучи викинутими, вгору, вони потім впадуть на землю у вигляді скловатою попелу. Іноді попіл виникає при сильному дробленні більш давніх вулканічних порід; в інших випадках він може складатися тільки з обломочков кристалів. Найбільш поширений скловати попіл. Згадаймо виверження вулкана Мон - Пеле: пекельна хмара, яка накрила місто Сен- П'єр, складалася зі скупчення розжареного попелу і газів. При виверженні Везувію попіл, лапилли і вулканічні бомби поховали Помпеї і Стабія.
При вибухових виверженнях більш глибинні частини розплаву збіднюється газами і парами. Тепер він уже менш насичений ними і тому відносно спокійно виливається на поверхню у вигляді лавових потоків, які на поверхні пересуваються з великою швидкістю - іноді до 30 км / ч.
Таким чином, з одного і того ж розплаву утворюються і тверді, і рідкі продукти. Роль газів і парів при цьому дуже велика: якщо розплав пересичений ними, він надходить на поверхню в подрібненому вигляді, якщо їх порівняно небагато - розплав виливається спокійно.
Гази і пари - найбільш довгоживучі вулканічні явища. Коли активна діяльність вулкана минула, вони ще довго парять з тріщин на схилах вулканів, потоків лав або кратера. Це так звана фумарольна стадія вулканічної діяльності (fumare -по-італійськи «диміти»).
Форми вулканічних будівель.
Історично склалося так, що уявлення про вулкани пов'язано з їх конусоподібної формою. І це зрозуміло, тому що більшість широко відомих вулканів Середземномор'я або Індонезії саме такої форми. Тому, головним чином, Середземномор'ї (Італія) і стало джерелом наших знань про вулкани. А оскільки з конусоподібних вулканів (Везувій, Стромболі, Етна і ін.) Викидалися розжарені вулканічні продукти, або виливалися вогняні потоки, таке уявлення про конусоподібних вулканах і закріпилося в пам'яті людей.