Вулкан — жерло, лава, извержение. Что такое вулканическая лава и из чего она состоит

Название «вулкан» восходит к имени древнеримского божества Вулкана, покровителя огня и кузнечного ремесла. По легенде, именно на вулкане Этна, который по сей день действует и периодически извергается, была расположена его мастерская. Еще одна любопытная легенда объясняет пробуждение вулкана гигантом, который пытается выбраться на свободу из заточения под горой, что и приводит к извержению. В реальности все обстоит не так причудливо, но не менее интересно и, пожалуй, так же жутко, как и мысль о том, что под вулканом может обитать воинственный великан.

С уроков географии в школе все помнят, что под твердой земной поверхностью, называемой корой, находится слой расплавленных, невероятно горячих пород – мантия. Когда в земной коре появляются трещины, магматические породы из верхних слоев мантии, которые находились под огромным давлением, подобно мифическому великану, устремляются наружу, прокладывая себе путь сквозь образовавшийся разлом. Уже на поверхности магма разделяется на:

• лаву — температура которой варьируется от 500 до 1200 градусов Цельсия
  вулканические газы
• пепел

Так как основная причина выхода на поверхность магматических пород это образование трещин в верхнем слое литосферы вследствие сдвига тектонических плит, не удивителен тот факт, что большинство активных вулканов находится в так называемой зоне Тихоокеанского огненного кольца, представляющей собой своеобразный «плохо сшитый шов» между континентальными плитами. Остальные действующие вулканы, которых по всему миру на данный момент насчитывается около 500, в подавляющем большинстве случаев приурочены к другим зонам разломов земной коры.

Процесс извержения

Строение вулкана достаточно просто, а его извержение лишено какой-либо мистики, являясь лишь следствием внутренних процессов нашей планеты. Канал, по которому раскаленная магма вырывается из центра земли, называется жерлом вулкана . Оно соединено с магматическим очагом – подземным резервуаром, который, как следует из названия, заполнен магмой. В процессе извержения вокруг жерла начинает образовываться своеобразное «тело» вулкана, чаще всего имеющее форму конуса. Оно состоит из лавы, пепла и камней. Наверху, там, где магма наконец находит путь наружу, расположен кратер, в большинстве случаев имеющий форму воронки или просто углубления. Иногда на склонах вулканов появляются трещины и боковые кратеры, сквозь которые также может выходить магма.

Извержение вулкана происходит тогда, когда давление в магматическом очаге становится слишком большим, и газы, насыщающие магму, начинают стремительно подниматься наверх, буквально выталкивая ее наружу. Этот процесс чем-то напоминает встряхивание бутылки с газировкой – если пробка в горлышке держится плохо, то газы, находящиеся под большим давлением, выбивают пробку, «вытягивая» за собой воду из бутылки.

Классификация вулканов

Классификация по активности

Сами вулканы классифицируют по нескольким признакам, важнейший из которых это степень их вулканической активности, ведь именно от этого зависит, является ли вулкан потенциально опасным или нет. Итак, по степени активности их делят всего на три вида – действующие, спящие и потухшие.

Действующими считаются те вулканы, извержениям которых есть человеческие свидетельства. Эти извержения могли произойти десять, сто, тысячу или пять тысяч лет назад, но так как период активности вулкана достаточно длителен (в некоторых случаях он может достигать нескольких миллионов лет), их принято относить к действующим.

Спящими называют такие вулканы, которые давно не извергались и возможно уже никогда не извергнутся, но для них всегда остается такой шанс.

Возможность же извержения потухшего вулкана стремится к нулю. Но в то же время известны случаи, когда вулкан, считавшийся до этого потухшим, просыпался и приносил множество бед.

Впрочем, среди ученых нет единого мнения на счет этой классификации, как и нет способа на 100% достоверно определить степень активности вулкана.

Классификация по виду

Следующий способ классификации вулканов разделяет их на два основных вида – линейные и центральные.

Линейные вулканы представляют собой длинные расколы, из которых изливается жидкая базальтовая магма, образующая вокруг вулкана настоящие лавовые поля. Например, рельеф Исландии был сформирован именно таким образом.

Центральные же вулканы это, чаще всего, именно те самые конусообразные возвышения, которые рисует нам наша фантазия при слове «вулкан».

Вне зависимости от того, являются ли вулканы линейными или же центральными, их принято классифицировать по форме, которая в основном зависит от состава извергаемой ими магмы.

• Щитовидные вулканы появляются в результате многократных извержений жидкой базальтовой магмы, которая растекается во все стороны на многие километры, образуя своеобразный щит, что и дало им такое название.
• Стратовулканы состоят из чередующихся наслоений густой, быстрозастывающей лавы и пирокластического вещества (смеси горячего газа, камней и пепла). Это самые высокие вулканы и, пожалуй, самые опасные, так как высокая вязкость магмы обусловливает закупоривание кратера, в результате чего происходят мощные и разрушительные взрывы.
• Шлаковые конусы – это самый распространенный тип вулканов на суше. Образуются они в результате нагромождения пористых шлаковых пород вокруг кратера вулкана. Чаще всего их высота не превышает нескольких сотен метров.

Конечно, бывает, что какой-то вулкан не получается отнести к одному определенному типу. В таком случае, его называют сложным (составным).

Все эти классификации дают возможность понять, что же, собственно, представляет из себя такое явление, как вулканизм, чего люди могут ждать от этих огненных гигантов и как им научиться с ними соседствовать. Из-за чрезвычайной опасности вулканических извержений такая область науки, как вулканология, является очень значимой для безопасности человечества. В то же время, вулканы исследуют не только для того, чтоб предугадать их извержения, но и для того, чтобы больше узнать о нашей планете, ее происхождении, внутренних процессах, загадках появления и развития жизни. Предполагается, что когда-то именно вулканическая активность дала возможность жизни зародиться на Земле. И если это действительно так, то кто знает, какие еще тайны скрывают в себе вулканы.

Помните картину Карла Брюллова «Последний день Помпеи»? Гигантское облако, состоящее из вулканической пыли и пепла, накрывает город. Лава стремительно наползает, поглощая дом за домом. Люди в панике пытаются покинуть гибнущий город. Они взывают о помощи, но боги не слышат их. Гнев Всевышнего пал на грешников, и Помпеи, процветающий, богатый город, исчезли с лица Земли.

Проснулся вулкан внезапно, до этого он был абсолютно спокоен. Его склоны давно поросли густыми лесами. Людям, и животным отлично жилось возле этого гиганта. О гневе вулкана предупреждали легенды. Но кто же верит мифам? Не стали исключением и те первые люди, которые построили город у подножия Везувия.

Вулкан предупреждал их о грозящей катастрофе, время от времени сотрясая стены их жилищ. Но люди беспечны и всегда на что-то надеются. После небольшого землетрясения, толчки которого продолжались неделю, раздался мощный взрыв. Началось извержение, кипящая магма вырвалась наружу. Сначала город засыпало толстым слоем пепла, а потом по его улицам потекла лава.

Что такое лава? Это магма, из которой во время извержения улетучились газы. То есть лава – это магма, поменявшая свои свойства. Слово это по латыни обозначает обвал или падение. Да, собственно, лава – это и есть падение содержимого вулкана с высоты. Ученые-вулканологи по химическому составу определяют три типа лавы.

Наиболее распространенный тип – это базальтовая лава. Океанические щитовые вулканы извергают из мантии «адскую смесь», состав которой наполовину состоит из диоксида кремния. А вторая половина – это оксид алюминия, железа, магния и других металлов. Настоящая химическая лаборатория, скрытая в мантии, готовит эту смесь, чтобы выплеснуть ее на поверхность земли. Базальтовая лава всегда светлого цвета. Иногда желтая, иногда желто-красная. Она жидкая, поэтому течет всегда быстро. Средняя скорость передвижения – 2 метра в секунду. К тому же температура высочайшая – не менее 1200 градусов. От такой не убежишь и не спасешься!

Кремниевая лава в основном встречается в Тихоокеанском огненном кольце. Она такая густая и вязкая, что иногда при извержении закупоривает жерло вулкана и не изливается наружу. Справедливости ради стоит сказать, что иногда ее скапливается так много, что вулкан, вздохнув полной грудью, выбрасывает ее из себя. Обычно происходит мощный взрыв, и лава, медленно и нехотя, сползает со склона вулкана. Скорость смехотворная – от 2 до 5 метров в день.

Этот тип лавы называют кремниевой потому, что обычно она в своем составе имеет диоксид кремния или кремнезем. Да еще и в таком немыслимом количестве – от 55 до 65 %. Именно этот тип образует при застывании вулканическое стекло черного цвета. Да и сама лава обычно черно-красного цвета. Издали она очень красива, а вблизи, конечно, опасна. Почему? Специалисты шутят, когда говорят о том, что этот тип лавы «холодный». Эта почти «ледышка» разогревается всего до 500 (!) градусов.

И еще один тип ученые относят к холодным. Это карбонатная лава, которая тоже имеет температуру 500 – 600 градусов. В ее составе поровну карбонатов натрия и калия. Она очень жидкая, поэтому тоже мчится по склонам с огромной скоростью. Кстати, угрожает она только одному месту на Земле, потому что изливается из вулкана Олдоиньо – Ленгаи в Танзании.

Текущая по склонам карбонатная лава имеет темный цвет, а вот когда застывает, светлеет, становится мягкой и даже ломкой. Она легко растворяется в воде. Местные лекари готовят на ее основе разные снадобья. И говорят, что довольно успешно излечивают ими страждущих.

После извержения все типы лавы коренным образом изменяют облик вулкана и его окрестностей. Появляются огромные горные плато. Иногда лава застывает, образуя причудливый, почти космический пейзаж. Вся растительность сгорает. Но очень скоро жизнь снова возвращается на пепелище. Сначала ветер приносит семена растений. И через год начинают пробиваться первые зеленые ростки.

Через 5 – 10 лет ничто не напоминает об извержении, наоборот, склоны превращаются в райский уголок. Здесь пышная зелень деревьев, много дичи и есть вода. Люди, обманутые тихо спящим вулканом, строят жилища, растят детей. И эта мирная картина радует сердце. Но однажды все повторится, и очередные Помпеи падут жертвой лавы.

Типы вулканов и лава обладают коренными различиями, позволяющими выделить из них несколько основных типов.

Типы вулканов

• Гавайский тип вулканов . У этих вулканов не наблюдается значительного выделения паров и га­зов, лава у них жидкая.
• Стромболийский тип вулканов . У этих вулканов лава тоже жидкая, однако они выделяют много паров и газов, но пепла не выделяют; при остывании лава становится волнистой.
• Вулканы типа Везувия характеризуются более вязкой лавой, обильно вы­деляются пары, газы, вулканический пепел и другие твердые продукты извержения. При остывании лава становится глы­бистой.
• Пелейский тип вулканов . Очень вязкая лава обусловливает сильные взрывы с выбросом раскаленных газов, пепла и других продуктов в виде паля­щих туч, все уничтожающих на своем пути, и др.

Гавайский тип вулканов

Вулканы гавайского типа спокойно и обильно изливают во вре­мя извержения одну только жидкую лаву. Таковы вулканы Гавайских островов.

Гавайские вулканы, подножия которых лежат на дне океана, на глубине приблизительно 4600 метров, произошли, несомненно, в результате мощных подводных извержений. О силе этих извер­жений можно судить по тому, что абсолютная высота потухшего вулкана Мауна-Кеа (т. е. «белая гора») достигает со дна океана 8828 метров (относительная высота вулкана 4228 метров).

Наибольшей известностью пользуются - Мауна-Лоа, иначе «высокая гора» (4168 метров), и Килауэа (1231 метр).

У Килауэа огромный кратер -5,6 километра длины и 2 ки­лометра ширины. На дне его, на глубине 300 метров, лежит бур­лящее лавовое озеро. Во время извержений на нем образуются мощные лавовые фонтаны высотой до 280 метров, при попереч­нике приблизительно в 30 метров.

Вулкан Килауэа

Капельки жидкой лавы, вы­брошенные на такую высоту вытягиваются в воздухе в тонкие нити, называемые коренным населением «волосами Пеле» - богини огня древних жителей Гавайских островов. Потоки ла­вы при извержении Килауэа достигали иногда огромной величи­ны-до 60 километров длины, 25 километров ширины и 10 метров мощности.

Стромболийский тип вулканов

Стромболийский тип вулканов выделяющие в основном только газообразные продукты. Например, вулкан Стромболи (900 метров высоты), на одном из Липарских островов (к северу от Мессинского проли­ва, между островом Сицилией и Апеннинским полуостровом).

Вулкан Стромболи на одноименном острове

Ночью отражение его огненного жерла в столбе паров и газов, отлично видимое на расстоянии до 150 километров, служит для моряков естественным маяком.

Широкой известностью среди моряков всего мира пользуется другой естественный маяк, в Центральной Америке у берегов Сальвадора - вулкан Цалко. Аккуратно через каждые 8 минут он выбрасывает столб дыма и пепла, поднимающийся на 300 метров. На темном тропическом небе он эффектно осве­щается багровым отблеском лавы.

Вулканы типа Везувия

Наиболее полную картину извержения дают вулканы типа . Извержению вулкана обычно предшествует сильный подземный гул, сопровождающий удары и толчки землетря­сений.

Из трещин на склонах вулкана начинают выделяться удуш­ливые газы. Выделение газообразных продуктов - паров воды и различных газов (углекислого, сернистого, хлористоводородного, сероводорода и многих других) усиливается. Они выде­ляются не только через кратер, но также из фумарол (фумарола - производное от итальянского слова «фумо» - дым).

Клубы пара вместе с вулканическим пеплом поднимаются на несколько километров в атмосферу. Массы светло-серого или черного вулканического пепла, представляющего мельчайшие кусочки застывшей лавы, разносятся на тысячи километров. Пепел Везувия, например, долетает до Константинополя и Се­верной Америки.

Черные клубы пепла застилают солнце, превращая яркий День в темную ночь. Сильное электрическое напряжение от трения частиц пепла и паров проявляется в электрических раз-Рядах и ударах грома.

Пары, поднятые на значительную высо­ту, сгущаются в тучи, из которых вместо дождя проливаются потоки грязи. Из жерла вулкана выбрасывается вулканический песок, камни различной величины, а также вулканические бом­бы - округленные куски лавы, застывшей в воздухе. Наконец из жерла вулкана появляется лава, которая огненным потоком устремляется по склону горы.

Вулкан этого же ти­па - Ключевская сопка

Вот как передает картину извержения вулкана этого ти­па - Ключевской сопки 6 октября 1737 г., (подробнее: ), первый русский иссле­дователь Камчатки акад. С. П. Крашенинников (1713-1755). В камчатской экспедиции он участвовал еще студентом Россий­ской академии наук в 1737-1741 гг.

Вся гора казалась раскаленным камнем. Пламя, которое внутри ее сквозь расщелины было видимо, устремлялось иногда вниз, как огненные реки, с ужасным шумом. В горе слышен был гром, треск и будто сильными мехами раздувание, от которого все ближние места дрожали.

Незабываемую картину извержения того же вулкана в ночь на новый, 1945 год дает современный наблюдатель:

Острый оранжево-желтый конус пламени, высотой в полто­ра километра, словно вонзился в клубы газов, поднимавшихся огромной массой из кратера вулкана приблизительно на 7000 метров. Из вершины огненного конуса непрерывным потоком па­дали раскаленные вулканические бомбы. Их было так много, что они производили впечатление сказочной огненной пурги.

На рисунке показаны образцы различных вулканических бомб, - это сгустки лавы, принявшие определенную форму. Округлую или веретенообразную форму они приобретают, вращаясь во время полета.

1. Вулканическая бомба шарообразной формы - образец с Везувия;
2. Трасс - пористый трахитовый туф - образец из Эйхеля, Германии;
3. Вулканическая бомба веретенообразной формы- образец с Везувия;
4. Лапилли - мелкие вулканические бомбы;
5. Вулканическая бомба, покрытая коркой - образец из Южной Франции.

Пелейский тип вулканов

Пелейский тип вулканов представляет еще более ужасную картину. В результате страшного взрыва значительная часть конуса вдруг распыляется в воздухе, застилая непроницае­мой мглой солнечный свет. Таким было извержение .

К этому же типу относится и японский вулкан Бандай-Сан. В течение более ты­сячи лет он считался потух­шим, и вдруг неожиданно в 1888 г. взлетает на воздух значительная часть его кону­са высотой в 670 метров.

Пробуждение вулкана от долгого покоя было ужасно:

взрывная волна с корнем вырывала деревья и произвела страшные разрушения. Распыленные породы плотной пеленой держались в атмосфере 8 часов, застилая солнце, и яркий день сменился темной ночью… Выделения жидкой лавы не происходило.

Подобного рода извержения вулканов пелейского типа объясняются присутствием очень вязкой лавы , препятствующей выделению скопившихся под ней паров и газов.

Зачаточные фор­мы вулканов

Встречаются, кроме перчисленных типов, зачаточные фор­мы вулканов , когда извержение ограничивалось прорывом на поверхность земли только паров и газов. Эти зачаточные вулка­ны, получившие название «мааров», встречаются в Западной Гер­мании у г. Эйфеля.

Их кратеры обычно заполнены водой и в этом отношении маары похожи на озера, окруженные невысо­ким валом из обломков пород, выброшенных вулканическим взрывом. Обломки пород заполняют также и дно маара, а глуб­же начинается уже древняя лава.

Богатейшие месторождения алмазов в Южной Африке, рас­положенные в древних вулканических каналах, представляют по своей природе, по-видимому, образования, подобные маарам.

Тип лавы

Кислые лавы отличаются светлой окраской и небольшим удельным весом. Они богаты парами и газами, вязки и малоподвижны. При остывании образуют так называемую глы­бовую лаву.

Основные лавы , наоборот, темной окраски, легко­плавки, бедны газами, обладают большой подвижностью и значительным удельным весом. При остывании называются «вол­нистыми лавами».

Лава вулкана Везувий

По химическому составу лава бывает различна не только у вулканов различного типа, но также у одного и того же вулкана в зависимости от периодов извержений. Так, например, Везувий в современное время изливает легкие (кислые) трахитовые лавы, более же древняя часть вулкана, так называемая Сомма, сло­жена из тяжелых базальтовых лав.

Скорость движеия лавы

Средняя скорость движения лавы - пять километров в час, но в отдельных случаях жидкая лава двигалась со скоростью 30 километров в час.

Вылившаяся лава скоро остывает, на ней образуется плотная шлакообразная корка. Вследствие плохой теплопроводности лавы по ней вполне можно ходить, как по льду замерзшей реки, даже во время движения лавового потока. Однако внутри лава еще долго сохраняет высокую температуру: металлические стержни, опущенные в трещины остывающего потока лавы, быстро оплавляются.

Под наружной коркой долгое время еще продолжается медленное движение лавы - оно отмечалось в потоке 65-летней давности, следы же тепла были установлены в одном случае даже через 87 лет после извержения.

Температура потока лавы

Лава Везувия через семь лет после извержения 1858 г. хранила еще температуру в 72°. Исходная температура лавы определялась для Везувия в 800-1000°, а лава кратера Килауэа (Гавайские острова) - 1200°.

Интересно в связи с этим ознакомиться, как два научных со­трудника Камчатской вулканологической станции измеряли температуру лавового потока.

Для того чтобы произвести необходимые исследования, они с опасностью для жизни вскочили на движущуюся корку лавового потока. На ногах у них были асбестовые сапоги, плохо проводящие тепло. Хотя стоял холодный ноябрь и дул сильный ветер, однако и в асбестовых сапогах ноги все же так нагревались, что приходилось попеременно стоять то на одной, то на другой ноге, чтобы хоть немного остыла подошва. Температура лавовой корки доходила до 300°. Отважные исследователи продолжали работать. Наконец, им удалось пробить корку и измерить температуру лавы: на глубине 40 сантиметров от по­верхности она равнялась 870°.

Лава

1.

ла ва 1 , лавы, жен. (итал. lava).

1. Расплавленная огненно-жидкая масса, выброшенная вулканом во время извержения.

2. перен. Что-нибудь грандиозное, быстрое, неуклонно движущееся, сметающее все по пути. «Мы идем революционной лавой.» Маяковский .

2.

ла ва 2 , лавы, жен. (воен. ). Способ атаки у казаков - охват противника в конном рассыпном строю. «Казаки несутся лавой.» Фурманов .

3.

ла ва 3 , лавы, жен. (горн. ). Полоса, пласт угля в забое.

4.

ла ва 4 , лавы, чаще мн. , жен. (обл. ). Мосток, мостки через речку, топкое место, канаву. «Дощатая лава вела через ручей.» Л.Леонов . «Через реку были положены шаткие бревенчатые лавы.» Чехов .

Этимологический Словарь Русского Языка

Лава

Итальянское (неаполитанское) – lava.

В русский язык слово пришло из французского в XVIII в. Значение слова – «расплавленная масса, которая изливается во время извержения вулкана из кратера». В русских словарях слово в современном значении известно с конца XVIII в.

Происхождение итальянского слова до конца не выяснено. От него образовано французское lave. Во французском языке слово появилось в 1739 г.

Производное: лавовый.

Архитектурный словарь

Лава

1. (кладь). Легкие деревянные мостки через ручей или топкую низину.

2. Порядок.

(Термины российского архитектурного наследия. Плужников В.И., 1995)

Топонимический словарь Амурской области

Лава

р. , пп Норы в Селемджинском р-не, название с эвенк. : лава – ветвистая; название отражает постоянное ветвление реки на небольшие проточки .

Словарь забытых и трудных слов ХVIII-ХIХ веков

Лава

I.

, ы , ж.

Деревянный настил, помост на реке, озере для полоскания белья.

* Кто ловит пиявок на лаве, Где матка колотит белье, Кто нянчит сестренку . // Некрасов. Крестьянские дети // *

II.

, ы , ж.

Боевой порядок у казаков при атаке в конном рассыпном строю.

* Увидели мы на склоне горы до двухсот казаков, выстроенных в лаву . // Пушкин. Путешествие в Арзрум // *

Словарь терминов МЧС

Лава

раскаленная жидкая или очень вязкая масса, изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов. Расплавленные горные породы достигают температуры до 1200(С, скорости движения их от сотен метров до 50-80 км/ч и распространяются от места извержения на 20-80 км. Вместе с лавой выбрасываются газы и вулканический пепел (частицы пылеватого размера) на высоту 10-20 км и на расстояние до 40 км и более. См. также Вулканическое извержение.

Геоморфологический словарь-справочник

Лава

(итал. lava, от лат. labes - обвал, падение) - огненно-жидкий (температура 700-1400 °С), преимущественно силикатный расплав, изливающийся во время вулканических извержений на земную поверхность. Отличается от магмы малым содержанием летучих компонентов. По составу различают основную, среднюю и кислую лавы, по характеру поверхности - аа-лаву, волнистую лаву, пиллоу-лаву и др. При застывании Л. образуются эффузивные горные породы.

Гражданская защита. Понятийно-терминологический словарь

Лава

раскаленная жидкая или очень вязкая масса, изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов.

Энциклопедический словарь

Лава

1. (итал. lava), раскаленная жидкая или очень вязкая, преимущественно силикатная масса, изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов. При застывании лавы образуются эффузивные горные породы.
2. подземная горная выработка с забоем большой протяженности, в котором производится добыча полезного ископаемого.

Лава интересует ученых давно. Ее состав, температура, скорость течения, форма горячих и остывших поверхностей — все это предметы для серьезных исследований. Ведь и извергающиеся, и застывшие потоки являются единственными источниками информации о состоянии недр нашей планеты, они же постоянно напоминают о том, как горячи и неспокойны эти недра. Что же касается древних лав, превратившихся в характерные горные породы, то к ним взоры специалистов нацелены с особым интересом: возможно, за причудливым рельефом как раз и скрываются тайны катастроф планетарного масштаба.

Что же такое лава? Согласно современным представлениям, происходит она из очага расплавленного материала, который находится в верхней части мантии (геосферы, окружающей ядро Земли) на глубине 50-150 км. Пока расплав пребывает в недрах под большим давлением, его состав однороден. Приблизившись к поверхности, он начинает «закипать», выделяя пузырьки газов, которые стремятся вверх и, соответственно, двигают вещество по трещинам в земной коре. Не всякому расплаву, иначе - магме, суждено увидеть свет. Та же, что находит выход к поверхности, изливаясь в самые невероятные формы, как раз и называется лавой. Почему? Не совсем понятно. В сущности, магма и лава - одно и то же. В самой же «лаве» слышится и «лавина», и «обвал», что, в общем-то, соответствует наблюдаемым фактам: передний край текущей лавы часто действительно напоминает горный обвал. Только с вулкана катятся не холодные булыжники, а раскаленные обломки, отлетевшие от корки лавового языка.

В течение года из недр выливается 4 км 3 лавы, что совсем немного, учитывая размеры нашей планеты. Будь это количество существенно больше, начались бы процессы глобального изменения климата, что не раз случалось в прошлом. В последние годы ученые активно обсуждают следующий сценарий катастрофы конца мелового периода, примерно 65 миллионов лет назад. Тогда из-за окончательного распада Гондваны в некоторых местах раскаленная магма подошла слишком близко к поверхности и прорвалась огромными массами. Особенно обильные ее выходы были на индийской платформе, покрывшейся многочисленными разломами длиной до 100 километров. Почти миллион кубометров лавы растеклось на площади 1,5 млн. км 2 . Местами покровы достигали толщины два километра, что хорошо видно по геологическим разрезам Деканского плоскогорья. Специалисты подсчитали, что лава заполняла территорию в течение 30 000 лет - достаточно быстро, чтобы из остывающего расплава успели отделиться большие порции углекислых и серосодержащих газов, достичь стратосферы и вызвать уменьшение озонового слоя. Последовавшее резкое изменение климата привело к массовому вымиранию животных на границе мезозойской и кайнозойской эр. С Земли исчезли более 45% родов разных организмов.

Гипотезу о влиянии истечения лав на климат принимают не все, однако факты налицо: глобальные вымирания фауны совпадают по времени с образованием обширных лавовых полей. Так, 250 миллионов лет назад, когда случилось массовое вымирание всего живого, мощнейшие извержения происходили на территории Восточной Сибири. Площадь лавовых покровов составила 2,5 млн. км 2 , а их суммарная толщина в районе Норильска достигала трех километров.

Черная кровь планеты

Лавы, вызвавшие в прошлом столь масштабные события, представлены наиболее распространенным на Земле типом - базальтовым. Их название указывает на то, что впоследствии они превращались в черную и тяжелую горную породу - базальт. Базальтовые лавы наполовину состоят из диоксида кремния (кварца), наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Именно металлы обеспечивают высокую температуру расплава - более 1 200°C и подвижность - базальтовый поток обычно течет со скоростью около 2 м/с, что, впрочем, не должно удивлять: это средняя скорость бегущего человека. В 1950 году при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях замерили самый быстрый лавовый поток: его передний край двигался сквозь редкий лес со скоростью 2,8 м/с. Когда путь проложен, следующие потоки текут, так сказать, по горячим следам гораздо быстрее. Сливаясь, лавовые языки образуют реки, в среднем течении которых расплав движется с большой скоростью - 10–18 м/с.

Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяженность (десятки километров). Поверхность текущего базальта чаще всего напоминает связку канатов, вытянутых вдоль движения лавы. Ее называют гавайским словом «пахоэхоэ», что, по уверению местных геологов, не значит ничего, кроме конкретного типа лавы. Более вязкие базальтовые потоки образуют поля остроугольных, похожих на шипы, обломков лав, называемых также на гавайский манер «аа-лавами».

Базальтовые лавы распространены не только на суше, еще более они характерны для океанов. Дно океанов - это большие плиты базальта толщиной 5–10 километров. По оценке американского геолога Джоя Криспа, в объеме всех изливающихся за год на Земле лав три четверти приходится на подводные извержения. Базальты постоянно вытекают из циклопического размера хребтов, прорезающих дно океанов и обозначающих собой границы литосферных плит. Каким бы медленным ни было движение плит, оно сопровождается сильной сейсмической и вулканической активностью дна океана. Большие массы расплава, поступающие из океанских разломов, не дают плитам истончиться, все время наращивают их.

Подводные извержения базальтов демонстрируют нам еще один тип лавовой поверхности. Как только очередная порция лавы выплескивается на дно и соприкасается с водой, ее поверхность остывает и принимает форму капли - «подушки». Отсюда название - пиллоу-лава, или подушечная лава. Пиллоу-лава образуется всякий раз, когда расплав попадает в холодную среду. Часто при подледном извержении, когда поток скатывается в реку или другой водоем, лава застывает в виде стекла, которое тут же лопается и рассыпается пластинчатыми осколками.

Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще более необычные формы. Там, где древние траппы выходят на поверхность, как, например, в обрывах сибирских рек, можно встретить ряды вертикальных 5- и 6-гранных призм. Это столбчатая отдельность, которая образуется при медленном остывании большой массы однородного расплава. Базальт постепенно уменьшается в объеме и трескается по строго определенным плоскостям. Если трапповое поле, наоборот, обнажается сверху, то вместо столбов открываются, будто вымощенные гигантской брусчаткой, поверхности - «мостовые гигантов». Они есть на многих лавовых плато, но самые знаменитые находятся в Великобритании.

Ни высокая температура, ни твердость застывшей лавы не служат препятствием для проникновения в нее жизни. В начале 90-х годов прошлого века ученые нашли микроорганизмы, которые поселяются в базальтовой лаве, излившейся на дне океана. Как только расплав немного остывает, микробы «прогрызают» в нем ходы и устраивают колонии. Их обнаружили по наличию в базальтах определенных изотопов углерода, азота и фосфора - типичных продуктов, выделяемых живыми существами.

Чем больше в лаве кремнезема, тем она вязче. Так называемые средние лавы с содержанием диоксида кремния 53–62%, уже не так быстро текут и не столь горячи, как базальтовые. Их температура колеблется в интервале 800–900°C, а скорость потока составляет несколько метров в день. Повышенная вязкость лавы, а точнее, магмы, поскольку все основные свойства расплав приобретает еще на глубине, кардинально меняет поведение вулкана. Из вязкой магмы труднее высвобождаются скопившиеся в ней пузырьки газа. На подходе к поверхности давление внутри пузырьков в расплаве превышает давление на них снаружи и газы высвобождаются со взрывом.

Обычно на переднем крае более вязкого лавового языка образуется корка, которая трескается и осыпается. Осколки тут же подминаются напирающей позади горячей массой, но не успевают раствориться в ней, а застывают, как кирпичи в бетоне, образуя горную породу характерной структуры - лавобрекчию. Даже через десятки миллионов лет лавобрекчия сохраняет свое строение и свидетельствует о том, что в данном месте когда-то происходило вулканическое извержение.

В центре штата Орегон, США , находится вулкан Ньюберри, который интересен как раз лавами среднего состава. Последний раз он активизировался более тысячи лет назад, и на финальной стадии извержения, перед тем как заснуть, из вулкана вытек лавовый язык длиной 1 800 метров и толщиной около двух метров, застывший в виде чистейшего обсидиана - вулканического стекла черного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая кристаллизоваться. Кроме того, обсидиан часто находят на периферии лавового потока, которая охлаждается быстрее. Со временем в стекле начинают расти кристаллы, и оно превращается в одну из горных пород кислого или среднего состава. Вот почему обсидиан находят только среди относительно молодых продуктов извержения, в древних вулканитах его уже нет.

От чертовых пальцев до фьямме

Если количество кремнезема занимает более 63% состава, расплав становится совсем вязким и неповоротливым. Чаще всего такая лава, называемая кислой, вообще не способна течь и застывает в подводящем канале или выдавливается из жерла в виде обелисков, «чертовых пальцев», башен и колонн. Если же кислой магме все-таки удается достичь поверхности и вылиться, потоки ее движутся крайне медленно, по нескольку сантиметров, иногда метров в час.

С кислыми расплавами связаны необычные горные породы. Например, игнимбриты. Когда кислый расплав в приповерхностном очаге насыщается газами, он становится чрезвычайно подвижным и быстро выбрасывается из жерла, а потом вместе с туфами и пеплом стекает обратно в образовавшуюся после выброса впадину - кальдеру. Со временем эта смесь застывает и кристаллизуется, а на сером фоне породы отчетливо выделяются крупные линзы темного стекла в виде неправильных клочьев, искр или языков пламени, отчего их называют «фьямме». Это следы расслоения кислого расплава, когда он еще находился под землей.

Иногда кислая лава до того сильно насыщается газами, что буквально вскипает и становится пемзой. Пемза - очень легкий материал, с меньшей, чем у воды, плотностью, поэтому случается, что после подводных извержений мореплаватели наблюдают в океане целые поля плавающей пемзы.

Многие вопросы, связанные с лавами, остаются без ответа. Например, почему из одного и того же вулкана могут вытекать лавы разного состава, как, например, на Камчатке. Но если в данном случае есть, по крайней мере, убедительные предположения, то появление карбонатной лавы остается совершенной загадкой. Ее, наполовину состоящую из карбонатов натрия и калия, извергает в настоящее время единственный на Земле вулкан - Олдоиньо-Ленгаи в Северной Танзании . Температура расплава составляет 510°C. Это самая холодная и жидкая лава в мире, она течет по земле словно вода. Цвет горячей лавы - черный или темно-коричневый, но уже через несколько часов пребывания на воздухе карбонатный расплав светлеет, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде, видимо, поэтому геологи не находят следов аналогичных извержений в глубокой древности.

Лава играет ключевую роль в одной из острейших проблем геологии - что же разогревает недра Земли. Из-за чего в мантии возникают очаги расплавленного материала, которые поднимаются вверх, проплавляют земную кору и порождают вулканы? Лава - это лишь малая часть мощного планетарного процесса, пружины которого скрыты глубоко под землей.