Геологические процессы в криолитозоне 6 страница
Глыбовая лава , отличается от аа - лавы только отсутствием шипов на остроугольных обломках и более гладкой поверхностью, иногда почти зеркальной . Классические глыбовые лавы наблюдаются в голоценовых , самых молодых дацитовых потоках Эльбруса, например вдоль канатной дороги от поляны Азау до верхней станции Мир . Глыбовые лавы имеют большую вязкость , чем аа - лавы, поэтому они чаще встречаются в андезитовых , дацитовых и риолитовых лавах. Внутренние части этих потоков нередко обладают слоистой текстурой, связанной с взаимным скольжением слоев разной вязкости . Если фронтальная часть потока уже застыла, а лава продолжает поступать, то слои начинают изгибаться вверх, образуя тонкопластинчатую отдельность.
В плане и в разрезе лавовые потоки характеризуются наличием бортов или бортовых гряд , обычно возвышающихся над центральной частью потока . Эти гряды возникают из - за более быстрого и раннего охлаждения лавы, последующие порции которой движутся как бы уже в твердых лавовых « берегах». На поверхности потока между боковыми грядами возникают напорные валы, обращенные выпуклостью по движению потока , причем их высота увеличивается к фронту потока . Если лава очень жидкая, то потоки имеют уплощенную форму , хотя бортики и напорные валы сохраняются .
Многим известна т.н. столбчатая отдельность, прекрасные примеры которой есть в многих местах : на Военно- Грузинской дороге , в базальтах верхнего плейстоцена Гудаурского потока ; на южном склоне Эльбруса в среднеплейстоценовых дацитах; на о- ве Малл в Шотландии, где находится знаменитая « мостовая гигантов » и т.д .
Столбчатая отдельность образуется благодаря трещинам, возникающим в остывающем лавовом потоке . Возникает несколько вопросов : какой формы чаще всего бывают столбы; как они образуются в плоскости потока и в его разрезе, мгновенно или постепенно ; как они ( столбы) ориентированы по отношению к холодному субстрату. Столбы есть не что иное, как часть вулканической породы, но уже не лавы, ограниченной поверхностями трещин. Столбчатая отдельность лучше всего выражена в однородных базальтовых потоках в т.н. флуд-базальтах, но встречается в андезитах, дацитах и риолитах . Идеальная форма для столба в поперечном разрезе - это шестигранник, однако чаще встречаются четырех- и пятигранники. В разрезе лавового потока столбчатая отдельность занимает все внутреннее пространство от верхней глыбовой корки до лавобрекчии в основании потока , располагаясь по отношению к ним ,а , соответственно , и к субстрату - перпендикулярно. Всегда в столбчатой отдельности можно увидеть неровную линию , находящуюся примерно в 1/3 расстояния от кровли до подошвы, но ближе к последней. Вдоль этой линии ( в разрезе) и поверхности ( в плане) происходит как бы смыкание столбов, что обусловлено процессом их роста. На каждом столбе в той или иной степени различимы поперечные трещины , либо выступы , неровности и др.формы , разделяющие столб как бы на ряд шашек из которых он и сложен. Во многих потоках можно наблюдать наклонные , изогнутые и даже закрученные вокруг своей оси столбы.
Когда лавовый поток останавливается и начинает остывать , то быстрее всего он охлаждается сверху и медленнее снизу. Охлаждение захватывает некоторую внешнюю зону и в ней возникают термонапряжения в силу уменьшения объема пород , образовавшихся из лавы. Но, т.к. они связаны с неподвижным субстратом , то в породе возникают растягивающие напряжения и если они превысят прочность породы, то она растрескается , но не беспорядочно , а по определенным направлениям. Они возникают вследствие «выживания » только определенных центров охлаждения из многих, возникших первоначально в одном слое охлаждения. К этому центру и происходит как бы стягивание материала, а перпендикулярно этим линиям образуются плоскости трещин отрыва. Однако, они проникают только на такую глубину , на которой термонапряжения превысили прочность остывшей породы. Этот интервал глубины и выражен на столбах поперечными структурами - « следами зубила » (chisel marks - англ .). Следовательно, отдельность формируется как прерывистый процесс, причем столбы “ растут ” как сверху вниз , так и снизу вверх, но т.к. охлаждение сверху сильнее, то и столбы растут быстрее. Где- то столбы, растущие снизу и сверху встретятся и тогда возникнет неровная поверхность их встречи. Плоскость трещины всегда перпендикулярна поверхности охлаждения, т.е . субстрату, что позволяет реконструировать древний рельеф , на который изливались лавы. Точно также возникает и столбчатая отдельность в интрузивных субвулканических телах.
Если лавовый поток изливается в море, озеро или на льды, его поверхность очень быстро охлаждаясь , превращается в вулканическое стекло , которое растрескиваясь в воде , образует массу пластинчатых осколков стекла . Подобные породы называются гиалокластитами и в наше время широко развиты в Исландии, где извержения часто происходят в условиях ледников. Необходимо подчеркнуть, что стекловатые пластинчатые кусочки в гиалокластитах отличаются от пепловых частиц более простой формой. В глубоководных океанических рифтовых зонах, где гидростатическое давление препятствует эксплозивным извержениям , из трещин происходит выдавливание базальтовой лавы, как зубной пасты из тюбика. Как только порция лавы в виде капли попадает в воду , поверхность лавы мгновенно охлаждается и превращается в стекловатую корочку, в то время как центральная часть образовавшейся лепешки еще расплавлена. Эта капля или , скорее «подушка », уплощается, т.к. она еще пластична, а на нее перемещается новая порция « подушек » и так возникает толща , называемая пиллоу или подушечными лавами (pillow - подушка , англ .).
В разрезе остывших « подушек » хорошо видна раскристаллизованная внутренняя часть и стекловатая корочка, а сама «подушка » нередко нарушена радиальными и концентрическими трещинами , образовавшимися в результате сокращения объема при остывании . Нижняя поверхность у подушек уплощена, а верхняя выпуклая. Это позволяет в древних толщах уверенно определять кровлю и подошву пластов, сложенных пиллоу-лавами.
Очень часто подушки напоминают толстые сардельки, как бы выходящие одна из другой . Это происходит вследствие того , что выдавившись из трещины и немедленно покрывшись корочкой порция лавы испытывает давление со стороны новой порции вытекающей лавы, которая прорывает тонкую корку и образует очередную « сардельку», пока ее корку также не прорвет очередная порция лавы. Пиллоу-лавы нередко ассоциируются гиалокластитами. Промежутки между лавовыми подушками заполняются кусочками корки стекловатой или осадками .
Т.к. базальтовые пиллоу- лавы образуются в рифтовых зонах срединно -океанических хребтов, впоследствии они входят в состав 2-го слоя океанической коры и в этом смысле крайне важны для геологических реконструкций, как порода - индикатор определенной глубоководной обстановки .
Более кислые и более вязкие , лавы андезитов, дацитов и риолитов , образуют, в отличие от базальтовых, короткие потоки , обладающие всеми признаками, описанными выше - бортами , напорными валами, крутым и высоким фронтом и, как правило, глыбовой поверхностью.
Если лава почти не способна к течению ввиду высокой вязкости , то выдавливаясь из жерла она образует экструзивные купола (extrusio - выдавливать, лат.). Иногда они растут за счет поступления новых порций лавы, нагромождающихся одна на другую; в других случаях напор лавы приподнимает уже застывшую первую порцию расплава . Вулканические экструзивные купола достигают в высоту сотен метров , например, знаменитый купол Лассен - Пик в Калифорнии, в Каскадных горах США имеет высоту в 600 м . Очень характерны риолитовые, в том числе обсидиановые купола в Армении , в Мексике и в других местах . Для кислых лав экструзивных куполов типична тонкая флюидальность , как следствие ламинарного вязкого течения расплава . По периферии растущих куполов всегда образуются шлейфы мощных осыпей. Если экструзивный купол формируется в воде , то он окружен шлейфом гиалокластитов . Твердые продукты эксплозивных извержений. Помимо жидких продуктов - лав, при извержении вулканов , особенно экплозивных , выбрасывается огромное количество твердого обломочного материала - тефры, как назвал его когда- то Аристотель . Сюда же включаются выбросы жидкой лавы, в процессе полета быстро остывающей и падающей на склоны вулкана уже твердой.
Классификация тефры может основываться на различных признаках, в частности на размерах обломков. Наиболее крупными из них являются вулканические бомбы ( более 7 см в диаметре ). Выбрасываясь из жерла вулкана фрагменты разорванной газами магмы , обладая пластичностью, изменяют свою форму . Вращаясь в воздухе они приобретают веретенообразную форму , причем наветренная сторона бомбы отличается от противоположной . Жидкая лава дает струи, которые превращаются в ленточные или цилиндрические бомбы. Отдельные куски лавы, разорвавшись в воздухе, образуют сферические бомбы . Ряд бомб, сформировавшись , вновь падают в расплав, тогда формируются бомбы обволакивания. Если бомба падает , еще не полностью остыв , она сплющивается, называясь бомбой типа коровьей лепешки . Ряд бомб, остыв в полете с поверхности еще выделяют газы из внутренних частей , которые разрывают уже почти твердую поверхность и называются бомбами типа хлебной корки.
При взрывах выбрасываются не только фрагменты и хлопья лавы, но и куски и глыбы ранее затвердевших пород , в том числе и субстрата, захватываемых со стенок жерла. Тогда образуются бомбы типа глыб, с неправильными гранями и более мелкие обломки , называемые лапилли ( лапиллус - маленький камень , лат.). Если лава фонтанирует, особенно во время извержения жидких базальтов, то образуются быстро застывающие капли , называемые слезы Пеле ( богиня Гавайских вулканов ), а если лава разбивается на тонкие стекловатые нити - они получают название волос Пеле. Любое скопление глыб или лапиллей называется агломератом . Когда обломки
лавы цементируются такой же лавой, получается порода , называемая лавобрекчией .
Самые мелкие обломки тефры , размером меньше 2-1 мм - называются вулканическим пеплом. Пепел состоит из мельчайших частиц вулканического стекла , напоминающих по виду колбочки, рогульки , треугольники , полумесяцы. Все они представляют собой остатки перегородок между пузырьками газа , выделившихся со взрывом из магмы при извержении. Частицы могут представлять собой обломки кристаллов и ранее сформировавшихся пород . Основные порции пепла выпадают вблизи вулканов , но иногда , будучи поднятыми высоко в стратосферу, ветром переносятся на огромные расстояния . Например, в 1912 г. при взрывах вулкана Катмай, на Аляске, пепел выпадал в Калифорнии, на расстоянии почти в 4000 км. Извержение вулкана Гекла в 1997 г. в Исландии, дало пепел, выпавший в Шотландии и Финляндии , а граница пеплового облака вулкана Квизапу в Южном Чили, проходила севернее г.Рио - де - Жанейро, т.е . в 3500 км от вулкана.Т.к. пеплы выпадают на обширных площадях, то пепловые слои служат хорошими корреляционными реперами при сопоставлении удаленных друг от друга разрезов . Метод корреляции по пепловым горизонтам называется тефростратиграфией .
Эксплозивные извержения, как уже говорилось , сопровождаются выбросами огромного количества пирокластического материала, т.е . горячего обломочного материала, состоящего не только из пепла, но и обломков кристаллов и ранее застывшей лавы. Такой рыхлый материал называется тефрой. Когда он литифицируется, т.е . превратится в плотную породу, то получит название вулканического туфа. Он может остоять из обломокв вулканического стекла (витрокластический туф ), осколков минералов – вкрапленников (кристаллокластический) или обломков пород ( литокластический ). Чаще всего туфы состоят из всех перечисленных выше разновидностей .
Существует очень интересный и необычный тип вулканогенных образований, сочетающий в себе признаки как лав, так и туфов . Они обладают почти исключительно кислым - риолитовым или дацитовым составом и порой покрывают площади во многие тысячи км2. По отношению к подстилающему рельефу они ведут себя как жидкие лавы, затопляя все понижения и нивелируя рельеф , образуя обширные плато. В вертикальных разрезах часто наблюдается грубая столбчатая отдельность. В основании разреза нередко располагается горизонт черных стекловатых пород или рыхлых пемз. В самих породах наиболее характерным структурным признаком являются линзовидные в разрезе и изометричные в плане стекловатые обособления, размером в первые см. Эти породы лишены лавобрекчий как в кровле , так и в подошве . Под микроскопом они имеют вид туфов и состоят из раздробленных вкрапленников минералов и пепловых стекловатых частиц , нередко тесно соприкасающихся между собой и как бы сваренных или спекшихся . Эти кислые породы получили название игнимбритов (игнис - огонь, имбер - ливень , лат.) и сформировались они из пепловых потоков.
Последние возникают в случае особого типа извержений, когда газ, насыщающий кислую. магму, на некотором уровне от поверхности в жерле подводящего канала начинает быстро отделяться от расплава , резко увеличиваясь в объеме. Наконец, наступает стадия взрыва и газ, вместе с разорванной на мельчайшие частички магмой, являющимися лишь перегородками между стремительно расширяющимися пузырьками, и обломками вкрапленников, вырывается на поверхность. Все частицы , пепловой размерности и капли расплава окружены раскаленной газовой оболочкой и поддерживаются во взвешенном состоянии давлением газа , по силе равным весу частиц или превышающим его. Такая высоконагретая масса, ввиду очень малого трения , ведет себя как жидкость и скатывается при малейшем уклоне рельефа от места извержения. Когда движение пеплового потока прекращается , масса оседает, газ улетучивается и еще высоконагретые пепловые частицы под собственным весом спекаются и свариваются, а в основании потока даже до обсидианоподобных пород . Потоки могут поступать непрерывно один за другим или через какое- то время и тогда образуются мощные игнимбритовые толщи со столбчатой отдельностью . Дело осложняется тем , что подобные извержения на глазах человека не происходили , хотя примеры совсем молодых потоков известны .
Великолепные риолитовые игнимбриты, с возрастом около 2 млн . лет, залегающие в глубокой кальдере в верховьях р.Чегем на Северном Кавказе имеют мощность более 2 км, а пепловые потоки распространялись к северу почти на 100 км. Огромные поля риолитовых игнимбритов миоценового возраста известны в Провинции хребтов и бассейнов в штате Невада в США, в Новой Зеландии, в Андах Южной Америки и в других местах .
Существуют потоки риолитов и дацитов, выполняющих древние речные долины и стекающие со склонов, но обладающие всеми признаками пепловых потоков. Такие игнимбриты не являются результатом спекания пепловых частиц , а сформировались за счет неравномерной расслоенности или даже в результате ликвации кислых расплавов. Подобные породы позднечетвертичного возраста известны по западному склону Эльбруса на Кавказе, в Армении , в Кении ( Восточная Африка), на Камчатке и в др. местах .
Среди вулканогенных образований нужно отметить вулканические грязевые потоки или лахары ( индонезийский термин), отличающиеся отсутствием сортировки материала, огромными объемами в несколько км3 . Лахары бывают холодными и горячими.
Во время извержений над вулканом часто идут дожди и вода , смешиваясь с горячей тефрой грязекаменным потоком устремляется вниз по склону . Под таким потоком в 79 г.н.э . был погребен г. Геркуланум, расположенный на берегу Неаполитанского залива у западного подножья Везувия. Гигантское поле древних грязекаменных вулканических потоков известно в Калифорнии в Сьерра- Неваде, где их объем оценивается в 8400 км3при площади в 31 тысячу км2 .
Вулканические постройки
Вулканические постройки подразделяются на простые и сложные . Простые или моногенные постройки представлены относительно небольшими вулканическими конусами разного генезиса , сформировавшиеся за одно или несколько извержений. Наиболее распространенные из них – это шлаковые конуса , на вершине которой находится кратер ( чашевидное углубление , кратер – чаша, греч .). Подобные вулканы образуются при выбросе обломков во время эксплозивных извержений и угол склона таких конусов чаще всего 30° , т.е . близок к углу естественного откоса сыпучих тел. Высота конусов достигает 500 м . Так, шлаковый конус вулкана Парикутин, в Мексике, возникший в 1944 г., за год достиг высоты в 400 м . Шлаковые конусы могут быть «нанизаны» на одну магмоподводящую трещину , как, например, в 1975 г. на Камчатке при извержениях около вулкана Плоский Толбачик.
Подобных конусов много на острове Гавайи. Иногда возникают конусы разбрызгивания , когда хлопья жидкой лавы шлепаются около жерла и постепенно образуют конусовидный небольшой вулкан . Существуют также пепловые конусы.
Неоднократные извержения базальтовой жидкой лавы создают вокруг центра излияния пологий, но обширный лавовый конус, который может превратиться в щитовой вулкан , столь характерный для районов базальтовых излияний: в Исландии, в Каскадных горах США, на Гавайских островах .
Сложные полигенные вулканические постройки состоят из конусов, образованных потоками лавы и толщами тефры и называются стратовулканами ( стратум – слой , лат.). Образуются они при чередовании эффузивных и эксплозивных извержений, при которых лавовые потоки и покровы тефры неравномерно наслаиваются на склоны растущего вулкана, нередко создавая правильные, изящные конусы, такие как у вулкана Фудзияма в Японии, Кроноцкого и Ключевского на Камчатке или Майон на Филиппинах. Высота стратовулканов достигает 3-4 км, считая от основания. На вершине вулкана располагается кратер, в донной части которого находится жерло – выводное отверстие подводящего канала.
Сам вулканический конус состоит из чередующихся толщ лав и различной тефры , в которую на разных уровнях могут внедряться пластовые интрузивы – силлы или появляться боковые подводящие каналы, открывающиеся на склонах, где возникают побочные кратеры . Формирование новых подводящих каналов происходит после длительного периода покоя вулкана и магме чегче пробить новый путь наверх , нежели следовать по старому , закупоренному каналу . Так возникают новые жерла и новые кратеры, которые нередко оказываются сложенными друг в друга. При формировании вулкана нередко образуются радиальные и кольцевые трещины , также заполняющиеся магмой и формирующие новые побочные кратеры.
Системы трещин возникают в результате оседания вулкана при перераспределении масс , когда из близповерхностного магматического очага магма выносится наверх и в очаге создается недостаток массы , в то время , как на поверхности – избыток.
В результате мощных эксплозий, вершинная часть стратовулкана может быть уничтожена и тогда образуется обширная и глубокая округлая котловина – кальдера ( кальдера – котел – исп.), диаметром от нескольких сотен метров до нескольких км. Это, т.н. кальдеры взрыва . Но существуют и кальдеры провала, которые образуются в результате оседания вершинной части вулкана по кольцевым разломам, т.к. в магматическом очаге под вулканом ощущается недостаток расплава . Известны очень большие кальдеры, например, Тимбер-Маунтин в Неваде, США, с диаметром до 32 км, Ла- Гарита в горах Сан- Хуан, Колорадо – около 50 км, Асо, Япония – 20 км, Санторин, в Эгейском море в Кикландской островной дуге – 14 км т и т.д . Часть Кальдер образуется в результате обрушения беспорядочно ориентированных частей вулканической постройки,
а часть в результате оседания по кольцевым разломам всего массива вулкана. Иногда кальдеры бывают вложенными одна в другую, например, кальдеры вулкана Килауэа на Гавайях.
Кальдеры очень характерны для полей кислых игнимбритов , порождаемых пепловыми потоками, возникающими во время мощных эксплозивных извержений. Классическим примером такой кальдеры, глубиной 2,5 км является Верхнечегемская на Северном Кавказе. Впечатляющая кальдера вулкана Санторин в Эгейском море, образовалась в 1547 г. до н.э . в результате грандиозных , в основном, эксплозивных пемзовых извержений вулкана, после которых сохранились лишь его части, образующие гирлянду островов вокруг кальдеры диаметром почти в 14 км. Глубина моря внутри кальдеры составляет несколько сот метров, а в ее центре впоследствии вырос новый вулкан , вернее два, Палео- и Неокамени , последнее извержение которого было в 1957 г. От взрыва на краях кальдеры сохранился пласт пемзы , мощностью до 100 м .
Именно под ним греческим археологом С.Маринатосом в 60- е годы ХХ века был обнаружен древний город – Акротири. Предполагается , что извержение Санторина погубило минойскую цивилизацию , а исчезновение большого острова иногда связывают с легендой об Атлантиде. Нередко в кальдере начинает вновь расти куполовидное поднятие , возникают отдельные вулканические конусы. Такие кальдеры называются возрожденными.
Следует отметить , что отток магмы из близповерхностного очага может вызвать опускание территории , намного превышающую размер вулканической постройки. Такие впадины называются вулкано- тектоническими.
Если магма очень вязкая , например, риолитового состава или дацитового , то при извержении она выдавливается из подводящего канала , как паста из тюбика и не может образовывать лавовых потоков. В этом случае формируется экструзивный купол, по краям которого располагается вулканическая брекчия из обломков пород купола .
Типы вулканических извержений.
Вулканические извержения разнообразны . В одних случаях жидкая магма спокойно переливается через край кратера, в других - с огромной силой вырывается из жерла, в третьих - распыляется газами с образованием туфов и пеплов . Тип извержений зависит от состава и газонасыщенности магмы. Чем больше в ней оксида кремнезема , тем магма более вязкая , густая и содержит большее количество газов. Именно такая магма и будет взрываться сильнее всего. В зависимости от характера извержений выделяют различные их типы чаще по названиям вулканов , в которых какая- либо из черт его активности выражена ярче всего.
Гавайский тип извержения - это относительно слабые выбросы очень жидкой базальтовой лавы, образующей невысокие фонтаны , большие пузыри и тонкие , обширные покровы лавовых потоков, наслаивающихся один на другой , образуя крупные , но плоские щитовые вулканы . Благодаря тому, что извержения сопровождаются фонтанированием лавы, ее разбрызгиванием, то образуются валы и пологие конусы, образованные хлопьями жидких базальтов. Наиболее характерными типами извержений такого рода обладают вулканы Гавайских островов в Тихом океане - Килауэа, Мауна- Лоа, Мауна- Кеа, Хапемаумау и другие . Извержения обычно происходят из открытых жерл спокойно, изредка сопровождаясь слабыми взрывами.
Извержения покровных базальтов или трещинного типа отличаются очень большими объемами излившихся лав и слабой взрывной деятельностью. Как правило, извержения начинаются из протяженных трещин и объем разлившихся лав может достигать десятков км3, а площадь - сотен км2. Характер излияния лав спокойный , сопровождающийся слабым фонтанированием жидкой магмы , от чего над трещиной образуется как бы огненная завеса , как, например, часто бывает в Исландии. По мере развития извержений трещина постепенно закупоривается , излияния идут на убыль и сосредотачиваются в многочисленных, а потом все более редких отдельных жерлах.
Самое знаменитое извержение покровных базальтов произошло в Исландии в 1783 г. из трещины Лаки длиной около 25 км. Базальты покрыли площадь почти в 600 км2, а их объем достиг 12 км3. В конце вулканической активности вдоль трещины образовалось более 100 шлаковых конусов, в первые десятки метров высотой . Надо отметить , что при этом извержении выделилось очень много сернистых газов, которые погубили урожай трав и, соответственно , стада крупного рогатого скота. На Исландию обрушился страшный голод .
Стромболианский тип извержения назван по характеру деятельности вулкана Стромболи , расположенного в юго- восточном углу Тирренского моря у побережья Италии. Извержения обладают ритмичностью и в воздух периодически выбрасываются вулканические бомбы и туфы. Высота выбросов редко превышает 100-300 м потому, что газы отделяются от сравнительно жидкой магмы у края жерла. Если магмы много, она изливается в виде лавовых потоков. Извержения стромболианского типа образуют обычно шлаковые конусы.
Извержения Вулканского типа характерны для вязкой магмы , насыщенной газами , что определяет умеренные или мощные взрывы, выбрасывающие высоко вверх обломки лав, иногда еще раскаленных, но быстро остывающих и образующих туфовые , пепловые и глыбовые вулканические конусы. Сам остров Вулькано, где по преданию находится кузница бога огня Гефеста, располагается вблизи побережья юго- западной Италии.
Извержения вулканского типа обычно не сопровождаются излияниями лавовых потоков. Пелейский тип извержений, названный так по вулкану Мон - Пеле на о. Мартиника в Карибском море, сопровождается не только мощными взрывами, наподобие вулканских , но и образованием раскаленных газово - пепловых лавин, с огромной скоростью скатывающихся со склона вулкана. Магма, как правило, вязкая , сравнительно низкой температуры , закупоривающая жерло вулкана. Когда давление газов превышает прочность этой пробки, происходят взрывы вулканского типа и выбросы лавин пелейского типа . Этот тип извержений весьма опасен и хорошо известна катастрофа 1902г., когда из - за такой лавины погибло свыше 30 000 жителей города Сен- Пьер на Мартинике.
Плинианские извержения названы в честь древнеримского естествоиспытателя Плиния Старшего, погибшего во время извержения Везувия в 79 г.н.э ., погубившего Помпеи, Геркуланум и другие города в окрестностях Неаполитанского залива .
Извержение Везувия в 79 г. н.э. началось внезапно и продолжалось 12 часов. Верхняя часть более древнего Везувия, имевшего высоту примерно в 2,5-3 км оказалась разрушенной и от нее сохранилась лишь восточная часть, называемая соммой. Из жерла вулкана половину суток вырывался столб пемзовидных обломков, разносимых ветром к юго- востоку. Наибольшая интенсивность пемзопада пришлась как раз на Помпеи. Город , в котором жили 40 000 жителей оказался погребенным под мощной, 5-4 м толщей вулканических обломков. Многие жители погибли и теперь мы можем видеть гипсовые слепки человеческих тел, получаемые при заполнении пустот в пемзовой толще гипсом, когда полости обнаруживают при археологических раскопках. Плиний старший , который был адмиралом и командовал галерным флотом, стоявшим у мыса Мизено, на севере Неаполитанского залива , отправился на галере к берегу около Помпеи и ночью умер.
Описание извержения мы знаем со слов Плиния Младшего, племянника Плиния Старшего, который остался жив , т.к. не поехал на галере дяди, а остался в Мизено. Плинианские извержения представляют собой , по существу, очень мощный вулканский тип . Внезапные взрывы и следующий за ними длительный пепло- или пемзопад связан с тем , что к кратеру вулкана поднимается вязкая , насыщенная газами магма. Газовые пузырьки расширяясь, разрывают магму, вспенивая ее , образуя кусочки пемзы и стекловатый пепел, разносящийся ветром на большие расстояния . Выброшенные вверх газово - пепловые облака « растекаются» на высоте нескольких км в разные стороны , напоминая крону средиземноморской сосны - пинии . В результате плинианских извержений привершинная часть вулканического конуса обрушивается и образуется чашевидное углубление - кальдера с крутыми стенками . Этот тип извержения так же представляет большую опасность для населения.
Газовые извержения относятся к особому типу , когда магма практически отсутствует и в обломках, выбрасываемых при взрывах, присутствуют лишь горные породы того фундамента через которое проходит взрывное жерло. Если магма подходит близко к поверхности Земли , в отдельных местах она может соприкасаться с водой , которая, превращаясь в пар, вырывается со взрывом наверх . При этом образуются воронки , диаметром в десятки и сотни метров , называемые в Германии маарами . После взрыва , они обычно заполняются водой и превращаются в озера.
Иногда трубки взрыва заполнены туфами или туфобрекчией. Тогда они называются диастремами . Их сечение изменяется с глубиной, но, как правило, становится уже .
Поствулканические явления .
После извержений, когда активность вулкана либо прекращается навсегда , либо он только «дремлет» в течение тысяч лет, на самом вулкане и в его окрестностях сохраняются процессы, связанные с остыванием магматического очага и называемые поствулканическими .
Выходы вулканических газов на поверхность называются фумаролами ( от лат. «фумо»- дым ). Очень часто фумаролы приурочены к радиальным и кольцевым трещинам на вулканах . Фумарольные газы связаны как с первичными эманациями из магматического расплава , так и с нагреванием грунтовых вод и превращением их в пар. Фумаролы подразделяются на сухие высокотемпературные , кислые, щелочно-нашатырные, сернистые , или сероводородные ( сольфатары, итал . «сульфур » - сера ), углекислые ( мофеты , от итал . «мофетта»- место зловонных испарений). Знаменитые фумаролы вулкана Сольфатара около Неаполя действуют уже тысячи лет без изменения. Мофеты, располагающиеся в котловинах , опасны для жизни, так как, газ СО2 будучи тяжелее воздуха, скапливается в их придонной части, что служит причиной гибели людей и животных.
Горячие источники, или термы , широко распространены в областях современного и новейшего ( плиоцен - четвертичного) вулканизма . Однако не все термы связаны с вулканами , так как с глубиной температура увеличивается и в районах с повышенным геотермическим градиентом циркулирующая атмосферная вода нагревается до высоких температур . Горячие источники вулканических областей , например в Йеллоустонском парке США, в Италии, Новой Зеландии, на Камчатке, на Кавказе, обладают изменчивым составом воды и разной температурой , поскольку грунтовые воды смешиваются в разнойпропорции с вулканическими газами и по- разному реагируют с вмещающими породами, через которые они просачиваются на глубину . Воды бывают натриево - хлоридными, кислыми сульфатно - . хлоридными, кислыми сульфатными , натриево - и кальциево-бикарбонатными и др. Нередко в термальных водах содержится много радиоактивных веществ , в частности радона . Горячие воды изменяют окружающие породы, откладывая в них окислы и сульфиды железа и изменяя их до глины , превращающейся в кипящую грязь, как, например, в районе Паужетки на Камчатке, где известны многочисленные булькающие “ котлы ” с красноватой грязью температурой около +100ОС. Часто вокруг источников накапливаются отложения кремниевой накипи -травертина , а если воды содержат карбонат кальция, то откладывается известковый туф .