Пирокластические продукты извержений

При взрывах лава часто распыляется и выбрасывается в атмосферу в виде мелких брызг или более крупных частиц. Весь такой материал, осаждающийся в окрестностях вулкана на землю в твердом или почти застывшем состоянии, называют рыхлыми или пирокластическими продуктами извержений.

«По своему происхождению выбрасываемый материал может быть аутигенным или аллотигенным. Первый является продуктом распыления или раздробления магмы, доставляемой вулканом. Аллотигенные рыхлые продукты представляют обломки гораздо более древних интрузивных, метаморфических и осадочных пород, образующих стенки вулканического жерла, оторванные от него и выброшенные действием вулканических сил» [6, c. 339].

Обломки по величине очень сильно варьируются – от мелких частиц вулканического пепла и песка до глыб и бомб .

Глыбы представляют собой крупные обломки, без определенной формы, захваченные внутри вулкана уже в твердом состоянии и выброшенные при эксплозии.
Бомбы – округлые или овальные лавовые тела, различающиеся по размерам от кулака до человеческой головы (рис. 11). Для Гавайских островов свойственны очень жидкие выбросы, расплющивающиеся при ударе, называемые здесь «коровьи лепешки» (cow-dung bomb)
[9, с. 18].

Рис. 11. Вулканическая бомба [14].

Меньшие обломки – величиной от грецкого ореха до горошины – называют лапилли (от итал. «камешки»). Представляют собой пористые кусочки неправильной формы.

Материал меньше горошины называют вулканическим песком, а совсем мелкие осколки стекла или минералов – вулканическим пеплом [6].

На Гавайях можно найти своеобразные формы вулканических выбросов.
Здесь происходит вытягивание лавы в виде тончайшей стеклянной нити из-за действия сильного ветра на брызги лавы (рис. 12). Эти нити получили название «волосы Пеле», в честь местной богини. Такой материал может переноситься на многие километры и достигать полутора метров. В Исландии этот продукт извержения получил название «ведьмины волосы».

Рис. 12. «Волосы Пеле» [14]

Лапилли, в виде маленьких капель лавы, также застывающие в воздухе из-за ветра, получили название «слез Пеле» (рис. 13).

Рис. 13. «Слезы Пеле» [18].

И, наконец, остывшие, лопнувшие от кипящей воды пузыри лавы, вытекающей в океан, получили название «водоросли Пеле» (рис. 14).

Рис. 14. «Водоросли Пеле» [16]

Глава 3. Формирующие и рельефообразующие процессы, созданные вулканической деятельностью

Кальдеры и кратеры

У большинства вулканов в верхней части их конуса есть воронкообразное, котловидное или цилиндрическое углубление, называемое кратером (с греческого «чаша»). Размеры кратера не состоят в определенном соотношении к величине самого вулкана. Часто очень мощные вулканы имеют скромные размеры кратера. Но некоторые кратеры могут достигать непропорционально больших размеров по сравнению с самим вулканом, их называют кальдерами (с испанского «котел»).

Известно три генетических типа кальдер:

1. Кальдера взрыва
2. Кальдера обрушивания
3. Специальный вид эрозионных кальдер.

Для иллюстрации А. Е. Святловский приводит генетический ряд вулканов Курило - Камчатского вулканического пояса (рис. 15): в щитовом вулкане (I) после обрушения кальдеры (II) происходит образование стратовулканов (III) с кальдерой взрыва (IV), далее образуются различные тела кислого состава и побочные излияния (V) [5, с. 60].

Рис. 15. Генетический ряд вулканов Курило-Камчатского вулканического пояса [5, с. 61].

Кальдера взрыва представляет собой верхний конец жерла вулкана, расширенный взрывом, например, кальдера Катмай на Аляске.

Эрозионные кальдеры образуются тогда, когда котловина создана не вулканической деятельностью, а эрозией поверхностных вод. К ним относятся, например, кальдера острова Пальма (Канарские острова).

Кальдера обрушивания, остановимся на ней подробней . Гавайские щитовые вулканы имеют вершинные плоскодонные неглубокие кальдеры, образованные обрушением свода, после истечения жидкой лавы через трещины на склонах вулкана. Механизм образования можно проследить на рисунке 16. «Магматическая камера является промежуточной; в нее из глубины поступает магма, причем скорость вытекания ее на склонах выше, чем скорость поступления в камеру. Обрушиванию или провалу в этом случае должно предшествовать формирование в верхних частях земной коры обширных полостей, становящихся периферическими вулканическими очагами. При этом расчеты показывают, что появление провальных кальдер может быть только в том случае, если кровля полости, опустошенная при сильных извержениях, будет находиться на глубине не более нескольких километров от земной поверхности <...>. Следует, наконец, отметить, что лава во время ее подъема в жерле может расплавить часть стенок кратера, и при понижении уровня вышележащие части его края, лишившиеся опоры, обрушиваются, вызывая расширение кратера. К типу провальных кальдер (кальдер обрушивания), принадлежит, по-видимому, кратер Мауна Лоа <...>» [6, с. 373].

Рис. 16. Образование кальдеры обрушивания [1].

У лавовых вулканов гавайского типа на дне кратера может быть расположено лавовое озеро со свободной поверхностью расплавленной лавы. При изменении его уровня образовываются кольцевые террасы, обрывающиеся отвесными уступами одна к другой. Таким примером может послужить кальдера Килауэа с кратером Халемаʻумаʻу (рис. 17).

Рис. 17. Кальдера Килауэа и прилегающие кратеры [14].

В кратере Халемаʻумаʻу находится лавовое озеро (рис. 18). Кстати, гавайцы считают этот кратер домом богини вулкана и огня Пеле, в честь которой названы упоминаемые ранее продукты вулканических извержений.

Рис.18. Лавовое озеро в кратере Халемаʻумаʻу (фотография автора).

Рядом с кальдерой Килауэа располагается меньший кратер Килауэа Ики (рис. 17; рис. 19). Килауэа переводится с гавайского как «извергающий», а Килауэа Ики можно перевести как «Малый Килауэа».

Рис. 19. Вид на Килауэа Ики сверху (фотография автора).

Обозначения:
1- дно кратера Килауэа Ики;
2 - шлаковый конус Пуу Пуаʻи (spatter-and-cinder cone);
3 – Увеалоха (уступ Байрона) – хребет, покрытый деревьями, отделяющий кратер Килауэа Ики от кальдеры Килауэа;
4 – виден «вог» (от слов «вулканический» (volcanic) и «смог» (smoke (дым) + fog (туман))) от вышеупомянутого кратера Халемаʻумаʻу (рис. 15);
5 – вулкан Мауна Лоа.