Трещинные вулканы и их влияние на эволюцию жизни на Земле
При слове «вулкан» большинство людей вспоминает Везувий, Фудзи или вулканы на Камчатке - элегантные конусовидные горы.
На самом деле, существуют и другие типы вулканов, совсем не похожие на привычные нам. Про супервулканы мы уже говорили.
Теперь рассмотрим ещё один тип вулканизма - трещинный.
Извержение вулкана Плоский Толбачик (фото с сайта your-kamchatka.com)
Роль вулканов в развитии жизни на Земле значительна. Согласно некоторым гипотезам, первые живые организмы возникли вокруг подводных вулканов; вулканы смогли растопить оледеневшую Землю и вызвать весну жизни 700 миллионов лет назад; вулканы в Сибири «помогли» начать эпоху динозавров, а вулканы в Индии - ее закончить. Вулкан в Индонезии почти уничтожил человеческий род, а вулкан в Йеллоустоне несколько раз засыпал пеплом половину современной территории США.
1
Как образуется типичный вулкан? Многие из них находятся в районе столкновения тектонических плит. Примерами являются вулканы в «кольце огня» вокруг Тихого океана: на Камчатке, в Японии, Индонезии, Новой Зеландии, на Тихоокеанском побережье Северной и Южной Америки.
Когда океанская тектоническая плита сталкивается с континентальной плитой, океанская плита уходит вниз, как более плотная и тяжелая из-за своего химического состава. При этом содержащиеся в океанской плите примеси (в частности, вода) подогреваются и начинают просачиваться вверх, через мантию под континентальной плитой. Как ни странно, это вызывает плавление твердого вещества верхнего слоя мантии и превращение его в магму. Это происходит по той же причине, по которой снег тает при посыпании его солью: загрязнение твердого вещества примесями снижает температуру плавления. Из-за большого количества растворенных в магме и находящихся под большим давлением газов магма поднимается вверх и вызывает вулканическое извержение.
Вулканы образуются и на месте расхождения плит, например, вдоль Великой рифтовой долины на границе Африканской и Аравийской тектонических плит.
2
Вулкан Эрта Але в Эфиопии. ( фото - Михаил Коростелев)
В результате этого расхождения через несколько миллионов лет современная территория Сомали, Танзании и Мозамбика на востоке Африки отделится от континента и посреди Африки возникнет новый океан.
3
Килиманджаро - вулкан на северо-востоке Танзании, высочайший пик Африки
При этом большинство мест расхождения плит находится не на континенте, а под водой, вдоль срединно-океанических хребтов. Именно в этих местах было сделано одно из главных биологических открытий ХХ века - экологические системы гидротермальных источников.
В 1990-х годах немецкий ученый Гюнтер Вахтершаузер предложил гипотезу возникновения жизни вокруг гидротермальных источников, которая получила название «мир железа и серы». Согласно этой гипотезе, жизнь на Земле была порождена не Солнцем, а энергией вулканов, и на начальном этапе, еще до появления белков и ДНК, использовала сероводород, цианистый водород, железо, никель и угарный газ.
4
Извержение подводного вулкана
Через пару миллиардов лет вулканы помогли жизни на Земле еще раз. В 1950-1960 годы геологи сэр Дуглас Моусон и Брайен Харленд нашли ископаемые следы ледника, который покрывал тропические широты в промежутке от 850 до 630 миллионов лет назад. Исследователи предположили, что Земля прошла через период, когда она была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза получила название Snowball Earth («Земля-снежок»). Моусону и Харленду возразил русский климатолог Михаил Будыко, который произвел расчеты и показал, что замороженную Землю некому было бы разморозить, так как лед отражал бы солнечные лучи в космическое пространство и Земля осталась бы «снежком» навсегда. Только в 1992 году американец Джозеф Линн Киршвинк обосновал предположение, что Земля была разморожена парниковым эффектом от газов, выделяемых в атмосферу вулканами. После этого на Земле наступила настоящая весна: возникли крупные многоклеточные животные эдиакарского и кембрийского периодов.
Магматизм (Magmatism) - геологические процессы, связанные с образованием магмы, перемещением ее в земной коре и излиянием ее на поверхность, в том числе деятельность вулканов (вулканизм).
Вулканизм (Volcanism; Vulcanism; Vulcanicity) - совокупность процессов и явлений, обусловленных движением магмы в верхней мантии, земной коре и ее проникновением из глубин Земли на земную поверхность. Типичным проявлением вулканизма является образование магматических геологических тел при внедрении магмы и ее застывании в толщах осадочных пород, а также излияние магмы (лавы) на поверхность с образованием специфических форм рельефа (вулканов).
5
Вулкан Карымский - один из самых активных вулканов Камчатки
“Вулканизм - это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли - кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов - биосфера” - такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки .
По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. При этих излияниях магмы на поверхность и образуются вулканы.
6
Фудзияма - самая высокая горная вершина (3776 м) Японии. Является вулканом с кратером диаметром около 500 метров и глубиной до 200 метров. Самые разрушительные извержения произошли в 800, 864 и 1707 гг.
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов.
7
Отсюда
К действующим относят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.
К потенциально действующим относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.
8
Гора Арарат - вулкан, который считается потухшим. На самом деле, он, как и другие проявлявшие вулканическую активность в позднечетвертичное время вулканы Кавказа: Арарат, Арагац, Казбек, Кабарджин, Эльбрус и др. , является потенциально действующим. В центральном секторе Северного Кавказа неоднократно отмечались извержения вулкана Эльбрус в позднем плейстоцене и голоцене.
К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
9
ШАСТА (Shasta) - потухший вулкан в южной части Каскадных гор, в США.
Потухшие вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет.
Вулканы бывают трех типов: центрального типа, площадные вулканы и трещинные вулканы.
Центральный тип
Это самый распространенный тип эффузивного магматизма. Он сопровождается образованием конусообразных вулканических гор. Они имеют в плане форму, близкую к округлой, и представлены конусами, щитами, куполами. На вершине располагается обычно чашеобразное или воронкообразное углублением, называемое кратером (греч.’кратер’-чаша ) .От кратера в глубину земной коры идет магмоподводящий канал, или жерло вулкана, имеющий трубообразную форму, по которому магма из глубинного очага поднимается к поверхности. Среди вулканов центрального типа выделяются полигенные, образовавшиеся в результате многократных извержений, и моногенные - один раз проявившие свою деятельность.
10
Ареналь ( Коста Рика) - вулкан правильной конической формы
Площадные вулканы.
В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.
Трещинные вулканы
Трещинные извержения приурочены к крупным разломам и трещинам в земной коре, играющим роль магмовыводящих каналов. Извержение, особенно в ранние фазы, может происходить вдоль всей тещины или отдельных участков ее участков. В последующем по линии разлома или трещины возникают группы сближеных вулканических центров. Излившаяся основная лава после застывания образует базальтовые покровы различных размеров с почти горизонтальной поверхностью. В историческое время подобные мощные трещинные излияния базальтовой лавы наблюдались в Исландии. Трещинные излияния широко распространены на склонах крупных вулканов. О ни же, по-видимому, широко развиты в пределах разломов Восточно-Тихоокеанского поднятия и в других подвижных зонах Мирового океана. Особенно значительные трещинные излияния были в прошлые геологические периоды, когда образовались мощные лавовые покровы.
11
Извержение Плоского Толбачика (фото Денис Будьков)
Трещинные вулканы проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105 км2 при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов или траппов.
12
Трапповые базальты в верховьях реки Колорадо.
Сибирские траппы - одна из самых крупных трапповых провинций расположена на Восточно-Сибирской платформе. Сибирские траппы изливались на границе палеозоя и мезозоя, пермского и триасовых периодов. Одновременно с ними произошло крупнейшее (пермо-триасовое) вымирание видов истории Земли. Они развиты на площади около 4 млн км², объем извергнутых расплавов составил порядка 2 млн км³ эффузивных и интрузивных пород.
13
Плато Путорана сложено трапповыми базальтами. Водопад на плато Путорана. (Автор - Сергей Горшков)
250 миллионов лет назад, на границе палеозойской и мезозойской эры происходили массированные извержения лавы на территории вулканической провинции под названием Сибирские траппы, с центром в районе современного Норильска. В течение нескольких сотен тысяч лет 2 миллиона кубических километров лавы растеклось по территории около 4 миллионов квадратных километров. В это же время произошло самое большое вымирание в истории Земли, которое уничтожило 96% морских и около 70% наземных видов животных. Согласно одной из теорий, массовое вымирание было связано с «вулканической зимой». Сначала вулканическая пыль загрязнила атмосферу, вызвала глобальное охлаждение и недостаток света для растений. Одновременно сернистые вулканические газы вызвали кислотные дожди из серной кислоты, уничтожившие растения на суше и моллюсков в море. Затем произошло глобальное потепление из-за выброшенного углекислого газа и парникового эффекта.
После каждого крупного вымирания происходит расцвет новых видов. После вымирания палеозойских видов фаворитами стали динозавры. В свою очередь, динозавры вымерли 65 миллионов лет назад. Долгое время вымирание динозавров объяснялось столкновением Земли с астероидом, упавшим в районе полуострова Юкатан на юге Мексики. Но согласно новым исследованиям Джерты Келлер из Принстона и Тьерри Адатте из Швейцарии, главной причиной гибели динозавров были Деканские траппы - вулканы, залившие в течение 30 тысяч лет лавой половину территории современной Индии и также вызвавшие «вулканическую зиму».
14
Деканское Плоскогорье (Плато Декан или Южное Плато), которое занимает территорию почти всей Южной Индии
Плато Декан - крупная трапповая провинция расположена на Индостане и слагает Деканское плато. Сумарная мощность базальтов центре провинции составляет более 2 000 метров, они развиты на площади 1.5 миллиона км². Объем базальтов оценивается в 512 000 км3. Деканские траппы начали изливаться на границе мела и палеогена, и их так же связывают с мел-палеогеновым вымиранием, в результате которого исчезли динозавры и многие другие виды.
Ученые знали, что серия извержений, создавших Деканскую трапповую провинцию, произошла вблизи границы мел-палеоген, когда и случилось массовое вымирание. Теперь, после изучения пород в Индии и морских отложений данной эпохи, они утверждают, что им впервые удалось четко связать вулканизм на плато Декан и гибель динозавров.
Самая мощная фаза периода вулканизма на Декане закончилась, когда массовое вымирание уже началось. При этом двуокиси углерода и двуокиси серы, меняющих климат, из этих вулканов (лава от которых распространялась на многие сотни километров, сформировав слои базальта двухкилометровой толщины) было выброшено в 10 раз больше, чем при ударе астероида по Юкатану.
Еще ученым удалось объяснить задержку в резком взлете развития морских существ (который четко прослеживается в морских ископаемых после границы мел-палеоген). Дело в том, что последний всплеск вулканизма на Декане случился через 280 тысяч лет после вымирания. Это отодвинуло во времени восстановление численности микроорганизмов в морях.
В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии ( вулкан Лаки ), на Камчатке ( вулкан Толбачинский ), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2 , около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
15
Кратеры Лаки
Лаки - щитовидный вулкан на юге Исландии, недалеко от каньона Элдгья и городка Киркьюбэйарклаустур в Национальном парке Скафтафетль. Лаки является цепью из более чем 110-115 кратеров высотой до 818 м (относительная высота лавовых конусов над базальтовым покровом 80-90 м), протянувшейся на 25 км, с центром на вулкане Гримсвотн и включающей каньон Элдгья и вулкан Катла. Лаки расположен между ледниками Мирдальс-Йокуль и Ватна-Йокуль, в районе разломов, простирающихся с юго-запада на северо-восток.
В 934 г. в системе Лаки произошло очень крупное извержение, было выброшено около 19,6 км³ лавы. В 1783-1784 на Лаки и соседнем вулкане Гримсвотн произошло мощнейшее трещинное извержение с выходом около 15 км³ базальтовой лавы в течение 8 месяцев. Длина лавового потока, излившегося из 25-километровой трещины, превышала 130 км, а площадь, залитая им, составила 565 км². В воздух поднялись клубы ядовитых соединений фтора и двуокиси серы, которые погубили более 50 % поголовья скота в Исландии; вулканический пепел засыпал частично или полностью пастбища на большей части территории острова. Огромные массы льда, растопленные лавой, привели к масштабным наводнениям. Начался голод, повлекший за собой гибель приблизительно 10 тысяч человек или 20% населения страны. Данное извержение считается одним из самых губительных за последнее тысячелетие и самым крупным лавовым извержением за историческое время .
Произошедшее здесь в 1783 г. трещинное извержение Лаки явилось одним из сильнейших вулканических извержений мира и самым крупным лавовым извержением за всё историческое время.
Огромный поток лавы имел общий объем больший, чем гора Монблан, В общей сложности потоки излили такое количество лавы, что ею можно было бы затопить площадь в 2600 квадратных километров толщиной в 45 метров. Длина разлома 25 км. Площадь покрытая лавой 600 км2. Объем магмы 11 км3. Максимальная длина потока 56 км.
Лавовые потоки, раскалённый пепел и кислотные дожди уничтожили травяной покров на большой площади. Отсутствие кормов привело к массовому падежу скота. Оставшиеся домашние животные были предельно истощены и страдали от болезней. Что касается гибели и болезней скота, то наибольший ущерб ему был нанесён вулканическим пеплом. Животные стали болеть, так как вместе с травой поедали многочисленные остроугольные частицы вулканического стекла, что приводило к повреждениям внутренних органов.
Вулканический пепел, облака ядовитых газов и грязевые потоки нанесли большой ущерб и дикой фауне Исландии. По всей стране от голода и болезней, связанных с последствиями извержения Лаки, умерло почти четверть населения Исландии. Это была крупнейшая за всю историю Исландии национальная катастрофа.
Среди извергнутого пирокластического материала было много пыли и тонкого пепла, которые в течение длительного времени находились в атмосфере, уменьшая её прозрачность. Историки сообщают, что в 1783 г. тонкий пепел в атмосфере присутствовал и над большей частью территории Евразии. Небо над континентом было затянуто дымкой. На юге облака пепла, выброшенного в атмосферу при извержении вулкана Лаки в Исландии, достигли Северной Африки.
Извержение Лаки оказало влияние на климат всего северного полушария. Этот год, год извержения вулкана Лаки в Исландии, совпал с самым холодным летом 400-летнего периода. По оценкам специалистов, температура на Аляске в июле и августе не поднималась выше нуля. В Японии 1783 год также значится как "год без лета".
16
Кальдера Крабла
Трещинное лавовое извержение, которое произошло 20 декабря 1975 г. в северной части Восточной рифтовой зоны Исландии, в пределах кальдеры Крабла, положило начало целой серии лавовых извержений в последующие годы. В течение 6 лет, с конца 1975 г. до конца 1981 г., здесь произошло 8 извержений. За это время в кальдере Крабла было зафиксировано горизонтальное растяжение более чем на 4 м.
Большое трещинное Толбачинское извержение - одно из шести крупнейших трещинных извержений в истории вулканологии.
Большое трещинное Толбачинское извержение (БТТИ) происходило почти полтора года с 6 июля 1975 г. по 10 декабря 1976 г. на Камчатке южнее вулкана Плоский Толбачик. За полтора года здесь возникла цепь новых базальтовых шлаковых конусов с высотами до 300 м, лавовые потоки залили площадь 45 км2, образовался лавовый покров, на вершине Плоского Толбачика появилась новая кальдера поперечником 1,7 км, глубиной около 0,5 км и объемом 0,35 км3.
17
Шлаковые конусы вдоль разлома Северного прорыва БТТИ . (Фото Сергей Краснощеков)
Общий объем извергнутой пирокластики составил 1 км3, лавы - 1,2 км3, всего - 2,2 км3. Это было крупнейшее базальтовое извержение в Курило-Камчатском вулканическом поясе в историческое время, одно из пятнадцати извержений XX в., объем продуктов которых превысил 1 миллион куб. км., одно из шести больших трещинных извержений, наблюдавшихся в мире в историческое время. Благодаря усиленным систематическим исследованиям Большое трещинное Толбачинское извержение является в настоящее время одним из трех наиболее изученных крупных вулканических извержений.
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.
Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще очень 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. Звучит знакомо, не правда ли?
18
Израиль. Река Завитан. Бассейны призм. ( а это уже моё)
Голанские высоты (Рамат а-Голан) являются частью базальтового плато вулканического происхождения, общая площадь которого 35.000 кв.км. Геологи считают, что возраст Голан - около полутора миллионов лет.
Граничащее на западе с Иорданской впадиной плато Голан на востоке доходит до каньона Нахал-Раккад (приток реки Ярмук) и цепи высоких холмов (отроги Хермона), понижаясь с севера к югу от 1000 м до 350 м над уровнем моря. Несколько десятков потухших вулканов (в том числе Авитал, Варда и Хермонит, свыше 1200 м над уровнем моря), некоторые с целыми и деформированными кратерами, в недавнюю геологическую эпоху покрывали плато и смежные районы лавой, породив характерный ландшафт с черными базальтовыми скалами и коричневым туфом (вулканические выбросы), лежащим поверх осадочных меловых и известняковых пород. Идущие главным образом к западу и густо поросшие вдоль берегов кустарником ручьи промыли в почве глубокие ущелья, часто с водопадами на уступах.
И базальтовое плато разлившееся поверх других пород, и уступы, и водопады. и призмы в реках - ну, очень подходит под трещинный вулканизм.
19
Вулканы на Голанских высотах (фото Юваль Надол)
Интересно, а остатками каких траппов являются наши Голанские высоты? Когда и какие трещинные извержения происходили здесь? А пока мы будем путешествовать по Голанам и восхищаться созидательной деятельностью вулканов.
Продолжение следует.
Все посты про вулканы:
Вулканическая зима в Израиле и самое сильное извержение 20 века
Вулканические зимы на Земле за последние 500 лет
Супервулканы
Трещинные вулканы и их влияние на эволюцию жизни на Земле
P.S.Все фотографии , иллюстрирующие текст, найдены в сети. Где знала - указала точное авторство.
На самом деле, существуют и другие типы вулканов, совсем не похожие на привычные нам. Про супервулканы мы уже говорили.
Теперь рассмотрим ещё один тип вулканизма - трещинный.
Извержение вулкана Плоский Толбачик (фото с сайта your-kamchatka.com)
Роль вулканов в развитии жизни на Земле значительна. Согласно некоторым гипотезам, первые живые организмы возникли вокруг подводных вулканов; вулканы смогли растопить оледеневшую Землю и вызвать весну жизни 700 миллионов лет назад; вулканы в Сибири «помогли» начать эпоху динозавров, а вулканы в Индии - ее закончить. Вулкан в Индонезии почти уничтожил человеческий род, а вулкан в Йеллоустоне несколько раз засыпал пеплом половину современной территории США.
1
Как образуется типичный вулкан? Многие из них находятся в районе столкновения тектонических плит. Примерами являются вулканы в «кольце огня» вокруг Тихого океана: на Камчатке, в Японии, Индонезии, Новой Зеландии, на Тихоокеанском побережье Северной и Южной Америки.
Когда океанская тектоническая плита сталкивается с континентальной плитой, океанская плита уходит вниз, как более плотная и тяжелая из-за своего химического состава. При этом содержащиеся в океанской плите примеси (в частности, вода) подогреваются и начинают просачиваться вверх, через мантию под континентальной плитой. Как ни странно, это вызывает плавление твердого вещества верхнего слоя мантии и превращение его в магму. Это происходит по той же причине, по которой снег тает при посыпании его солью: загрязнение твердого вещества примесями снижает температуру плавления. Из-за большого количества растворенных в магме и находящихся под большим давлением газов магма поднимается вверх и вызывает вулканическое извержение.
Вулканы образуются и на месте расхождения плит, например, вдоль Великой рифтовой долины на границе Африканской и Аравийской тектонических плит.
2
Вулкан Эрта Але в Эфиопии. ( фото - Михаил Коростелев)
В результате этого расхождения через несколько миллионов лет современная территория Сомали, Танзании и Мозамбика на востоке Африки отделится от континента и посреди Африки возникнет новый океан.
3
Килиманджаро - вулкан на северо-востоке Танзании, высочайший пик Африки
При этом большинство мест расхождения плит находится не на континенте, а под водой, вдоль срединно-океанических хребтов. Именно в этих местах было сделано одно из главных биологических открытий ХХ века - экологические системы гидротермальных источников.
В 1990-х годах немецкий ученый Гюнтер Вахтершаузер предложил гипотезу возникновения жизни вокруг гидротермальных источников, которая получила название «мир железа и серы». Согласно этой гипотезе, жизнь на Земле была порождена не Солнцем, а энергией вулканов, и на начальном этапе, еще до появления белков и ДНК, использовала сероводород, цианистый водород, железо, никель и угарный газ.
4
Извержение подводного вулкана
Через пару миллиардов лет вулканы помогли жизни на Земле еще раз. В 1950-1960 годы геологи сэр Дуглас Моусон и Брайен Харленд нашли ископаемые следы ледника, который покрывал тропические широты в промежутке от 850 до 630 миллионов лет назад. Исследователи предположили, что Земля прошла через период, когда она была полностью покрыта льдом. Эта гипотеза получила название Snowball Earth («Земля-снежок»). Моусону и Харленду возразил русский климатолог Михаил Будыко, который произвел расчеты и показал, что замороженную Землю некому было бы разморозить, так как лед отражал бы солнечные лучи в космическое пространство и Земля осталась бы «снежком» навсегда. Только в 1992 году американец Джозеф Линн Киршвинк обосновал предположение, что Земля была разморожена парниковым эффектом от газов, выделяемых в атмосферу вулканами. После этого на Земле наступила настоящая весна: возникли крупные многоклеточные животные эдиакарского и кембрийского периодов.
Магматизм (Magmatism) - геологические процессы, связанные с образованием магмы, перемещением ее в земной коре и излиянием ее на поверхность, в том числе деятельность вулканов (вулканизм).
Вулканизм (Volcanism; Vulcanism; Vulcanicity) - совокупность процессов и явлений, обусловленных движением магмы в верхней мантии, земной коре и ее проникновением из глубин Земли на земную поверхность. Типичным проявлением вулканизма является образование магматических геологических тел при внедрении магмы и ее застывании в толщах осадочных пород, а также излияние магмы (лавы) на поверхность с образованием специфических форм рельефа (вулканов).
5
Вулкан Карымский - один из самых активных вулканов Камчатки
“Вулканизм - это явление, благодаря которому в течение геологической истории сформировались внешние оболочки Земли - кора, гидросфера и атмосфера, т. е. среда обитания живых организмов - биосфера” - такое мнение выражает большинство вулканологов, однако это далеко не единственное представление о развитии географической оболочки .
По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма - процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу. При этих излияниях магмы на поверхность и образуются вулканы.
6
Фудзияма - самая высокая горная вершина (3776 м) Японии. Является вулканом с кратером диаметром около 500 метров и глубиной до 200 метров. Самые разрушительные извержения произошли в 800, 864 и 1707 гг.
В настоящее время на земном шаре выявлено свыше 4тыс. вулканов.
7
Отсюда
К действующим относят вулканы извергающиеся и проявляющие сольфатарную активность (выделение горячих газов и воды) за последние 3500 лет исторического периода. На 1980 год их насчитывали 947.
К потенциально действующим относятся голоценовые вулканы, извергающиеся 3500-13500 лет назад. Их примерно 1343 шт.
8
Гора Арарат - вулкан, который считается потухшим. На самом деле, он, как и другие проявлявшие вулканическую активность в позднечетвертичное время вулканы Кавказа: Арарат, Арагац, Казбек, Кабарджин, Эльбрус и др. , является потенциально действующим. В центральном секторе Северного Кавказа неоднократно отмечались извержения вулкана Эльбрус в позднем плейстоцене и голоцене.
К условно потухшим вулканам относят не проявляющими активности в голоцене, но сохранившие свои внешние формы (возрастом моложе 100тыс. лет).
9
ШАСТА (Shasta) - потухший вулкан в южной части Каскадных гор, в США.
Потухшие вулканы существенно переработанные эрозией, полуразрушенные, не проявляющие активности в течении последних 100тыс. лет.
Вулканы бывают трех типов: центрального типа, площадные вулканы и трещинные вулканы.
Центральный тип
Это самый распространенный тип эффузивного магматизма. Он сопровождается образованием конусообразных вулканических гор. Они имеют в плане форму, близкую к округлой, и представлены конусами, щитами, куполами. На вершине располагается обычно чашеобразное или воронкообразное углублением, называемое кратером (греч.’кратер’-чаша ) .От кратера в глубину земной коры идет магмоподводящий канал, или жерло вулкана, имеющий трубообразную форму, по которому магма из глубинного очага поднимается к поверхности. Среди вулканов центрального типа выделяются полигенные, образовавшиеся в результате многократных извержений, и моногенные - один раз проявившие свою деятельность.
10
Ареналь ( Коста Рика) - вулкан правильной конической формы
Площадные вулканы.
В настоящее время такие вулканы не встречаются, или можно сказать не существуют. Так как эти вулканы приурочены к выходу большого количества лавы на поверхность большой площади; т.е отсюда мы видим, что они существовали на ранних этапах развития земли, когда земная кора была довольно тонкой и на отдельных участках она могла целиком быть расплавленной.
Трещинные вулканы
Трещинные извержения приурочены к крупным разломам и трещинам в земной коре, играющим роль магмовыводящих каналов. Извержение, особенно в ранние фазы, может происходить вдоль всей тещины или отдельных участков ее участков. В последующем по линии разлома или трещины возникают группы сближеных вулканических центров. Излившаяся основная лава после застывания образует базальтовые покровы различных размеров с почти горизонтальной поверхностью. В историческое время подобные мощные трещинные излияния базальтовой лавы наблюдались в Исландии. Трещинные излияния широко распространены на склонах крупных вулканов. О ни же, по-видимому, широко развиты в пределах разломов Восточно-Тихоокеанского поднятия и в других подвижных зонах Мирового океана. Особенно значительные трещинные излияния были в прошлые геологические периоды, когда образовались мощные лавовые покровы.
11
Извержение Плоского Толбачика (фото Денис Будьков)
Трещинные вулканы проявляются в излиянии лавы на земную поверхность по крупным трещинам или расколам. В отдельные отрезки времени, в основном на доисторическом этапе, этот тип вулканизма достигал довольно широких масштабов, в результате чего на поверхность Земли выносилось огромное количество вулканического материала - лавы. Мощные поля известны в Индии на плато Декан, где они покрывали площадь в 5.105 км2 при средней мощности от 1 до 3км. Также известны на северо-западе США, в Сибири. В те времена базальтовые породы трещинных излияний были обеднены кремнеземом (около 50%) и обогащены двухвалентным железом (8-12%). Лавы подвижные, жидкие, и поэтому прослеживались на десятки километров от места своего излияния. Мощность отдельных потоков была 5-15м. В США, также как и в Индии накапливались многокилометровые толщи, это происходило постепенно, пласт за пластом, в течении многих лет. Такие плоские лавовые образования с характерной ступенчатой формой рельефа получили название платобазальтов или траппов.
12
Трапповые базальты в верховьях реки Колорадо.
Сибирские траппы - одна из самых крупных трапповых провинций расположена на Восточно-Сибирской платформе. Сибирские траппы изливались на границе палеозоя и мезозоя, пермского и триасовых периодов. Одновременно с ними произошло крупнейшее (пермо-триасовое) вымирание видов истории Земли. Они развиты на площади около 4 млн км², объем извергнутых расплавов составил порядка 2 млн км³ эффузивных и интрузивных пород.
13
Плато Путорана сложено трапповыми базальтами. Водопад на плато Путорана. (Автор - Сергей Горшков)
250 миллионов лет назад, на границе палеозойской и мезозойской эры происходили массированные извержения лавы на территории вулканической провинции под названием Сибирские траппы, с центром в районе современного Норильска. В течение нескольких сотен тысяч лет 2 миллиона кубических километров лавы растеклось по территории около 4 миллионов квадратных километров. В это же время произошло самое большое вымирание в истории Земли, которое уничтожило 96% морских и около 70% наземных видов животных. Согласно одной из теорий, массовое вымирание было связано с «вулканической зимой». Сначала вулканическая пыль загрязнила атмосферу, вызвала глобальное охлаждение и недостаток света для растений. Одновременно сернистые вулканические газы вызвали кислотные дожди из серной кислоты, уничтожившие растения на суше и моллюсков в море. Затем произошло глобальное потепление из-за выброшенного углекислого газа и парникового эффекта.
После каждого крупного вымирания происходит расцвет новых видов. После вымирания палеозойских видов фаворитами стали динозавры. В свою очередь, динозавры вымерли 65 миллионов лет назад. Долгое время вымирание динозавров объяснялось столкновением Земли с астероидом, упавшим в районе полуострова Юкатан на юге Мексики. Но согласно новым исследованиям Джерты Келлер из Принстона и Тьерри Адатте из Швейцарии, главной причиной гибели динозавров были Деканские траппы - вулканы, залившие в течение 30 тысяч лет лавой половину территории современной Индии и также вызвавшие «вулканическую зиму».
14
Деканское Плоскогорье (Плато Декан или Южное Плато), которое занимает территорию почти всей Южной Индии
Плато Декан - крупная трапповая провинция расположена на Индостане и слагает Деканское плато. Сумарная мощность базальтов центре провинции составляет более 2 000 метров, они развиты на площади 1.5 миллиона км². Объем базальтов оценивается в 512 000 км3. Деканские траппы начали изливаться на границе мела и палеогена, и их так же связывают с мел-палеогеновым вымиранием, в результате которого исчезли динозавры и многие другие виды.
Ученые знали, что серия извержений, создавших Деканскую трапповую провинцию, произошла вблизи границы мел-палеоген, когда и случилось массовое вымирание. Теперь, после изучения пород в Индии и морских отложений данной эпохи, они утверждают, что им впервые удалось четко связать вулканизм на плато Декан и гибель динозавров.
Самая мощная фаза периода вулканизма на Декане закончилась, когда массовое вымирание уже началось. При этом двуокиси углерода и двуокиси серы, меняющих климат, из этих вулканов (лава от которых распространялась на многие сотни километров, сформировав слои базальта двухкилометровой толщины) было выброшено в 10 раз больше, чем при ударе астероида по Юкатану.
Еще ученым удалось объяснить задержку в резком взлете развития морских существ (который четко прослеживается в морских ископаемых после границы мел-палеоген). Дело в том, что последний всплеск вулканизма на Декане случился через 280 тысяч лет после вымирания. Это отодвинуло во времени восстановление численности микроорганизмов в морях.
В настоящее время трещинный вулканизм распространен в Исландии ( вулкан Лаки ), на Камчатке ( вулкан Толбачинский ), и на одном из островов Новой Зеландии. Наиболее крупное извержение лавы на острове Исландия вдоль гигантской трещины Лаки, длиной 30 км, произошло в 1783 г., когда лава в течении двух месяцев поступала на дневную поверхность. За это время излилось 12км 3 базальтовой лавы, которая затопила почти 915км2 прилегающей низменности слоем мощностью в 170м. Сходное извержение наблюдалось в 1886г. на одном из островов Новой Зеландии. В течении двух часов на отрезке 30км действовала 12 небольших кратеров диаметром в несколько сотен метров. Извержение сопровождалось взрывами и выбросом пепла, который покрыл площадь в 10 тыс.км2 , около трещины мощность покрова достигала 75м. Взрывной эффект усиливался мощным выделением паров из озерных бассейнов, прилегавших к трещине. Такие взрывы, обусловленные наличием воды, получили название фреатические. После извержения на месте озер образовалась грабенообразная впадина длиной в 5км и шириной 1,5-3км.
15
Кратеры Лаки
Лаки - щитовидный вулкан на юге Исландии, недалеко от каньона Элдгья и городка Киркьюбэйарклаустур в Национальном парке Скафтафетль. Лаки является цепью из более чем 110-115 кратеров высотой до 818 м (относительная высота лавовых конусов над базальтовым покровом 80-90 м), протянувшейся на 25 км, с центром на вулкане Гримсвотн и включающей каньон Элдгья и вулкан Катла. Лаки расположен между ледниками Мирдальс-Йокуль и Ватна-Йокуль, в районе разломов, простирающихся с юго-запада на северо-восток.
В 934 г. в системе Лаки произошло очень крупное извержение, было выброшено около 19,6 км³ лавы. В 1783-1784 на Лаки и соседнем вулкане Гримсвотн произошло мощнейшее трещинное извержение с выходом около 15 км³ базальтовой лавы в течение 8 месяцев. Длина лавового потока, излившегося из 25-километровой трещины, превышала 130 км, а площадь, залитая им, составила 565 км². В воздух поднялись клубы ядовитых соединений фтора и двуокиси серы, которые погубили более 50 % поголовья скота в Исландии; вулканический пепел засыпал частично или полностью пастбища на большей части территории острова. Огромные массы льда, растопленные лавой, привели к масштабным наводнениям. Начался голод, повлекший за собой гибель приблизительно 10 тысяч человек или 20% населения страны. Данное извержение считается одним из самых губительных за последнее тысячелетие и самым крупным лавовым извержением за историческое время .
Произошедшее здесь в 1783 г. трещинное извержение Лаки явилось одним из сильнейших вулканических извержений мира и самым крупным лавовым извержением за всё историческое время.
Огромный поток лавы имел общий объем больший, чем гора Монблан, В общей сложности потоки излили такое количество лавы, что ею можно было бы затопить площадь в 2600 квадратных километров толщиной в 45 метров. Длина разлома 25 км. Площадь покрытая лавой 600 км2. Объем магмы 11 км3. Максимальная длина потока 56 км.
Лавовые потоки, раскалённый пепел и кислотные дожди уничтожили травяной покров на большой площади. Отсутствие кормов привело к массовому падежу скота. Оставшиеся домашние животные были предельно истощены и страдали от болезней. Что касается гибели и болезней скота, то наибольший ущерб ему был нанесён вулканическим пеплом. Животные стали болеть, так как вместе с травой поедали многочисленные остроугольные частицы вулканического стекла, что приводило к повреждениям внутренних органов.
Вулканический пепел, облака ядовитых газов и грязевые потоки нанесли большой ущерб и дикой фауне Исландии. По всей стране от голода и болезней, связанных с последствиями извержения Лаки, умерло почти четверть населения Исландии. Это была крупнейшая за всю историю Исландии национальная катастрофа.
Среди извергнутого пирокластического материала было много пыли и тонкого пепла, которые в течение длительного времени находились в атмосфере, уменьшая её прозрачность. Историки сообщают, что в 1783 г. тонкий пепел в атмосфере присутствовал и над большей частью территории Евразии. Небо над континентом было затянуто дымкой. На юге облака пепла, выброшенного в атмосферу при извержении вулкана Лаки в Исландии, достигли Северной Африки.
Извержение Лаки оказало влияние на климат всего северного полушария. Этот год, год извержения вулкана Лаки в Исландии, совпал с самым холодным летом 400-летнего периода. По оценкам специалистов, температура на Аляске в июле и августе не поднималась выше нуля. В Японии 1783 год также значится как "год без лета".
16
Кальдера Крабла
Трещинное лавовое извержение, которое произошло 20 декабря 1975 г. в северной части Восточной рифтовой зоны Исландии, в пределах кальдеры Крабла, положило начало целой серии лавовых извержений в последующие годы. В течение 6 лет, с конца 1975 г. до конца 1981 г., здесь произошло 8 извержений. За это время в кальдере Крабла было зафиксировано горизонтальное растяжение более чем на 4 м.
Большое трещинное Толбачинское извержение - одно из шести крупнейших трещинных извержений в истории вулканологии.
Большое трещинное Толбачинское извержение (БТТИ) происходило почти полтора года с 6 июля 1975 г. по 10 декабря 1976 г. на Камчатке южнее вулкана Плоский Толбачик. За полтора года здесь возникла цепь новых базальтовых шлаковых конусов с высотами до 300 м, лавовые потоки залили площадь 45 км2, образовался лавовый покров, на вершине Плоского Толбачика появилась новая кальдера поперечником 1,7 км, глубиной около 0,5 км и объемом 0,35 км3.
17
Шлаковые конусы вдоль разлома Северного прорыва БТТИ . (Фото Сергей Краснощеков)
Общий объем извергнутой пирокластики составил 1 км3, лавы - 1,2 км3, всего - 2,2 км3. Это было крупнейшее базальтовое извержение в Курило-Камчатском вулканическом поясе в историческое время, одно из пятнадцати извержений XX в., объем продуктов которых превысил 1 миллион куб. км., одно из шести больших трещинных извержений, наблюдавшихся в мире в историческое время. Благодаря усиленным систематическим исследованиям Большое трещинное Толбачинское извержение является в настоящее время одним из трех наиболее изученных крупных вулканических извержений.
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.
Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще очень 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. Звучит знакомо, не правда ли?
18
Израиль. Река Завитан. Бассейны призм. ( а это уже моё)
Голанские высоты (Рамат а-Голан) являются частью базальтового плато вулканического происхождения, общая площадь которого 35.000 кв.км. Геологи считают, что возраст Голан - около полутора миллионов лет.
Граничащее на западе с Иорданской впадиной плато Голан на востоке доходит до каньона Нахал-Раккад (приток реки Ярмук) и цепи высоких холмов (отроги Хермона), понижаясь с севера к югу от 1000 м до 350 м над уровнем моря. Несколько десятков потухших вулканов (в том числе Авитал, Варда и Хермонит, свыше 1200 м над уровнем моря), некоторые с целыми и деформированными кратерами, в недавнюю геологическую эпоху покрывали плато и смежные районы лавой, породив характерный ландшафт с черными базальтовыми скалами и коричневым туфом (вулканические выбросы), лежащим поверх осадочных меловых и известняковых пород. Идущие главным образом к западу и густо поросшие вдоль берегов кустарником ручьи промыли в почве глубокие ущелья, часто с водопадами на уступах.
И базальтовое плато разлившееся поверх других пород, и уступы, и водопады. и призмы в реках - ну, очень подходит под трещинный вулканизм.
19
Вулканы на Голанских высотах (фото Юваль Надол)
Интересно, а остатками каких траппов являются наши Голанские высоты? Когда и какие трещинные извержения происходили здесь? А пока мы будем путешествовать по Голанам и восхищаться созидательной деятельностью вулканов.
Продолжение следует.
Все посты про вулканы:
Вулканическая зима в Израиле и самое сильное извержение 20 века
Вулканические зимы на Земле за последние 500 лет
Супервулканы
Трещинные вулканы и их влияние на эволюцию жизни на Земле
P.S.Все фотографии , иллюстрирующие текст, найдены в сети. Где знала - указала точное авторство.