З татьі:
7 чудес світу
І скусство
І сследованія
М іфологія
Т айни історії
Ц івілізаціі:
Е гіпет
Г Реция
У Авилон
Р їм
І нка
М Айя
А тлантіда
Г іперборея
І Цікаво:
Про рушнична
Наші партнери
З Посиланням
Про нас
Ми розповіли про чотирьох найбільших вулканічних катастрофах, що відбулися за історичний період життя людства. Що ж є причиною таких катаклізмів? Де і яким чином вони виникають? Чому досягають такої сили, як жодне інше геологічне явище?
Поки що не можна сказати, що нам добре відомий механізм вулканічних виверження. Сучасних знань про фізичні властивості розплавів, що виникають на глибинах в десятки кілометрів, і складі містяться в них газон ще недостатньо. Проте існуючі гіпотези можуть спиратися на ряд достовірних фактів. Виверження вулкана пов'язане з піднімаються з великих глибин лавами. Освіта їх викликано переходом твердих гірських порід в рідкий стан, а це означає збільшення їх обсягу на 5-10%. Зміна обсягу внаслідок розвивається в рідкому розплаві гідростатичного тиску обумовлює підйом розплаву вгору. Проникнення його на денну поверхню залежить від міцності і монолітності земної кори. Якщо остання розчленована розломами, то відбуваються відносно спокійні виверження, іноді супроводжуються її фонтанування (виверження гавайського типу).
Але розплав може виявитися в обстановці, що утрудняє його підйом на земну поверхню. У цьому випадку він може затвердіти па глибині, утворивши великий гранітний масив, або викликати проплавление розташованих над ним гірських порід.
Багато що визначає хімізм лав. Якщо це лави основного складу, що містять не більше 50% кремнезему, то вони бувають рідкими і порівняно легко піднімаються по тріщинах на поверхню, розливаючись потоками на всі боки. Якщо в лаві кремнезему більше (60-70%), то вона стає густою, тягучою, створює пробки в вулканічному каналі, піднесення її на поверхню утруднений. Але це не означає, що «вибухонебезпечні» лише кислі лави. Найсильніший вулканічний вибух минулого століття стався у вулкані Тамбора, вивергає основні лави. Отже, хімічний склад лав не єдина, а можливо, і не головна причина вибухових вивержень.
На думку Дж. Ферхугена, визначальним є кількість газів в лаві. При високому тиску вода і гази знаходяться в магмі в розчиненому стані. Коли з наближенням до земної поверхні тиск починає падати, вода переходить в газоподібний стан. Багата газами лава як би «закипає» від накопичуються в пий бульбашок. Коли їх стає багато, вони з'єднуються один з одним і лава дробиться на дрібні частки. Розпочата кристалізація магми збільшує тиск парів води в такій газовій камері, що призводить в кінцевому рахунку до вибуху, що руйнує лежать зверху пласти гірських порід. Що зібралися в надрах газова емульсія ще рідкої магми викидається в атмосферу, дрібні бульбашки негайно застигають і у вигляді вулканічного попелу розносяться по повітрю, а потім падають назад на землю.
Початковий тиск вибуху може досягати 1500-3000 атм. (Виверження Безіменного, по Г. С. Горшкову). Величезний тиск створюється, ймовірно, в результаті ланцюгових реакцій, що розвиваються в газовій фазі. При цих реакціях відбувається виділення тепла, і, таким чином, виверження набуває характеру теплового вибуху.
Факт, що вибухові виверження Кракатау або Санторіна неодноразово відбувалися па одному і тому ж місці (в межах однієї кальдери), свідчить, що під таким вулканом тривалий час працює один п той же підвідний канал. У його верхній частині, мабуть, па порівняно невеликій глибині (1-5 км), відбувалася концентрація газових бульбашок. В кінцевому рахунку загальна накопичення внутрішніх напружень в розплаві і в його газовій фазі призводить до вибуху тим сильнішого, ніж великі напруги накопичилися за період відносного спокою. За останніми даними, проміжні магматичні осередки розташовані па порівняно невеликій глибині: під Везувієм - 6 км, Кілауеа - 4, Міхара - 4-5, АВАЧА - 3-5 км. Радіус магматичного вогнища - 3 км, обсяг - 100 км3.
Після вибуху і спорожнення камери відбувалося обвалення покрівлі. Кальдери цього типу дуже великі за розмірами і утворюються при найсильніших вибухах.
Розміри кальдери не говорять безпосередньо про величину вулканічного вибуху. Вибухова воронка у багато разів менше кальдери обвалення, до того ж вона зазвичай не зберігається. Але все ж побічно величина кальдери обвалення свідчить про силу вибуху, що передує її утворення. Кальдера виникає внаслідок обвалення покрівлі спорожнені вулканічної камери, тому розміри кальдери залежать від обсягу цієї підземної порожнини. Очевидно, що чим більше вулканічна камера, яка звільнилася від лави і газів, тим більше і виникла над нею кальдера. Сила виверження в значній мірі визначається об'ємом виверженого матеріалу. Отже, з деякою наближеністю ми можемо порівнювати силу вулканічного вибуху, зіставляючи розміри кальдер обвалення, що виникли вже після головної фази виверження.
Основними видами енергії діючого вулкана є: потенційна енергія, що враховується але зміни рівня лави в процесі виверження; кінематична, що залежить від швидкості що викидаються продуктів і їх маси; теплова, що включає то тепло, яке міститься в лаві, газах і твердих частинках; сейсмічна енергія і енергія повітряних мас, які визначаються величиною зміщення грунту (магнітудою) і зміною тиску повітря.
Загальна кількість енергії, необхідне для розпилення 1 км3 розплавленої магми в попіл з розміром частинок в соті частки міліметра, по Е. К. Мархішгау, дорівнює приблизно 1,85-1015 дж. Загальна ж кількість теплової енергії, укладеної в 1 км3 магми перед виверженням, - 2,5-1018 дж. На пеплообразованіе витрачається лише одна тисячна термальною енергії вулкана.
Про масштаб виділилася енергії під час одиничного катастрофічного виверження можна судити по вибуху вулкана Безіменного 30 березня 1950 р коли енергія вибухової хвилі досягла 3-1022 ерг, кінематична 1,2-1024 ерг, а термальна 3,8-1025 ерг, початкова швидкість вибуху склала 360-500 м / сек.
Для характеристики сили виверження П. Хейдерварі запропонував обчислювати нову величину - магнітуду виверження, яка пропорційна виділилася енергії. Енергію вулканічного виверження він висловлює також атомно-бомбовим еквівалентом, т. Е. Кількістю атомних бомб, які можуть дати відповідну енергію під час вибуху. Енергія однієї атомної бомби прийнята 8,4-1014 дж. Виявилося, що вибух Безіменного еквівалентний 4 тис., Кракатау - 20 тис., А Тамбора - 200 тис. Атомних бомб.
Отже, ми бачимо, що за кількістю викинутого матеріалу можна приблизно оцінити енергію вулканічного виверження.
У табл. 2 зіставлені дані про обсяги викинутого матеріалу, розмірах кальдери, площі руйнування і енергії вибуху найбільших з відомих за історичний час вулканічних катастроф.
Неважко бачити, що вулканічні катастрофи типу Кракатау, Тамбора належать до числа максимальних за обсягом викинутого матеріалу, площі пеплопада, енергії вибуху. Кальдера Санторіна перевищує кальдеру Кракатау (рис. 18), отже, обсяг вулканічного матеріалу, що вціліла від надр, і енергія цього катаклізму ще вище. За силою руйнівного ефекту виверження Санторіна можна порівнювати лише з виверженням вулкана Тамбора (1915) на острові Сумбава в Індонезії, а виверження Тамбора - це найсильніший вулканічний вибух за останнє тисячоліття.
Порівняємо енергію землетрусу і вулканічного вибуху. Енергія найсильнішого з відомих землетрусів досягає 1018 дж, або 1025 ерг. Це в сотні разів більше енергії вибуху Безіменного, але приблизно відповідає силі вибуху вулкана Катмай. Енергія вибуху Кракатау в десятки, Тамбора і Санторіна в сотні разів більше енергії самого сильного землетрусу. Таким чином, виверження Санторіна в XV в, до н. е. належить до числа найбільших геологічних катастроф. За П. Хейдерварі, енергія його вибуху була мінімум 1 027 ерг. Це, мабуть, межа сили геологічних пароксизмів на пашів планеті. Розмір їх лімітує міцність гірських порід. Великих зусиль земна кора не витримує - відбувається землетрус або вулканічний вибух, і напруга знімається.
З'ясування максимально можливої сили геологічної катастрофи має виняткове значення для вирішення проблеми Атлантиди. По-перше, якщо дотримуватися тексту Платона, де сказано, що Атлантида була «більше Лівії та Азії разом узятих», то очевидно, що для повного знищення такої величезної країни необхідна геологічна катастрофа в тисячі разів більша, ніж нам відомі. Подібних геологічних катастроф ми припускати не можемо і, отже, змушені визнати, що якщо Атлантида існувала і була знищена якимось катастрофічним природним явищем, то розміри її були багато менше.
По-друге, для наших подальших висновків надзвичайно важливо, що виверження Санторіна, яке пов'язується про загибеллю мінойської морської держави, є одним з максимально можливих геологічних катаклізмів. Значить, якщо ми хочемо пояснити знищення Атлантиди геологічної катастрофою, то санторинской виверження за силою вибуху і площі спустошення підходить для цієї поділи більше, ніж що-небудь інше.
Що ж є причиною таких катаклізмів?
Де і яким чином вони виникають?
Чому досягають такої сили, як жодне інше геологічне явище?