II.3 извержение вулканов

Древние римляне верили, что в недрах горы Этна в Сицилии находится кузница могучего бога Вулкана. Когда он и его помощники, гиганты-циклопы, работают, слышится подземный гул, появляются столбы дыма,

огонь. Потом все огнеды­шащие горы стали называть вулканами. Плохо приходится людям, если Вулкан заработает или рассердится...

Двести лет молчал вулкан Каракатау, поднимающийся со дна Зондского пролива, разделяющего острова Ява и Суматра. В конце августа 1883 г. произошло несколь­ко грандиозных подземных взрывов. 2/3

территории острова Каракатау прова­лились под воду на глубину до 279 м, а вершина горы снизилась с почти 2000 м до 813 м. Вулканический пепел покрыл территорию площадью более 800 тыс. км². Морские валы, достигавшие высоты 35-36 м, прокатились по Индийскому, Тихому и Атлантическому океанам. Особенно сильно пострадали острова Ява и Суматра, где погибло почти 40 тыс. чел.

Туча раскаленных газов и пепла, выброшенная из вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника в Вест-Индии, всего за несколько минут уничтожила город Сан-Пьер с населением 30 тыс. человек. Эта катастрофа произошла в 1902 г.

В течение почти 2000 лет люди помнят извержение Везувия, произошедшее 24 ав­густа 79 г., пепел которого засыпал римские города Геркуланум, Помпеи и Стабии.

Вулкан - это место, где на поверхность вырывается раскаленное вещество зем­ных недр - магма. Излившаяся, потерявшая часть содержащихся в ней газов и водяных паров магма называется лавой. Скорость лавы сравнима со скоростью пассажирского поезда — 10 м/сек. и больше.

К земной поверхности магма поднимается по каналу, заканчивающемуся крате­ром — чашеобразной воронкой с жерлом. Вместе с лавой или вместо нее из жер­ла могут вырываться раскаленные газы и пирокластический материал - пепел, песок, крупные обломки горных пород (вулканические бомбы) и небольшие об­ломки 1-3 см в поперечнике (лапилли).

Внешне вулканы выглядят по-разному: от громадных гор до трещин и отверстий в земной поверхности.

Самые простые (эмбриональные» вулканы (маары) - это просто воронки остающиеся после взрыва вырвавшихся из-под земли газов. Магма до поверхности не доходит, «застревая» в вулканическом канале. Часто воронки заполняются водой. Таких округлых озер диаметром до 3,5 км и глубиной до 400 м много в области Эйфель (Германия).

Вулкан может выглядеть и как трещина на поверхности Земли. Особенно много действующих вулканов - трещин в Исландии. Один из них, Эльдгъя, протягивается на 30 км. Эльдгъя похож на исполинский ров шириной до 600м, глубиной до 270 м. Склоны его крутые, а по протекает

небольшая речка. Излияние лав из Эльдгъи происходили с 930 до 950 г.г. Подобные трещины почти прямолинейны. Они пересекают горы и равнины, мало считаясь с устройством поверхности. На многих трещинах расположены цепочки не больших вулканических горок. Легкоподвижные базальтовые лавы, выливаясь из трещин или вулканических жерл, растекаются по окрестностям, заполняя и сглаживая неровности рельефа. Застывшая лава отличается большой прочности. Грандиозные лавовые покровы базальтов, излившиеся многомиллионных лет назад, образуют обширные плосковершинные вулканические плата. Они известны почти на всех континентах: лавовые плата Деканского плоскогорья в Индии, плата в Британской Колумбии, Аравии, Австралии, Армении, Потогонии. О продолжительности создавших их извержений можно судить потому, что мощность слагающих эти плата пород нередко превышают 1,5 км.

Вулканические горы сложены продуктами извержения - лавами. На вершине каждой из них есть кратер - чашеобразная впадина с жерлом (верхней частью вулканического канала). По склонам крупных вулканов часто наблюдаются побочные (паразитические) «вулканчики». Крутизна склонов вулканов может достигать 35-40°. Обычно они расчленены расходящимися от вершины узкими и глубокими промытыми водой оврагами - барранкосами.

От сильного взрыва или провала вулканического конуса в пустоту, ранее за­полненную магмой, образуются огромные впадины — кальдеры (от исп. cаldera - котел). Крупнейшие кальдеры превышают 25 км в диаметре. Например, попе­речник озера Кроноцкого на Камчатке, занимающего древнюю кальдеру, - поч­ти 28 км.

В России самый высокий вулкан - Ключевская сопка (4750 м)

находится на Камчатке.

1 января 1996 г. в 30 км от Кроноцкой бухты (Тихоокеанское побережье Камчат­ки) произошло землетрясение с М = 6,9. На следующий день в этом районе нача­лись извержения двух других вулканов - Камчатского и Академии наук. Извержение вулкана Академии наук одновременно из двух кратеров сопровождалось вы­бросом пепла и газа на высоту до 8 км, излиянием лавы, вулканическими взры­вами и землетрясениями. Длина теплового облака достигла 100 км. В озере глубиной 60 м и диаметром около 4 км, расположенном в обширной кальдере вулкана Академии наук произошло около 100 сильнейших взрывов мощностью эквивалентной взрыву заряда в 10 кт, что вызвало цунами в озере. Извержение продолжалось в течение года, обернулось экологическим бедствием для живо­писного и почти нетронутого района Камчатки. Окрестности покрылись слоем пепла, изрыты вулканическими бомбами, вода в озере оказалась отравленной, рыба погиб­ла, пойма реки Карымская - залита грязевыми потоками. Ущерб для экономики был невелик, так как местность не населена.

На земном шаре насчитывается примерно 600 активных вулканов, То есть, таких вулканов, которые после более или менее продолжительного перерыва могут снова ожить. Большинство их расположено на стыках тех участков земной коры, которые называются тектоническими плитами.

Опасность вулканической деятельности состоит в том, в при извержении вулканов люди могут быть подверженными воздействию комплекса поражающих факторов, ниже указанных на схеме. Особенно опасные из них – это лава, тефра, вулканические наводнения, так называемая «палящая вулканическая туча», выходящие вулканические газы. Остановимся кратко на этих поражающих потоках вулканической деятельности (при извержении вулкана, таблица приведена ниже).

Лава - это расплав горных пород, разогретых до температуры 900-1100° С. Она может быть основной, т.е. по своему составу соответствовать базальтам, либо кислой, т.е. иметь риолитовый состав. Лава вытекает прямо из трещин в земле или склона вулкана, либо переливается через потоки, при

Поражающие факторы вулканов

Первичные	Вторичные
- лава (лавовые потоки, лавовые фонтаны);	- нарушение системы землепользования; - лесные пожары; - разрушение сооружений и коммуникаций; - обвалы; - селевые потоки; -взрывы и пожары на опасных производственных объектах - «выход» рек из берегов, в океане и на море возможно образование цунами.
- тефра: пепел, песок, кислотные дожди; вулканические бомбы (застывшие кусочки лавы); каменная пена (пемза); лапилли (мелкие кусочки лавы);
- вулканические грязевые потоки;
- вулканические наводнения;
- палящая вулканическая туча (раскаленные пыль, газы)
- раскаленные вулканические газы.

их колоссальных смертоносных температурах кажутся грозными и неудержимыми. Однако в действительности число жертв лавовых потоков совсем невелико в сравнении с числом жертв палящих туч. Лавовые потоки передвигаются тем быстрее, чем больше уклон, чем более мощен сам поток и чем жиже лава. Лавовые потоки могут представлять опасность для одного человека или группы людей, которые, недооценив их скорости, окажутся между несколькими лавовыми языками. Опасность возникает тогда, когда лавовой поток достигает населённых пунктов.

Гигантская сила вулканического взрыва разрывает лаву и горные породы на мельчайшие частицы, которые в совокупности называют тефрой. Наиболее крупные обломки именуются вулканическими бомбами, несколько

меньшие по размеру-лапиллями, ещё более мелкие - вулканическим песком, а мельчайшие - пеплом. Вулканические бомбы не отлетают далеко, максимально на несколько километров от кратера. Лапилли и вулканический песок могут распространятся на десятки километров, а пепел может в высоких слоях атмосферы. Существует ли вообще возможность, какой бы то ни было защиты от этой раскалённой до температуры выше 1000°С массы? Практика показывает, что такого рода защитные меры существуют и иногда вполне действенны.

Лавовой поток подвергали бомбардировке с самолёта. Это преследует определённую цель. Охлаждаясь, лавовой поток создает защитные валы и течёт в лотке. Когда же удается, эти валы прорвать, лава разливается, скорость её течения замедляется и приостанавливается.

В тех же целях пробуют применить отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов.

Можно использовать бомбардировку кратера. Это неплохая идея: лавовые потоки по большей части возникают именно за счёт того, что лава вокруг переливается через края кратера; если же удаётся разрушить стенку кратера раньше, чем образовалось лавовое озеро, скопится немного лавы и её излияние по склону пройдёт без вреда.

Ещё один метод - это возведение предохранительных дамб. Речь, конечно, не идёт о том, чтобы задержать лаву плотиной, а отвести лавовой поток в сторону. При наличии соответствующих форм рельефа это может помочь. Последний способ, который был также испытан на практике, состоит в охлаждении поверхности лавы водой. Идея эта сама по себе превосходна: на охлаждаемой поверхности образуется корка, и поток останавливается.

Тефра. Ее компонентами являются обломки застывшей лавы более древних подповерхностных горных пород и раздробленный вулканический материал, слагающий конус. Пепел образуется также тогда, когда горячая лава изливается в воде и при резком охлаждении распыляется, (тефры при некоторых вулканических извержениях далеко превосходят лавы: иногда выбросы тефры составляют десятки кубических километров).

Опасность тефры ясна: она разрушает дома, погребая жителей в развалинах, душит и отравляет своими газами, уничтожает растительность, губит домашних животных и вызывает голод. Большую роль играет ветер: он может занести пепел в город или, наоборот, защитить его. Против бомб и лаппилей предпочтительна пассивная защита, нужно быть внимательным уклониться от них уже не удастся. Пепел наносит значительно большой ущерб, нежели более грубые частицы. Необходимо постоянно убирать пепел с крыш, в садах периодически стряхивать пепел с деревьев, а также закрыть резервуары с питьевой водой.

Пока не наступит подходящий момент, лучше оставаться в укрытиях. Из укрытий следует иногда выбегать, посмотреть, что происходит, а главное, для того, чтобы счистить пепел с крыш.

Вулканические грязевые потоки.

Этот процесс часто называют индонезийским словом «лахар». Мощные слои пепла на склонах вулканов находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают по склону. Хуже всего дело обстоит тогда, когда при обводнении пепел пропитывается водой и превращается в жидкую кашу. Она скатывается со склона со скоростью несколько десятков километров в час. Потоки обладают значительной плотностью, поэтому они могут волочить и крупные глыбы. Защититься от вулканических грязевых потоков нелегко. Потоки движутся быстро, на эвакуацию не остаётся времени, бегство в укрытие может кончиться плохо, т. к. жидкая каша заполняет всё пространство. От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулканов насыпают искусственные холмы. При серьёзной опасности жители выбегают на бугор и таким образом могут избежать опасности. О другом способе защиты - искусственном понижении уровня кратерного озера. Но наилучшим способом защиты остаётся предупреждение: не заселять опасные территории, как бы они не были красивы, а земли плодородными. Или производить эвакуацию из опасных мест при первых признаках вулканического извержения.

Вулканические наводнения.

При таянии ледников во время вулканических извержений может сразу образоваться большое количество воды. Ледник Мирдаль, который покрывает вулкан Катла, сумел спустить 92000 м³ воды за секунду при общем объёме более 6 км³. Точно подсчитать какое количество воды спустил ледник, трудно, хотя это важно для планирования мер защиты. Ледники имеют много внутренних полостей, постоянно заполненных водой. В дополнении к тем водам, которые обусловлены таянием при извержении вулкана, ледник добавляет и свои запасы вод из этих пустот.

Палящая вулканическая туча.

Смесь раскалённых газов и тефры называют палящей вулканической тучей. Из всех вулканических процессов это наиболее опасный, и на его совести лежит самое большое число жертв. Вулкан Мон-Пеле на острове Мартиника своими палящими тучами погубил в 1902 году 30000 человек и полностью уничтожил город Сент-Пьер.

Наилучшую защиту от палящих туч представляет эвакуация. Особенно опасные в этом отношении вулканы должны находиться под постоянным вниманием исследователей, и признаки их готовящейся деятельности анализироваться. Особенное подозрение вызывают те вулканы, что пробуждаются после длительного периода покоя. Области, застигнутые палящими тучами, постепенно оправляются. Покрывающие их поверхность вулканические бомбы и лапилли выветриваются в течении нескольких лет.

Вулканические газы

Водяные пары являются обязательными компонентами всех вулканических газов. То, что эти газы имеют запах, обусловлено примесями сернистого и серного окисла, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот, находящихся в газообразном состоянии. Вездесущими являются углекислый и угарный газы. Все эти газы в больших

концентрациях смертельно опасны для человека. Эманации газов из земли является признаком поствулканической активности, которая может продолжаться десятки миллионов лет после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Каналы, по которым поднимаются лишь газы называются фумаролами. Сольфатары - одна из разновидностей фумарол, для них типичны серосодержащие газы. Источники углекислого и угарного газов называются моффетами. Для человека они не опасны, наоборот, полезны, так как на глубине насыщают подземные воды, которые вытекают на поверхность как минеральные.

Наилучшей мерой защиты от газов, безусловно, является противогаз. Насаждения несколько раз были успешно защищены от действия вулканических газов умеренной посыпкой извести.

Если вести речь о мерах по уменьшению потерь от извержения вулканов, то суть разговора следует сводить к следующему.

В районах активной вулканической деятельности создаются специальные станции и пункты, на которых ведут непрерывное наблюдение

за вулканами, чтобы во­время предупредить об их пробуждении.

Предвестником извержения служат вулканические землетрясения. Специальные приборы регистрируют изменения наклона земной

поверхности вблизи вулканов. Перед извержением изменяются местное магнитное поле и состав вулканических газов.

Единственным способом спасения людей при извержении вулканов остается эва­куация населения. Скорость распространения лавы невелика, но она сжигает все на своем пути.

Происходит интенсивный выброс вулканического пепла, ухудшаю­щего видимость, а также раскаленных камней. Эти камни разрушают строения, вызывают пожары, наводят на людей ужас.

Опасное воздействие относительно медленных лавовых потоков можно умень­шить тремя способами:

- отклонить поток;

- разделить его на несколько мелких;

- остановить путем охлаждения, создания земляной стенки, каменной клад­ки и так далее.

Иногда для разрушения стенки кратера и направления потока лавы в безопас­ном направлении применяют бомбардировку.

Дополнительную опасность для людей представляют грязевые потоки, образо­вавшиеся из выпавшего пепла, смытого дождем, и движущиеся с довольно высо­кими скоростями. Спастись от такого потока можно, направив его в безопасном направлении, например в водохранилище.

Обильное выпадение пепла опасно еще и тем, что он в больших количествах накапливается на крышах домов. В этом случае его необходимо сбрасывать вниз.

Наиболее надежный безопасный способ уберечься от извержения вулкана - выбрать место жительства в отдалении от действующих вулканов.

Поскольку перед извержением вулкана происходит землетрясение, то все прави­ла поведения людей во время него актуальны и в случае извержения вулкана.