Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Вулканічний рельєф. Типи вулканів і вивержень

Вулканічний рельєф, утворений внаслідок виверження вулканів та інтрузій магми, настільки помітний і особливий, що його форми та елементи не можна сплутати з ніяким іншим типом рельєфу. Термін вулкан походить від лат. Vulcanus – вогонь. Названий на честь острова Вулькано північніше о. Сицилія, на якому в минулі епохи відбувалися виверження, а давні римляни вважали, що там розташована кузня бога вогню – Вулкана. Сьогодні на земній поверхні і в океанах виявлено близько чотирьох тисяч вулканів, з яких 1343 – діючі [8]; 1532 вулкани хоча б один раз зазнавали виверження за останні 10 000 років [26].

Найбільша кількість діючих вулканів на Землі зосереджена навколо Тихого океану й утворює Тихоокеанську зону розвитку активного вулканізму Землі (рис. 3.9.1). Велика кількість згаслих вулканів зосереджена у Середземноморсько-Індонезійській, а підводних вулканів – в Атлантичній зоні. Виділяють ще Індоокеанічну та зону Центральних частин континентів [1].

Найбільші вулкани Землі
Рис. 3.9.1. Найбільші вулкани Землі [6]

В Україні вулканізм відбувся в неогеновий період, наслідком якого стало формування Вигорлат-Гутинського вулканічного пасма в Карпатах. У Кримських горах вулканізм стався раніше, у середній юрі, сформувавши масив Карадаг.

Вулкан – це конічна гора з отвором на вершині (кратером), через який під час вивержень викидаються вогонь, гази та розплавлені речовини. Розплавлена речовина, яка виливається з жерла вулкана – це лава. Основа лави – в’язка розпечена у 600-1200° маса гірських порід. Ця маса розплавів порід виникає в надрах земної кори чи у верхній мантії і її називають магмою. Саме магма виливається на поверхню у формі лави.

За типами виливів на поверхню розрізняють магматизм (за Ф. Вольфом, 1914):

  • площинний;
  • лінійний або тріщинний (рис. 3.9.2);
  • центральний [23].
Тріщинний вилив на поверхні вулкану Плоский Толбачик на Камчатці
Рис. 3.9.2. Тріщинний вилив на поверхні вулкану Плоский Толбачик на Камчатці 14.12.2012 (космознімок від ІТЦ СКАНЕКС)

Площинні виливи відбувалися головно на ранніх етапах розвитку Землі, покривали великі площі, формуючи лавові поверхні. Тріщинні виливи відбуваються вздовж поверхневих тріщин, які простягаються на десятки кілометрів. У минулому, на межі пермського та тріасового періодів, внаслідок тріщинних виливів формувалися лавові плато – трапи. Тоді існувала система тріщин, які нерідко перетинали одна одну, й виникали на підставі багаторазових виливів протягом тисяч і навіть мільйонів років. В Україні відома так звана трапова формація Волині, яка представлена давніми базальтовими полями Рівненської та Волинської обл. [15]. Внаслідок центральних типів вивержень утворюються вулканічні куполи.

Виділяють такі види вулканів:

  • діючі (діяльність яких доведена фактами);
  • сплячі (які не активізовувались протягом історичного періоду людства);
  • згаслі (виверження практично неможливе).

Типи вивержень (за А. Холмсом):

  • вулканський (нетривалі часті вибухи з викидом продуктів до 20 м висоти поряд із закупоренням жерла в’язкою магмою – Вулькано, Етна);
  • плініанський (сильні раптові вибухи до 50 км висоти викидів із руйнуванням вершин чи цілих вулканів – Везувій, Кракатау, Санторін);
  • стромболійський (тривала кількамісячна чи цілорічна вибухова діяльність до 10 км висоти викидів – Стромболі на острові, північніше Сицилії);
  • пелейський (магма застигає ще до виходу з жерла, викидуються головно гази і попіл – Мон-Пеле на о. Мартиніка, Катмаї на Алясці, Безіменний на Камчатці);
  • гавайський (рідка лава спокійно витікає з жерла – Мауна-Кеа, Мауна-Лоа, Кілауеа на Гаваях, Нірагонго в Африці тощо);
  • тріщинний або ісландський (виливання лави з систем тріщин із подальшим формуванням вулкана – Лакі в Ісландії, Толбачинський на Камчатці) [21].

Один вулкан рідко діє за єдиним типом. Вулкани протягом свого життя проходять певний цикл розвитку, тому змінюється і характер вивержень. Тривалість циклів десятки і тисячі років. Зміни типу виверження зумовлені змінами в складі магми, яка надходить з глибин Землі, і теплового режиму. Наприклад, Везувій в історичний час вивергався за типом Стромболі, Вулькано і плініанського.

Циклічність вулканізму виявляється в тому, що з часом відбувається послідовна зміна складу лави: від рідкої базальтової в початковій стадії, до андезитової в середній стадії, і нарешті, до в’язкої кислої лави на завершальній стадії. Відповідно до змін складу лави змінюється і характер вивержень того самого вулкана.

За місцерозташуванням виділяють вулкани:

  • континентальні;
  • океанічні;
  • острівні [24].

Силу і катастрофічність наслідків виверження оцінюють за індексом VEI (volcanic explosive index). Він ґрунтується на оцінці висоти та кількості попелу, який викинуто в повітря. Виділяють вісім класів сили експлозії:

  1. 0 класу – невибухові виверження;
  2. І класу – об’єм вивержених продуктів покриває площу 0,0001-0,00001 км3;
  3. ІІ – 0,001-0,01 км3;
  4. ІІІ – 0,01-0,1 км3;
  5. ІV – 0,1-1 км3;
  6. V – 1-10 км3;
  7. VІ – 10-100 км3;
  8. VІІ – 100-1000 км3;
  9. VІІІ класу – понад 1000 км3, хмара піднімається на висоту 25 км, мегавиверження.

За історію людства VІІІ класу вивержень не відбувалось, останнє було 72 тис. років тому на о. Суматра (Тоба), об’єм пірокластичного матеріалу становив 2800 км3. Виверження Ейяфьятлайокудля (Ісландія) 2010 р. мало індекс VEI = 3 [1].

Види діяльності вулкана:

  • еруптивна (від eruptivus – викинутий) – всі процеси, які пов’язані з діяльністю вулкана. Результатом є накопичення продуктів вивержень на периферії кратера і формування конуса вулкана;
  • ефузивна (виливна) – переважання виливів рідкої лави без сильних вибухів. Утворюються лавові потоки та розливи (рис. 3.9.3, а);
  • експлозивна (вибухова) – з жерла вулкана вихоплюються гази, попіл, вулканічні бомби. Формуються товщі пірокластичного матеріалу й уламків порід (рис. 3.9.3, б);
  • екструзивна (виштовхувальна) – виверження характеризується видавлюванням густої, застигаючої лави. Утворюються лавові куполи й обеліски;
  • змішана – ефузивно-експлозивна, експлозивноефузивна, екструзивно-ефузивна, екструзивно-експлозивна [14].
Ефузивна діяльність вулкана Експлозивна діяльність вулкана
а                              б
Рис. 3.9.3. Види діяльності вулкана:
а – ефузивна; б – експлозивна

Головну рельєфоутворювальну роль відіграють ефузії й експлозії, які залежно від типів виверження та властивостей лави визначають головні риси вулканічних форм рельєфу.

Фази виверження (за Ф. Перретом, 1924):

  1. вилив потоку рідкої лави, яка світиться, і періодичні вибухи;
  2. газова фаза – виділення потужного стовпа стислих газів з виносом досить невеликої кількості попелу й утворенням гігантської еруптивної хмари;
  3. фаза “темного попелу” виділення чорних хмар газу, сильно навантажених вулканічними уламками [8].

Типи вулканічних апаратів:

  • щитовидні (щитові) вулкани. Утворюються внаслідок багаторазових викидів рідкої лави, яка тривалий час випливає з центрального жерла та бічних кратерів вулкана. Лава рівномірно розтікається на багато кілометрів; поступово з цих нашарувань формується широкий “щит” з пологими краями. Приклад – вулкан Мауна-Лоа на Гаваях;
  • шлакові конуси. Під час виверження вулканів великі фрагменти пористих шлаків нагромаджуються навколо кратера шарами у формі конуса, а дрібні фрагменти формують біля підніжжя похилі схили; з кожним виверженням вулкан стає все вищим. Це найпоширеніший тип вулканів на суші;
  • стратовулкани або “шаруваті вулкани”. Періодично вивергають лаву та пірокластичні речовини – суміш гарячого газу, попелу та розпечених каменів; тому відклади на конусі (гострому, з увігнутими схилами) чергуються. Приклади – Етна, Везувій, Фудзіяма;
  • купольні вулкани. Утворюються, коли в’язка гранітна магма, піднімаючись з надр вулкана, не може стекти по схилах і застигає вгорі, утворюючи купол. Вона закупорює його жерло як пробка, яку з часом вибивають накопичені під куполом гази. Приклад – Сент-Хеленс на північному заході США;
  • складні (змішані) вулкани [25].
Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом