Классификация и типы вулканических извержений

02.07.2018
Извержения вулканов отличаются большим разнообразием, но существуют три основные характеристики, по которым их можно классифицировать: 1) масштаб (объем извергаемых пород); 2) состав извергаемого материала; 3) динамика извержения.

По масштабу все вулканические извержения подразделяются на пять классов (км3):

I класс — объем извергаемого материала более 100;

II класс — от 10 до 100;

III класс — от 1 до 10;

IV класс — от 0,1 до 1;

V класс — менее 0,1.

Состав извергаемого материала, на котором подробно остановимся ниже, особенно газовая составляющая, определяют динамику извержения. Процесс дегазации мантии — одна из важных причин ее извержения, зависит от количества газов, их состава и температуры. По способу и скорости отделения летучих выделяют три главные формы извержения: эффузивное — со спокойным выделением газа и излиянием лавы; эксплозивное — с бурным выделением газов, вызывающих вскипание магмы и мощные взрывные извержения; экструзивное — вязкая магма невысокой температуры выжимается из кратера. Есть еще и смешанные типы — эффузивно-эксплозивные; экструзивно-эксплозивные и др. При смешанных извержениях важной характеристикой, по Е.К. Мархинину, является коэффициент эксплозивности — содержание в процентах количества пирокластического материала от общей массы продуктов извержения. Поэтому суть каждого извержения можно выразить формулой. Например, 4Б эксп. 100, что означает: извержение IV класса, базальтовое, эксплозивное, коэффициент эксплозивности 100. Каждой форме извержения присущ один или несколько вулканов, наиболее ярко выражающих ее особенности.

Эффузивные извержения распространены чрезвычайно широко и связаны с излиянием магмы в основном базальтового состава. Характерные извержения такой динамики приурочены к зонам спрединга срединно-океанических хребтов и зонам субдукции активных континентальных окраин. В срединно-океанических хребтах в условиях растяжения земной коры наибольший размах приобретает трещинный вулканизм. К этому типу относятся вулканы Исландии — Лаки, Эльдгья, расположенные в осевой части Срединно-Атлантического хребта. При извержении в 1783 г. из трещины Лаки, длина которой достигала 32 км, после сильного взрыва с выбросом шлака и пепла, стала изливаться лава, потоки которой полностью заполнили ущелье глубиной 180 м и покрыли территорию общей площадью 565 км2. Средняя мощность лавового покрова превышала 30 м, а объем лавы составил 12 км3.

Такие же трещинные излияния характерны для Гавайских островов — гавайский тип, где извержения происходят с выбросами очень жидкой высокоподвижной базальтовой лавы. По мере увеличения мощности лавовых потоков в результате многократных извержений формируются грандиозные щитовые вулканы, самым крупным из которых является упомянутый выше Мауна-Лоа.

В зонах субдукции активной континентальной тихоокеанской окраины мощные трещинные извержения вулкана Плоский Толбачик наблюдались на Камчатке в 1975—1976 гг. Извержение началось с образования трещины длиной 250—300 м и выбросом огромного количества пепла, шлаков и бомб. Раскаленная пирокластика образовала огненную «свечу» высотой до 2,5 км, а газовопепловая колонна достигла высоты 5—6 км. Затем извержение продолжалось через систему вновь открывающихся трещин с образованием новых шлаковых конусов, высота которых достигла 108, 278 и 299 м (рис. 11.5). Общая площадь распространения лавового поля на одном из прорывов со шлаково-глыбовой поверхностью, со средней мощностью 28 м составила 35,9 км2 (рис. 11.6). Продукты извержения представлены базальтами. По высокой текучести и характерной морфологии потоков лава близка к извержениям гавайского типа. Общее количество выделившихся газов (главным образом H2O) — 180 млн т, что сопоставимо со средним ежегодным поступлением в атмосферу при извержениях всех наземных вулканов мира. Трещинные излияния Плоского Толбачика — единственное крупное историческое извержение подобного рода на территории России.


Эксплозивные извержения. Вулканы с газово-взрывной динамикой извержения имеют широкое распространение в зонах субдукции — погружения литосферных плит. Извержения, сопровождающиеся мощными взрывами, в определенной степени зависят от состава вязкой малоподвижной кислой магмы, содержащей большое количество газов. Типичным примером такого извержения является кракатауский тип. Вулкан Кракатау находится в Зондском проливе между о-ми Ява и Суматра и его извержение связано с глубинным разломом Евроазиатской плиты, возникшим в результате давления снизу Индо-Австралийской плиты (рис. 11.7).

Академик Н. Шило так описывает механизм извержения Кракатау: в процессе подъема по глубинному разлому из магматической камеры мантийного вещества, насыщенного газами, происходит его ликвация — расслоение на два несмешивающихся расплава. Более легкая гранитоидная магма, насыщенная летучими газами, поднимается вверх и наступает такой момент, когда по мере повышения давления покрышка камеры не выдерживает скопления магмы и происходит мощный взрыв с выбросом кислых продуктов, насыщенных газами. Так и произошло при грандиозном извержении Кракатау в 1883 г., которое началось с выброса пепла, пемзы, вулканических бомб, за чем последовал колоссальный взрыв, уничтоживший одноименный остров. Звук взрыва распространился на расстояние до 5000 км, а вулканический пепел, поднявшись на стокилометровую высоту, разнесся на десятки тысяч километров.

В апреле 1982 г. произошло самое мощное извержение вулкана Галунггунг за последние 25 лет, в результате которого было стерто с лица земли 40 деревень. Вулканический пепел покрыл площадь в 180 000 гектаров. Галунггунг — один из активнейших индонезийских вулканов, высота которого достигает 2168 м.

Сюда же относится бандайсанский тип, названный по вулкану Бандайсан, расположенному на о. Хонсю, извержения которого отличаются колоссальными взрывами. К взрывным извержениям относятся и вулканы — однодневки — маары и диатремы. Образование мааров в результате одноактных взрывов типично для вулкана Тятя на Курилах. При извержении летом 1973 г. с образованием мааров были взорваны старые лавовые потоки, слагающие склоны вулкана, а у кромки мааров сформировались отложения мощностью 20-30 м.

Общий объем силикатных продуктов, выброшенных из мааров, в два раза превысил объем самих мааров.

Экструзивные извержения. Характерным примером этого извержения является вулкан Мон-Пеле, по которому назван пелейский тип. Вулкан Мон-Пеле расположен на о. Мартиника в архипелаге Малых Антильских островов. Мощные взрывные извержения этого вулкана связаны с чрезвычайно вязкой кислой магмой. Гигантским взрывом 28 апреля 1902 г. была уничтожена вершина до сих пор дремавшего вулкана, а вырвавшееся из жерла раскаленное облако («палящая туча») за несколько секунд уничтожила г. Сен-Пьер с 40 000 жителей. После извержения из жерла начала выдавливаться масса вязкой лавы высотой около 500 м — «Игла Пеле».

Извержение такого же типа вулкана Безымянный случилось 30 марта 1956 г. на Камчатке. Вначале произошел мощный взрыв, уничтоживший вершину вулкана и его восточный склон. Пепловая туча поднялась на высоту 40 км, а по склонам вулкана сошли раскаленные лавины, которые, растопив снег, образовали мощные грязевые потоки. На месте вершины образовался кратер глубиной 700 м и площадью около 4 км2. Затем началось извержение пирокластических потоков, заполнивших долины рек у подножия вулкана, после чего стала формироваться внутрикратерная экструзия высотой 320 м с диаметром в основании — 600—650 м. Продукты извержения представлены андезитами и андезито-базальтами. Такие экструзивные купола характерны для вулканических извержений Камчатки (рис. 11.8).

Извержения смешанные. К этой категории принадлежат вулканы, характеризующиеся выбросами газообразных, жидких и твердых продуктов. Такой характер извержения присущ вулканам Стромболи, Везувию, Этне.

Стромболианский тип — вулкан Стромболи на Липарских островах характеризуется извержениями основной лавы, чередующимися с выбросами вулканических бомб и раскаленных шлаков. Лавы подвижные, горячие, температура их достигает 1100—1200°C. Общая высота вулканического конуса с подводной частью — 3500 м (высота над уровнем моря — 1000). Вулкан характеризуется регулярными извержениями.

Везувианский (плинианский) тип назван по имени римского ученого Плиния-старшего, погибшего при извержении вулкана Везувий в 79 г. н. э. Везувий расположен на берегу Неаполитанского залива, близ г. Неаполя. Катастрофическое извержение Везувия, в результате которого под слоем вулканического пепла и лавы погибло четыре города, описано Плинием Младшим и запечатлено на картине К. Брюллова «Последний день Помпеи». Характерной особенностью извержений этого типа являются мощные внезапные взрывы, сопровождающиеся выбросами огромного количества газов, пепла, пемзы. В конце извержения хлынул дождь и образовавшиеся грязекаменные потоки завершили погребение городов. В результате взрыва вершина вулкана обрушилась, и на месте ее образовалась глубокая кальдера, в которой через 100 лет вырос новый вулканический конус. Такая вулканическая постройка называется сомма, примером ее может служить вулкан Тятя (рис. 11.9).

Очень сильное извержение Везувия произошло в 1631 г., в результате которого раскаленный поток лавы почти полностью уничтожил г. Торре-дель-Греко. Извергался Везувий и в последние годы, угрожая жителям Неаполя.

Смешанным эксплозивно-эффузивным характером извержения отличается крупнейший вулкан Камчатки — Ключевской (рис. 11.10). Это типичный стратовулкан с конусом правильной формы, высотой 4750 м — самый высокий из действующих вулканов Европы и Азии. Вулкан молодой, его возраст — 7000 лет, отличается большой активностью. В период с 1932 по 1987 г. вулкан извергался 21 раз, причем иногда продолжительность извержения составляет 18 мес. У вулкана отмечаются как вершинные, так и побочные извержения. Особенностью вершинных извержений 1978—1980, 1984—1987 гг. было излияние лавовых потоков на склоны вулкана, которые сопровождались непрерывными лавинами раскаленных обломков, выбрасыванием пепла и бомб. В результате контакта лавы и льда образовались мощные грязевые потоки и лахары (грязекаменные потоки), которые, пропиливая глубокие каньоны в ледниках, растекались более чем на 30 км от подножия вулкана. Продукты извержения представлены пеплом, вулканическими бомбами и лавами базальтового состава. Длина лавовых потоков достигала 12 км, а мощность доходила до 30 м. Извержения вулкана продолжаются и в настоящее время.

Этнинский тип назван по имени вулкана Этна, конус которого поднимается над уровнем моря более чем на 3000 м. По характеру извержения этот тип близок к везувианскому и часто их объединяют вместе. Вулканы этого типа очень активны. Этна извергается практически постоянно. Часто за начальным извержением, начинающимся со взрывов и выбросов газов и пепла, на склонах появляются паразитические кратеры, из которых происходит излияние лавы. Таких кратеров на склонах Этны сейчас насчитывается до 380.

Вулканы этого типа распространены на Курилах, Камчатке, в Южной Америке, Японии и Средиземноморье.