Что заставляет вулканы извергаться?

thumbnailUrl

Volcanic eruption explained - Steven Anderson • Что заставляет вулканы извергаться?

Dig into the science of how new volcanoes form, and what causes their unpredictable eruptions. -- In February of 1942, Mexican farmer Dionisio Pulido thought he heard thunder coming from his cornfield. However, the sound wasn’t coming from the sky.…Что заставляет вулканы извергаться? - 3588184

PT5M

True

2020-09-25T11:44:25+03:00

embedUrl

Стивен Андерсон

В феврале 1942 года мексиканский фермер Дионисио Пулидо подумал, что он услышал гром, исходящий со своего кукурузного поля. Однако звук шел не с неба. Источником была большая дымящаяся трещина, излучающая газ и выбрасывающие камни. Эта трещина станет известна как вулкан Парикутин, и в течение следующих 9 лет его лава и пепел покроют более 200 квадратных километров. Но откуда взялся этот новый вулкан и что спровоцировало его непредсказуемое извержение?

История любого вулкана начинается с магмы. Часто эта расплавленная порода образуется в областях, где океанская вода может проникать в мантию Земли и понижать температуру плавления слоя. Образовавшаяся магма обычно остается под поверхностью Земли благодаря тонкому балансу трех геологических факторов. Первый - литостатическое давление. Это вес земной коры, давящей на магму внизу. Магма отталкивается вторым фактором - магма-статическим давлением. Битва между этими силами напрягает третий фактор: твердость земной коры. Обычно скала достаточно прочная и тяжелая, чтобы удерживать магму на месте. Но когда это равновесие нарушается, последствия могут быть взрывоопасными.




Одна из наиболее частых причин извержения - повышение магмастатического давления. Магма содержит различные элементы и соединения, многие из которых растворены в расплавленной породе. При достаточно высоких концентрациях такие соединения, как вода или сера, больше не растворяются, а вместо этого образуют пузырьки газа под высоким давлением. Когда эти пузыри достигают поверхности, они могут лопнуть с силой выстрела. И когда миллионы пузырей взрываются одновременно, энергия может отправить в стратосферу облака пепла. Но прежде чем они лопнут, они действуют как пузырьки CO2 в взбитой газировке. Их присутствие снижает плотность магмы и увеличивает выталкивающую силу, проталкивающую вверх через кору. Многие геологи полагают, что этот процесс был причиной извержения Парикутина в Мексике.

Есть две известные естественные причины появления этих всплывающих пузырей. Иногда новая магма из более глубоких подземелий вносит в смесь дополнительные газообразные соединения. Но пузырьки также могут образовываться, когда магма начинает остывать. В расплавленном состоянии магма представляет собой смесь растворенных газов и расплавленных минералов. По мере затвердевания расплавленной породы некоторые из этих минералов превращаются в кристаллы. Этот процесс не включает многих растворенных газов, что приводит к более высокой концентрации соединений, образующих взрывоопасные пузырьки.

Не все извержения происходят из-за повышения магмастатического давления - иногда вес скальной породы может стать опасно низким. Оползни могут удалить огромное количество горной породы с поверхности магматического очага, снизив литостатическое давление и мгновенно вызвав извержение. Этот процесс известен как «разгрузка», и он является причиной многочисленных извержений, включая внезапный взрыв горы Сент-Хеленс в 1980 году. Но разгрузка также может происходить в течение более длительных периодов времени из-за эрозии или таяния ледников. Фактически, многие геологи обеспокоены тем, что таяние ледников, вызванное изменением климата, может усилить вулканическую активность.




Наконец, извержения могут произойти, когда слой горной породы уже недостаточно прочен, чтобы сдерживать магму внизу. Кислые газы и тепло, выходящие из магмы, могут разъедать породу в результате процесса, называемого гидротермальным изменением, постепенно превращая твердый камень в мягкую глину. Слой горных пород также мог быть ослаблен тектонической активностью. Землетрясения могут создавать трещины, позволяющие магме выходить на поверхность, а земная кора может становиться тонкой по мере того, как континентальные плиты удаляются друг от друга.

К сожалению, знание того, что вызывает извержения, не позволяет легко их предсказать. В то время как ученые могут приблизительно определить силу и вес земной коры, глубина и высокая температура магматических очагов очень затрудняют измерение изменений магмастатического давления. Но вулканологи постоянно исследуют новые технологии, чтобы покорить эту каменистую местность. Достижения в области тепловидения позволили ученым обнаруживать подземные горячие точки. Спектрометры могут анализировать газы, выходящие из магмы. А лазеры могут точно отслеживать влияние поднимающейся магмы на форму вулкана. Надеюсь, эти инструменты помогут нам лучше понять эти летучие жерла и их взрывные извержения.