Географія - Великий довідник школяра і студента - 2008

Загальна географія
Літосфера і рельєф
ВУЛКАНІЧНІ ПРОДУКТИ

Лава — це магма, що виливається на земну поверхню під час вивержень, яка потім твердіє. Виливання лави може відбуватися з основного вершинного кратера, бічного кратера на схилі вулкана або з тріщин, сполучених з вулканічним вогнищем. Вона стікає вниз по схилу у вигляді лавового потоку. У деяких випадках відбувається виливання лави в рифтових зонах величезної протяжності. Наприклад, в Ісландії в 1783 р. у межах ланцюга кратерів Лакі, що простяглися вздовж тектонічного розлому на відстань бл. 20 км, сталося виливання 12,5 км³ лави, яка розлилася на площі 570 км². Тверді породи, що утворюються при остиганні лави, містять, в основному, діоксид кремнію, оксиди алюмінію, заліза, магнію, кальцію, натрію, калію, титану і воду. Зазвичай у лаві вміст кожного з цих компонентів перевищує 1 %, а інші елементи присутні в меншій кількості. Існує безліч типів вулканічних порід, що розрізняються за хімічним складом. Частіше за все зустрічаються 4 типи, приналежність до яких встановлюється за наявністю у породі діоксиду кремнію: базальту, андезиту, дациту, ріоліту. Породи, в яких діоксиду кремнію менше, у великій кількості містять магній і залізо. При вистиганні лави значна частина розплаву утворює вулканічне скло, в якому зустрічаються окремі мікроскопічні кристали. Виняток становлять т. зв. фенокристали — великі кристали, що утворилися в магмі ще в надрах Землі і винесені на поверхню потоком рідкої лави. Найчастіше фенокристали представлені польовими шпатами, олівіном, піроксеном і кварцом. Породи, що містять фенокристали, зазвичай називають порфиритами. Колір вулканічного скла залежить від кількості наявного в ньому заліза: чим більше заліза, тим воно темніше. Таким чином, навіть без хімічних аналізів можна здогадатися, що світлозабарвлена порода — це ріоліт або дацит, темнозабарвлена — базальт, сірого кольору — андезит. За мінералами, що містяться в породі, визначають її тип. Так, наприклад, олівін — мінерал, що містить залізо і магній, характерний для базальтів, кварц — для ріолітів.

У залежності від хімічного складу лави розрізнюються за в’язкістю, або текучістю. Рідкі базальтові лави з низьким вмістом кремнезему утворюють лавові потоки довжиною понад 100 км. Товщина лавових потоків коливається від 3 до 15 м. Більш рідкі лави утворюють тонші потоки. Коли на поверхні базальтового потоку починається отвердіння, його внутрішня частина може залишатися в рідкому стані, продовжуючи текти і залишаючи за собою протяжну порожнину, або лавовий тунель. Наприклад, на о. Лансарот (Канарські о-ви) великий лавовий тунель тягнеться на 5 км. Гаряча лава, що має високу текучість, може просуватися зі швидкістю понад 35 км/год, однак частіше її швидкість не перевищує декількох метрів на годину. У такому повільному потоці шматки застиглої верхньої кірки можуть відвалюватися і перекриватися лавою; в результаті в придонній частині формується зона, збагачена уламками. При остиганні лави іноді утворюються стовбчасті споруди (багатогранні вертикальні колони діаметром від декількох сантиметрів до 3 м). При виливанні лави в кратер або кальдеру формується лавове озеро, яке згодом остигає.

Куполи, маари і туфові кільця. Дуже в’язка лава (частіше за все дацитового складу) при виверженнях через основний кратер або бічні тріщини утворює не потоки, а купол діаметром до 1,5 км і висотою до 600 м. Наприклад, такий купол сформувався в кратері вулкана Сент-Хеленс (США) після сильного виверження в травні 1980 р. Тиск під куполом може зростати, а через декілька тижнів, місяців або років він може бути знищений при наступному виверженні. В окремих частинах купола магма піднімається вище, ніж в інших, і в результаті над його поверхнею виступають вулканічні обеліски — брили або шпилі застиглої лави, часто висотою в десятки і сотні метрів. Після катастрофічного виверження в 1902 р. вулкана Монтань-Пеле на о. Мартиніка протягом перших трьох місяців після виверження в кратері утворився лавовий купол, який щодобово зростав на 9 м і в результаті досяг висоти 250 м, а через рік обвалився. На вулкані Усу на о. Хоккайдо (Японія) в 1942 р. купол Сева-Синдзан виріс на 200 м. Його в’язка лава пробилася крізь товщу осадів, що утворилися раніше. Маар — це вулканічний кратер, що утворюється при вибуховому виверженні (частіше за все при підвищеній вологості порід) без виливання лави. При цьому кільцевий вал з уламкових порід, викинутих вибухом, не формується, на відміну від туфових кілець — кратерів від вибухів, які оточені кільцями уламкових продуктів.

Уламковий матеріал, що викидається в повітря під час виверження, називають тефрою, або пірокластичними уламками. Так само називаються і відкладення, що сформовані ними. Уламки пірокластичних порід бувають різних розмірів. Найбільші з них — вулканічні брили. Якщо продукти в момент викиду настільки рідкі, що застигають і набувають форми ще в повітрі, то утворюються т. зв. вулканічні бомби. Матеріал розміром менше за 0,4 см відносять до попелу, а уламки розміром від горошини до волоського горіха — до лапілей. Затверділі відкладення, що складаються з лапілей, називаються лапілієвим туфом. Виділяються декілька видів тефри, що розрізнюються за кольором і пористістю. Світлозабарвлена, пориста тефра, та, що не тоне у воді, називається пемзою. Темна пузирчаста тефра називається вулканічним шлаком. Кусочки рідкої лави, що недовго знаходяться в повітрі і не встигли повністю затвердіти, утворюють бризки, які часто утворюють невеликі конуси розбризкування поблизу місць виходу лавових потоків. Коли ці бризки спікаються, пірокластичні відкладення, що формуються, називають аглютинатами. Зависла в повітрі суміш дрібного пірокластичного матеріалу і нагрітого газу, викинута при виверженні з кратера, може рухатися над поверхнею грунту зі швидкістю 100 км/год, утворюючи попелові потоки. Вони розповсюджуються на багато кілометрів. Ці утворення відомі також під назвою пекучих хмар вони настільки розжарені, що світяться уночі. Частіше за все пекучі хмари утворюються під час обвалення стовпа попелу і газів, що викидається вертикально з жерла. Під дією сили тяжіння, протидіючої тиску газів, що вивергаються, крайові частини стовпа починають осідати і спускатися по схилу вулкана у вигляді розжареної лавини.

Підводні вулканічні виверження. Якщо над вулканічним вогнищем розташоване водоймище, під час виверження пірокластичний матеріал насичується водою і розноситься навколо вогнища. Відкладення такого типу, уперше описане на Філіппінах, сформувалося внаслідок виверження у 1968 р. вулкана Тааль, що знаходиться на дні озера; вони часто представлені тонкими хвилястими шарами пемзи.

Гази, що виділяються з магми до і після виверження, мають вигляд білих струменів водяної пари. Коли до них під час виверження домішується тефра, викиди стають сірими або чорними. Виділення газів у вул канічних районах може продовжуватися роками. Такі виходи гарячих газів і пари через отвори на дні кратера або схилах вулкана, а також на поверхні лавових або попелових потоків називають фумаролами. До особливих типів фумарол відносять сольфатари, що містять сполуки сірки, і мофети, в яких переважає вуглекислий газ. Температура фумарольних газів близька до температури магми і може досягати 800 °С, але може й знижуватися до температури кипіння води (100 °С). Фумарольні гази зароджуються як у неглибоких приповерхневих горизонтах, так і на великих глибинах у розжарених породах. У 1912 р. внаслідок виверження вулкана Новарупта на Алясці утворилася знаменита Долина десяти тисяч димів, де на поверхні вулканічних викидів площею бл. 120 км² виникло безліч фумарол.