Вулканизм

ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по геологии

тема: Вулканизм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 1 курса       Проверил:

Географического факультета       Иванов В.И.

ОЗО группа 1.1

Баимова Л.Ю.

 

 

 

 

 

Уфа-2009

Содержание

Введение           2

1. Что такое вулкан?         3
2. Огонь подземных недр        5
3. Вулканизм океанических рифтовых зон (исландский тип) 6
4. Вулканизм океанических плит (гавайский тип)   9
5. Вулканизм материковых рифтовых зон (центральноафриканский тип)                   10
6. Этапы эволюции континентального рифта           12
7. Вулканизм зон субдукции                13
8. Географическое распространение вулканов           16

Заключение                 19

Словарь                  20

Список литературы                23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Извергающийся вулкан выбрасывает комки раскаленной лавы, устраивая красочный фейерверк. Из его жерла могут изливаться лавовые потоки или взлетать в небеса тучи пепла, полностью закрывая солнце.

Когда гавайский вулкан Мауна-Лоа извергает фонтан жидкой лавы, небо над ним вспыхивает ярким огненно-оранжевым светом. Так Земля демонстрирует один из своих самых могучих источников энергии. Мауна-Лоа зародился в морских глубинах, но за миллионы лет бесчисленных извержений он так вырос, что теперь огромной горой возвышается над поверхностью океана.

Вулканами называются конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрыва и трещинами в земной коре, по которым извергаются из недр газообразный продукты, лава, пепел, обломки горных парод. Проявления вулканизма представляют собой один из наиболее характерных и важных геологических процессов, имеющих огромное значение в истории развития и формирования земной коры. Ни одна область на Земле – будь то континент или океаническая впадина, складчатая область или платформа – не сформировалась без участия вулканизма.

Вулканическая деятельность, относящаяся к ряду наиболее грозных явлений природы, часто приносит огромные бедствия людям и народному хозяйству. Поэтому необходимо иметь в виду, что хотя не все действующие вулканы вызывают несчастья, тем не менее, каждый из них может быть в той или иной степени источником негативных событий, извержения вулканов бывают различной силы, однако к катастрофическим относятся только те, которые сопровождаются гибелью людей и материальных ценностей.

 

 

 

 Что такое  вулкан?

Вулкан – это отверстие в земной коре, через которое на поверхность с огромной силой выбрасывается огненная смесь газов, пара, пепла и наполовину расплавленной породы (лавы).  Частицы пепла падают на землю, покрывая ее толстым слоем и спекаясь в легкий серый камень.

За миллионы лет из слоев лавы формируется вулканические горы. Часто они весьма высоки  и имеют форму конуса с кратером на вершине. Многие вулканы находятся на морском дне.

Некоторые вулканы всего несколько лет от роду. В феврале 1943 г. в Мексике появился на свет новый вулкан. Однажды посреди кукурузного поля открылась небольшая трещина. Всего за 24 часа она превратилась в 25-метровый провал, полный раскаленной  лавы и камней. В  скором времени на этом месте образовался холм высотой 10 метров. Спустя 9 лет вулкан, получивший имя Парикутин, вырос до 405 метров.

Благодаря подводным вулканам сформировались целые острова. Так, в 1963 г. внезапно начал извергаться подводный вулкан близ южных берегов Исландии, выбрасывая в воздух клубы пара и дыма. Из  хлынувших на поверхность потоков лавы  образовался новый остров. Ему дали имя Сюртсей в честь скандинавского бога огня Сюртра. Извержение прекратилось лишь спустя три года, и к этому время площадь острова достигла 1,9 км

Извержения вулканов протекают неодинаково, в зависимости от состава продуктов извержения. В одних случаях извержения протекают спокойно, газы выделяются без крупных взрывов и жидкая лава свободно изливается на поверхность. В других случаях извержения бывают очень бурные, сопровождаются мощными газовыми взрывами и выжиманием или излиянием относительно вязкой лавы. Извержения некоторых вулканов заключаются только в грандиозных газовых взрывах, вследствие чего образуются колоссальные тучи газа и паров воды, насыщенных лавой, поднимающиеся на огромную высоту.

По современным представлениям, вулканизм является внешней, так называемой эффузивной формой магматизма1- процесса, связанного с движением магмы из недр Земли к ее поверхности. На глубине от 50 до 350 км, в толще нашей планеты образуются очаги расплавленного вещества - магмы. По участкам дробления и  разломов земной коры, магма поднимается и изливается на поверхность в виде лавы (отличается от магмы тем, что почти не содержит летучих компонентов, которые при падении давления отделяются от магмы и уходят в атмосферу).

В местах извержения возникают лавовые покровы, потоки, вулканы-горы, сложенные лавами и их распыленными частицами – пирокластами2 По содержанию главной составляющей – оксида кремния магмы и образованные ими вулканические породы – вулканиты делят на ультраосновные (оксида кремния менее 40 %), основные (40-52%), средние (52-65%), кислые(65-75%). Наиболее распространена основная, или базальтовая, магма.

 

 

 Огонь подземных  недр

Вулканы образуются в сейсмически активных зонах земной коры. Земля заключена в твердую внешнюю оболочку, или литосферу, состоящую из коры и твердого верхнего слоя мантии. Литосфера расколота на огромные блоки, или плиты.

Под давлением могучих подземных сил эти плиты непрерывно движутся. В одних местах их движение приводит к возникновению горных хребтов, в других края плит втягиваются в глубокие впадины. Это явление называется поддвигом, или субдукцией. Смещаясь, плиты то соединяются, то раскалываются, и зоны их стыков называют границами. Вот в этих наиболее слабых точках земной коры чаще всего и зарождаются вулканы. Под земной корой начинается мантия. На глубинах свыше 100 км находится астеносфера3 Здесь царит такой жар, что многие породы плавятся. Эта полужидкая каменная масса (магма), содержащая воду и газы, собирается в очагах. Поскольку магма горячее и легче соседних с нею горных пород, она по мере подъема расплавляет их и образует вулканический канал. Захваченные в толще магмы газы, стремясь вырваться, постепенно наращивают давление и, наконец, выталкивают ее на поверхности через слабые точки земной коры в виде лавы.

Некоторые вулканы формируются над так называемыми «горячими точками». Это не слабые места земной коры, а точки, в которых находит выход подземный жар, выбрасывая огромные потоки магмы. Магма поднимается к поверхности, как и повсюду, но здесь она образует вулкан, пробив отверстие в толще плиты. Остывая, она опускается вглубь, а со временем поднимается снова.

Несмотря на постоянное перемещение плит, горячие точки мантии остаются на одном месте. Поэтому над ними за миллионы лет вместо одних вулканов образуются другие. Именно так сформировались Гавайские острова в Тихом океане.

 Вулканизм  океанических рифтовых зон (исландский  тип)

В середине нашего столетия геологическая наука вступила в революционную стадию своего развития. Бурный процесс в исследовательской технике – прежде всего в геофизической и океанографической - позволил вовлечь в геологические исследования огромные, занимающие 70% поверхности Земли, пространства океанического дна, вследствие чего геология приобрела подлинно глобальный статус.

Сенсацией рубежа 50-х- 60-х годов явилось открытие срединно- океанических хребтов, проходящих через все океаны и замыкающихся в единую систему протяженностью около 70 тыс. км.

Детальные геоморфологические исследования показали, что в осевых частях хребтов располагаются рифтовые долины4- ступенчатые депрессии глубиной 2-3 км и шириной 20-50 км, уменьшающейся в нижней части долины до нескольких сотен метров.

Первая рифтовая долина была открыта сотрудником Ламонтской геологической обсерватории Колумбийского университета Брюсом Хейзеном. Он же в 1969 г. высказал свою идею о разъединении океанической коры и формирования новой коры из потоков лавы, внедряющейся в рифтовые долины. Первые образцы свежих вулканических пород Срединно-Атлантического хребта были подняты в 1961 г. научно-исследовательским судном «Чейн» Вудсхолдского океанографического института. Принимая во внимание высокую сейсмичность рифтовых долин (90% подводных землетрясений «нанизано» на оси срединно-океанографических хребтов), а также повышенной на порядок тепловой поток этих зон, Роберт Дитц (1961) и Гарри Хесс (1962) разработали и обобщили теорию раздвигания (спрединга5)океанического дна, явившуюся впоследствии основным постулатов новой глобальной тектоники.

Сложные, во многом непонятные конвективные перемещения в мантии приводят к поступлению материала астеносферы в области срединно-океанических хребтов, вызывая раздвижение литосферных плит (причинно-следственные  отношения в этой схеме являются в настоящее время предметом острых дискуссий). Выплавленная из мантийного вещества толеитовая6 (базальтовая с низким содержанием щелочей) магма внедряется между расходящимися плитами и, застывая, образует новый клинообразный блок земной коры. Дальнейшее расхождение плит приводит к разделению этого блока вновь открывшейся трещиной на две части, внедрению между ними и излиянию на поверхность дна новой порции расплава

Таким образом, происходит наращивание океанической литосферы путем образования новых симметрично расположенных относительно осевой части рифта полосовидных блоков. В результате по мере удаления от рифтовой долины закономерно увеличивается и возрастные границы располагаются не горизонтально, как происходит на континентах, а вертикально.

Дальнейшие исследования выявили новые особенности в строении рифтовых зон океанов. В 1965 г. канадский геофизик Дж. Т. Уилсон обнаружил трансформные разломы, смещающие рифтовые долины на значительные (до 100 км) расстояния. Механизм образования этих структур необычен: по трансформным разломам спрединг, идущий в противоположных направлениях, «растаскивает» соседние участки срединно-океанического хребта, вызывая сейсмическую активность и интенсивный вулканизм.

Собственно геологическое изучение срединно-океанических хребтов развернулось с 1966 г. по «Программе проекта глубоководного бурения», разработанной  Институтом океанографии Скриппса (США), согласно которой с 1968 г. по 1983 г. специальное буровое судно «Гломар Челленджер» пробурило около 700 скважин. В 1985 г. ему на смену пришло более совершенное буровое судно «Джойдес резоллюшн».

Полученная в результате этих работ информация позволяет сделать вывод о значительных, ранее не отмечавшихся, вертикальных перемещениях плит в рифтах. Выяснилось также, что наращивание океанического дна происходит прерывисто в пространстве и во времени.

Как классический пример океанического рифтового вулканизм, проявляющегося в надводной форме, рассмотрим трещинные толеитовые излияния о. Исландия.

Исландия лежит непосредственно на оси рифта, разбивающего остров веерообразно расходящейся к юго-западу зоной интенсивного вулканизма. Это обстоятельство превращает Исландию в уникальный геодинамический полигон. Обе половины острова «разъезжаются» друг от друга со средней скоростью 3 см в год - одна с Северо-Американской плитой к западу, другая с Евразиатской плитой к востоку. Периодически освобождающееся пространство между плитами заполняется лавой и пирокластическим материалом, которых только в историческое время извергалось более 40 кубических километров. Ровно через 100 лет после того, как в 830 г. остров был впервые заселен ирландскими монахами, произошло излияние 9 кубических километров базальтов из трещин Эльдгья длиной 30 км. Еще более крупным было извержение трещины Лаки в 1783 г., явившееся для Исландии национальной катастрофой. После сильного землетрясения последовала серия мощных взрывов, освобождающих лавовые каналы от закупорившей их породы. Выброшенный пепел достиг побережья Норвегии. Истечение лавы началось одновременно из 22 отверстий. Переливаясь через хребты, она заполнила собой речные долины, перемещаясь по ним на значительном расстоянии. Это извержение вызвало гибель одной пятой населения Исландии. Объем излившейся лавы составил 12 кубических километров.

Опираясь на идею спрединга как на основную рабочую гипотезу при изучении эволюции Мирового океана, мы тем самым обязаны признать исключительное положение данного типа вулканизма. Именно он явился поставщиком материала для формирования базальтового слоя всей океанической геосферы, объем которого более 1,5 млрд. кубических километров.

 

 

Вулканизм океанических плит (гавайский тип)

Особенности океанического внутриплитного вулканизма наиболее ярко проявляются на примере Гавайских островов, открытых Джеймсом Куком в 1778 г. Они являются вершинами единого вулканического хребта, состоящего из 200 вулканов. Этот хребет протягивается по Императорско-Гавайской разломной зоне на 3500 км. На крайнем юго-востоке хребта находится о. Гавайи – самый большой по площади и единственный остров с действующими вулканами. К северо-западу от него следуют, закономерно уменьшаясь по размеру, 7 крупных островов и ряд мелких островков, рифов и банок. В этом же направлении прослеживается интересная закономерность развития коралловых сооружений.