Секреты магматических камер.

Секреты магматических камер. Различные литературные источники сообщают, что на земном шаре насчитывается от 500 до 850 действующих вулканов. Однако эти указания очень приблизительны и относительны. Только единичные вулканы проявляют свою активность почти беспрерывно, как Стромболи в архипелаге Липарских островов Средиземного моря или Исалько в горах Центральной Америки. Большинство же из них извергаются с перерывами, которые длятся от нескольких лет до нескольких столетий,— как мы видели на примере Везувия, Кракатау, Мон-Пеле, Безымянного и т. д.: «спящие» вулканы имеют обыкновение просыпаться. Поэтому всякая попытка деления вулканов на активные и неактивные, действующие и недействующие весьма и весьма условна и может быть отнесена только лишь к сегодняшнему дню, но не к какому-нибудь длительному промежутку времени.

Магматическая камера (magma chamber) отмечена цифрой 6. Остальные обозначения: 1 — пепельный шлейф, 2 — магматический канал, 3 — дождь с вулканическим пеплом, 4 — слои лавы и пепла, 5 — слой породы (иллюстрация Sémhur/Wikimedia Commons).

Кроме того, приведенное число 500—850 учитывает преимущественно вулканы, находящиеся на суше. Но множество вулканов располагается на дне морей и океанов, которые занимают почти 3/4 поверхности земного шара. Лишь отдельные подводные вулканы в какой-то мере изучены, обо всех же остальных имеются только самые общие представления; достоверные документальные материалы для суждения об их современной или исторической активности отсутствуют.

Таким образом, проводить точные подсчеты с выделением категории «действующих» вулканов — занятие мало обоснованное фактическим материалом и неблагодарное. Общее число действующих в настоящее время вулканических аппаратов Земли остается даже приблизительно неизвестным. Реальнее говорить о числе известных вулканов плиоцен-четвертичной геологической эпохи, в которую мы живем, не касаясь более древних, ископаемых вулканических аппаратов; по этим данным можно судить о современной вулканической активности Земли. Таких вулканов на суше недавно вышедший в свет справочник советского ученого В. А. Апродова насчитывает свыше 3000. По его же данным, на дне Мирового океана располагается около 16 000 вулканов поздне- и послемиоценового возраста.

В сравнении с современной вулканическая активность прошлых геологических эпох была значительно выше. Особенно большое развитие вулканические процессы получали в периоды активизации тектонических движений, развития складчатости и формирования горных систем. Например, отделенный от нас совсем небольшим отрезком времени тектонический цикл позднего мезозоя — начала кайнозоя оставил после себя огромный объем продуктов вулканических извержений в горных сооружениях Восточной Азии и западного побережья Южной Америки. Только вулканогенный пояс между северо-западной окраиной Евразиатского континента и морями бассейна Тихого океана протянулся почти на 10 000 км, его лавовые и туфовые толщи мощностью до 2000 м слагают почти беспрерывную полосу шириной 100— 150 км. Одновременно происходили сильнейшие извержения в области Чилийских, Перуанских, Аргентинских и Боливийских Анд, где продукты вулканизма распространены на площади 150 тыс. км 2. В позднемеловую эпоху крупные массы лав изливались в испытывающих восходящие движения районах Индии. Вулканическая деятельность также имела место в зоне рифтов Восточной Африки, в Австралии, на о. Шпицберген и в других районах. Совершенно понятно, что в это время на земном шаре действовали многие и многие тысячи вулканов, извержения которых нередко могли достигать силы крупнейших вулканических катастроф нашего времени.

Вглубь истории Земли интенсивность вулканических явлений нарастает, они охватывают еще большие участки земной поверхности и временные интервалы. По мнению известного советского вулканолога Е. К. Мархинина, извергнутый из недр на протяжении геологической истории земного шара лавовый и пепловый материал образовал преобладающую долю объема литосферы, а выделившиеся из вулканов газы — почти всю атмосферу и гидросферу нашей планеты.

На древнейшем (доархейском) этапе формирования молодого земного лика вулканы, возникавшие под влиянием астероидной бомбардировки, участвовали в переработке исходного космического вещества, превращении его в более организованное планетное вещество и создании первичной коры новорожденной планеты Земля.

Современные и молодые вулканы обычно располагаются на поверхности Земли поясами или группами, которые размещаются в узких областях сочленения крупных фрагментов земной оболочки — литосферных плит, состоящих из участков земной коры, подстилаемых глыбами верхней мантии. В пределах зон сочленения этих литосферно-мантийных геоблоков цепочки и группы вулканов приурочены к складчатым и складчато-глыбовым тектоническим сооружениям, структурам современных и древних островных дуг, океани-. ческим и континентальным рифтовым системам, активным окраинам континентов и крупным континентальным горным сводам. На простирании этих структур создаются пояса расположения вулканов. Примером такого панрегионального пояса является широко известное «Огненное кольцо Тихого океана», приуроченное к круговой области сочленения плит, составляющих дно океана, с плитами, которыми образованы обрамляющие его континенты, т. е. обнимающее по контуру весь Тихоокеанский бассейн. Другие пояса меньшего значения располагаются на участках соприкосновения Евра-зиатской плиты с Австралийской, Аравийской, Северо-Амери-канской плитами и т. п.

К границам литосферных плит приурочено 99 % всех вулканов планеты. Оставшиеся мелкими скоплениями размещаются на границах блоков, из которых в свою очередь сложены литосферные плиты. В этом случае вулканы расположены в сводовых частях и на склонах поднятий, ограничивающих опущенные участки плит.

Из всего изложенного явствует, что вулканы сопряжены с разломами земной коры, которые разделяют литосферные плиты и их блоки, и, простираясь в Глубину, достигают подкоровых слоев земного шара.

Когда же и почему происходят современные вулканические извержения, причиняющие человечеству столько бедствий? Какие силы включают аппарат вулкана, какие причины заставляют его действовать?

К сожалению, с определенностью ответить на столь существенные вопросы наука сейчас не может. Хотя, по мнению прославленного бельгийского исследователя вулканов Гаруна Тазиева, эти «огнедышащие чудовища» представляют собой окна, через которые ученые заглядывают внутрь Земли, в поисках решений мы все еще не вышли из стадии гипотез и фантазий. На земную поверхность, на которой живут и трудятся люди, выходят только устья вулканических каналов, выбрасывающие из глубин лаву и газы. Сами же «механизмы» деятельности вулканов, те связи явлений, которые заставляют вулканы извергаться, скрыты в недрах и недоступны непосредственному изучению. Все представления, которые мы пытаемся создать, основываются пока только на теоретических предпосылках, да на разобщенных геофизических зондированиях глубоких недр Земли. Из-за малой определенности теоретических предпосылок, трудности и неоднозначности интерпретации геофизических данных получаемые модели и схемы механизма вулканических извержений несут в себе много разноречивого и неясного.

Геофизическими наблюдениями установлено, что литосфера Земли подстилается слоем мантийного вещества, имеющего пониженную вязкость и поэтому обладающего пластическими свойствами. Этот слой, расположенный под континентами на глубине 100—200 км, а под дном океанов соответственно 30—50 км, называют астеносферой (в переводе с греческого «астенос» — слабый). Его особенности (слабая вязкость и повышенная пластичность) позволяют литосферным плитам погружаться в него, всплывать и перемещаться в горизонтальных направлениях. Неравномерное распределение плотностей в слое астеносферы наводит на мысль о существовании в нем прослоев разжиженного вещества, которое является не чем иным, как глубинным магматическим расплавом. Частичное плавление материала астеносферы с образованием мантийной магмы, по мнению многих исследователей, происходит в зонах выделения радиогенного тепла; по другой модели оно является результатом столкновения литосферных плит — следствием механических, пьезоэлектрических и других процессов.

Вещество астеносферного слоя подвергается беспрерывному перемешиванию конвекционными токами, а также приливо-отливными и ротационными силами. Когда эти движения перемещают магму к границе литосферных блоков, она под воздействием насыщающих ее летучих флюидов устремляется в область малого сопротивления — в зону разделяющих блоки разломов — и по ним поднимается в верхние горизонты мантии или в толщу земной коры, где (в ослабленных участках) образует (выплавляет) магматические камеры (очаги). Подвергаясь на своем пути физико-химической дифференциации и смешиваясь с расплавленным материалом вмещающих горных пород, исходная магма при заполнении очагов разделяется на различные типы, состав которых варьирует от ультраосновных и основных через средние до кислых.

Магматические очаги непосредственно снабжают вулканы газами и лавами, участвующими в извержении. Однако до сих пор неясно, где и под влиянием чего развиваются процессы, которые инициируют вспышку извержения. Связаны они с мантийными струями, которые доставляют из астеносферных глубин порции магмы и флюидов, нарушающие равновесие в очаге? или они возникают в самом очаге как итог внутренних изменений магматической смеси? Может быть, эти процессы обусловлены обстоятельствами, источники которых находятся за пределами системы явлений собственно вулканизма, например тектоническим состоянием земной коры на данном участке? А возможно, они вызываются также и внешними, негеологическими причинами? Известно ведь, что извержения таких вулканов, как Стромболи, в ряде случаев сопрягаются с изменениями атмосферного давления в окрестном районе (вулканы начинают действовать при. понижении давления).

Все эти и многие другие подобные вопросы продолжают оставаться открытыми. «В поисках ответа на них будущие исследователи еще испытают восторг открытий»,— предвидит Г. А. Макдональд.

Назад к оглавлению.  Назад.  Дальше.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>