География вулканов

 

Проект

на тему: География вулканов

Екатеринбург, 2010

Введение

Вулканы - это геологические образования над каналами или трещинами земной коры, по которым на поверхность извергаются лава, горячие газы, пепел и водяной пар. Проявление 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.

Обычно вулканы представляют отдельные горы, сложенные продуктами извержений. Вулканы образуются на границах сталкивающихся литосферных плит. Внутриматериковые вулканы часто приурочены к зонам разломов. Еще один тип вулканов связан с горячими точками в мантии. Распределение вулканов по поверхности земного шара связано с тектоникой плит. Основной закономерностью распространения вулканов является их приуроченность к подвижным зонам земной коры. Вулканы есть почти на всех континентах, и расположены они главным образом вдоль границ континентальных плит. Даже в сердце Антарктики, у Южного полюса, над ледовым простором возвышается действующий вулкан Эребус, открытый в 1841 г. Дж.Россом.

Сколько вулканов на Земле? Никто не решится назвать точную цифру. Спящие вулканы могут проснуться, и, наоборот, действующие могут затихнуть на длительный срок. Иногда на суше неожиданно образуются новые вулканы. В целом ученые полагают, что действующих вулканов более 1500. Ежегодно около 50 вулканов проявляют активность. Число вулканов на дне Мирового океана в тысячи раз превышает число вулканов на суше. Предполагают, что под водой существует боле 55000 вулканов. Несмотря на то, что подводные вулканы очень многочисленны, на картах их почти нет. Лишь в 1970-х годах ученые получили возможность изучать и картировать подводные вулканы. За последние годы на дне Тихого океана обнаружены подводные хребты и глубокие разломы, с которыми связаны многочисленные вулканы. Преобладающая часть островов Тихого океана обязана своим возникновением вулканам. Среди них наиболее изучены вулканы Гавайских островов.

Стремление больше узнать о вулканах обусловило выбор темы проекта. Цель данной работы - узнать строение вулканов, почему извергается лава и какие вулканы есть на Земле. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

. Рассмотреть строение нашей Земли.

. Узнать как рождаются вулканы.

. Рассмотреть строение вулкана.

. Узнать причины извержений.

. Изучить географию вулканов и выделить действующие, спящие и потухшие.

1. Образование Земли

.1 Общие сведения

Земля - одна из девяти планет Солнечной системы - образовалась 4,6 млрд. лет назад. Свою жизнь Земля начала в виде шара, состоявшего из газа и пыли. Молодая Земля была раскаленной огнедышащей планетой, вулканически активной, с поверхностью из расплавленных пород, извергающих в атмосферу дым и газ. Постепенно поверхность Земли начала остывать, и отдельные плиты из затвердевшего расплава сформировали первичную земную кору.

Огненный шар

В начале своего существования наша планета представляла собой пылающий шар, на который непрерывным потоком падали обломки вещества. Поверхность Земли была покрыта океаном расплавленной горной породы глубиной несколько сотен километров. Некоторые газы, главным образом азот и углекислый газ, сформировали атмосферу планеты, но она сильно отличалась от современной.

Остывание

Постепенно поверхность Земли начала остывать. Более тяжелые богатые железом вещества перемещались к центру, а более легкие образовали внешнюю оболочку. Вулканическая деятельность оставалась интенсивной и сопровождалась выделением огромного количества газов.

Потопы

Около 3,8 млрд. лет назад существовавший в атмосфере водяной пар по мере остывания планеты начал концентрироваться и выпадать в виде дождя. Длившиеся тысячелетиями дожди сформировали реки, озера, первые океаны и моря. Около 3,5 млрд. лет назад на Земле зародилась жизнь.

1.2 Путешествие в центр Земли

Наша планета состоит из четырех концентрических зон. Раскаленное внутреннее ядро, разогревая планету изнутри, заставляет постоянно циркулировать расплавленное вещество внешнего ядра и мантии

Землю можно представить в виде яйца всмятку. Скорлупа соответствует земной коре, белок - мантии, а желток - ядру. При этом температура должна повышаться по мере приближения к желтку. На глубине 100 км. недра Земли до 1000 С и выше, а центр ядра - до 4000 - 5000 С. Давление в центре ядра достигает невероятных значений. В центре Земли располагается плотное ядро, состоящее в основном из железа и никеля (4%). В ядре выделяются внутренняя и внешняя части. Внешнее ядро находится в жидком или расплавленном состоянии. Ядро окружено мантией, состоящей из плотной породы в твердом состоянии. Тепло, излучаемое ядром, приводит в движении вещество мантии. Раскаленные породы поднимаются от ядра вверх, а при остывании сова опускаются. Эта циркуляция вещества называется конвекцией. Земная кора - твердая оболочка Земли - состоит из континентальной коры толщиной до 40 км. и океанической коры толщиной до 6 км.

2. Тектоника плит

2.1 Рождение вулканов

Массивы континентальной и океанической коры, дрейфующие по поверхности Земли под воздействием конвекционных потоков в мантии, называются литосферными, или тектоническими, плитами. А процесс перемещения плит получил название тектоники плит. Существует семь основных плит: Евразийская, Африканская, Северо-Американская, Южно-Американская, Тихоокеанская, Индо-Австралийская и Антарктическая. Перемещение литосферных плит позволяет понять происхождение крупных форм рельефа земной поверхности, причины подземных толчков и вулканической активности. При столкновении континентальных плит их края сминаются в складки, образуя горные цепи. Когда плиты расходятся, на континентах образуются рифтовые долины. Подавляющее число вулканов располагаются вдоль границ литосферных плит. На границах двух плит изливается горячая расплавленная лава, образуя новую океаническую кору и раздвигая старую (спрединг). В течение миллионов лет новая кора поднимается, образуя срединно-океанические хребты, вздымающиеся на 2-4 км над ложем океана. Иногда океаническая плита погружается под континентальную (субдукция). Край континентальной плиты соскребает донные отложения с опускающейся под нее океанической плиты. Они сминаются в складки, образуя горы по краю континентальной плиты. В мантии часть пород плавится и, смешиваясь с паром, поднимается сквозь лежащую сверху континентальную плиту, вызывая мощные извержения вулканов. Области субдукции отмечены в рельефе дна океанов глубоководными желобами. Срединно-океанические хребты и глубоководные желоба являются зонами активного вулканизма.

Ученые выделили пять зон земной коры, в пределах которых возможна вулканическая деятельность.

Зона столкновения океанических плит.

Если при столкновении двух океанических плит одна уходит под другую, то слагающие ее породы по мере погружения размягчаются. Погруженные на глубину (до верхней части мантии) породы океанического дна плавятся вместе с водой: образуется магма, стремящиеся вверх. Она скапливается в резервуарах, питающих вулканы, - вулканических камерах (очагах). Вулканы часто выстраиваются в дугообразные линии, формируя цепочки вулканических островов, так называемые островные дуги - архипелаги островов с многочисленными вулканами. Примером таких островных дуг могут служить Японские острова и группа островов, на которых расположена Индонезия.

Горячие точки.

Тысячи вулканических островов возникли над так называемыми горячими точками - там, где сквозь морское дно вверх струится магма. Эти точки неподвижны. Когда плита, двигаясь, пересекает горячую точку, поток магмы прожигает ее и извергается наружу, образуя мощный вулкан. Плита уносит действующий вулкан от горячей точки, а над этим местом образуется новый вулкан. Так возникают цепочки вулканических островов. Примером цепочки островов над горячими точками являются Гавайские острова, архипелаг, насчитывающий около 130 островов.

Срединно-океанические хребты.

Большая часть земной коры формируется на дне океанов, вдоль срединно-океанических хребтов. Там полурасплавленные породы мантии поднимаются, раздвигая края плит. Эта жидкая магма вытекает плавно, без взрывов. Изливающаяся по обе стороны лава образует горы и хребты, иной раз достигающие поверхности океана. Так, например, Исландия представляет собой остров, расположенный на самом длинном Срединно-Атлантическом хребте.

Зона погружения океанической плиты под континентальную.

В некоторых местах океаническая плита сталкивается с континентальной, или материковой, плитой. Край материковой плиты приподнимается в виде гряды высоких гор, как, например, Анды в Южной Америке. Океаническая же плита погружается в мантию так же, как при столкновении с другой океанической плитой. Однако материковая кора толще, чем океаническая, и магма прорывается наверх с большим трудом. Но там, где она все же находит путь к поверхности, формируются большие вулканы.

Континентальные рифты.

Непрерывное движение литосферных плит вызывает скольжение, растяжение или разрушение и деформацию слоев горных пород, а также образование складок или разрывов (разломов). В той области, где это происходит, кора становится тоньше, а уровень ее поверхности понижается. Восточно-Африканская рифтовая долина, простирающаяся вдоль всей Восточной Африки, образовалась, когда Африканский континент растянулся в «слабом» месте. Случается, что магма изливается посреди континента в зоне такого разлома, или рифта. Движение плит вдоль границы разлома приводят к мощной вспышке вулканической деятельности. Для вулканов, расположенных в областях столкновения плит, характерны взрывные извержения.

2.2 Строение вулкана

Вулкан на картинке внизу называется составным вулканом поскольку состоит из перемежающихся слоев лавы и пепла. За долгие периоды времени они образовали конус с крутыми склонами.

. То место под земной корой, где собирается магма, называется очагом магмы или вулканической камерой

. Жерло - основной канал в середине вулкана;

. Дайка - заполненный магмой канал, идущий от жерла к поверхности;

. Слои пепла и лавы;

. Отверстие на самом верху вулкана, называется кратером;

. Пыль, пепел и газы;

. Кусочки лавы, называемые вулканическими бомбами.

Величественный конус на поверхности Земли - лишь верхушка вулкана. Каким бы большим ни казался вулкан, его наземная часть очень мала по сравнению с подземной, откуда поступает магма. Конус вулкана сложен продуктами его извержения. На вершине располагается кратер - чашеобразное углубление, иногда заполненное водой.

Вулкан питается через отверстие, называемое главным каналом, или жерлом. Через жерло выходят газы, а также обломки пород и расплавы, поднявшиеся с глубин, которые постепенно формируют рельеф на поверхности вулкана. С жерлом связана целая система вулканических трещин, боковых каналов и магматических очагов, расположенных от одного до десятков километров от поверхности Земли. Первичный магматический очаг находится на глубине 60-100 км, а вторичный магматический очаг, который непосредственно питает вулкан, - на глубине 20-30км. По мере продвижения магмы к поверхности в ней происходят значительные изменения.

Существуют маленькие вулканы, конус которых поднимается от поверхности Земли на несколько сотен метров. Есть огромные, достигающие 3000-5000 м. в высоту. Самый большой вулкан на планете Мауна-Лоа расположен на острове Гавайи. Он возвышается на 4170 м над уровнем моря, а его подошва покоится на глубине 5000 м. В итоге его высота составляет более 9 км.

Причины извержений. Среди причин извержений вулкана могут быть многочисленные химические, физические, геологические факторы. Поэтому извержения не всегда легко предсказать.

Если бутылку с газированным напитком, прежде чем открыть, потрясти, то растворенный в напитке газ при раскупоривании бутылки стремится вырваться, образуя пену. Так и в жерле вулкана пенящаяся магма выбрасывается освобождающимися из нее газами. Под давлением она поднимается по трещинам в земной коре и устремляется в жерло вулкана, чтобы извергнуться из кратера. Потеряв значительное количество газа, магма выливается из кратера и уже как лава течет по склонам вулкана.

Отчего же происходят извержения вулканов? Накопленное в глубине Земли тепло раскаляет вещество земного ядра. Температура его так высока, что это вещество должно было бы расплавиться, но под давлением верхних слоев земной коры оно удерживается в твердом состоянии. В тех местах, где давление верхних слоев ослабевает в связи с движением земной коры и образованием трещин, раскаленные массы переходят в жидкое состояние. Масса расплавленной породы (магма), насыщенная газами, под сильным давлением, расплавляя окружающие породы, прокладывает себе путь наверх. Бывает, что жерло уже забито застывшей лавой как пробкой, что создает условия для роста давления до тех пор, пока оно не окажется достаточно высоким, чтобы эту пробку вытолкнуть. Проникновение поверхностной воды, а также физические и химические процессы, происходящие в самой магме, также создают условия, при которых может произойти извержение вулкана.

3. География вулканов

.1 Действующие, спящие и потухшие вулканы

Вулканологи порой сравнивают вулканы с живыми существами, которые рождаются, развиваются и, в конце концов, умирают. Возраст вулканов исчисляется сотнями тысяч и даже миллионами лет. При такой «продолжительности жизни» одно извержение в столетие соответствует довольно бодрому ритму. Некоторые вулканы довольствуются одним извержением примерно в тысячелетие. Бывает, что фазы покоя длятся и по 4000-5000 лет. Как правило, к действующим относятся вулканы, извергавшиеся в историческое время или проявлявшие другие признаки активности (выброс газов и пара).

Действующим называют вулкан, периодически извергающийся в настоящее время или хотя бы один раз за последние 10000 лет.

Вулкан ЭТНА (о.Сицилия ) Извержение 1999 г.

Это один из самых активных на Земле вулканов. С 1500 г. до н. э. Отмечено более 150 извержений.

Самый высокий вулкан в России. Один из молодых вулканов, его возраст 5000-7000 лет. Один из самых активных, за последние 300 лет извергался более 30 раз.

вулкан тектоника трещина потухший

Вулкан Ключевская сопка. Камчатка.

Вулкан Мауна лоа, Гавайские о-ва, Тихий океан.

Самый высокий вулкан в мире, его высота более 10000 м , если считать со дна Тихого океана.

Самый молодой вулкан на Гавайях, и наиболее активный в мире. Из одного кратера на его восточном склоне лава течёт непрерывно с 1983 года.

Вулкан Килауэа. Гавайские о-ва.

На Земле насчитывается около 1300 действующих вулканов. Действующим называют вулкан, периодически извергающийся в настоящее время или на памяти человечества.

При извержении вулканов на земную поверхность поставляется большое количество твёрдых веществ в виде застывшей лавы, пемзы, вулканического пепла.

Вулканы выносят на поверхность глубинное вещество из недр Земли. При извержении, выделяется также большое количество водяного пара и газа. В настоящее время учёные пришли к выводу, что вулканические водяные пары образовали значительную часть водной оболочки Земли, а газы - атмосферу, которая впоследствии обогатилась кислородом. Вулканический пепел обогащает почву. Продукты извержений: пемза, обсидиан, базальт - используются в строительстве. Вблизи вулканов образуются месторождения полезных ископаемых, например серы.

Вулкан, ни разу не извергавшийся за 10000 лет, называют спящим. В таком состоянии вулкан может оставаться до 25000 лет.

Вулкан Малый семачик. Камчатка.

Нередко в кратерах заснувших вулканов образуются озёра.

Заснувшие вулканы нередко начинают действовать. В 1991 году сильнейшее в ХХ веке. Извержение выбросило в атмосферу 8 куб. км пепла и 20 млн т сернистого газа. Образовалась дымка, окутавшая всю планету. Понизив освещённость её поверхности Солнцем, это привело к падению среднемировой температуры на 0,50 С.

Вулкан Пинатубо. Филипины.

Вулкан Эльбрус. Кавказ. Россия.

Самый высокий вулкан России, извергался более 1500 лет назад.

Потухшие вулканы - вулканы, которые бездействуют уже много тысяч лет. Вулканологи считают вулкан потухшим, если не извергался по меньшей мере 50 000 лет.

Вулкан Килиманджаро. Африка.

Когда окончательно прекращается вулканическая деятельность, вулкан постепенно разрушается под действием выветривания - осадков, колебаний температуры, ветра - и со временем сравнивается с землей.

В областях древней вулканической активности встречаются сильно разрушенные и размытые вулканы. Некоторые потухшие вулканы сохранили форму правильного конуса. В нашей стране остатки древних вулканов можно увидеть в Крыму, Забайкалье и в других местах.

3.2 Вулканы мира

Вулканы Азии

Восточное побережье Азии, протянувшееся вдоль Тихого океана, окаймлено действующими вулканами. В центре острова Ява на высоту 2911 м поднимается вулкан Мерапи. Это район с очень высокой плотностью населения. Мерапи - один из самых активных вулканов Индонезии. В его пылающей ярости исчезает все созданное человеком и природой. Опасность могут представлять как взрывные извержения, так и лахары, образующиеся в сезон муссонных дождей. Извержения уносят сотни жизней, но опускающийся на поля вулканический пепел превращает земли вокруг Мерапи в самые плодородные на Яве. Яванцы научились жить бок обок с этим чудовищным гигантом. Они ему поклоняются и считают, что в нем живут невидимые духи, которым они ежедневно приносят цветы и фрукты. Эти люди, прекрасно чувствующие природу, знают, что за несколько часов до извержения змеи покидают свои подземные убежища.

Бывший административный центр государства Папуа-Новая Гвинея город Рабаул с 50 000 жителей расположен у подножий двух действующих вулканов - Тавурвур и Вулкан. В сентябре 1994 года горожане оказались зажатыми меж двух огней: извергались одновременно оба вулкана. Объединенными усилиями Тавурвур и Вулкан практически стерли с лица земли город Рабаул. На него обрушились сотни тысяч тонн раскаленных камней и вулканического пепла. Извержение сопровождалось цунами и землетрясением. Оно-то и уничтожило основную массу построек, в том числе аэропорт и много самолетов. Благодаря оперативно проведенной эвакуации жертв было немного. Вулканологи постоянно наблюдают за неспокойными вулканами. Они опасаются обрушения всей кальдеры, ведь в таком случае город погрузится в океан.

Полуостров Камчатка.

На полуострове Камчатка находится 28 действующих вулканов. Расположены они группами. Самая северная - Ключевская. Вулкан Ключевской - саамы высокий из действующих вулканов Азии и Европы (4800 м.). Катастрофическое извержение вулкана Безымянный произошло после 900-1000-летнего покоя. 30 марта 1956 года произошел гигантский взрыв. Туча пепла устремилась вверх на 40 км. Под огромной толщей раскаленного пепла началось бурное таяние снега. Возникшие грязевые потоки, увлекая обломки скал, устремились по долинам, уничтожая все на своем пути. Площадь, покрытая пеплом, составила 500 кв.км. Безымянный неузнаваемо изменился. На месте восточного склона горы зиял огромный кратер. Вершину вулкана снесло взрывом, и его высота уменьшилась почти на 200 метров. Одно из самых крупных извержений ХХ века не унесло ни одной жизни - оно произошло совершенно в безлюдной местности.

Вулканы Африки

Большая часть африканских вулканов сконцентрирована вдоль Восточно-Африканской рифтовой долины. Вулкан Ол-Доиньо-Ленгаи, расположенный в Танзании, - единственный в мире вулкан, который извергает лаву, богатую натрием.

В кратере вулкана Ньирагонго находилось самое большое в мире лавовое озеро, своего рода кипящий «дьявольский котел». В середине января 2002 года на южном склоне горы возникли огромные трещины, откуда с большой скоростью полилась раскаленная лава. Поток быстро достиг города Гома, почти уничтожив его.

Практически ежегодные извержения вулкана Фурнэз дарят жителям острова Реюньон великолепные фейерверки, которыми можно любоваться без всякого риска. Потоки лавы регулярно наращивают остров. Так, после извержения в 1986 г. Площадь острова выросла на 30 га.

Вулканы Америки

Большинство американских вулканов находятся в зоне тихоокеанского «огненного кольца». Остальные сосредоточены на западе США и на Малых Антильских островах.

Вулкан Суфриер проявляет фумарольную активность и находится под постоянным наблюдением. Вулкан Котопахи (5897 м) - действующий вулкан в Андах у западного подножия Восточной Кордильеры. Это один из вулканов-гигантов. Он очень активен и давно изучается геологами, но славится главным образом гигантскими лахарами, сходящими с него. Вулкан Парикутин в Мексике возник прямо на глазах.

Исландия

На самом большом вулканическом острове Исландия насчитывается более 200 действующих вулканов и множество горячих источников. Исландия - особый вулканический остров. С одной стороны, это часть подводной горной системы - Срединно-Атлантического хребта, возвышающаяся над океаном. С другой стороны, остров находится над горячей точкой. Наличие двух типов вулканизма и является причиной вулканической активности в Исландии, где представлены почти все типы вулканов, встречающиеся на Земле.

С начала ХХ века исландцы начали эффективно использовать запасы подземного тепла. Склоны вулкана Крабла покрыты сетью труб, собирающих пар, выходящий из-под земли. Пар по трубам подается к геотермальной электростанции у подножия вулкана. Большинство извержений вулканов Исландии принадлежит к гавайскому типу с растеканием широких потоков жидкой лавы, извергающейся из трещин на склонах вулканов. Но Гекла - одни из самых известных вулканов Исландии, как и некоторые другие вулканы может неожиданно перейти к взрывным извержениям.

Заключение

В данной проектной работе рассмотрен доступный теоретический материал о вулканах. В процессе сбора информации я прочитал познавательный материал о вулканах и узнал много нового и интересного. Я узнал строение нашей Земли, строение вулканов, узнал как рождаются вулканы и почему они извергаются.

В результате изученного я пришел к выводу, что для того, чтобы изучить все процессы и причины образования вулканов, их развитие, строение и состав продуктов извержений, необходимо изучать геологию, химию, физику, математику, уметь на компьютере проводить анализы исследований.

Мне понравилась тема «вулканы», и я хотел бы в дальнейшем продолжать ее. Ведь осталось еще много не изученного и интересного.

Словарь

Архипелаг - группа островов, лежащих на небольших расстояниях друг от друга, обычно имеющих общее происхождение и схожее геологическое строение

Базальт - темная плотная эффузивная магматическая порода, состоящая из мелкозернистых минералов

Бомбы вулканические - крупные комки лавы, выброшенные из кратера в расплавленном состоянии и получившие определенную форму при последующем остывании в воздухе

Вулканология - наука, занимающаяся современными вулканическими процессами

Геотермальная энергия - энергия горячих источников, находящихся в недрах земли

Горячая точка - вулканически активный участок земной коры, где из недр планеты непрерывно струится поток раскаленной магмы

Земная кора - внешняя твердая оболочка земли

Кальдера - обширная круглая котловина с крутыми склонами и ровным дном на вершине вулкана, образующаяся в результате оседания или обрушения частей вулканического конуса, окружающих кратер

Лава - огненно-жидкий расплав горных пород, изливающийся на земную поверхность

Литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю мантию

Магма - Расплавленная масса земных недр

Магматические породы - горные породы, образовавшиеся при затвердении магмы как в толще земной коры, так и при излиянии магмы на поверхность Земли (эффузивные породы)

Мантия - внутренняя оболочка Земли между земной корой и ядром

Некк - столбообразное тело в жерле вулкана, состоящее из лавы или обломков вулканических пород; при разрушении вулкана выходит на поверхность

Плиты литосферные - обширные жесткие блоки, слагающие литосферу Земли

Субдукция - схождение и поддвигание одной литосферной плиты под другую, при котором край нижней плиты погружается на глубину и затягивается в мантию

Тектонические движения - механические движения земной коры под воздействием внутренней энергии Земли

Фумаролы - трещины на дне и в стенках кратера вулкана, по которым из недр Земли просачивается только пар и газы

Эруптивный столб - масса газов и твердых обломков, выброшенная взрывом из вулкана в виде облака

Список используемой литературы

1. Гущенко И.И. Извержение вулканов мира. - М.: Наука, 1979.

.Ритман А. "Вулканы и их деятельность".

. Мелекесцев И.В. Вулканизм и рельефообразование . М., 1980.

.Заварицкий А. Н. "Изверженные горные породы".

Проект на тему: География вулканов Екатеринбур

Больше работ по теме: