Какие бывают продукты извержения
Извержение вулкана Эйяфьятлайокудль на юге Исландии началось в ночь на 14 апреля. Из зоны бедствия было эвакуировано около 800 человек. 15 апреля из-за выбросов вулканического пепла ряд стран на севере Европы вынуждены были закрыть аэропорты.
Ниже приводится справочная информация по составу продуктов извержения вулканов.
Основными продуктами извержения являются лава, пепел, и др. вещества, которые выходят на поверхность земли после деятельности вулкана.
Химический состав вулканических газов: водяной пар, диоксид углерода (CO2), оксид углерода (CO), азот (N2), диоксид серы (SO2), оксид серы (SO), газообразная сера (S2), водород (H2), аммиак (NH3), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF), сероводород (H2S), метан (CH4), борная кислота (H3BO3), хлор (Cl), аргон (Ar), преобразованные H2O и СО2. Также присутствуют хлориды щелочных металлов и железа. Состав газов и их концентрация зависят от температуры и от типа земной коры, поэтому они могут меняться в пределах одного вулкана.
Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей.
Вулканы могут испускать значительное количество ядовитых газов даже в интервалах между извержениями.
Двуокись серы
Одним из самых вредных газов является двуокись серы, которая обладает едким запахом и даже при небольшой концентрации раздражает слизистые оболочки носа, горла и глаз. Двуокись серы может распространяться на значительное расстояние от ее источника. Газ реагирует с влажным воздухом, образуя крошечные капли серной кислоты. Эти капли настолько малы, что содержатся в воздухе в виде тонкой взвеси в течение неопределенно долгого времени. Аэрозоль серной кислоты может образовать вулканический смог, качество воздуха при этом часто опускается ниже стандартов. Растительность высыхает на корню, а дождевая вода становится кислотной, загрязняя питьевую воду.
Фтороводород и сероводород
Несмотря на очевидный вред для здоровья, в мире еще не было доказанных случаев гибели людей из-за непосредственного воздействия двуокиси серы. То же самое относится к фтороводороду, другому распространенному вулканическому газу, который может абсорбироваться в частицы пепла и становиться причиной фторового отравления скота. Так, соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.
Вулканогенный сероводород, газ с запахом тухлых яиц, был причиной гибели нескольких людей. Сероводород образуется там, где часть летучих серных паров избегает окисления и не превращается в двуокись серы. Он тяжелее воздуха и собирается в естественных углублениях, где представляет серьезную опасность
Углекислый газ
Большая часть жертв вулканических газов приходится на долю углекислого газа. Как и сероводород, он тяжелее воздуха и при пассивной дегазации может накапливаться в опасной для жизни концентрации. В обычном воздухе содержится около 0,5% углекислого газа, а в воздухе, который мы выдыхаем, примерно в два раза больше. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы вынуждены дышать, достигает 7,5%, это приводит к сонливости и головной боли. Первый документально подтвержденный смертельный инцидент произошел в 1979 году в районе вулканического комплекса Дьенг на острове Ява (Индонезия). Здесь 149 человек, спасавшихся бегством от фреатического извержения, погибли в невидимом облаке углекислого газа, проплывавшем у них на пути. Считается, что газ вырвался из подземной ловушки из-за сейсмических толчков, связанных с извержением.
Жидкие вулканические продукты представляют собой лаву, вышедшую на поверхность.
Характер эффузивных извержений, форма и протяженность лавовых потоков определяется химическим составом, вязкостью, температурой, содержанием летучих веществ.
Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.
Состав лавы вулкана Эйяфьятлайокудль
Диоксид кремния (SiO2) – 46,99
Оксид алюминия (Al2O3) – 15, 91
Оксид железа (FeO)- 12,12
Оксид марганца (MnO) – 0,19
Оксид магния (MgO) – 6,55
Оксид кальция (CaO) – 10,28
Оксид натрия (Na2O) – 3,11
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Оксид калия (K2O) – 0,71
Диоксид титана (TiO2) – 3,32
Оксид фосфора (P2O5) – 0,64
Твердые вулканические продукты образуются при эксклюзивных взрывных извержениях.
При этом образуются вулканические бомбы (застывшие выбросы жидкой лавы), размером 6 см и более. Скопления вулканических бомб – агломераты.
Лапикки (“шарик”) – размеры 1-5 см – более мелкие продукты выброса – вулканический песок, пепел и пыль. Последняя разносится на тысячи км.
Взрывы дробят и выбрасывают уже отвердевшие вулканические породы и распыляют жидкую лаву, образуя туфы, размеры которых от 1-2 долей мм.
Источник
Вулканические продукты, выбрасываемые вулканами, могут быть трех видов: жидкие, твердые и газообразные.
Жидкие продукты представлены магмой — лавой, излившейся на поверхность и утратившей часть летучих: газов и паров воды. Параметрами, определяющими свойства лавы, являются вязкость и содержание в ней газов. Вязкость лавы, по Е.К. Мархинину, является функцией ее температуры, силикатного состава и количества растворенных в ней летучих компонентов. Вязкость уменьшается с увеличением температуры, относительного количества щелочей и летучих компонентов и уменьшением содержания SiO2 и Al2O3.
Базальтовые лавы обладают наибольшей подвижностью, растекаясь со скоростью до 60 км/ч, температура их при выходе на поверхность составляет 1100—1200 °С. Растекающиеся потоки базальтовых лав имеют самую разнообразную поверхность: канатные волнистые лавы (рис. 11.11), подушечные (при излиянии в подводных условиях), глыбовые. При излиянии лавового потока на дне океана или моря в результате быстрого охлаждения поверхность превращается в вулканическое стекло, которое при растрескивании дает большое количество осколков стекла. Такие потоки называются гиалокластитами. Кислые низкотемпературные вязкие лавы отличаются меньшей подвижностью и образуют короткие и мощные лавовые потоки, которые быстро остывая с поверхности, покрываются глыбовой коркой.
Твердые продукты — это обломочный (пирокластический материал), составляющий основную массу всех вулканических продуктов наземных извержений. Образуются твердые и частично первоначально жидкие вулканические продукты при эксплозивных (взрывных) извержениях, главными их которых являются бомбы, шлаки, пемзы, пеплы и др.
Вулканические бомбы отличаются большим разнообразием и специфичностью форм при образовании из жидкой магмы. Важной особенностью их строения являются формы вращения — круглые, веретеновидные, лимоновидные и др., а размеры их варьируют от нескольких метров при массе в сотни и тысячи килограммов до нескольких миллиметров при массе в миллиграммы. Чем более вязкая лава, тем более крупные размеры и изометричные формы имеют бомбы. Скопления вулканических бомб называют агломератом.
Вулканические шлаки — это сильно пористые обломки, образующиеся при застывании лавы основного состава, насыщенной газами. Размеры их варьируют от первых до нескольких десятков сантиметров. Эти легкие, пористые, хрупкие образования подвержены быстрому разрушению.
Вулканические пемзы — пузыристые породы кислого состава, образующиеся при застывании лавы, насыщенной газами при подводных излияниях. Размеры их обломков варьируют от долей сантиметра до десятков сантиметров. Пемзы не тонут в воде и переносятся морскими течениями на большие расстояния, как и шлаки легко разрушаются.
«Волосы Пеле» — своеобразные тончайшие нити, образующиеся при разбрызгивании жидкой лавы или связаны с вытягиванием нитей при разрыве газами кусков шлака.
Вулканические пеплы — мельчайшие частицы размерами от сотых долей миллиметра часто являются основным продуктом извержения. Сложены они остроугольными обломками пемзы, стекла, различных минералов. Пепел распространяется на большие расстояния с уменьшением размерности его частиц по мере удаления от центра извержения и покрывает огромную площадь. Пепел Кракатау, поднятый взрывом на высоту 80 км, осаждался в разных частях суши и океана всего земного шара. При осаждении, уплотнении и цементации пирокластического материала в наземных условиях образуются туфы, в водной среде — туффиты.
Газообразные, или летучие продукты играют большую роль при вулканических извержениях, а состав их зависит от состава силикатной магмы и ее температуры. Информацию о составе летучих исследователи получают из нескольких источников: анализ проб газов, отобранных из жидкой лавы; анализ газов, сохранившихся в твердой лаве; анализ газа фумарол. Главными среди летучих являются пары воды (H2O), водород (H2), метан (CH4) и другие углеводороды, оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2), азот (N2), аммиак (NH3), хлористый водород (НС1), сероводород (H2S), мышьяковистая и борная кислота, хлориды, фториды металлов, а также гелий, аргон, ксенон. H2O составляет иногда до 95 % молекулярного состава газов. Состав газов, их концентрация в значительной мере зависят от приуроченности вулканов к главным типам земной коры, т. е. от состава и степени дегазации мантии.
Источник
Вулкан Гримсвотн на юго-востоке Исландии начал извергаться 22 мая 2011 года.
Ниже приводится справочная информация по составу продуктов извержения вулканов.
Основными продуктами извержения являются лава, пепел, и др. вещества, которые выходят на поверхность земли после деятельности вулкана.
Химический состав вулканических газов: водяной пар, диоксид углерода (CO2), оксид углерода (CO), азот (N2), диоксид серы (SO2), оксид серы (SO), газообразная сера (S2), водород (H2), аммиак (NH3), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF), сероводород (H2S), метан (CH4), борная кислота (H3BO3), хлор (Cl), аргон (Ar), преобразованные H2O и СО2. Также присутствуют хлориды щелочных металлов и железа. Состав газов и их концентрация зависят от температуры и от типа земной коры, поэтому они могут меняться в пределах одного вулкана.
Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей.
Вулканы могут испускать значительное количество ядовитых газов даже в интервалах между извержениями.
Двуокись серы
Одним из самых вредных газов является двуокись серы, которая обладает едким запахом и даже при небольшой концентрации раздражает слизистые оболочки носа, горла и глаз. Двуокись серы может распространяться на значительное расстояние от ее источника. Газ реагирует с влажным воздухом, образуя крошечные капли серной кислоты. Эти капли настолько малы, что содержатся в воздухе в виде тонкой взвеси в течение неопределенно долгого времени. Аэрозоль серной кислоты может образовать вулканический смог, качество воздуха при этом часто опускается ниже стандартов. Растительность высыхает на корню, а дождевая вода становится кислотной, загрязняя питьевую воду.
Фтороводород и сероводород
Несмотря на очевидный вред для здоровья, в мире еще не было доказанных случаев гибели людей из-за непосредственного воздействия двуокиси серы. То же самое относится к фтороводороду, другому распространенному вулканическому газу, который может абсорбироваться в частицы пепла и становиться причиной фторового отравления скота. Так, соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.
Вулканогенный сероводород, газ с запахом тухлых яиц, был причиной гибели нескольких людей. Сероводород образуется там, где часть летучих серных паров избегает окисления и не превращается в двуокись серы. Он тяжелее воздуха и собирается в естественных углублениях, где представляет серьезную опасность
Углекислый газ
Большая часть жертв вулканических газов приходится на долю углекислого газа. Как и сероводород, он тяжелее воздуха и при пассивной дегазации может накапливаться в опасной для жизни концентрации. В обычном воздухе содержится около 0,5% углекислого газа, а в воздухе, который мы выдыхаем, примерно в два раза больше. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы вынуждены дышать, достигает 7,5%, это приводит к сонливости и головной боли. Первый документально подтвержденный смертельный инцидент произошел в 1979 году в районе вулканического комплекса Дьенг на острове Ява (Индонезия). Здесь 149 человек, спасавшихся бегством от фреатического извержения, погибли в невидимом облаке углекислого газа, проплывавшем у них на пути. Считается, что газ вырвался из подземной ловушки из-за сейсмических толчков, связанных с извержением.
Жидкие вулканические продукты представляют собой лаву, вышедшую на поверхность.
Характер эффузивных извержений, форма и протяженность лавовых потоков определяется химическим составом, вязкостью, температурой, содержанием летучих веществ.
Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.
Состав лавы вулкана Эйяфьятлайокудль
Диоксид кремния (SiO2) – 46,99
Оксид алюминия (Al2O3) – 15, 91
Оксид железа (FeO)- 12,12
Оксид марганца (MnO) – 0,19
Оксид магния (MgO) – 6,55
Оксид кальция (CaO) – 10,28
Оксид натрия (Na2O) – 3,11
Оксид калия (K2O) – 0,71
Диоксид титана (TiO2) – 3,32
Оксид фосфора (P2O5) – 0,64
Твердые вулканические продукты образуются при эксклюзивных взрывных извержениях.
При этом образуются вулканические бомбы (застывшие выбросы жидкой лавы), размером 6 см и более. Скопления вулканических бомб – агломераты.
Лапикки (“шарик”) – размеры 1-5 см – более мелкие продукты выброса – вулканический песок, пепел и пыль. Последняя разносится на тысячи км.
Взрывы дробят и выбрасывают уже отвердевшие вулканические породы и распыляют жидкую лаву, образуя туфы, размеры которых от 1-2 долей мм.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Источник
Продукты извержения вулканов объединяют в три группы: твердые, жидкие и газообразные.
Твердые продукты извержения. Основная их масса образуется при извержении вулканов из тефры (пирокластические продукты) и остывании лавы. Твердые продукты подразделяются по размеру обломков на несколько типов: вулканический пепел (пепел или тонкая пыль); вулканический песок (размером 0,25—1 мм); лапилли (1,5—3 см); вулканические бомбы (от 10 см до нескольких метров). Эти продукты извержения со временем уплотняются, образуя вулканический туф, а более крупные — вулканическую брекчию и вулканический агломерат.
Жидкие продукты извержения. К жидким продуктам извержения вулканов относится лава. По химическому составу и содержанию кремнезема лавы, каки горные породы, подразделяются на: кислые — липоритовые и дацитовые (Si02 > 65%); средние — андезитовые (Si02 65—52%); основные — базальтовые (Si02 52—45%); ультраосновные — пикритовые (Si02
Газообразные продукты всегда сопровождают извержения вулканов. Выделяющиеся из магматических расплавов газы содержат галоиды, серу, углерод, водород, большое количество паров воды и др. Схема классификации вулканических газов по В.В. Иванову, С.И. Набоко и др. включает несколько групп, связанных со стадиями вулканической активности от высокой к низкой:
- • фумарольные высоко температурные газы (500—700 °С) сложного состава, содержащие НС1, HF, NH3, S02, СО, С02, В, NH4C1, хлористые соединения Fe, К, Na и др.;
- • сульфатарные газы (с температурой около 100-200 °С), содержащие сернисто-углекислые (S02, СО, Н2, Н20, N) и сероводородно-углекислые (H2S, С02, СН4, Н20, N) соединения;
- • мофетты — углекислые фумаролы (с температурой 2, H2S, Н20);
- • газово-паровые азотно-углекислые выделения (Н20, N с небольшой
примесью СО,).
Поствулканические явления. С течением времени активность вулкана постепенно затихает. Этот процесс связан с постепенным опустошением вторичного магматического очага и уменьшением в нем давления паров и газов. В итоге после извержения вулкан оказывается как бы «выпотрошенным».
Однако даже после очень слабого извержения еще в течение очень долгого времени наблюдаются разного рода процессы, свидетельствующие о сохранении активности магматического очага. Такими «немыми свидетелями» сохраняющейся активности являются выделение газов, гейзеры, термальные источники, а также сальзы и грязевые вулканы.
Гейзеры — периодически фонтанирующие горячие (более 80 °С) пароводяные источники. Периодичность их извержений довольно постоянна, интервалы между выбросами у различных вулканов составляет от нескольких минут до нескольких часов.
Термальные (гидротермальные) источники имеют температуру воды выше среднегодовой для данной местности. В ряде случаев она может достигать 100 °С. Если в горячих источниках наблюдаются повышенные концентрации каких-либо минеральных веществ, то такие источники именуют термоминеральными. В связи с высокой минерализацией воды в гейзерах и термальных источниках вокруг них обычно образуются натечные минеральные отложения, называющиеся гейзеритами.
Сальзы — небольшие озера, наполненные горячей минерализованной грязью.
Грязевые вулканы представляют собой конусовидные возвышенности высотой 1—2 м с пологими склонами, сложенными рыхлыми песчано-глинистыми отложениями (так называемой «сопочной брекчией»), На вершинах таких холмов располагаются небольшие кратеры, через которые происходит выброс газов и грязи.
Географическое распространение вулканов. Современные вулканы размещены на земной поверхности очень неравномерно. Имеются обширные пространства, практически лишенные вулканической активности, такие как Европейская часть России или Западная Сибирь. Однако существуют очень богатые вулканами территории, например
о. Исландия или побережья Тихого океана.
Все районы современного вулканизма приурочены только к определенным тектоническим зонам, наиболее активным в течение четвертичного периода. На материках такими территориями являются зоны рифтогенеза — сильного прогрева и растяжения литосферы, молодые горноскладчатые сооружения и зоны перехода от континентов к океанам. В океанах вулканы концентрируются в пределах сре- юз
динно-океанических и асейсмических горных хребтов (типа Китового и Гавайского), а также они образуют вулканические дуги типа Алеутской или Курильской. Во всех случаях распределение вулканов контролируется глубинными разломами.
Такие же закономерности справедливы и для геологического прошлого.
Источник