» » Процесс активизации вулканов

Процесс активизации вулканов

Долгое время считали, что у некоторых типов вулканов, существующих на нашей планете, например маленьких грязевых и гигантских магматических, выбрасывающих с огромных глубин раскаленную магму, нет генетического родства. Однако, изучая в течение ряда лет самые разные вулканы, районы их распространения, периоды, когда они извергаются, мы пришли к выводу, что «работа» всех вулканов связана с единым глобальным геодинамическим процессом — перемещением огромных литосферных плит. При анализе распространения вулканов мира выяснилось, что они (как, впрочем, и районы, где происходят землетрясения) чаще всего располагаются на границах литосферных плит — в узких зонах тектонической активизации. Существует несколько типов границ. Один из них — в зонах субдукции, где литосферная плита погружается в верхнюю мантию. Эти зоны, для которых характерны глубинные (глубокофокусные) землетрясения, получили еще одно название — зон Заварицкого — Беньофа. Они обнаружены во многих областях Земли — в южноамериканских Андах, на островах Тонга, Новых Гебридах, в Японском море, Индонезии, на Антильских о-вах и т. д. Здесь часто встречаются крупные магматические вулканы, корни которых проникают в недра Земли на десятки километров. Второй тип границ между плитами — зоны спрединга, где дно океана раздвигается и образуется узкая протяженная впадина (рифт), в которой возникает новая кора. Для этих зон (это преимущественно срединно-океанические хребты на дне океана) также характерны магматические вулканы и более неглубокие (мелкофокусные) источники землетрясения. Необходимо отметить, что имеется еще два типа магматических вулканов — океанические внутриплитовые (их количество невелико) и континентальные рифтовые вулканы — в рифтовых зонах на континентах, представляющих собой зачатки зарождающегося океана. Сравнительно редкое природное явление — грязевые вулканы, корни которых располагаются на глубине 3—8 км. Продукт их извержения — сопочная грязь (брекчия). На первый взгляд может показаться, что они совершенно безобидны и не причиняют вреда человеку. Но это не совсем так. Извержение грязевого вулкана часто начинается мощным взрывом, сопровождающимся выбросом газа, нефти, воды, обломков пород и излиянием брекчии. Газ почти мгновенно воспламеняется от искр, образующихся при соударении пород, при этом высота пламени может достигать 1 км. Известны случаи, когда извержения грязевых вулканов приводили к человеческим жертвам. Примечательно, что в Азербайджане и прилегающих к нему регионах расположено около половины всех грязевых вулканов мира (около 400). Проведенный нами анализ пространственного расположения грязевых вулканов мира показал, что все они приурочены к зонам Заварицкого — Беньофа. Таким образом, грязевые вулканы, так же как магматические, тесно связаны с процессами субдукции. Исследования геофизиков показали, что литосфера всех рифтовых зон (зон спрединга) растягивается, а зон субдукции — сжимается. Согласно основным положениям теории тектоники литосферньрх плит, процесс спрединга на Земле одновременно компенсируется процессом субдукции, при этомподсчитано, что если на гребнях срединно-океанических хребтов ежегодно образуется около 2,6 км2 новой поверхности, то в островных дугах и молодых поясах исчезает поверхность такой же площади. Проведенные исследования периодичности активизации вулканов заставили нас несколько изменить взгляд на предположение об одновременности процессов спрединга и субдукции. Нами были проанализированы извержения магматических вулканов зон субдукции, рифтовых зон и грязевых вулканов мира. Надо отметить, что океанические и континентальные рифтовые вулканы рассматривались как единый тип — рифтовые вулканы, так как в обоих случаях происходит растяжение литосферы. В каталогах вулканов мира содержатся сведения о 1000 действующих вулканов. Чтобы максимально сократить влияние возможных потерь информации, были отобраны данные об извержениях за относительно короткий промежуток времени (с 1850 по 1977 г.), тогда как в использованном нами каталоге И. И. Гущенко (1979 г.) приведены данные об извержениях вулканов с 1500 г. до н. з. по настоящее время. Сначала были составлены графики активизации вулканов зон субдукции и рифтовых зон. Их сравнение показало, что циклы активизации вулканов этих двух типов не совпадают во времени, а в ряде случаев попадают в «противофазу». Вулканы рифтовых зон обнаруживают 4 крупных цикла активизации, а вулканы зон субдукции за тот же промежуток времени — 6 крупных циклов (последний еще не закончился). Максимум предпоследнего цикла активизации вулканов зон субдукции (1940—1961 гг.) совпадает с периодом минимальной активности вулканов рифтовых зон, а максимум цикла активизации последних (1945—1970 гг.) — с периодом минимальной активности вулканов зон субдукции. Максимум активности вулканов зон субдукции (1884 г.) соответствует периоду спада активности вулканов рифтовых зон, а с 1970 г. наблюдается повышение активности вулканов зон субдукции и понижение активности вулканов рифтовых зон. В то же время все без исключения циклы активизации грязевых вулканов и вулканов зон субдукции совпали во времени, что свидетельствует о единстве факторов, влияющих на их активизацию. Таким образом, периоды растяжения не совпадают во времени с периодами сжатия Земли, а в ряде случаев циклы растяжения сменяются циклами сжатия. В периоды растяжения повышается активность вулканов рифтовых зон, а в периоды сжатия — вулканов зон субдукции и грязевых вулканов. При этом расширение Земли происходит за счет процесса спрединга, в то время как сжатие — за счет процесса субдукции. Результаты проведенных исследований позволяют сделать вывод о возможном периодическом изменении радиуса Земли. Такие предположения (пульсационные гипотезы) высказывались многими учеными, при этом также выделялись эпохи сжатия и растяжения. Изменения радиуса Земли с соответствующим увеличением или уменьшением плотности приводят к изменению момента инерции Земли, что вызывает вариации угловой скорости ее вращения. Были сопоставлены активность вулканов рифтовых зон, характеризующая усиление процесса расширения Земли, и изменения угловой скорости вращения Земли. Результаты сопоставления позволили обнаружить, что повышению активности вулканов рифтовых зон соответствует замедление вращения Земли, и наоборот. Вариации скорости вращения Земли в результате незначительных изменений ее радиуса вполне допустимы. Изменения радиуса Земли на 5—10 см могут привести к наблюдаемым вариациям скорости вращения Земли. С чередованием эпох сжатия и растяжения, связаны и эвстати-ческие колебания уровня Мирового океана, проявляющиеся в виде мировых трансгрессий и регрессий. По всей видимости, рассматриваемые нами пульсации Земли также должны влиять на изменение уровня воды в Мировом океане. При сопоставлении изменения уровня Мирового океана и извержений вулканов рифтовых зон оказалось, что повышению их активности соответствует понижение уровня Мирового океана. Таким образом, результаты проведенных нами исследований показали, что грязевые вулканы, которые до сих пор считались лишь локальным проявлением тектонической активности отдельных регионов, на самом деле тесно связаны с глобальными геодинамическими процессами нашей планеты, происходящими в зонах субдукции и влияющими на активизацию магматических вулканов этих зон. Оказалось также, что процессы сжатия и расширения
Земли происходят не одновременно. Это в свою очередь, возможно, приводит к периодическим изменениям радиуса Земли, оказывающим влияние на
момент инерции и, как следствие, на изменения угловой скорости ее вращения. Обоснование механизма пульсаций Земли требует дальнейшего тщательного изучения.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.