Как образуется вулкан? Простыми словами на бытовых примерах

Вулканы на поверхности нашей планеты можно назвать своеобразными клапанами, через которые Земля сбрасывает свою энергию. Но почему клапаны возникают строго в определенных местах, почему если это вулкан, то обязательно гора? Отчего извержение не может возникнуть, к примеру, в подмосковных лесах, в низовьях Волги или бескрайних тундрах Севера?

Извержение вулкана/ © oxu.az

Чтобы ответить на этот и другие вопросы, нужно начать рассказ со строения Земли. В нем будет минимум научных терминов, в которых легко запутаться. А происходящие в глубинах планеты процессы мы сравним с привычными в нашем быту явлениями, с которыми сталкивался каждый. Итак, на что похожа наша Земля?

Яйцо с толстой скорлупой

Да, именно так и можно охарактеризовать структуру планеты. Она не однородный монолит, а шар, сформированный из нескольких слоев. В центре находится ядро. Про него достоверно ученым ничего неизвестно — какая у него структура (жидкая или твердая), какое там давление и какой химический состав. Есть только одни предположения, но они сейчас неважны.

Гораздо интересней "белок" нашего яйца, который называется мантией. Ее толщина 2900 километров, а по консистенции она напоминает вязкую смолу. Температура мантии огромна — около тысячи градусов. Но нагрев неоднородный — ближе к ядру сильнее, а по мере отдаления от него слабее. А коли есть разница температур, то эта субстанция постоянно находится в движении. Процесс один в один напоминает кипение супа в кастрюле — горячие слои поднимаются наверх, а холодные опускаются вниз.

И третья составляющая "яйца" — его скорлупа, а по-научному литосфера. В переводе с греческого слово означает "каменная оболочка". Ее толщина различна — на дне океана 20 км, а на суше — около 80-и.

Упрощенное строение Земли/ © geography-ege.ru

Но в отличие от куриного яйца с монолитной скорлупой, литосфера нашей планеты вовсе не однородна. Мало того, что она разной толщины, так еще и состоит из чешуек. Но это довольно фривольное название, а вот наука называет их литосферными плитами. Почему тогда чешуйки? А потому что плиты располагаются не стык в стык, а наползают одна на другую — примерно так, как рыбья чешуя. Плиты эти не одинаковы по размерам. Современная литосфера делится на 8 крупных и несколько десятков мелких плит.

Дрожжевое тесто

А теперь вернемся к мантии. Многие наверняка наблюдали за кипящей водой — поднимаясь со дна и достигая поверхности, она движется от центра к краю и только потом опускается вниз. Так и вязкая мантия. Достигнув нижней границы литосферы, она какое-то время перемещается по ее внутренней поверхности и только потом опускается к ядру. И это горизонтальное движение не проходит бесследно для плит. Погруженные под своим собственным весом в мантию, они тоже движутся (по несколько сантиметров в год) и наползают друг на друга. Часть плиты, которая оказалась снизу, начинает плавиться. Так образуется магма — густая масса расплавленной породы с растворенными в ней газами и парами воды. Она более жидкая, чем мантия, но все же достаточно густая — по консистенции напоминает дрожжевую опару (и с греческого переводится как "густая паста" или даже "тесто").

Магма легче мантии, поэтому всегда наверху. А поскольку литосферные плиты не примыкают плотно друг к другу, то она поднимается по трещинам и стыкам, увеличиваясь в объеме и норовя выбраться на волю. Как дрожжевое тесто приподнимает крышку кастрюли и переваливает через край, так и магма прошибает земную кору и вырывается на поверхность. Этот процесс и есть извержение вулкана.

Почему этого не происходит в якутской тундре или волжских степях? Да потому что там самая середина евроазиатской литосферной плиты и до ее границ ой как далеко.

Литосферные плиты планеты/ © foxford.ru

Бутылка шампанского

Но постойте, если магма как тесто, то почему она тогда лениво не сползает по горе, а взрывается, грохоча и засыпая все вокруг пеплом? А это происходит из-за процесса, который называется дегазация. Открывая резко бутылку лимонада, мы часто наблюдаем, что сначала над горлышком идет дымок, а потом появляется пена. Это напиток теряет газы, выходящие наружу — по-научному дегазазируется. А если бутылку с шампанским долго подержать в тепле, да еще и потрясти, сняв предварительно проволочную оплетку, то напиток вышибает пробку и удержать его будет невозможно.

Извержение вулкана Пинатубо, Филиппины, лето 1991 года/ © yavarda.ru

С магмой происходит то же самое. Находясь в глубинах земли под давлением, она постоянно испытывает кору на прочность, ища ту самую "пробку", которую можно выбить. Иногда выхода на поверхность она не находит и тогда медленно застывает на глубине. В этом случае вулкан не образуется. Но если слабое место будет найдено, то магма с силой вышибет "пробку". Однако это происходит не сразу и не вдруг. Вначале она будет изнутри давить на твердь и заставлять ее подниматься и пучиться. Это и есть ответ на вопрос: "почему если вулкан, то обязательно гора?" Процесс сродни образованию фурункула на теле — прыщик же никогда не нарывает на ровном месте и процессу его "извержения" предшествует рост и увеличение в объеме.

Но почему все же взрыв, грохот и пепел? А потому что в составе магмы много горючих газов и под действием меняющегося давления и температуры они воспламеняются и взрываются. Сила этого взрыва бывает настолько велика, что на месте горы образуется воронка, называемая кальдерой. Бывает, что в ней после активности начинает расти новый вулкан.

Кальдера вулкана Везувий/ © new-science.ru

Во время самого извержения магма, потеряв все свои газы, превращается в лаву. Именно она и стекает по поверхности горы, сжигая все на своем пути. Но это только одна из ее частей. Сила извержения вулкана бывает настолько высока, что другая часть магмы застывает и измельчается на множество мелких фракций. Это и есть вулканический пепел, который потом может оседать на землю в течение длительного времени.

Но бывают и другие процессы. Например, давление под пробкой сильное, но недостаточное для того, чтобы выбить ее. И тогда магма просто медленно продавит себе выход и, кипя и булькая, будет лениво переваливать через край, точь-в-точь как опара из кастрюли. Такие извержения часто случаются на Гавайских островах.

Извержение вулкана на Гавайских островах/ й tsn.ua

А что потом?

После извержения давление под землей снижается, жерло вулкана закрывается новой пробкой (застывшей лавой) и наступает тишина и покой. Но не всегда. В магматическом очаге, что продолжает глухо ворчать под пробкой, еще достаточно жара, поэтому через трещины в земной коре могут вырываться наружу вулканические газы — фумаролы. А если поверхность богата грунтовыми водами, то и струи кипящей воды и пара — гейзеры.

Фумаролы вулкана Форпикд на Аляске/ © avo.alaska.eduСам же вулкан после активности будет считаться спящим. И неспроста — очаг под ним остается действующим и через какое-то время магма из него вновь сможет найти выход на поверхность. Промежуток бывает разный — и 8 месяцев, и 800 лет. Но иногда после извержения литосферные плиты так прочно зацепляются краями, что перестают двигаться друг относительно друга. И тогда вулкан будет считаться потухшим. В мире много таких. Например, столица Шотландии Эдинбург стоит на потухшем 300 миллионов лет назад вулкане.

Спящие вулканы — самые опасные. И хоть об их пробуждении всегда понятно заранее, жить рядом с таким очагом все равно, что стоять на пороховом погребе. А ведь некоторые еще и умудряются спускаться в жерло вулкана, да еще и каждый день. Что поделать, работа у них такая ????: