Почему извергаются вулканы?

Простое объяснение для детей.
Татьяна Меньщикова Журналист, филолог

Вулкан извергается, когда находящиеся под земной поверхностью расплавленные породы, газы и другие вещества получают возможность выйти наружу. Расплавленную породу под землей называют магмой, а когда она выливается на поверхность — лавой.
Почему извергаются вулканы?
Источник: Unsplash

Магма находится под большим давлением и содержит растворенные газы. Если давление становится достаточно сильным или в земной коре появляется путь наружу, магма начинает подниматься к поверхности. Извержение может сопровождаться потоками лавы, выбросами пепла, камней и вулканических газов.

Откуда под землей берется магма?

Глубоко внутри Земли температура очень высокая. В некоторых областях мантии горные породы частично плавятся, и образуется магма.

Она не представляет собой огромное подземное море расплавленной породы. Обычно магма находится в отдельных зонах и постепенно перемещается через трещины и более проницаемые участки земной коры.

Почему магма поднимается вверх?

На магму действуют разные силы. Она может быть менее плотной, чем окружающие твердые породы, поэтому стремится подниматься, а давление газов внутри магмы дополнительно помогает ей двигаться вверх.

По мере подъема давление окружающих пород уменьшается. Растворенные в магме газы начинают образовывать пузырьки, похожие на пузырьки в открытой бутылке газированного напитка, только происходящие при гораздо более высокой температуре и в гораздо более сложных условиях.

Что происходит перед извержением?

Магма может постепенно накапливаться в подземных резервуарах, которые называют магматическими очагами. При этом давление и напряжение в окружающих породах могут меняться.

Перед некоторыми извержениями ученые регистрируют землетрясения, небольшие изменения поверхности вулкана, усиление выхода газов или изменение температуры. Однако такие признаки не означают, что извержение обязательно произойдет в ближайшее время.

Почему вулкан вдруг начинает извергаться?

Когда магма поднимается и давление внутри вулканической системы становится достаточно большим, она может пробить путь через земную кору. Иногда магма поступает снизу настолько быстро, что вулканическая система не успевает выпустить накопившееся давление постепенно.

Тогда происходит извержение. Насколько оно будет сильным, зависит от состава магмы, количества растворенных газов, ее температуры, вязкости и особенностей самого вулкана.

Почему одни вулканы извергаются спокойно, а другие взрываются?

Главную роль играет вязкость магмы и количество содержащегося в ней газа. Жидкая магма может сравнительно легко двигаться и выпускать газы, поэтому извержение иногда сопровождается относительно спокойными потоками лавы.

Более вязкая магма хуже пропускает пузырьки газа. Газ может накапливаться внутри, давление растет, а затем происходит резкий выброс материала. Такие извержения способны образовывать высокие столбы пепла и выбрасывать большое количество обломков.

Почему лава бывает такой горячей?

Лава — это расплавленная горная порода, поэтому ее температура очень высокая. В зависимости от состава температура лавы может составлять примерно от 700 до 1200 °C.

Даже после выхода на поверхность лава долго остается горячей. Постепенно она остывает, затвердевает и превращается в вулканическую горную породу.

Почему лава бывает разной?

Состав магмы влияет на ее свойства. Например, магма с относительно низким содержанием кремнезема обычно более жидкая, а магма с большим его содержанием может быть более вязкой.

Поэтому один вулкан может выпускать длинные потоки жидкой лавы, а другой — образовывать вязкие купола и мощные взрывные извержения. Цвет и скорость движения лавы также зависят от ее температуры и состава.

Что такое вулканический пепел?

Вулканический пепел — это не то же самое, что пепел от костра. Он состоит из мельчайших частиц раздробленной горной породы, вулканического стекла и минералов.

Во время сильного извержения эти частицы могут подняться высоко в атмосферу. Ветер способен переносить вулканический пепел на большие расстояния, иногда за сотни и тысячи километров от вулкана.

Почему из вулкана вылетают камни?

При взрывном извержении быстро расширяющиеся газы могут разрывать магму и выбрасывать куски затвердевшей или частично расплавленной породы. Такие вулканические обломки имеют разные размеры.

Крупные фрагменты называют вулканическими бомбами, если они выброшены в расплавленном или пластичном состоянии. Более мелкие частицы относятся к вулканическому пеплу и другим пирокластическим материалам.

Что такое кратер?

Кратер — это углубление в верхней части или на склоне вулкана, связанное с каналом, по которому на поверхность выходят магма и вулканические газы. Через него во время извержения могут выбрасываться лава, пепел и обломки пород.

У некоторых вулканов есть один главный кратер, а у других — несколько отверстий и трещин, через которые может выходить вулканический материал. Поэтому вулкан не всегда представляет собой идеальную гору с одним отверстием на вершине.

Все ли вулканы выглядят как горы?

Нет. Многие вулканы действительно образуют горы или конусообразные возвышенности, но существуют разные формы вулканов.

Например, щитовые вулканы имеют широкие и относительно пологие склоны. Есть также вулканические трещины, через которые лава выходит на поверхность на протяженных участках, а не через один классический конус.

Где находится большинство вулканов?

Многие активные вулканы расположены около границ тектонических плит. Особенно много их находится вокруг Тихого океана — в регионе, который называют Тихоокеанским огненным кольцом.

Но вулканы встречаются и далеко от границ плит. Например, некоторые из них связаны с так называемыми горячими точками — областями, где горячий материал из глубин Земли поднимается к поверхности.

Бывают ли вулканы под водой?

Да, причем подводных вулканов очень много. Значительная часть вулканической активности происходит на дне океанов, особенно вдоль срединно-океанических хребтов.

Иногда подводный вулкан постепенно наращивает слой за слоем лавы и со временем может подняться над поверхностью воды. Так формируются некоторые вулканические острова.

Может ли вулкан извергаться под ледником?

Да. Вулканическая активность может происходить под ледниками и ледяными щитами. Горячая магма и лава растапливают лед, а образовавшаяся вода иногда вызывает резкие паводки.

Особенно хорошо такие процессы известны в Исландии, где вулканы находятся рядом с большими ледниками. Извержение подо льдом может выглядеть совсем иначе, чем извержение на сухой поверхности.

Все ли вулканы опасны?

Активный вулкан потенциально опасен, но опасность зависит от его состояния и характера извержений. Угрозу могут представлять не только лава, но и пепел, горячие газы, обломки пород, лавины из вулканического материала и грязевые потоки.

При этом лава далеко не всегда является самой опасной частью извержения. Некоторые вулканические потоки движутся достаточно медленно, тогда как горячие смеси газа и обломков могут распространяться гораздо быстрее.

Можно ли остановить извержение?

Нет, человек не способен просто «закрыть» вулкан или остановить движение магмы. Объем энергии и расплавленного материала внутри вулканической системы огромен.

Зато ученые могут наблюдать за вулканами и отслеживать признаки изменения их активности. Если появляется угроза извержения, людей из опасных районов могут заранее эвакуировать.

Почему вулканы иногда долго молчат?

Вулкан может не извергаться десятки, сотни или даже тысячи лет. Это не обязательно означает, что он окончательно перестал быть активным.

Магма может снова начать подниматься, когда изменятся условия в глубине. Поэтому специалисты изучают историю вулкана и его современную активность, чтобы оценивать возможные риски.

Советы родителям

Объяснить ребенку принцип извержения можно на примере газированного напитка. Если внутри закрытой бутылки накапливается газ, при открывании давление резко меняется и напиток может вспениться; у вулкана процессы намного сложнее, но идея накопления и высвобождения давления помогает понять принцип.

Можно также нарисовать вулкан в разрезе и обозначить на картинке магму, канал, кратер и лаву. Важно запомнить простое правило: под землей расплавленная порода называется магмой, а после выхода на поверхность — лавой.