Почему вулкан извергается: механизм выброса магмы
Вулкан извергается потому, что магма (расплавленное вещество мантии с растворёнными газами) находится под огромным давлением, и когда это давление превышает механическое сопротивление пород, расплав прорывается на поверхность. Ключевую роль играют растворённые газы: при подъёме магмы давление падает, газы выходят из раствора и резко увеличивают объём расплава, действуя как поршень.
Откуда берётся магма
Мантия Земли состоит из горных пород, которые находятся вблизи точки плавления. Полного расплавления не происходит, потому что давление столба пород сверху удерживает вещество в твёрдом состоянии. Магма образуется там, где давление локально снижается или температура повышается: на срединно-океанических хребтах, где плиты расходятся, в зонах субдукции, где одна плита погружается под другую, и над «горячими точками» — аномально горячими участками мантии.
Магматический очаг располагается на глубине от 1 до 50 километров под вулканом. В очаге магма скапливается и насыщается летучими веществами: водяным паром, углекислым газом, сернистым газом. По мере накопления давление в очаге растёт.
Механизм самого извержения
Когда давление в очаге превышает прочность вышележащих пород, магма начинает подниматься по жерловому каналу. В процессе подъёма давление на неё снижается, растворённые газы начинают выделяться из расплава, образуя пузырьки. Если магма жидкая (базальтовая), газы выходят относительно спокойно, и извержение выглядит как излияние лавовых потоков. Если магма густая и вязкая (андезитовая или риолитовая), газы не могут выйти плавно: давление нарастает до взрыва, который дробит расплав на частицы и выбрасывает их в виде пепла и пирокластики на многие километры вверх.
Именно эта разница в вязкости определяет характер извержения: спокойное гавайского типа или взрывное плинианское. На Камчатке и Курилах преобладают вулканы взрывного типа: здесь Тихоокеанская плита погружается под материк, поставляя в зону плавления воду, которая снижает температуру плавления и делает магму более газонасыщенной.
Предвестники извержений
Перед извержением сейсмографы фиксируют рои слабых землетрясений: это трещины в породе, по которым магма прокладывает путь. Датчики деформации и спутниковые системы интерферометрии регистрируют изменение склонов вулкана: купол раздувается на сантиметры и метры. Одновременно меняется химический состав фумарольных газов и температура гидротерм. На Камчатке Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Академии наук непрерывно отслеживает около 30 активных вулканов. Авиационные цветовые коды (зелёный, жёлтый, оранжевый, красный) уведомляют пилотов об уровне пепловой опасности: вулканический пепел разрушает авиационные двигатели.
Вулканизм в России
Россия входит в число наиболее вулканически активных стран. На Камчатке насчитывается более 300 вулканов, из которых около 30 считаются действующими. Ключевская сопка высотой 4750 метров является одним из самых активных и высоких вулканов планеты, извергающимся практически непрерывно. Курильские острова протянулись вдоль ещё одной цепочки из более чем 40 действующих вулканов. Пепловые выбросы периодически затрудняют авиасообщение с Петропавловском-Камчатским и Южно-Сахалинском, что делает мониторинг вулканической активности задачей государственного значения.
