Степень воздействия вулканов на климат Земли

Средиземноморская зона охватывает вулканическую деятельность в пределах альпийской геосинклинали от крайнего запада Европы до юго-восточного окончания Азии, захватывая острова Малайского архипелага. В пределах этой зоны вулканическая деятельность наиболее активна в краевых частях, т.е. на эападе в районе Средиземного моря и на востоке в Ма - лайском архипелаге. В Южной и Центральной Европе к этой зоне относятся потухшие вулканические районы Оверни (Франция), Эйфеля (ФРГ) и Чехии. Затем идут средиземноморские вулканы, разделяющиеся на три группы: итальяно-сицилийскую с такими известными вулканами, как Везувий, Этна, Стромболи, Волкано; сицилийско-ионическую, включающую Пантеллерию и некоторые подводные извержения; и эгейскую, в которой самым выделяющимся активным центром является вулкан Санторин.

Далее на восток зона включает такие потухшие вулканы, как Эльбрус и Казбек на Кавказе, Арарат в Турции и Демавенд в Иране. На Памире и в Гималаях, а также в других сильно сжатых ядрами складчатых цепях юга Азии не наблюдается молодой вулканической деятельности, но уже в Бирме вновь появляются молодые вулканы. Затем зона охватывает одну из самых активных областей вулканической деятельности на Земле - область Малайского архипелага. Здесь известны только на островах Суматра 11 действующих вулканов, на Яве - 19, на Малых Зондских - 15 и Южно-Молуккских - 3. Интенсивность вулканических проявлений на островах архипелага объясняется тем, что здесь средиземноморская зона смыкается с «огненным кольцом» Тихого океана.

Атлантическая зона включает в северной части такие известные вулканические области, как Исландия, где известно 26 действующих вулканов, в том числе 4 подводных и очень большое количество потухших. Среди действующих наибольшей активностью отличается Гекла - вулкан высотой 1557 м с пятью кратерами, произведший в текущем тысяч ел етииоколо 30 извержений. К северо-западу от Исландии в Атлантическом океане известен один небольшой действующий вулкан на о. Ян-Майен. К югу, вблизи африканского берега, находятся Канарские острова с несколькими вулканами (в том числе Пик-Тенериф) и острова Зеленого Мыса с одним действующим вулканом Фогу. Северо-западнее Канарских островов располагается группа Азорских островов вулканического происхождения, вблизи которых были зарегистрированы четыре подводных извержения. В экваториальной и южной частях Атлантического океана известны вулканические острова Гвинейского залива, Вознесения, Святой Елены и Тристан-да-Кунья, хотя вулканическая деятельность на них прекратилась давно. К атлантической зоне вулканизма относится также Гвинея на западном берегу Экваториальной Африки с одним действующим вулканом Камерун.

Индийская зона включает три группы вулканических островов в Индийском океане: коморскую с вулканом Каратала, маскаренскую с вулканом Питон-де-ла-Фурнез и кергенскую с действующим вулканом на о. Херд. Крупнейший в последней группе о. Керген сложен щитовыми покровами базальта и может рассматриваться как двойник о. Исландии в Индийском океане. К индийской зоне вулканов относятся также вулканы Восточной Африки и признаки молодой вулканической деятельности на Аравийском полуострове и в Малой Азии. Вулканы Восточной Африки, по-видимому, связаны с системой глубоких тектонических трещин и вытянутыми вдоль них узкими площадями опускания, которые тянутся от Красного моря через Кению и Танганьику до берега Мозамбикского пролива.

В Кении и Танганьике этот район опускания известен как Большой Африканский грабен. В его северной части находятся два действующих вулкана: Дубби и Афдеда. В восточной ветви долины грабена известны четыре точки активного вулканизма, а в западной ветви, в Танганьике, находится группа вулканов Коруну, наиболее активных вулканов Африки. Две самые высокие африканские горы - Кения (5199 м) и Килиманджаро (5895 м) - представляют собой руины древних вулканов начала современного вулканического альпийского цикла. Признаками молодого вулканизма в Аравии и Малой Азии являются обширные базальтовые плато северной части Аравийского полуострова, свежие вулканические конусы в окрестностях Дамаска, наконец, два вулканических извержения в историческое время в Западной Аравии и подводное извержение около Адена. К индийской зоне вулканической деятельности следует отнести два известных в Антарктиде действующих вулкана: Эребус и Террор [11 с. 168].

Рис. 2.1. - Карта распределения вулканов [3].

Климатические эффекты вулканической деятельности

Заметнее всего климатические эффекты извержений сказываются на изменениях приземной температуры воздуха и формировании метеорных осадков, что наиболее полно характеризуют климатообразующие процессы.

Температурный эффект. Вулканический пепел, выброшенный в атмосферу во время эксплозивных извержений, отражает солнечную радиацию, снижая температуру воздуха на поверхности Земли. В то время как пребывание мелкой пыли в атмосфере от извержения вулканского типа обычно измеряется неделями и месяцами, летучие вещества, такие как SO₂, могут оставаться в верхних слоях атмосферы в течение нескольких лет. Мелкие частицы силикатной пыли и серного аэрозоля, концентрируясь в стратосфере, увеличивают оптическую толщину аэрозольного слоя, что ведет к уменьшению температуры на поверхности Земли.

В результате извержений вулканов Агунг (о-в Бали, 1963 г.) и Сент-Хеленс (США, 1980 г.) наблюдаемое максимальное понижение температуры поверхности Земли в Северном полушарии составило менее 0,1 °С. Однако для более крупных извержений, например вулкан Тамбора (Индонезия, 1815 г.), вполне возможно понижение температуры на 0,5 °С и более.

Эксплозивные извержения могут оказывать свое влияние на климат, по меньшей мере, в течение нескольких лет, а некоторые из них - вызвать гораздо более продолжительные его изменения. С этой точки зрения крупнейшие трещинные извержения также могут иметь существенный эффект, поскольку в результате этих событий огромный объем летучих веществ выбрасывается в атмосферу в течение десятилетий и более. Соответственно, некоторые пики кислотности в ледниковых кернах Гренландии сопоставимы по времени с трещинными извержениями в Исландии.

Во время крупнейших извержений, сходных с тем, что наблюдалось на вулкане Тамбора, количество солнечной радиации, проходящей через стратосферу, уменьшается примерно на четверть. Гигантские извержения, подобные тому, в результате которого образовался слой тефры (вулкан Тоба, Индонезия, около 75 тыс. л.н.), могли сокращать проникновение солнечного света до величин, составляющих менее сотой доли его нормы, что препятствует фотосинтезу. Это извержение - одно из крупнейших в плейстоцене, и выбрасываемая в стратосферу мелкая пыль, по-видимому, привела к почти всеобщей темноте на большой территории в течение недель и месяцев. Тогда, примерно за 9-14 суток было извергнуто около 1000 км³ магмы, а ареал распространения пеплового слоя превысил по крайней мере 5?106 км².

Другая причина возможного похолодания обусловливается экранирующим воздействием аэрозолей Н₂SO₄ в стратосфере. Следуя, принимаем, что в современную эпоху в результате вулканической и фумарольной деятельности в атмосферу попадает примерно 14 млн. тонн серы ежегодно, при ее общей естественной эмиссии приблизительно 14.28 млн. тонн Верхняя оценка общей годовой эмиссии серы в атмосферу, при условии полного превращения всех ее оксидов в Н₂SO₄ (если считать эту величину неизменной за рассматриваемый интервал времени), приближается к минимальной оценке прямого поступления аэрозолей в виде серной кислоты в стратосферу вследствие извержения вулкана Тоба. Большая часть оксидов серы тут же попадает в океан, формируя сульфаты, а определенная доля серосодержащих газов выводится путем сухого поглощения или вымывается из тропосферы осадками. Поэтому очевидно, что извержение вулкана Тоба привело к многократному увеличению количества долгоживущих аэрозолей в стратосфере. Видимо, наиболее отчетливо эффект похолодания проявился в низких широтах, особенно в сопредельных. Оценки количества солнечной радиации, проникающей через стратосферный аэрозоль и / или пелену мелкой пыли, в зависимости от их массы. Точки указывают на крупные исторические и доисторические извержения.

Временные ряды кислотности для керна Crete изольдов центральной Гренландии, охватывающие промежуток 533-1972 гг. Идентификация извержений, вероятнее всего соответствующих крупнейшим пикам кислотности, основана на исторических источниках регионах - Индии, Малайзии. На глобальную значимость этого явления указывает также «кислый» след вулкана Тоба, зарегистрированный на глубинах 1033 и 1035 м в керне скважин 3G и 4G на станции Восток в Антарктиде [19, с. 37].

Свидетельства вулканической модуляции климата в течение десятилетий получены также при исследовании древесных колец и изменений объемов горных ледников. В работе показано, что периоды заморозков в западной части США, установленные при помощи дендрохронологии на основе древесных колец, тесным образом согласуются с зафиксированными извержениями и, вероятно, могут быть связаны с пеленой вулканических аэрозолей в стратосфере в масштабах одного или двух полушарий. Л. Скудери отметил, что существует тесная взаимосвязь между различной толщиной колец на верхней границе произрастания лесов, чувствительных к изменениям температуры, профилями кислотности льдов Гренландии и наступлением горных ледников Сьерры Невады (Калифорния). Резкое снижение прироста деревьев наблюдалось в течение года, следующего после извержения (в результате которого образовалась аэрозольная пелена), а снижение прироста колец происходило в течение 13 лет после извержения.

Наиболее перспективными источниками информации о прошлых вулканических аэрозолях являются все же кислотность ледяного керна и сульфатные (кислотные) ряды - из-за того, что они содержат вещественные доказательства атмосферной загрузки химическими примесями. Поскольку льды могут быть датированы на основе их ежегодной аккумуляции, то возможно прямое соотношение пиков кислотности в верхних слоях льда с историческими извержениями известного периода. При использовании этого подхода ранние пики кислотности неизвестного происхождения также соотносятся с определенным возрастом. По-видимому, такие мощные извержения в голоцене, как неизвестные события, происходившие в 536-537 гг. и около 50 г. до н.э., или Тамбора в 1815 г., приводили к явному снижению солнечной радиации и охлаждению поверхности планеты на один-два года, что подтверждается историческими свидетельствами.

В то же время анализ температурных данных позволил предположить, что потепление в голоцене вообще и в 1920-1930-х годах в частности обусловлено понижением вулканической активности [39, с. 55].

Известно, что один из наиболее эффективных методов исследования вулканической деятельности в прошлом - это изучение кислотности и аэрозольных включений в ледяных кернах полярных ледников. Пепловые слои в них эффективно используются в качестве временных реперов при сопоставлении с результатами палеоботанических и геологических исследований. Сравнение мощности вулканических пеплопадов на разных широтах способствует уточнению циркуляционных процессов в прошлом. Отметим, что экранирующая роль аэрозоля в стратосфере проявляется значительно сильнее в том полушарии, где произошла инъекция вулканических частиц в стратосферу.

Рассматривая возможное влияние на климат извержений, в первую очередь низкоширотных вулканов, или летних извержений в умеренных или высоких широтах, необходимо учитывать и тип вулканического материала. В противном случае это может привести к многократной переоценке теплового эффекта. Так, при эксплозивных извержениях с дацитовым типом магмы (например, влк. Сент-Хеленс) удельный вклад в формирование аэрозолей Н₂SO₄ был почти в 6 раз меньше, чем при извержении Кракатау, когда было выброшено около 10 км³ магмы андезитового состава и образовалось примерно 50 млн. тонн аэрозолей Н₂SO₄. По эффекту загрязнения атмосферы это соответствует взрыву бомб общей мощностью 500 Мт и, согласно, должно иметь существенные последствия для регионального климата [39, с. 58].

Базальтовые вулканические извержения приносят еще большее количество серосодержащих эксгаляций. Так, базальтовое извержение Лаки в Исландии (1783 г.) с объемом излившейся лавы 12 км³ привело к продуцированию примерно 100 млн т аэрозолей Н₂SO₄, что почти вдвое превосходит удельную продукцию эксплозивного извержения Кракатау. Извержение Лаки, по-видимому, в какой-то мере обусловило похолодание в конце XVIII в. в Исландии и Европе. Судя по профилям кислотности ледяных кернов в Гренландии, которые отражают вулканическую деятельность, можно отметить, что вулканическая активность в Северном полушарии в малый ледниковый период коррелирует с общим похолоданием.

Роль вулканической деятельности в образовании атмосферных осадков. Распространенное мнение: при образовании атмосферных осадков первичным процессом в естественных условиях при любых температурах служит конденсация водяного пара, и только затем возникают ледяные частицы. Позднее было показано, что даже при многократном пресыщении ледяные кристаллы в совершенно чистом влажном воздухе всегда возникают вследствие гомогенного появления капель с последующим замерзанием, а не прямо из пара. Экспериментально было определено, что скорость зарождения кристалликов льда в переохлажденных каплях воды при гомогенных условиях есть функция объема переохлажденной жидкости, и она тем ниже, чем меньше этот объем: капли диаметром несколько миллиметров (дождевые) перед замерзанием охлаждаются до температуры -34. -35 °С, а диаметром несколько микрон (облачные) - до -40оС. Обычно температура образования частиц льда в атмосферных облаках много выше, что объясняется гетерогенностью процессов конденсации и кристаллообразования в атмосфере из-за участия аэрозолей [32, с. 212].

При образовании ледяных кристаллов и их аккумуляции только небольшая часть аэрозольных частиц служит льдообразующими ядрами, что часто приводит к переохлаждению облаков до -20 °С и ниже. Аэрозольные частицы могут инициировать образование ледяной фазы как из переохлажденной жидкой воды путем замораживания капель изнутри, так и путем сублимации. Исследование сублимированных снежных кристаллов, собранных в Северном полушарии, показало, что примерно в 95% случаев в их центральной части было найдено одно твердое ядро (размером в основном 0,4-1 мкм, состоит из частиц глины). При этом в образовании ледяных кристаллов наиболее эффективны глинистые частицы, вулканические пеплы, в то время как морские соли превалируют в облачных каплях.

Подобное различие может оказаться важным при объяснении более высоких скоростей аккумуляции снега в высоких широтах Северного полушария (по сравнению с Южным), а также большей эффективности циклонического переноса атмосферной влаги над Гренландией, чем над Антарктидой.

Поскольку наиболее существенное изменение количества аэрозолей в атмосфере определяется вулканической деятельностью, после извержения и быстрого вымывания тропосферных вулканических примесей можно ожидать продолжительного выпадения из нижних слоев стратосферы осадков с относительно низкими величинами изотопных отношений кислорода и дейтерия и низким «первичным» содержанием углерода. Если такое предположение справедливо, то понятны некоторые «холодные» осцилляции на палеотемпературной кривой, основанной на экспериментальных исследованиях полярных ледяных кернов, которые совпадают по времени с понижением концентрации «атмосферного» СО₂.

Этим частично «объясняется» похолодание в раннем дриасе, проявившееся в наиболее явном виде в бассейне северной Атлантики примерно 11-10 тыс. л.н. Начало этого похолодания могло быть инициировано резким повышением вулканической активности в период 14-10,5 тыс. л.н., что отразилось в многократном повышении концентрации вулканогенного хлора и сульфатов в ледяных кернах Гренландии.

В областях, прилегающих к Северной Атлантике, это похолодание может быть связано с крупными извержениями вулканов Ледяной Пик (11,2 тыс. л.н.) и Эйфель в Альпах (12-10 тыс. л.н.). Экстремум похолодания хорошо согласуется с извержением вулкана Ведде 10,6 тыс. лет назад, пепловый слой которого прослеживается в северо-восточной Атлантике. Непосредственно на период 12-10 тыс. л.н. приходится также максимум нитратов, понижение концентрации которых совпадает с началом потепления после экстремума похолодания (10,4 тыс. л.н.). В Южном полушарии, как известно, ранний дриас не отмечен понижением содержания СО₂ в ледяных антарктических кернах и слабо выражен в климатических кривых, что согласуется с более низкими, чем в Гренландии, концентрациями вулканогенных аэрозолей. На основе изложенного можно сделать предварительный вывод о том, что вулканическая деятельность, кроме непосредственного воздействия на климат, проявляется в имитации «дополнительного» похолодания из-за повышенного количества снежных осадков.

Исходя из общей информации о несоизмеримо более высоком (по сравнению с Антарктидой) содержании аэрозолей как ядер конденсации и кристаллизации атмосферной влаги в Гренландии можно ожидать соответственно большего вклада захваченных осадками компонентов воздуха (за счет общего понижения уровня кристаллизации) в газовый состав ледников. Более высокая вулканическая активность в Северном полушарии определяет большее влияние на изотопный состав ледникового покрова. Это может проявиться в значительном усилении здесь палеоизотопного сигнала, например в раннем дриасе, по сравнению с Антарктидой. В последнем случае возможна имитация отдельных климатических событий за счет «вулканических» флуктуаций изотопного состава [32, с. 217].

2.2 Камчатско-Курильские

Вулканы Камчатки тесно связаны с горообразовательными движениями земной коры, в частности, с образованием хребтов, что придает особый характер рельефу Камчатского полуострова.

Вдоль полуострова вытянуты два горных хребта и цепь разнообразных вулканов.

В западной половине расположен Срединный хребет. В восточной половине проходит Восточно-Камчатский хребет. Разные участки этого хребта носят различные названия. Южная часть - Южно-Быстринский, у поворота на северо-восток - Ганальские востряки, далее к северо-востоку - Валагинский хребет, еще далее - хребет Тум-рок и, наконец, от Ключевского дола на северо-северо-восток хребет Кумроч, который оканчивается у Озерного залива.

Цепь вулканов, образующая род своеобразного хребта, расположена вдоль восточного берега полуострова, от мыса Лопатка до Кроноцкого озера. Далее, как бы пересекая хребет Тумрок, эта цепь идет прямо на север, но уже вдоль западных склонов хребтов Тумрок и Кумроч.

Хребты и цепь вулканов на Камчатке имеют северо-восточное направление. Но, кроме того, некоторые вулканы и выходы горячих источников расположены по линиям северо-западного направления. Такое их расположение связано с геологическим строением земной коры, с разломами Камчатско-Курильской и Алеутской вулканических и тектонических дуг, входящих в Тихоокеанское огненное вулканическое кольцо.

Вулканическая деятельность на Камчатке началась до мезозоя, а может быть и до палеозоя, причем она возобновлялась до мезозоя четыре раза.

Вулканическая деятельность в первую, самую древнюю, стадию не была интенсивной. Она сопровождалась небольшими излияниями лавы. Наоборот, вторая и третья стадии вулканической деятельности сопровождались мощными массовыми излияниями лав, причем во вторую стадию лавы изливались под водой.

Лавы, изливавшиеся во все эти стадии, имели основной состав. В мезозойский период, т.е. примерно 190-70 млн. лет назад, вулканическая деятельность на Камчатке возобновлялась не менее двух раз, причем в первый раз произошли незначительные подводные излияния лав основной магмы. Во второй раз, примерно 70 млн. лет назад, на границе мелового и третичного периодов, вулканическая деятельность приняла грандиозные размеры. Наземные и подводные излияния лав базальтового и андезитобазальтового составов чередовались с сильной взрывной деятельностью, в результате которой образовались большие накопления вулканических туфобрекчий и туфов.

Извержения происходили главным образом из многочисленных небольших трещин и центральных вулканов и отчасти напоминали современную вулканическую деятельность на Курильских островах. Извержения были весьма интенсивными, и их лавы и туфы заняли большую площадь. Эта вулканическая деятельность продолжалась в течение верхнемелового времени и в начале нижнетретичного времени, т.е. около 80-60 млн. лет назад.

Возобновление вулканической деятельности произошло в верхнетретичное время, т.е. около 20-10 млн. и меньше лет назад. Изливались, как основные, так особенно средние и кислые лавы.

Наконец, последнее возобновление вулканической деятельности, которое продолжается и по настоящее время, произошло около 1 млн. лет назад, в начале четвертичного периода.

Таким образом, вулканическая деятельность на Камчатке началась, вероятно, до палеозоя и еще не окончилась в настоящее время. Ее проявления то усиливались, то ослабевали. Она была связана и происходила почти одновременно с горообразовательными движениями земной коры на Камчатке [5, с. 119].

Современная вулканическая деятельность, которая началась в конце оледенения Камчатки, значительно слабее по сравнению с интенсивной и мощной деятельностью прошлых времен.

О суммарной мощи вулканической деятельности на Камчатке за всю жизнь свидетельствуют многочисленные действующие и потухшие вулканы и вулканические породы, которыми покрыто более 40% ее поверхности.

Из особенностей Камчатки следует отметить подвижность земной коры, особенно в ее восточных районах. Эти районы места достаточно сильных, часто повторяющихся вулканических и тектонических землетрясений. Они относятся к 7-, 8- и 9-балльным зонам землетрясений. О подвижности Камчатки, кроме частых землетрясений, свидетельствуют также террасы и другие геологические данные. По ним можно судить, что восточная часть Камчатки движется различно. В то время как севернее реки Камчатки берег полуострова значительно поднялся после оледенения, в средней части полуострова - около реки Семячик - он поднялся лишь на незначительную величину, а в южной части - около Петропавловска и далее на юг - берег медленно опускается.

Все эти вместе взятые данные подчеркивают особую неравномерную подвижность восточных районов Камчатки. Неудивительно поэтому, что действующие ныне вулканы расположены только в восточной части полуострова, хотя существуют указания, что в Срединном хребте находится один действующий вулкан - Ичинский, который в настоящее время выделяет струи газов. Однако это указание не подтверждено и поэтому является сомнительным [5, с. 121].

Вулканы на Камчатке расположены тремя полосами - вдоль восточного берега, по Срединному хребту и вдоль западного побережья. Вулканическая деятельность их была разнообразной как с точки зрения типов вулканической активности и форм вулканов, так и с точки зрения состава лав.

Сравнительно недавно (в третичное время) через многочисленные, близко расположенные трещины или трубообразные каналы изливались базальты и образовывали обширные покровы, напоминающие покровы массовых излияний. Подобные излияния затем сменились только центральными извержениями, которые наблюдаются и в настоящее время. В зависимости от состава лав и типа вулканической деятельности, а также ряда других причин, над центральными каналами возникли разнообразные вулканы. На Камчатке известны почти все типы вулканической деятельности, за исключением плинианского и, может быть, гавайского. Однако последние, т.е. извержения гавайского типа, возможно, происходили здесь в недалеком прошлом.

Современная вулканическая деятельность сосредоточена в восточной части Камчатского полуострова. Здесь расположены все действующие, все затухающие и большая часть потухших вулканов. Однако среди последних, может быть, находятся и не потухшие, но крепко спящие вулканы, которые смогут проснуться и начать действовать.

Из действующих вулканов наиболее активными являются Ключевской, Карымский и Авачинский; менее активными - Шевелуч, Плоский Толбачик, Горелый хребет и Мутновский; и малоактивными - Кизимен, Малый Семя-чек, Жупановский, Корякский, Ксудач и Ильинский [5, с. 125].

Действующие вулканы

На Камчатке среди действующих вулканов находятся разнообразные по своей активности, по типу деятельности, по форме и по составу вулканы.

К наиболее активным относятся: вулкан Ключевской (34 цикла извержений), Карымский (16 циклов) и Авачинский (16 циклов).

К активным - Шевелуч, Горелый хребет и Мутновский (по 6 циклов у каждого), Плоский Толбачик (5 циклов), а к слабоактивным Жупановский (4 цикла), Малый Семячик (3 цикла), Коряка, Ксудач, Ильинский и Кизимен (по одному извержению у каждого).

Из них к стромболианскому типу вулканической деятельности относятся Ключевской; к вулканскому Ключевской, Карымский, Авачинский, Шевелуч, Горелый хребет, Мутновский, Жупановский, Ксудач; к промежуточному гавайско-стромболианскому Плоский Толбачик; к типу, близкому к пелейскому, Авачинский, Шевелуч; к бандайсанскому некоторые извержения Ильинского и Малого Семячика.

В настоящее время не наблюдаются характерные проявления гавайского типа вулканической деятельности, но они, вероятно, происходили на Камчатке в недавнем прошлом на Плоском Толбачике.

Ключевской вулкан является одним из величайших действующих вулканов Европы и Азии и самым высоким и активным вулканом Камчатки. Он уступает по абсолютной высоте только некоторым действующим вулканам Центральной и Южной Америки. По относительной же высоте Ключевской вулкан, который поднимается почти от уровня моря, является одним из высочайших действующих вулканов на земной поверхности. Его абсолютная высота по данным различных авторов, колеблется в пределах 4778-4917 м. Ключевской вулкан, благодаря своей высоте и правильной конусообразной форме, а также почти постоянному проявлению вулканической деятельности, является одним из красивейших вулканов мира.

Он расположен в северо-восточном углу так называемой Ключевской группы вулканов, состоящей из действующих Ключевского и Плоского Толбачика и потухших - Плоского, Среднего, Камень, Безымянного, Зимина, Большой Удины, Малой Удины и Острого Толбачика. Эта группа гигантов, высотой от 2 000 м и выше, возглавляется тремя великанами - тремя самыми высокими вулканами Камчатки - Ключевским, высотой около 4800 м, Камнем 4617 м и Плоским 4030 м. Все они расположены в широкой долине между хребтами Кумроч и Срединным. Ключевской вулкан расположен на восточном склоне подошвы Плоского вулкана. От вершины до высоты около 2 800 м Ключевской вулкан имеет форму слегка усеченного конуса, несколько нарушенного раскаленной лавиной во время извержения 1 января 1945 г., образовавшей у вершины глубокую и широкую рытвину. Склоны конуса наклонены к горизонту под углом 33 35°. За исключением перемычки, соединяющей Ключевской вулкан с Камнем, и ледораздела, соединяющего Ключевской вулкан с Плоским, - в остальных частях вулкана, от 2 700 и до 1 500 м абсолютной высоты, склон становится более пологим, около 10-12° к горизонту. Ниже 1 500 м и до уровня окаймляющих Ключевской вулкан долин рек Камчатки и Хапицы лежит подножие вулкана, общий склон которого около 4°.

На вершине конуса Ключевского вулкана находится кратер чашеобразной формы, диаметром около 500 м, который, благодаря частым извержениям, временами несколько меняет форму. Края кратера зазубренные и, кроме того, имеют значительные выемки, как в восточной, так и в западной сторонах. После извержения 1937 г. западная выемка значительно расширилась и приняла ковшеобразную форму, а после извержения 1 января 1945 г. в её северной части образовались глубокие (до 200 м глубиной) «ворота».

Внутри кратера в более спокойное время наблюдалось одно или два жерла. Во время более активного состояния вулкана в кратере нарастал обычно внутренний конус, который возвышался выше первоначальных его краев. Стенки кратера сложены из перемежающихся слоев лавы, вулканического песка и льда, перемешанного с песком.

Склоны конуса покрыты почти сплошным ледником, среди которого кое-где находятся гряды - верхние части лавовых потоков. Ледники спускаются до высоты 2 000 - 1 800 м и один, текущий на север, наиболее мощный, до 1 500 м.

Из-под ледников вытекают многочисленные ручьи, которые, соединяясь в более крупные речки, текут как бы по радиусам по северо-восточному и восточному склонам подножия вулкана. Во многих случаях они прорезают в вулканических породах глубокие ущелья - каньоны.

Кроме того, склоны подножия Ключевского вулкана усыпаны побочными конусами, максимальная относительная высота которых достигает 200 м. Большинство их распоясано по радиусам, идущим от главного кратера как от центра. В то же время многие побочные конусы находятся примерно на одной высоте. По-видимому, большая часть расположена по радиальным и, может быть, круговым трещинам. Преобладающая часть побочных конусов образовалась в результате взрывной деятельности, и они состоят из вулканического песка и кусков шлака. Образование некоторых конусов сопровождалось и излиянием лавы.

Побочные конусы расположены на расстояниях от 8 до 25 км от главного кратера.

Лавовые потоки Ключевского вулкана изливались как из главного кратера, так, преимущественно, из низко расположенных побочных конусов. По своей форме лавовые потоки имеют много общего с ледниками. Появляется такая же система поперечных трещин, особенно на более крутых склонах подстилающей их местности. Наблюдаются и продольные лавовые гряды, похожие на продольные морены, и т.п. [6, с. 205].

Рис. 2.2. - Извержение Карымского вулкана (январь 1996, Я.Д. Муравьев)

Рис. 2.3. - Долина гейзеров на Камчатке (15 августа 2008, А.Е. Егоров)

Затухающие вулканы

Вулканы после своего возникновения изменяются, претерпевают целый ряд преобразований, то разрушаясь, то вновь возникая, но живут они лишь до тех пор, пока в их вулканических очагах имеется достаточное количество вулканической энергии.

С ее уменьшением жизнь вулкана начинает отмирать, деятельность его постепенно умирает. Он засыпает. Когда же полностью будет исчерпана энергия, вулкан прекращает всякую деятельность, заканчивается его активная жизнь. Вулкан потух.

Затухающие вулканы, находящиеся в настоящее время в сольфатарной стадии деятельности, расположены главным образом около Кроноцкого озера. К северо-востоку от него находятся вулканы Комарова и Гамчен, к востоку - Кроноцкий, а к югу расположена целая группа таких вулканов Узон, Кихпиныч, Яурлящий и Собственно - Центральный Семячик.

Вулкан Комарова (Заповедный) имеет шапкообразную форму. У него два кратера, один из которых расположен на вершине, другой - на юго-западном склоне вблизи вершины.

В последнем находится выемка, через которую происходили излияния лавы. Потоки лавы широко распространялись по южному и восточному склонам.

В настоящее время из кратера выделяются струи газов, причем особенно интенсивно и почти беспрерывно - из его западной части кратера. В апреле 1941 г. газовые струи поднимались до 200 м над кратером.

В результате воздействия газов, состоящих из сероводорода и, может быть, сернистого газа и, конечно, паров воды, на породы восточной части кратера они превратились в светло-серые, большей частью глинистые или алунитовые породы.

Таким образом, к числу затухающих относятся на Камчатке, вулканов, в сольфатарной стадии из них в наиболее активной сольфатарной стадии находятся: Узон, Бурлящий и собственно Центральный Семячик. К наименее активным, почти совсем потухающим, принадлежат Кроноцкий вулкан и Опала. Остальные занимают по своей активности промежуточное между ними положение [23, с. 214].

Потухшие вулканы

По сравнению с числом действующих и затухающих вулканов число потухших значительно больше.

Они находятся не только в восточной полосе полуострова и в Срединном хребте, но и частично вдоль западного побережья Камчатского полуострова.

Среди потухших находятся вулканы, которые действовали в недалеком прошлом, так и, те которые окончили свою жизнь в более отдаленные времена. Первые распознаются по неизмененному виду вулканов, по свежим лавовым потокам, не покрытым еще ни растительностью в более низких местах, а мхи в более высоких, да и по ряду других признаков.

К числу недавно потухших относятся вулканы Безымянный, Крашевинникова, Тауншиц, Юрьевский и некоторые другие. Среди потухших вулканов самыми высокими, но различными по своей форме и по своей вулканической жизни являются вулканы Камень и Плоский [23, с. 217].

Вулканы Курильских островов

Курильские острова представляют собой две большие гряды островов: Большую Курильскую и Малую Курильскую.

Большая гряда «тянется на протяжении» 1 200 км непосредственно от Камчатского полуострова на юго-запад до острова Хоккайдо.

Малая гряда протягивается 105 км и идет параллельно южной части Большой Курильской гряды в 50 км к юго-востоку от нее.

Вулканы расположены почти исключительно на островах Большой Курильской гряды. Большинство этих островов представляет собой действующие или потухшие вулканы, и только самые северные и самые южные острова сложены из осадочных образований верхнетретичного времени.

Эти слои осадочных пород на упомянутых островах явились фундаментом, на котором возникли и выросли вулканы. Большинство же вулканов Курильских островов возникло непосредственно на морском дне.

Рельеф дна моря между Камчатским полуостровом и островом Хоккайдо представляет собой крутой хребет с глубинами дна около 2 000 м в сторону Охотского моря, а около острова Хоккайдо даже свыше 3 300 м и с глубинами свыше 8 500 м в сторону Тихого океана. Как известно, непосредственно к юго-востоку от Курильских островов находится одна из глубочайших океанских впадин, так называемая впадина Тускарора.

Сами Курильские острова представляют собой вершины и гребни скрытого еще под водой сплошного горного хребта.

Большая Курильская гряда представляет собой замечательный наглядный пример образования хребта на земной поверхности. Здесь можно наблюдать изгиб земной коры, гребень которого возвышается на 2-3 км над дном Охотского моря и на 8-8,5 км над впадиной Тускарора. У этого изгиба по всей его длине образовались разломы, по которым прорвалась во многих местах огненно-жидкая лава. Именно в этих местах возникли вулканические острова Курильской гряды. Вулканы изливали лавы, выбрасывали массу вулканического песка и обломков, которые оседали поблизости в море, и оно становилось и становится все мельче и мельче. Кроме того, и само дно в силу разных геологических причин может подниматься, и если подобный геологический процесс будет продолжаться в том же направлении, то через миллионы лет, а может быть и через сотни тысяч, здесь образуется сплошной хребет, который, с одной стороны, соединит Камчатку с Хоккайдо, а с другой - совершенно разъединит Охотское море от Тихого океана.

Возникновение Курильской гряды помогает нам понять образование и других хребтов, возвышающихся ныне целиком на суше. Таким путем некогда возник Уральский хребет и ряд других.

Среди девонского моря, покрывавшего в то время (около 300 млн. лет назад) местность, где расположен ныне Уральский хребет, на подобном же изгибе земной подводной поверхности возникли трещины-разломы, по которым поднялась из глубины магма. Подводные ее извержения по мере накопления лав от дна моря до поверхности воды сменились надводными вулканами, которые и образовали острова, т.е. получилась та же картина, которая наблюдается сейчас на границе Охотского моря с Тихим океаном. Вулканы Урала, наряду с излияниями лав, выбрасывали также массу обломочного вулканического материала, который оседал поблизости. Таким образом, вулканические острова соединялись друг с другом. Этому объединению помогали, конечно, и движения земной коры и некоторые другие процессы, в результате суммарного воздействия которых и возник Уральский горный хребет.

Вулканы Курильской гряды расположены на дугообразных разломах, являющихся продолжением разломов Камчатки. Таким образом, они образуют одну вулканическую и тектоническую Камчатско-Курильскую дугу, выпуклую в сторону Тихого океана и направленную, в общем, с юго-запада на северо-восток.

Рельеф всех островов, за исключением самого северного, - гористый.

Деятельность вулканов на Курильских островах в прошлом и в настоящее время весьма интенсивная. Здесь насчитывается около 100 вулканов, из которых 38 действующих и находящихся в сольфатарной стадии деятельности.

Первоначально вулканы возникли в верхнетретичное время на крайних юго-западных и северо-восточных островах Курильской гряды, а затем они переместились в центральную ее часть. Таким образом, вулканическая жизнь на них началась совершенно недавно, всего лишь один или несколько миллионов лет, и продолжается до сих пор.

Сведения об извержениях вулканов Курильской гряды имеются с начала XVIII в., но они очень отрывочны и далеко неполны [12, с. 77].

Действующие вулканы

На Курильских островах известен 21 действующий вулкан, из которых пять выделяются своей более активной деятельностью, к наиболее деятельным вулканам Курильской гряды, к ним относятся Алаид, пик Сарычева, Фусс, Сноу и Мильна.

Среди действующих вулканов Курильских островов самым активным вулканом является Алаид. Он же и самый высокий среди всех вулканов этой гряды. Красивой конусообразной горой он поднимается непосредственно от поверхности моря на высоту 2 339 м. На вершине вулкана находится небольшая впадина, в середине которой поднимается центральный конус.

Извержения его происходили в 1770, 1789, 1790, 1793, 1828, 1829, 1843 и 1858 гг., т.е. восемь извержений за последние 180 лет.

Кроме того, близ северо-восточных берегов Алаида произошло в 1932 г. подводное извержение, а в декабре 1933 г. и в январе 1934 г. происходили извержения в 2 км от восточного его берега. В результате последнего извержения образовался вулканический островок с широким кратером, названный Такетоми. Он является побочным конусом вулкана Алаид, Принимая во внимание все эти извержения, можно сказать, что за последние 180 лет из вулканического очага Алаида произошло не менее 10 извержений

В 1936 между вулканами Такетоми и Алаидом образовалась коса, которая в их соединила. Лавы и рыхлые вулканические продукты Алаида и Такетоми относятся к базальтовым.

Пик Сарычева стоит по интенсивности вулканической деятельности на втором месте и представляет собой стратовулкан, расположенный на острове Матуа. Он имеет вид двуглавого конуса с пологим склоном в нижней части и с более крутым - до 45°, в верхней части.

На более высокой (1 497 м) вершине находится кратер диаметром около 250 м и глубиной около 100 - 150 м. Около кратера на внешней стороне конуса много трещин, из которых выделялись (август и сентябрь 1946 г.) белые пары и газы.

С южной стороны обрыв полукольцом окружает пик Сарычева, который, скорее всего, является остатком гребня первоначального вулкана. К юго-востоку от вулкана находятся, по видимому, небольшие побочные конусы.

Начиная с 60-х годов XVIII столетия по настоящее время, извержения его происходили в 1767, около 1770, около 1780, в 1878-1879, 1928, 1930 и 1946 гг. Кроме того, имеются многочисленные данные о его фумарольной деятельности. Так в 1805, 1811, 1850, 1860 гг. он «дымил». В 1924 г. близ него произошло подводное извержение.

Таким образом, за последние 180 лет произошло не менее семи извержений. Они сопровождались как взрывной деятельностью, так и излияниями базальтовой лавы.

Последнее извержение произошло в ноябре 1946 г. Этому извержению предшествовало оживление деятельности соседнего вулкана Расшуа, расположенного на одноименном острове 4 ноября он начал бурно выделять газы, и ночью было видно зарево, а с 7 ноября началось усиленное выделение белых газов из кратера вулкана пика Сарычева.

9 ноября в 17 часов над его кратером поднялся столб газов и пепла черного цвета, а вечером появилось зарево, которое было видно всю ночь. В течение 10 ноября из вулкана выбрасывался пепел и происходили легкие, но частые подземные толчки и был слышен беспрёрывный подземный гул, а изредка - громовые раскаты.

В ночь с 11 на 12 ноября на высоту до 100 м выбрасывались главным образом раскаленные бомбы, которые, падая по склонам вулкана, довольно быстро остывали. С 22 часов 12 по 14 ноября извержение достигло максимального напряжения. Сначала появилось громадное зарево над кратером, высота полета вулканических бомб достигла 200 м, высота газово-пеплового столба - 7000 м над кратером. Особенно оглушительные взрывы произошли в ночь с 12-го на 13-е и утром 13 ноября. 13 ноября началось излияние лавы, и на склоне образовались боковые кратеры.

Извержение было особенно красиво и эффектно ночью 13 и 14 ноября. Огненные языки спускались от кратера вниз по склону.

Вся вершина вулкана на 500 м вниз от кратера казалась раскаленной докрасна от большого количества выбрасываемых бомб, обломков и песка.

С утра 13 ноября до 14 часов 14 ноября извержение сопровождалось различного вида молниями, которые почти ежеминутно сверкали в разных направлениях.

С середины 14 ноября извержение пошло на убыль, и 19 ноября вулкан совсем затих.

Вулкан пик Фусса расположен на острове Парамушир и представляет собой отдельно стоящий красивый гконус, западные склоны которого круто обрываются в Охотское море.

Пик Фусса извергался в 1737, 1742, 1793, 1854 и Н859 гг., причем последнее извержение, т.е. 1859 г., сопровождалось выделением удушливых газов.

Вулкан Сноу - небольшой низкий куполообразный вулкан, высотой около 400 м, расположенный на острове Чирпой (острова Черные Братья). На его вершине (имеется кратер около 300 м в диаметре. В северной части дна кратера находится углубление в виде колодца, диаметром около 150 м. Многочисленные лавовые потоки изливались главным образом к югу от кратера. По-видимому, он принадлежит к щитовидным вулканам. Известно указание без точной даты об извержении этого вулкана в XVIII столетии. Кроме того, вулкан Сноу извергался в 1854, 1857, 1859 и1879 гг. Вулкан Мильн находится на острове Симушир, представляет собой двуглавый вулкан с внутренним конусом высотой 1 526 м и окаймляющими с западной стороны частями гребня - остатками разрушенного более древнего вулкана, высотой 1 489 м. На склонах видны лавовые потоки, которые местами выдаются в море в виде громадных лавовых полей.

На склонах находится несколько побочных конусов, из которых один, носящий название «Горящая сопка», действует наряду с главным конусом и, таким образом, является как бы самостоятельным вулканом.

О вулканической деятельности вулкана Мильна есть сведения, относящиеся к XVIII столетию. По более точным сведениям, извержения его происходили в 1849, 1881 и 1914 гг. Некоторые из них, по всей вероятности, относятся только к извержениям Горящей сопки.

К менее активным вулканам относятся вулканы Севергина, Синарка, Райкоке и Медвежий [31, с. 190].

Подводные вулканы

Кроме действующих наземных вулканов, близ островов Курильской гряды расположены действующие подводные вулканы. К ним относятся: подводные вулканы, расположенные к северо-востоку от острова Алаид, извержения на котором происходили в 1856 и в 1932 гг.; к западу от острова Каменные ловушки, извергавшегося в 1924 г.; подводный вулкан, расположенный между островами Расшуа и Ушишйр и извергавшийся в 80-х годах прошлого столетия, и, наконец, подводный вулкан, расположенный непосредственно к югу от острова Симушир, извержение которого происходило в 1918 г. [31, с. 193].

Затухающие вулканы

Затухающие вулканы, находящиеся в сольфатарной стадии деятельности, расположены главным образом в южной половине Курильской гряды. Только интенсивно дымящийся вулкан Чикурачки, высотой 1 817 м, расположенный на острове Парамушир, и вулкан Ушишир, расположенный на одноименном острове, находятся в северной половине гряды, причем последний расположен поблизости от начала ее южной части.

Вулкан Ушишир (400 м). Края его кратера образуют кольцеобразный гребень, разрушенный только с южной стороны, благодаря чему дно кратера заполнено морем.

Вулкан Черный (625 м) расположен на острове Черные Братья. У него два кратера: один на вершине, диаметром около 800 м, а другой трещинообразной формы на юго-западном склоне. По краям последнего выделяются густые клубы паров и газов [31, с. 196].

Потухшие вулканы

На Курильских островах находится много потухших вулканов различной формы - конусообразные, куполообразные, вулканические массивы, тип вулкан в вулкане и т.д.

Среди конусообразных вулканов выделяется своей красотой Атсонупури, высотой 1 206 м. Он расположен на острове Итуруп и представляет собой правильный конус; на его вершине находится кратер овальной формы, глубиной около 150 м. По склону, обращенному в сторону моря, спускается хорошо сохранившийся лавовый поток.

К конусообразным вулканам относятся также вулканы: Ака (598 м) на острове Шиашкотан; Роко (153 м), расположенный на одноименном острове близ острова Брат Чирпоев (острова Черные Братья); Рудакова (543 м) с озером в кратере, находящийся на острове Уруп, и вулкан Богдана Хмельницкого (1 587 м), расположенный на острове Итуруп.

Куполообразную форму имеют вулканы Шестакова (708 м), расположенный на острове Онекотан, и Броутона - высотой 801 м, находящийся на одноименном острове. На склонах последнего вулкана имеются небольшие конусообразные возвышенности, вероятно, побочные конусы.

К вулканическим массивам можно отнести вулкан Кетой - высотой 1 172 м, расположенный на одноименном острове, и вулкан Камуй - высотой 1 322 м, расположенный в северной части острова Итуруп.

К типу «вулкан в вулкане» относятся:

На острове Онекотан пик Креницына, внутренний конус которого, высотой в 1 326 м, окружен красивым озером, заполняющим понижение между ним (внутренним конусом) и остатками первоначального наружного конуса, возвышающегося ныне от 600 до 960 м над уровнем моря [31, с. 201].

2.3 Исландия

Почти вся территория Исландии представляет собой вулканическое плато с вершинами до двух километров, многие из них круто обрываются к океану, за счет чего образуют фьорды - узкие, извилистые морские заливы со скалистыми берегами. Многочисленные действующие вулканы, гейзеры, горячие источники, лавовые поля и ледники - это Исландия. По их количеству на единицу площади страна уверенно занимает первое место в мире. «Исландская Фудзияма» Гекла и разноцветный Кверкфьёлль, гигантская трещина вулкана Лаки и Хельгафелль на острове Хеймаэй, который чуть не превратил некогда процветающий порт Вестманнаэйяр в «исландские Помпеи», живописнейший Граубок и «создатель островов» Сюртсей, а также многие десятки и сотни вулканических трещин и кальдер, потухших и грязевых вулканов и вулканчиков - вот те «титаны», которые в буквальном смысле слова создали Исландию.

В апреле этого года весь мир был занят запоминанием неизвестного ранее слова: «Эйяфьятлайокудль». Этот непривычный для русских набор звуков у нас не заучил только ленивый. Эйяфьятлайокудль - замечательный исландский вулкан, практически полностью парализовавший авиасообщение в Европе. Облако пепла поднялось высоту около 6 -10 километров и распространилось на территории Великобритании, Дании и скандинавских стран и стран балтийского региона. Появление пепла не заставило себя ждать и в России - в окрестностях Санкт-Петербурга, Мурманска и ряда других городов. Извержение вулкана, который находится в 200 километрах от столицы Исландии Рейкьявика, началось в ночь на 14 апреля 2010 года. Из зоны бедствия были эвакуированы 800 человек [15].

Вулканы Исландии относятся к так называемому трещинному типу. Это значит, что извержение происходит не из единого кратера, а из трещины, то есть, по сути, цепи кратеров. Поэтому воздействие их на климат и обитателей Земли гораздо более масштабное и долговременное, чем у вулканов центрального типа - с одним или несколькими кратерами - пусть даже и очень мощных, таких как Этна, Везувий, Кракатау и др.

Исландский вулкан Лаки в 1783 году оказал столь губительное влияние на климат, что стал причиной большего количества жертв. В течение 7 месяцев из трещины длиной 25 км было выброшено огромное количество флюоритов (солей плавиковой кислоты) и сернистого газа. Кислотные дожди и гигантское облако вулканической пыли, повисшее над всей Евразией и отдельными районами Африканского и Североамериканского континентов, вызвали такие климатические изменения, которые повлекли за собой неурожаи, гибель скота и массовый голод - причем не только в Исландии, но и в других странах Европы и даже в Египте. В результате, население Ирландии сократилось на четверть, а население Египта - в 6 раз. Неурожаи и голодные годы, последовавшие вслед за извержением, способствовали росту социального недовольства [27, с. 204].

В древности извержения исландских вулканов были еще более масштабными. По мнению ученых, они могли стать причиной вымирания мамонтов и связанных с ними групп животных, а также гибели лесов в Исландии.

Вулкан, который доставил столько неприятностей всей Европе, в 50 раз меньше Лаки - это трещина «всего» в 500 м. Он даже не имеет собственного имени и называется по леднику, под которым находится. Однако даже при таких скромных размерах он уже посеял настоящую панику. Ученые напоминают, что предыдущие извержения этого вулкана всегда предшествовали извержениям другого подлёдного вулкана Катла, который является более активным. Если так произойдет и на этот раз, последствия могут быть устрашающими.

Аскья - действующий стратовулкан в центральной исландского плато, расположенным над лавовым плато Оудаудахрёйн на территории национального парка Ватнайёкюдль. высота вулкана - 1510 м над уровнем моря. Во время извержения вулкана, начавшегося 29 марта 1875 года, в кальдере вулкана площадью около 45 км? образовались два крупных озера. Последнее извержение датировано 1961 годом.