Факультет

Студентам

Посетителям

Что такое землетрясения, поднятие магмы и вулканы?

В некоторых местах земная поверхность иногда испытывает сильные и резкие сотрясения. Сила землетрясений весьма различна. Некоторые из них разрушают целые города. При очень сильном землетрясении в почве образуются трещины, в горах происходят обвалы, на морях поднимаются большие и опасные волны высотой до 20 м, которые со страшной силой обрушиваются на берега, смывая целые селения. Бывали случаи, когда соседние участки, разделенные трещинами, смещались относительно друг друга сразу же на несколько метров (вверх и вниз или горизонтально).

Слабые землетрясения в пределах всего земного шара происходят каждый день многократно. Очень сильные, разрушительные землетрясения происходят редко, но все же по нескольку раз в год.

Из сильных землетрясений последнего времени следует отметить землетрясение в Калифорнии в 1906 г., разрушившее значительную часть города Сан-Франциско, землетрясение в Японии в 1923 г., когда были разрушены три больших города — Токио, Иокогама и Йокосука, землетрясение в 1960 г. в Чили. На территории нашей страны сильные землетрясения были, например, в 1902 г. в г. Шемахе, в 1911 г. в г. Верном (ныне Алма-Ата), в 1948 г. в Ашхабаде.

Землетрясения происходят не всюду. Имеются крупные области, где никаких ощутимых землетрясений не бывает. Но, с другой стороны, существуют зоны, где сильные землетрясения происходят часто.

Изменения в строении земной коры происходят также в связи с поднятием из глубин Земли расплавов, которые называются магмой. Магма представляет собой в сущности расплавленные камни.

Как образуются такие расплавы в Земле? Раньше думали, что внутренность земного шара представляет собой расплавленную массу, которая снаружи прикрыта сравнительно тонкой (в несколько десятков километров) твердой земной корой. Таким образом выходило, что мы живем как бы над огненным морем, а колебания земной коры вызываются волнами на поверхности этого моря.

В настоящее время достоверно установлено, что такая точка зрения неправильна. Земной шар целиком является твердым, причем его средняя твердость больше твердости стали. Никаких постоянных больших бассейнов магмы в нем нет.

Вещество внутри Земли находится в нагретом состоянии: уже на глубине 40—50 км температура должна превышать температуру плавления камней при нормальном давлении. Но давление внутри Земли гораздо больше: в центре оно достигает 3 млн. атмосфер. Благодаря огромному давлению вещество внутри Земли, несмотря на свою высокую температуру (3000—4000° в центре), остается твердым. Но если в земной коре образуется трещина, то под ней давление сразу уменьшается, вещество разжижается и устремляется по трещине вверх. Вскоре после этого магма снова застывает и затвердевает, так что жидкие участки магмы внутри Земли возникают временно, на короткий срок.

В одних случаях магма по сквозной трещине выливается на поверхность Земли. Тогда образуется вулкан, из жерла которого вытекает расплавленная лава. Когда лава застывает, из нее получаются излившиеся горные породы — базальт, андезит, порфирит и др. В других случаях магма не может пробиться на поверхность и застывает на некоторой глубине в виде внедрений (интрузий).

Внедрившаяся магма, медленно застывая, кристаллизуется, и из нее получаются массивные кристаллические породы — гранит, диорит и др.

Среди известных на Земле вулканов есть действующие и потухшие. К потухшим причисляют те вулканы, которые не извергаются в настоящее время и относительно которых не сохранилось никаких свидетельств, что они когда-либо извергались в течение исторического времени. Действующих вулканов насчитывается около 450; потухших много больше.

При извержении вулкан выбрасывает большое количество горячих газов, камней разного размера — от больших (размером в несколько кубометров) до мельчайшей каменной пыли, называемой пеплом. Вулканы из своего жерла изливают также жидкую раскаленную лаву.

Вулканы встречаются в самых различных географических условиях: внутри материков и по берегам морей. Множество вулканов расположено на дне океанов, причем некоторые целиком погружены в воду, другие возвышаются над поверхностью воды в виде конуса и образуют вулканические острова.

В распределении вулканов на Земле отмечается некоторая правильность: они расположены несколькими полосами или поясами.

Один пояс, к которому принадлежит больше всего вулканов, окружает со всех сторон Тихий океан: это так называемое «тихоокеанское огненное кольцо». К этому кольцу принадлежат Камчатка и Курильские острова — единственные области СССР с действующими вулканами. Полоса вулканов продолжается отсюда на юг в Японию, где известно около 50 действующих вулканов и около 150 потухших. К той же полосе относятся вулканы островов Рюкю, Тайвань, Филиппинских (на них около 100 действующих вулканов). Эта ветвь Тихоокеанского кольца протягивается далее через острова Целебес, Молуккские, Новая Гвинея, Соломоновы, Новые Гебриды, Новая Зеландия и переходит в Антарктику, где известны большие вулканы Эребус и Террор. Восточная ветвь того же кольца протягивается вдоль тихоокеанского побережья Северной, Центральной и Южной Америки. Самые активные вулканы этой ветви находятся в Южной Америке. В центральной части Тихого океана расположена большая группа вулканов Гавайских островов.

Другой важный пояс вулканов может быть назван Средиземноморско-Малайским. К действующим вулканам Средиземного моря относятся Везувий и Этна. Вулканы, потухшие незадолго до исторического времени, имеются на юге Франции и в Западной Германии. От Средиземного моря этот пояс вулканов протягивается на восток. Здесь, однако, вплоть до Малайского архипелага, мы встречаем лишь потухшие вулканы. К ним относятся многие вершины Кавказа (Эльбрус, Казбек и др.), Закавказья и Армянского нагорья (грандиозный вулканический конус Арарата). В Малайском архипелаге 10 действующих вулканов находятся на острове Суматра и 30 — на Яве.

Третий вулканический пояс прослеживается вдоль всего Атлантического океана и приурочен к подводному кряжу, который протягивается с севера на юг и делит океан на дне половины. На севере к этому поясу принадлежит вулканический остров Ян-Майен и действующие вулканы Исландии. Южнее расположена полоса потухших вулканов островов Азорских, Вознесенья и др. В западной части Атлантического океана вулканы приурочены к Малым Антильским островам.

Самостоятельный пояс вулканов протягивается с севера на юг в восточной части Африки вдоль огромных разломов земной коры. В Индийском океане вулканы известны на Мадагаскаре, Коморских, Маскаренских островах и в других местах.

Как мы видим, вулканические области и области сильных землетрясений в значительной степени совпадают. Но есть и расхождения. Например, в Средней Азии бывают сильные землетрясения, а вулканов нет.

Разделение вулканов на действующие и потухшие в значительной степени условно. Лишь немногие вулканы действуют непрерывно или через короткие промежутки времени. Многим из них свойственно чередование деятельных периодов со спокойными, причем последние могут быть очень продолжительными. Известны случаи, когда вулкан, считавшийся потухшим, внезапно возобновлял свою деятельность. Такова, например, история Везувия, который с древнейших времен считался потухшим и, по — видимому, не действовал несколько тысячелетий, а в 79 году нашей эры вдруг возобновил свою деятельность катастрофическим извержением, когда вулканическим пеплом были засыпаны у его подножья города Помпея и Геркуланум. Японский вулкан Бандай-Сан молчал 1000 лет и снова начал действовать с 1888 г. Не исключена возможность, что и некоторые другие вулканы, считающиеся потухшими, могут еще оказаться действующими.

С поднятием и застыванием расплавленной магмы тесно связано образование месторождений металлических руд. Когда магма остывает и постепенно кристаллизуется, в ней происходит химическое разделение вещества. Некоторые минералы кристаллизуются раньше и оседают на дно магматической массы. Другие химические соединения дольше остаются «в жидком состоянии, потому что температура их кристаллизации ниже. Они продолжают течь и внедряться в окружающие породы, когда другие минералы уже застыли. Весьма характерно образование так называемых жил вокруг застывающего магматического массива и внутри него. В окружающих породах всегда находятся трещины, узкие — шириной в сантиметры и десятки сантиметров, и широкие — до десятков метров шириной. Многие из них образуются под напором внедряющейся магмы. Когда магма частично уже застыла, она уменьшается в объеме и в ней также образуются трещины. В эти трещины проникают те части магматического расплава, которые еще не застыли, и заполняют их. Обычно — это кислые составные части магмы, богатые кварцем и полевыми шпатами. После своего застывания в трещинах они и образуют жилы.

Очень широко распространены аплитовые и пегматитовые жилы, состоящие из кристаллов кварца и полевого шпата. Столь же часто встречаются жилы, состоящие из одного кварца.

На последних стадиях застывания магмы из нее выделяются газы, пары и горячие водные растворы. Они несут с собой в летучем или растворенном состоянии различные минералы, которые при остывании оседают и кристаллизуются, также заполняя трещины.

Горячие магматические газы под большим давлением проникают не только в зияющие трещины, но и в мельчайшие поры между кристаллами и зернами окружающих пород, также внося с собой в них металлические соединения. Так вблизи застывающего магматического массива образуются «контактовые» месторождения металлов.

Со всеми этими стадиями застывания магматического очага и его воздействия на окружающие породы связано образование скоплений рудных минералов.

В главном магматическом массиве встречаются скопления сравнительно немногих рудных минералов. Среди них — руды железа, хрома, никеля, платины, титана. В этих же условиях встречаются алмазы.

Основная масса рудных месторождений связана со стадией образования жил и с проникновением газов и растворов в окружающие породы. Остаточные магматические расплавы, газы, пары и водные растворы увлекают с собой в трещины и в поры нередко большое количество рудного вещества, которое после своего выпадения и отвердевания может образовывать скопления. К типу жильных и контактовых рудных месторождений принадлежат скопления руд железа, меди, цинка, свинца, олова, вольфрама, молибдена, ртути, золота, серебра и многих других металлов. В пегматитовых жилах находят также драгоценные и поделочные камни — изумруды, сапфиры, горный хрусталь, аметист, топаз и др.

Таким образом, именно магматическая деятельность глубин Земли снабжает нас металлами, поэтому поиски последних ведутся в первую очередь там, где есть признаки былых магматических процессов. При этом учитывается, что магматические породы бывают разные по составу: среди них, как мы видели, есть кислые, богатые кремнеземом, а есть основные и ультраосновные — бедные тем же соединением. Разные по составу магмы выносят и разные металлические руды. Вместе с основными и ультраосновными магмами, образующими такие породы, как габбро или пироксениты, выделяются тяжелые металлы: железо, хром, никель, «платина. Все другие, более легкие металлы связаны в своем появлении близ поверхности преимущественное кислыми магматическими породами и главным образом с гранитами.

Зная такую приуроченность отдельных металлов к различным магматическим породам, теолооги ориентируются по ней в своих поисках. Они принимают также во внимание и то, что благодаря разной температуре кристаллизации, разной летучести и разным химическим свойствам различные рудные минералы скапливаются в «жилах на разном расстоянии от родоначального магматического очага. Например, олово, молибден, вольфрам оседают ближе к очагу, чем медь, цинк и серебро, а эти последние ближе, чем ртуть. Такая закономерность не всегда хорошо выдерживается вследствие большой сложности процессов переноса и выделений руд, но все же она может быть использована при проведении поисков.

Источник: В.В. Белоусов. Земля, ее строение и развитие. Издательство Академии наук СССР. Москва. 1963

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: