Причини виникнення вулканізму

Зазвичай виверження починаються тоді, коли порушується рівновага між енергією магми і опором (тиском) навколишнього середовища. Найчастіше це відбувається в результаті утворення тріщин, що виникають від тектонічних рухів, або рідше - під тиском магми і її газів. Останні відіграють велику роль при виникненні трубоподібних каналів, особливо там, де відбувається (за геофізичними даними) стискання порід земної кори. У більш глибоких зонах Землі в цих районах, мабуть, повинні діяти сили розтягування.

Причини вивержень і їх механізм різні. Одні виверження виражаються переважно у виливі рідкої або переважно рідкої лави, бідної або відносно багатою газами. Це так звані ефузивні, які виливають лаву виверження. Інші виверження, звані екструзивними, полягають у вичавлюванні напівпластичної або майже твердої лави, бідної газами, або супроводжуються дуже рясними їх виділеннями. Треті виверження - експлозивні - характеризуються короткочасними вибухами колосальної або помірної сили; періодичним, ритмічним або безперервним викиданням газів і парів води, грудок рідкої і напівпластичної лави, уламків і брил. І, нарешті, спостерігаються емісійні - видувають виверження, що полягають у сильних і рясних викидах газів і парів з невеликою домішкою дрібних уламків лави, у виділеннях відносно слабких струменів і клубів пари і газів. Однак відбуваються не тільки «чисті» виверження, але і досить часто - змішані з елементами згаданих вивержень [2].

Утворення тріщин у покрівлі магматичного вогнища, тиск на нього, викликане, наприклад, опусканням брил покрівлі на вогнище або іншими шляхами, можуть з'явитися причиною впровадження магми в вертикальні і горизонтальні тріщини і її виверження навіть без особливої ​​участі інших факторів.

При тиску на магматичне вогнище (зазвичай магми меншої щільності в порівнянні з щільністю навколишнього твердого середовища) і виникненні тріщини в покрівлі вогнища, а отже, з утворенням порожнечі в цьому місці, магма може прийти в рух, піднятися по тріщині спочатку і без участі газів. Цими причинами пояснюється, особливо у бідних газами магм, виникнення ефузивних вивержень.

Основою рушійних сил вибухових вивержень є гази. Магматичні вогнища, якщо в них спостерігаються виверження, є і вулканічними вогнищами. Вони, мабуть, містять різні кількості газів, серед яких переважають пари води. Вибуховість магми залежить від її в'язкості і кислотності, а головним чином від кількості газів і створюваного ними тиску, а в деяких випадках від складу гірських порід, з якими магма і гази стикаються. Тиск, що створюється вибухом, при звичайних виверженнях найчастіше коливається від 100 до 500 атм, але при особливо сильних виверженнях воно досягає 2500-3000 атм.

Причиною вибуху, за Ферхугену, є збільшення кількості бульбашок (парів води) на одиницю об'єму розплаву за одиницю часу, тобто вибух відбувається в результаті швидкого виділення і розширення газоподібних речовин, які знаходяться в магмі, головним чином парів води [2].

На думку деяких дослідників, вибухові виверження відбуваються від бурхливих хімічних реакцій. Так, І. І. Гущенко, виходячи зі змісту в фумарольних газах вибухоспроможних газових компонентів Cl2, Н2, ОН, СО, F2, Н2S, СH4 і допускаючи можливість їх присутності в значних концентраціях в магмі, припустив, що, взаємодіючи за типом ланцюгової реакції, вони викликають миттєвий вибух.

Можливість виверження пов'язують також з виділенням тепла, що відбувається при деяких процесах, наприклад, при кристалізації магматичного речовини, фазових переходах та ін.

Однією з причин, що викликають виверження, є привнось морської або ґрунтової води в магматичне вогнище або в наповнений магмою канал. Вода, потрапляючи на вогненно-рідку магму, перетворюється на пар, обсяг якого при 100° збільшується приблизно в 1670 разів, і відбувається виверження, яке називається фреатичним. Слід враховувати, що 1 кг стислих і перегрітих до 600° парів води, розширюючись, може призвести роботу, відповідну виділенню близько 1013 ерг енергії, тобто викинути брилу вагою близько 100 кг на висоту до 1 км.