4. Особо опасные природные явления в литосфере

Вулканизм – совокупность явлений, связанных с перемещением магмы в земной коре и на ее поверхности. Вулкан – конусообразные или куполовидные возвышения над каналами, трубками взрыва и трещинами в земной коре, по которым извергаются из недр газы, лава, пепел, обломки горных парод.

Обычно вулканы – это отдельные горы, сложенные из продуктов извержений. Но до первого извержения они, как правило, имеют остроконечную вершину и не всегда можно предположить, что гора является вулканом, если она не проявляет активности. Такие вулканы называют молодыми или не зрелыми.

Общие признаки вулканизма, однако, есть, кроме эпизодической сейсмической активности, могут дымить горные породы или вершины, выбрасывать газ, при смешивании с водой он образует серную кислоту, вызывает гибель животных и рыб. Вулканы бывают высокими горами, со снежными вершинами, иногда ледники резко таят, активизируются гейзеры и т.д. Вулканы – мощный рельефообразующий фактор, как и землетрясения.

Основные части вулканического аппарата (рис. 38): магматический очаг (в верхней мантии на глубине 50-70 км или в глубине земной коры); жерло – выводной канал, по которому магма поднимается к поверхности; конус – возвышенность на поверхности Земли из продуктов выброса вулкана; кратер – углубление на поверхности конуса вулкана. Магма (от греч. magma – густая мазь) – это расплавленная масса преимущественно силикатного состава, образующаяся в глубинных зонах Земли. Достигая земной поверхности, магма извергается в виде лавы. Лава отличается от магмы отсутствием газов, улетучивающихся при извержении. Вулканы (по имени бога огня – Вулкана).

Рис. 38. Схема строения и деятельности вулкана.

Извержения вулканов бывают: длительными и кратковременными. Классификация вулканов: Действующие; Уснувшие (относятся вулканы, об извержениях которых нет сведений, но они сохранили свою форму и под ними происходят локальные землетрясения). Потухшие (без какой-либо активности).

Продукты извержения (газообразные, жидкие, твердые). Концентрация вулканического пепла бывает настолько большой, что возникает темнота, подобная ночной. Извержение вулкана Везувия полностью уничтожило города Помпею и Гераклион, а по мощности составляло 100 тыс. атомных взрывов, толщина слоя пепла, покрывшего города, 8-11 м. Но при извержении вулканов Сантарион и Тамбоа – вероятно, мощность была более 250 тыс. атомных взрывов, и вызвало почти полное уничтожение целых цивилизаций.

Поражающие факторы при извержении вулкана: Раскаленные лавовые потоки. Скорость достигает 100 км/ч. Они проходят путь до десятков километров, покрывают площадь до сотен квадратных километров и сжигают все на своем пути. Палящие лавины. Состоят из глыб, песка, пепла и вулканических газов с температурой до 700°С. Спускаются по склону вулкана со скоростью до 150-200 км/ч и проходят путь до 10-20 км – пирокластические потоки. Тучи пепла и газов. Выбрасываются в тропосферу или стратосферу на высоту 1-5 до 15-20 км, а при мощных взрывах – до 50 км. Толщина слоя откладывающегося пепла вблизи вулкана может превосходить 10 м, а на расстоянии 100-200 км от источника –1м. Взрывная волна и разброс обломков. При взрывах вулканов объем выбросов измеряется кубическими километрами. При взрыве, направленном в сторону, ударная волна с температурой до несколь­ких сотен градусов разрушительна на расстоянии до 20 км, разбрасываемые вулканические бомбы имеют диаметр 5-7 м и отлетают на расстояние до 25 км. Водные и грязекаменные потоки. Движутся со скоростью до 90-100 км/ч. Проходят путь до 300 км. Покрывают площади в сотни км2. Резкие колебания климата обусловлены изменением теплофизических свойств атмосферы из-за ее загрязнения вулканическими газами и аэрозолями. При крупнейших извержениях вулканические выбросы распространяются над всей планетой.

Землетрясения – это подземные толчки и колебания земной поверхности, возникающие в результате внезапных смещений и разрывов в земной коре или верхней части мантии и передающиеся на большие расстояния в виде упругих колебаний. Именно в мантии происходят тектонические процессы, вызывающие землетрясения. Наука, изучающая землетрясения, называется сейсмологией. Колебания грунта, регистрируются специальными приборами – сейсмографами. Последовательно землетрясения происходят в виде серии толчков, которые включают (рис. 39):

• форшоки – толчки, предшествующие сильному землетрясению;

• главный толчок;

• афтершоки – толчки, постепенно убывающей силы, возникающие после сильного толчка.

Рис. 39. Схема разлома в земной коре и образования землетрясения.

Число толчков и промежутки времени между ними могут быть различными. Главный толчок характеризуется наибольшей силой. Его продолжительность обычно несколько секунд, но субъективно людьми толчок воспринимается как очень длительный.

• очаг землетрясения – это некоторый объем в толще Земли, в пределах которого происходит высвобождение энергии.

• центр очага – условная точка внутри Земли, именуемая гипоцентром, или фокусом.

• эпицентр землетрясения – условная точка на поверхности земли, расположенная над очагом землетрясения, где зародился первый импульс колебания и смещения (место, где сотрясение достигли наибольшей силы).

• плейстосейстовая область – вокруг эпицентра, где происходят наибольшие разрушения

Линии, соединяющие пункты с одинаковой интенсивностью колебаний, называются изосейстами.

Шкалу для измерения интенсивности землетрясений в 80-е гг. XIX в. создали Де Росси и Форель (от I до X), в 1920 г. итальянец Меркалли предложил другую шкалу с диапазоном от I до XII, в 1931г. эта шкала была усовершенствована Вудом и Ньюменом. В 1963 г. С. Медведев предложили новую шкалу. По международной шкале MSK-64 сила землетрясений оценивается в 12 баллах. В 1935 г. профессор Калифорнийского технологического института Ч. Рихтер предложил оценивать энергию землетрясения магнитудой (от лат. Magnitudо-величина). Магнитуда – условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний, вызванных землетрясением. Значение магнитуды определяется из наблюдений на сейсмических станциях. Магнитуда самых сильных землетрясений по шкале Рихтера не превышает 9.

Оползень – скользящее смещение под действием силы тяжести на более низкий уровень масс грунта, частей горных пород, формирующих склоны гор, холмов, речных и морских террас без потери контакта между движущимися и неподвижными грунтами. Начинается вследствие нарушения равновесия. Причины:

• естественные: увеличение крутизны склона, подмыв их оснований морскими и речными водами, сейсмические толчки, выветривание.

• искусственные: вырубка леса, вывоз грунта, строительство дорог, неразумное ведение сельского хозяйства на склонах.

Лавины – снежный обвал массы снега, скользящий с гор склона под влиянием какого-либо воздействия, увлекающий за собой новые массы снега.

Лавинный очаг - это участок склона и его подножья, в пределах которого движется лавина. Очаг состоит из трех зон:

зарождения (лавиносбор), транзита (лоток), остановки лавины (конус выноса). Лавины образуются при снегонакоплении и на безлесных склонах крутизной от 15° до 50°. При крутизне более 50° снег осыпается. Сила удара лавины – от 5 до 50 тонн/м². Удар в 3 тонн/м² разрушает деревянные строения, а в 10 тонн/м² – вырывает с корнем взрослые деревья. Скорость движения от 25 до 75 м/с.

Резюме

Твердая поверхность – один из важнейших абиотических средообразующих компонентов окружающей среды в системе «суша – вода – воздух», крайне необходимый для проживания большинства ныне существующих высших живых форм, в том числе и человека. Это более сложная и менее стабильная, в плане эволюционного развития и адаптационного приспособления, среда обитания, с гораздо большими колебаниями окружающих условий, чем, например, водная оболочка. Тектоника плит сыграла в науках о Земле роль, сравнимую с гелиоцентрической концепцией в астрономии, или открытием ДНК в генетике, на дала наукам о Земле предсказательную силу. Континенты перестанут дрейфовать только тогда, когда будет исчерпана вся тепловая энергия Земли. В результате этих внутренних сил и процессов на поверхности Земли сформировалось огромное количество форм макро- и микрорельефа. Рельеф сам по себе влияет на факторы гидросферы и атмосферы. В свою очередь его образование зависит от воздействия внешних сил, все тех же сред – жидкой, воздушной. Кроме того существенным явился биологический компонент природообразующей среды – от микроорганизмов (редуценты), растений (продуценты), до высших форм (консументы). Но наиболее глобальную роль оказывают антропогенные факторы.