2.3. МАГМАТИЗМ І ВУЛКАНИ

Процеси проникання магми в товщу земної кори з осередків розплавів у верхній частині мантії називаються магматизмом. Магматизм буває глибинним та поверхневим (див. утворення магматичних порід). Поверхневий магматизм виявляється в діяльності вулканів. Вулканом називається місце прориву магми на поверхню земної кори. Найчастіше магма надходить на поверхню по трубоподібних каналах. У цьому випадку продукти виверження утворюють конусоподібні гори з кратерами на вершинах. Це центрально-кратерні вулкани. При виверженні таких вулканів спостерігається викид газів, попелу, уламкового матеріалу, а також виверження лави. Вулкани діють періодично з інтервалом від кількох місяців до кількох сотень років. Нерідко виверження вулкана супроводжується землетрусом.

Вулкани умовно поділяють на діючі та згаслі. На Землі відомо 624 діючих (із них 78 підводних) і до 4000 згаслих вулканів. Багато вулканів – 67 діючих (із них 2 підводних) – знаходиться на Камчатці й Курильських островах. Найбільшим діючим із них є Ключевська Сопка висотою 4810 м. Вважають, що конус цього вулкана утворився внаслідок 700 вибухів. При виверженні в 1945 p. було викинуто 0,6 км3 попелу, який покрив 2/3 території Камчатки шаром у 4 см. Виверження закінчилось виливанням лави. Відбуваються і більш грандіозні виверження. При виверженні вулкана Катмай (Аляска) в 1912 p. було викинуто в атмосферу до 20 км3 попелу та уламкового матеріалу. При виверженні вулкана Кракатау (Індонезія) об’єм попелу та уламкового матеріалу досягав 80 км3.

Інший характер вивержень мають вулкани тріщинного типу. Виверження таких вулканів тепер відбувається рідко. У 1783 р. в Ісландії з тріщини довжиною 24 км вилилося 12 км3 лави. Потоки цієї лави розлилися по площі 550 км2. При цьому один із потоків мав довжину 40 км. У геологічному минулому таких вулканів було багато.

На ранніх етапах геологічної історії діяли вулкани площинного типу. Під час їх виверження наближена до поверхні магма поглинала гірські породи земної кори, утворюючи розплави на величезних площах. Вважають, що покрив Деканського нагір’я в Індії площею 500 тис. км2, а також покриви Якутії утворилися саме так.

Більшість сучасних вулканів територіально віднесені до двох основних поясів тектонічної активності, які охоплюють усю земну кулю: Тихоокеанського та Середземноморсько-Індонезійського.

2.4. ЗЕМЛЕТРУСИ

Двигтіння окремих ділянок земної кори називають землетрусами. Вони відомі також як сейсмічні явища. При сильних землетрусах будинки та споруди пошкоджуються, а іноді й зовсім руйнуються, що нерідко спричиняє загибель людей. Під час землетрусів у містах Токіо і Йокогама (Японія) в 1923 p. були повністю або частково зруйновані та дуже пошкоджені близько 500 тис. будівель, загинуло майже 140 тис. чоловік і більше 100 тис. чоловік отримали пора-

26

нення. Зміщення поверхні Землі досягали 4 м у горизонтальному та 1,5 м у ве р- тикальному напрямах. Відбулися значні вертикальні зміщення дна бухти Сагамі, внаслідок чого виникла морська хвиля заввишки 12 м, яка ринула на берег. Такі хвилі називають цунамі.

Як і вулкани, землетруси пов’язані в основному з Тихоокеанським та Се- редземноморсько-Індонезійським поясами. Величезні сейсмічні райони – Карпати, Крим, Кавказ, Середня Азія, Прибайкалля, Східний Сибір, Далекий Схід, Камчатка. Відомі сильні землетруси в містах Алмати (1887 p.), Шемасі

(1902 p.), Ашгабаті (1948 p.), Ташкенті (1966 p.), Газлі (1976 p.), а також у Вірменії (1988 p.), Таджикистані (1989 p.).

За походженням землетруси поділяють на денудаційні, вулканічні та тектонічні. Денудаційні і вулканічні землетруси мають місцеве значення. Денудаційні землетруси виникають при обвалі склепінь пустот у верхніх шарах земної кори й при обвалах у горах, а вулканічні – при виверженні магми.

Переважна більшість землетрусів тектонічного походження. Вони часто мають катастрофічний характер. Виникнення цих землетрусів пов’язане з деформаціями зсуву та розтягання в масивах гірських порід земної кори і речовини у верхній частині мантії під час тектонічних рухів. Коли напруга й деформації досягають критичних значень, відбувається руйнування масиву, яке супроводжується ударами маси порід або речовини мантії. Осередок землетрусу знаходиться на деякій глибині і називається гіпоцентром, а ділянка на поверхні, розташована над ним, – епіцентром. Залежно від глибини гіпоцентра виділяють поверхневі (до 50 км), проміжні (50-300 км), глибокофокусні (більше ніж 300 км) землетруси.

Унаслідок удару в гіпоцентрі виникають пружні сейсмічні хвилі двох типів: поздовжні та поперечні. Ці хвилі поширюються від гіпоцентра в усіх напрямах і передають енергію удару в навколишнє середовище. Поширення сейсмічних хвиль відбувається із затуханням амплітуди їх коливань. При сильних землетрусах сейсмічні хвилі проходять крізь усю земну кулю.

Поздовжні хвилі характерні тим, що коливання частинок середовища, через яке вони проходять, відбувається в напрямі поширення хвилі. Це хвилі згущення та розрідження (рис. 2.4, а). Вони розповсюджуються як у твердому, так і в рідкому середовищі. Поперечні хвилі — це хвилі зсуву. Тут коливання частинок відбуваються у напрямі, перпендикулярному до напряму поширення хвилі (рис. 2.4, б). Поперечні хвилі поширюються лише в твердому середовищі, тобто в середовищі, яке чинить опір зсуву. Через розплави й воду ці хвилі не проходять.

Поздовжні та поперечні хвилі при переході з одного середовища в інше заломлюються і відбиваються. Цю властивість сейсмічних хвиль використовують для вивчення будови глибоких надр Землі. Внаслідок взаємодії поздовжніх та поперечних хвиль біля поверхні Землі виникають поверхневі хвилі, які поширюються по поверхні, утворюючи вали й западини певної висоти. Швидкість поверхневих хвиль найменша.

Землетруси реєструють за допомогою сейсмографів, які бувають двох ти-

27