Загрузил meteorologist-ka

lecture 1

реклама
Геосферы.
Гелиосфера.
Вселенная.
Солнечная система.
Солнце.
Земля.
Доц., к.ф.-м.н.,
Зоркальцева
Ольга Сергеевна
• Геофизика - комплекс наук, исследующих
физическими методами геосферы.
• Геосферы – (от греч. гео — Земля, сфера — шар)
— географические концентрические оболочки
(сплошные или прерывистые), из которых состоит
планета Земля.
1. Литосфера
2. Гидросфера
3. Атмосфера
4. Биосфера
5. Ионосфера
6. Магнитосфера
Гелиосфера
•
Солнечная
система
включает
девять крупных планет, которые со
своими 57 спутниками обращаются
вокруг массивной звезды по
эллиптическим орбитам
М ☉ =(1,988 47 ± 0,000 07 ) × 10 30 кг
M ⊕ =5.9722 × 10 24 кг
1.
2.
3.
4.
5.
Рождение (4,6 млрд. лет назад)
Основной этап (1-10 млрд. лет)
Красный гигант (10,5-11 млрд. лет)
Белый карлик (0,12-1+ трлн. лет)
Черный (темный) карлик
Солнце относится к классу небольших звезд,
достаточно далеко проэволюционировавших в своем
развитии.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Большой взрыв - 13,799 ± 0,021 млрд лет назад
Образование Солнечной системы
Небулярная гипотеза
• Согласно современным представлениям, формирование ☉ системы началось около
4,6 млрд лет назад с гравитационного коллапса .
Спусковым механизмом гравитационного коллапса стало небольшое (спонтанное)
уплотнение вещества газопылевого облака
Облако обладало некоторым начальным угловым моментом.
В процессе гравитационного сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в
силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака.
Как следствие сжатия росла плотность и интенсивность столкновений друг с другом
частиц вещества, в результате чего температура вещества непрерывно возрастала по
мере сжатия. Наиболее сильно нагревались центральные области диска.
При достижении температуры в несколько тысяч К, центральная область диска начала
светиться — сформировалась протозвезда. Вещество облака продолжало падать на
протозвезду, увеличивая давление и температуру в центре. Внешние же области диска
оставались относительно холодными.
За счёт гидродинамических неустойчивостей, в них стали развиваться отдельные
уплотнения, ставшие локальными гравитационными центрами формирования планет
из вещества протопланетного диска.
Когда температура в центре протозвезды достигла миллионов кельвинов, в
центральной области началась реакция термоядерного синтеза.
Протозвезда превратилась в обычную звезду главной последовательности. Во внешней
области диска крупные сгущения образовали планеты, вращающиеся вокруг
центрального светила примерно в одной плоскости и в одном направлении.
•
Расстояние от Земли до
Солнца равно 1 а. е.
(149,6 млн км)
Солнце
Основные характеристики Солнца:
Масса
2∙1030 кг
Радиус
696 000 км
Светимость
3,86∙1026 Вт
Эффективная температура поверхности 5780 К
Возраст
Около 4,6 млрд лет
75 % – это водород, 25 % – гелий и менее 1 % – все
другие химические элементы (углерод, кислород,
азот……)
https://tesis.lebedev.ru/
В оптическом диапазоне спектра Земля получает 1,37·103 Вт/м2 . Эта величина
называется солнечной постоянной. Она меняется в зависимости от гелиоцентрического
расстояния и сильно меняется от планеты к планете.
Основные законы ЭМ излучения
1. Закон Стефана-Больцмана
2. Закон Вина
3. Закон Планка
1. Е=σ ∙ T4
2. λ =b/T
3. ε=h∙Ʋ
Е-излучательная способность,
Т- температура,
σ – постоянная Стефана-Больцмана
5.670367 ·10-8 Вт / (м2 · К4),
b – константа 0,002898 (м· К) ,
ε - спектральная плотность мощности излучения,
h – постоянная Планка 1.054 · 10-34 Дж·с.,
Ʋ – циклическая частота
Гравитационное поле Земли
• Сила притяжения
• Центробежная сила
Изменение F и f с высотой
Задание 1.
Рассчитать высоту на
которой сила тяжести
уравновешивается
центробежной силой
Изменение силы тяжести в зависимости от широты
Гравитационные аномалии
1. Земля не является однородной, её плотность различна на разных участках;
2. Земля не является идеальной сферой, и в формуле используется среднее
значение величины её радиуса;
3. Расчётное значение g учитывает только силу тяжести и не учитывает
центробежную силу,
4. При подъёме тела над поверхностью Земли значение g уменьшается
З
Е
М
Л
Я
Изначально Земля была почти полностью расплавлена из-за сильного
вулканизма и частого столкновения с другими телами. Но, в конце концов,
внешний слой планеты охлаждается и превращается в земную кору
Немного позднее (4,257 млрд. лет назад), в результате столкновения по
касательной с небесным телом, размером с Марс, большая часть вещества
ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на
околоземную орбиту. Из этих обломков сформировалась ………….. ???
Земля в результате удара получила резкое увеличение скорости вращения, совершая один оборот за 5
часов, и заметный наклон оси вращения.
Дегазация и вулканическая активность создала первую атмосферу на Земле. Конденсация водяного пара, а
также лёд из сталкивающихся с Землёй комет, образовали океаны. (~ 4,1 млрд. лет назад )
На протяжении сотен миллионов лет поверхность планеты постоянно изменялась, континенты
формировались и распадались. Они мигрировали по поверхности, иногда объединяясь и
формируя суперконтинент. Примерно 750 млн лет назад, суперконтинент Родиния, ранний из известных,
начал распадаться. Позднее, с 600 до 540 миллионов лет назад, континенты сформировали Пангея, которая
распалась 180 млн лет назад.
•
Современная ледниковая эра началась около
40 млн лет назад. Полярные регионы с тех пор
претерпели повторяющиеся циклы оледенения и
таяния, повторяющиеся каждые 40-100 тыс.
лет. Последняя ледниковая эпоха закончилась около
10 000 лет назад.
Литосферные плиты
• Евроазиатская
• Африканская
• Индо-Австралийская
• Тихоокеанская
• Американская
• Антарктическая
Модель Буллена
Современные представления о
внутреннем строении Земли
базируются на данных наблюдений
за прохождением продольных (Р),
поперечных (S) и поверхностных
сейсмических волн, возникающих
при землетрясениях.
Согласно этим данным, Земля
имеет сложнодифференцированное строение и
состоит из оболочек,
характеризующихся различной
скоростью прохождения Р- и Sволн. Наиболее резкие изменения
упругих свойств наблюдаются на
глубинах порядка 10 – 40 и 2900 км
от поверхности Земли. В первом
случае скорость продольных волн
увеличивается скачком от 6,5 до
8,1 км/с; во втором – резко
уменьшается с 13,25 до 8,5 км/с
Внутреннее строение Земли
Ядро представляет собой центральную
часть Земли и расположено на глубине
3000-6371 км. Ядро состоит из двух
частей:
внешней
–
жидкой,
и
внутренней - твердой. Температура ядра
составляет около 5000 градусов. В ядре
планеты содержание железа достигает
35%, что обусловливает его характерные
сейсмические свойства.
Внешняя часть ядра представлена
вращающимися потоками никеля и
железа, которые хорошо проводят
электрический ток.
Мантия занимает около 80% объема нашей планеты, это самая большая часть Земли. В основном,
вещество мантии находится в твердом состоянии, кроме верхнего вязкого слоя толщиной примерно
80 км. Это астеносфера, в переводе с греческого языка означает «слабый шар». Вещество мантии
непрерывно движется. При увеличении расстояния от земной коры в сторону ядра происходит
переход вещества мантии в более плотное состояние.
Земная кора – внешняя прочная оболочка. Ее толщина варьирует от нескольких километров под
океанами до нескольких десятков километров в горных массивах. На долю земной коры приходится
всего 0,5% общей массы нашей планеты. В состав коры входят оксиды кремния, железа, алюминия,
щелочных металлов. Литосферу Земли формирует земная кора вместе с верхним слоем мантии.
Литосфера слагается из тектонических литосферных плит, которые как будто «скользят» по
астеносфере со скоростью от 20 до 75 мм в год. Двигающиеся друг относительно друга литосферные
плиты различны по величине, а кинематику передвижения определяет тектоника плит.
Физические свойства и химический состав Земли
К физическим свойствам Земли относят температурный режим (внутреннюю теплоту), плотность и
давление.
Внутренняя теплота Земли. По современным представлениям Земля после ее образования была
холодным телом. Затем распад радиоактивных элементов постепенно разогревал ее. Однако в
результате излучения тепла с поверхности в околоземное пространство происходило ее охлаждение.
На большой глубине и сегодня высокие температуры. Рост температур с глубиной можно наблюдать
непосредственно в глубоких шахтах и буровых скважинах, при извержении вулканов.
Так, изливающаяся вулканическая лава имеет температуру 1200–1300 °C.
На поверхности Земли температура постоянно изменяется и зависит от притока солнечного тепла.
Суточные колебания температур распространяются до глубины 1–1,5 м, сезонные – до 30 м. Ниже
этого слоя лежит зона постоянных температур, где они всегда остаются неизменными и
соответствуют среднегодовым температурам данной местности на поверхности Земли.
Глубина залегания зоны постоянных температур в разных местах неодинакова и зависит от климата
и теплопроводности горных пород. Ниже этой зоны начинается повышение температур, в среднем
на 30 °C через каждые 100 м. Однако величина эта непостоянна и зависит от состава горных
пород, наличия вулканов, активности теплового излучения из недр Земли. Так, в России она
колеблется от 1,4 м в Пятигорске до 180 м на Кольском полуострове.
Зная радиус Земли, можно подсчитать, что в центре ее температура должна достигать 200 000 °C.
Однако при такой температуре Земля превратилась бы в раскаленный газ. Принято считать, что
постепенное повышение температур происходит только в литосфере, а источником внутреннего
тепла Земли служит верхняя мантия. Ниже рост температур замедляется, и в центре Земли она не
превышает 8000 °C.
Плотность Земли. Чем плотнее тело, тем больше масса единицы его объема. Эталоном
плотности принято считать воду, 1 см3 которой весит 1 г, т. е. плотность воды равна 1 г/с3.
Плотность других тел определяется отношением их массы к массе воды такого же объема.
Отсюда понятно, что все тела, имеющие плотность больше 1, тонут, меньше – плавают.
Осадочные породы имеют плотность 1,5–2 г/см3, а базальты – более 2 г/см3. Средняя плотность
Земли составляет 5,52 г/см3– это в 2 с лишним раза больше плотности гранита. В центре Земли
плотность слагающих ее пород возрастает и составляет 15–17 г/см3.
Давление внутри Земли. Подсчитано, что на глубине всего лишь 1 км давление составляет
104гПа, а в верхней мантии оно превышает 6 * 104гПа. Лабораторные эксперименты
показывают, что при таком давлении твердые тела, например мрамор, изгибаются и могут даже
течь, т. е. приобретают свойства, промежуточные между твердым телом и жидкостью. Такое
состояние веществ называют пластическим. Данный эксперимент позволяет утверждать, что в
глубоких недрах Земли материя находится в пластическом состоянии.
Химический состав Земли. В Земле можно найти все химические элементы таблицы Д. И.
Менделеева. Однако количество их неодинаково, распределены они крайне неравномерно.
Например, в земной коре кислород (О) составляет более 50 %, железо (Fе) – менее 5 % ее массы.
Подсчитано, что базальтовый и гранитный слои состоят в основном из кислорода, кремния и
алюминия, а в мантии возрастает доля кремния, магния и железа.
99,5 % состава земной
1. кислород,
2. кремний,
3. алюминий,
4. железо,
5. кальций,
6. магний,
7. натрий,
8. водород
Методы изучения внутреннего строения Земли
Обнажение горных пород – это выход пород на земную поверхность в оврагах, долинах рек, карьерах, шахтных
выработках, на склонах гор. Породы в обнажении обычно скрыты тонким слоем осыпи, поэтому прежде всего его
очищают от лишнего материала. При изучении обнажения обращают внимание на то, какими породами оно
сложено, каковы состав и мощность этих пород, порядок их залегания. Обнажение тщательно описывают,
зарисовывают или фотографируют. Из каждого пласта берут пробы для дальнейшего изучения в лаборатории.
Лабораторный анализ проб необходим для того, чтобы определить химический состав пород, их происхождение и
возраст.
Бурение скважин позволяет глубже проникнуть в толщу Земли. При бурении извлекают образцы пород – керн. А
затем на основании изучения керна определяют состав, строение, залегание пород и строят чертеж пробуренной
толщи – геологический разрез местности. Сопоставление многих разрезов дает возможность установить, как
залегают породы, и составить геологическую карту территории.
При изучении внутреннего строения Земли особенно велико значение глубоких и сверхглубоких скважин. Самая
глубокая скважина находится на Кольском полуострове, где бур достиг отметки более 12 км.
Недостаток и наблюдения обнажений и буровых работ состоят в том, что они позволяют изучить только тонкую
пленку земной поверхности. Так, глубина даже Кольской сверхглубокой скважины составляет менее 0,25 %
радиуса Земли.
Сейсмический метод дает возможность «проникнуть» на большие глубины.
В основе этого метода лежит представление о том, что сейсмические волны в средах разной плотности
распространяются с неодинаковой скоростью: чем плотнее среда, тем больше скорость. На границе двух сред
часть волн отражается и подобно кругам на воде идет обратно, а другая – распространяется дальше.
Искусственно возбуждая волны на поверхности Земли путем взрывов, сейсмологи фиксируют время, за которое
отраженные волны вернулись назад. Для этих целей применяется прибор-самописец – сейсмограф.
Различают два вида сейсмических волн – продольные и поперечные. Продольные распространяются во всех
средах – твердых, жидких и газообразных, а поперечные – только в твердой среде.
Зная, с какой скоростью распространяются волны в песках, глинах, гранитах, базальтах и других породах, по
времени их прохождения «туда и обратно» можно определить глубину залегания пород, различающихся по
плотности.
Сейсмология
— наука, изучающая распространение сейсмических волн в недрах Земли,
землетрясения, причины, их вызывающие, связанные с ними явления и строение
Земли. Сейсмические волны являются основным носителем информации в
сейсмологии.
В большинстве случаев сейсмограф имеет установленный на
пружинной подвеске груз, который при землетрясении остаётся
неподвижным, тогда как остальная часть прибора (корпус,
опора) приходит в движение и смещается относительно груза.
Одни сейсмографы чувствительны к горизонтальным
движениям, другие — к вертикальным. Волны регистрируются
пером на движущейся бумажной ленте. Существуют и
электронные сейсмографы с записью в запоминающие
устройства.
Сейсмограф
132 г., Чжан Хэн
Сейсмограф Голицына
В таком сейсмографе к
грузу
прикреплена
катушка, которая при
колебаниях
корпуса
перемещается
относительно
закреплённых на нём
магнитов. При этом
возникает электрический
ток, колебания которого
при
помощи
гальванометра
с
зеркальцем
вместо
стрелки записываются на
фотобумагу].
Современные сейсмографы
- заменили твёрдую инерционную массу
жидким
электролитом.
Внешний
механический сигнал вызывает поток
рабочей жидкости, который, в свою
очередь, преобразуется в электрический
ток с помощью системы электродов.
Incorporated Research Institutions for Seismology
Землетрясения
• Продольные волны или P-волны на
первом месте. Они двигаются как взрыв,
который обычно создает рывок. Р-волны
являются наименее разрушительными.
Волны Р, достигая поверхности Земли,
могут передаваться в атмосферу в виде
звуковых волн на частотах более 15 Гц.
Этим объясняется «страшный гул», иногда
слышимый людьми во время
землетрясений.
• Поперечные (вторичные волны) , или Sволны. Вызывают деформации в
горизонтальной и вертикальной
плоскостях.
• Затем появляются поверхностные
волны , самые разрушительные. В волнах
Релея частицы движутся в вертикальной
плоскости, в волнах Лява – в
горизонтальной.
Механизм ЗТ и его параметры
Землетрясение - процесс растрескивания, идущий с некоторой конечной скоростью, а не мгновенно.
Он предполагает образование и обновление множества разномасштабных разрывов со вспарываением
каждого из них не только с высвобождением, но и с перераспределением энергии в некотором
объеме. Скорость распространения разрывов составляет несколько километров в секунду, и этот
процесс разрушения охватывает некоторый объем пород, носящий название очага
землетрясения. Гипоцентром называется центр очага, условно точечный источник короткопериодных
колебаний (рис. 18.1).
Основному подземному сейсмическому
удару - обычно предшествуют
землетрясения, или форшоки,
свидетельствующие о критическом
нарастании напряжений в горных
породах. После главного сейсмического
удара обычно происходят еще
сейсмические толчки, но более слабые,
чем главный удар. Они
называются афтершоками и
свидетельствуют о процессе разрядки
напряжений при образовании новых
разрывов в толще пород.
По глубине гипоцентров (фокусов) землетрясения подразделяются на три группы:
• 1) мелкофокусные — 0–60 км;
• 2) среднефокусные — 60–150 км;
• 3) глубокофокусные — 150–700 км.
Но чаще всего гипоцентры землетрясений сосредоточены в верхней части земной коры на глубине
10–30 км, где кора характеризуется наибольшей жесткостью и хрупкостью.
Интенсивность землетрясений. Интенсивность, или сила, землетрясений характеризуется как в
баллах (мера разрушений), так и понятием магнитуда (высвобожденная энергия). В России
используется 12-балльная шкала интенсивности землетрясений MSK-64, составленная С. В.
Медведевым, В. Шпонхойером и В. Карником.
Рихтер - M = lg(A/T) + Blg∆ + ε, где А и Т — амплитуда и период колебаний в волне, ∆ — расстояние от станции
наблюдения до эпицентра землетрясения, В и ε — константы, зависящие от условий расположения станции
наблюдения.
• 1–3 балла — слабое;
• 4–5 баллов — ощутимое;
• 6–7 баллов — сильное (разрушаются ветхие
постройки);
• 8 — разрушительное (частично разрушаются
прочные здания, заводские трубы);
• 9 — опустошительное (разрушаются
большинство зданий);
• 10 — уничтожающее (разрушаются почти все
здания, мосты, возникают обвалы и оползни);
• 11 — катастрофическое (разрушаются все
постройки, происходит изменение ландшафта);
• 12 — губительные катастрофы (полное
разрушение, изменение рельефа местности на
обширной площади).
Очаги землетрясений. Механизм этих землетрясений показывает, что все они образовались в
результате смещения по разломам с почти обязательной сдвиговой компонентой. Так как очаг
землетрясения расположен на глубине в земной коре, то в нем невозможно проводить прямые
наблюдения и следить, например, за его активизацией. Поэтому любое описание очага
землетрясения базируется на дистанционных наблюдениях, на использовании законов механики
разрушения, моделирования и т. д. Теоретическими расчетами определяют возможные плоскости
разрыва в очаге, его динамические параметры. Последние в первом приближении дают возможность
понять, каков был механизм разрушения. Было ли это растяжение или сжатие, каковы были
сдвиговая компонента и ее ориентировка (рис. 18.6).
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ И ИХ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ
Землетрясения в Иркутской области
Территория Иркутской области входит в Монголо–Байкальский пояс активного проявления
землетрясений, где фиксируется одно землетрясение каждые три часа. От 3 до 7 тысяч небольших
землетрясений ежегодно регистрируют датчики иркутских сейсмических станций
В 1862 г. произошло сильное землетрясение в районе оз. Байкал силою в эпицентре 10 баллов,
в Иркутске 8. В Бурятии в результате этого землетрясения опустился большой участок прибрежной
суши, и на этом месте образовался залив Провал.
27 августа 2008 года в 10 часов 15 мин местного времени в Иркутской области произошло
землетрясение интенсивностью 6–7 баллов. Эпицентр находился в 30 км юго–восточ¬нее г.
Баикальска. В этом городе сила толчков составляла около 7 баллов по шкале Рихтера, в Усолье–
Сибирском и Черемхово – 4. в Ангарске и Иркутске – 5,5 баллов. В Иркутске это землетрясение
вызвало частичную панику, люди выходили на улицу и боялись возвращаться в дома. Сотовая связь
из–за перегрузки работала с перебоями. Жертв не было. Сильно пострадало здание школы в
поселке на берегу Байкала. Активность землетрясений в байкальской рифтовой зоне, в которую
входит Иркутск, нарастает, и, по мнению сейсмологов, она приближается к максимальной, но это
не значит, что она обязательно проявится
http://seis-bykl.ru/
http://seis-bykl.ru/
ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ
•
Сейсмическое районирование. В настоящее время 20 % площади России подвержено
землетрясениям силой до 7 баллов, что требует специальных антисейсмических мер в
строительстве. Более 15 % территории находится в зоне разрушительных
землетрясений силой 8–10 баллов. Это Камчатка, Курильские острова и, по существу
весь Дальний Восток, Северный Кавказ и Байкальский регион.
В проблеме прогноза главное открытие последних лет:
непредсказуемость землетрясений вызвана вовсе не
недостатком наблюдательных данных, как полагали еще
недавно, а особенностями механизма разрушения,
порождающими хаотичность сейсмического процесса.
Сейсмопрогнозирование.
Прогнозирование землетрясений
использует много факторов, в
которые включаются различные
модели подготовки землетрясения и
разные предвестники:
сейсмологические (увеличение
напряжения, связанного с
трещенооборазованием),
Геофизические (понижение
электросопротивления глубоких
слоев земной коры),
Гидродинамические (изменение
уровня вод в скважинах),
Геохимические (увеличение
содержания радона ).
ЦУНАМИ
•
Термин «цунами» в переводе с японского означает «большая волна в заливе». В нашей
стране он стал известен после трагедии на Курильских островах, когда в ночь с 4 на 5
ноября 1952 г. в результате огромной волны до 12 м высотой был полностью разрушен
г. Северо-Курильск на о. Парамушир и смыты поселки по берегам 2-го Курильского
пролива на самом севере островной дуги. 26 декабря 2004 г. в Индонезии и во всем
Индийском океане прошло цунами, унесшее более 300 тыс. жизней.
Длина волн цунами определяется площадью
эпицентральной области и может достигать сотни
километров и даже больше. Если где-то в океане
происходит мгновенное поднятие дна, то на
поверхности воды возникает водяная «шляпка гриба»
высотой 5–8 м.
Чаще всего скорость распространения волн цунами не
превышает 200 км/ч
Вулканы
•
Ма́гма (др.-греч. μάγμα «месиво, густая мазь») — природный, чаще всего силикатный, раскалённый,
жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при
остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма, потерявшая большую часть
летучих компонентов (таких как вода, углекислый газ, фтор, хлор и др.) — называется лава.
Если жидкий магматический расплав достигает земной поверхности, происходит его
извержение, характер которого определяется составом расплава, его температурой, давлением,
концентрацией летучих компонентов и другими параметрами. Одной из самых важных
причин извержений магмы является ее дегазация. Именно газы, заключенные в расплаве,
служат тем двигателем, который вызывает извержение.
В зависимости от количества газов, их состава и температуры они могут выделяться из магмы
относительно спокойно, тогда происходит излияние, эффузия лавовых потоков. Когда газы
отделяются быстро, происходит мгновенное вскипание расплава и магма разрывается
расширяющимися газовыми пузырьками, вызывающими мощное взрывное извержение —
эксплозию. Если магма вязкая и температура ее невысока, то расплав медленно выжимается,
выдавливается на поверхность, происходит экструзия магмы.
Формы извержений
• эффузивное
• эксплозивное
• экструзивное
ПРОДУКТЫ ИЗВЕРЖЕНИЯ ВУЛКАНОВ
Наиболее высокотемпературные газы являются, скорее всего, ювенильными, т. е.
первичными магматическими эманациями, тогда как при более низких температурах они
явно смешиваются с атмосферным воздухом и водой, которая проникает в вулканические
каналы по многочисленным трещинам. Такая атмосферная вода называется вадозной.
Ниже +100 °С пары воды превращаются в жидкость, которая реагирует с
малорастворимыми соединениями типа HСl, образуя агрессивные кислоты.
• Кислые лавы (SiO2 > 65 %) представлены риолитом, состоящим из
кварца, кислых плагиоклазов, биотита, амфибола и ромбического
пироксена. Основная масса представлена вулканическим стеклом.
Характерна флюидальная текстура. К кислым лавам относятся и
дациты с несколько меньшим содержанием SiO2.
• К средним лавам (SiO2 — 65–53 %) относятся широко
распространенные андезиты (от гор в Южной Америке Анд),
содержащие кварц, плагиоклазы, биотит, реже роговую обманку.
• Наиболее распространены основные лавы — базальты ( SiO2 = 53–45
%), породы темного цвета, часто черные, с вкрапленниками основного
плагиоклаза, оливина и пироксена (ромбического и моноклинного).
Быстрое остывание лавы приводит к появлению зональных
минералов вкрапленников.
• Ультраосновные лавы (SiO2 < 45 %) — коматииты (от р. Комати в
Южной Африке) — сейчас не встречаются, но были широко
распространены в докембрии. Вкрапленники представлены оливином
и редко клинопироксеном.
Извержения происходят в местах глубинных
разломов ЗК
Верхняя мантия в условиях высоких давлений
находиться в твердом состоянии, вследствие
разломов давление падает мантия плавиться,
образуется магма.
Классификация вулканов
• По местонахождению
 Наземные
 Подводные
 Подледниковые
• По форме




Щитовидные
Стратовулканы
Шлаковые вулканы
Купольные
• По активности
 Действующие
 Спящие
 Потухшие
• По количеству извержений
 Моногенные
 Полигенные
• По типам извержений
 Гавайский (широкие
щитовые)
 Везувианский
 Подлёдный
 Гидроэксплозивный (на
мелководьях, образуется
пар)
• По типам
вулканических построек
 Линейные
 Центральныее
Знаменитые вулканы
Вулканы и климат
Известно, что при извержении вулканов происходит мощный выброс пепла и сернистого
ангидрида в верхние слои атмосферы. Сернистый ангидрид вступает в реакцию с водяными
парами, в результате чего образуется плотный туман, который может находиться в
стратосфере годами. Этот туман поглощает часть солнечной радиации, но ещё больше
отражает в космическое пространство. Происходит повышение температуры стратосферы и
охлаждение лежащей ниже тропосферы. Если извержение достаточно сильное, то этот
эффект может длиться несколько лет.
Гейзеры
— это горячие источники, вода которых периодически фонтанирует и выбрасывается вверх на десятки
метров. Свое название такие источники получили от Великого Гейзера в Исландии, струя которого 200 лет
назад била вверх на 60 м каждые полчаса
Ряд
гейзеров,
несомненно,
связан
с вулканическими районами, например в
Исландии,
на
Камчатке,
в
Индонезии,
Кордильерах Северной Америки, Японии и
других местах. Высота фонтана у гейзеров, так же
как и температура воды на выходе, сильно
различается, но последняя обычно колеблется в
пределах от +75 до +100 °С. Характерной чертой
гейзеров является их короткая жизнь, часто они
«умирают» за счет обвалов стенок канала,
понижения уровня грунтовых вод и т. д. Наиболее
грандиозным гейзером был Уаймангу (что значит
«Крылатая
вода»)
в
Новой
Зеландии,
существовавший всего пять лет и выбрасывавший
мощный фонтан почти на полкилометра вверх.
Интервалы между извержениями у гейзеров
варьируют от нескольких минут до многих часов
и дней. Большое количество растворенных
веществ в горячей воде гейзеров откладывается
вокруг их устья, образуя скопления гейзеритов.
1 23456789 10
11 121314 151617
Скачать