Гавайеведение/Гавайская геология/Гавайские вулканы: различия между версиями

 

== Гавайские вулканы ==

[[Файл:Book-Hawaii-Vtorov-226-4.jpg|thumb|Вулканическая обсерватория на краю кальдеры Килауэа]]

Томас Джаггар, профессор геологии Массачусетского технологического института, в 1912 году основал гавайскую вулканическую обсерваторию и был её директором до 1940 года. Основной задачей стало изучение работы вулканов и предсказание извержений. Ему принадлежит заслуга в убеждении американского Конгресса основать 1 августа 1916 года Гавайский вулканический национальный парк (Hawai’i Volcanoes National Park). Сейчас обсерватория обладает сетью датчиков, камер и сейсмометров по всему острову, дистанционно наблюдает за нагревом и составом вулканических газов, а также проводит спутниковые измерения поверхности вулканов. На острове ежегодно фиксируется более 100 тыс. мелких землетрясений. Заметные колебания земли встречаются не чаще раза в десятилетие.

[[Файл:Book-hawaii-vtorov-145.jpg|thumb|Сейсмометры практически не изменились за 100 лет]]

Важными вулканологическими измерениями является наблюдение за деформацией формы поверхности вулкана. Сегодня они осуществляются с помощью 60 GPS-датчиков, расставленных по всему острову и лазерных дальномеров. Это позволяет оценить процессы наклона поверхности от «сдувания и надувания» вулканов (анг. DI — Deflation/Inflation), под действием движения магмы по внутренним резервуарам в результате конвекции. Кроме этого измеряют деформации сбрасывания и разрывов от скольжения пластов по склону (бесшумные землетрясения), раскачивания поверхности и изменения гравитации.

После падения давления газов начинается вытекание жидкой лавы. Гавайская лава одна из самых горячих на Земле. Вытекая на поверхность, магма превращается в лаву. Она похожа на жидкий мёд, обычно в ней уже мало газов, но они бурлят и лопаются на поверхности. Жидкая лава имеет температуру 1150°С поэтому вечером она светится желтым цветом, а остывая становится оранжевой и красной. К такому кипящему «мартену» невозможно подойти даже на несколько метров из-за сильного жара, поэтому геологи используют специальные теплоотражающие костюмы, чтобы зачерпнуть пробы лавы. Застывшая гавайская лава похожа на пористый хлеб, В ней большая концентрация железа, магния, кальция и даже титана.

 

Поток лавы текущий долгое время формирует русло направленное вниз по склону, как правило, в сторону океана. Такой канал постепенно застывает по краям и сверху, так образуется лавовая труба (англ. Lava tube). Застывшая лава благодаря газам обладает пористой структурой и хорошей теплозащитой. Внутри трубы поток остывает гораздо медленнее (всего 1°С на 1 км пути) и часто преодолевает более 10 километров пока не достигнет берега океана. В одной из таких труб на склоне была зафиксирована рекордная скорость потока лавы в 56 км/ч. На пути движения лавы могут образовываться лавопады (англ. Lava falls) и лавовые озёра (англ. Lava lake). В глубинах застывшего озера лава остаётся горячей ещё несколько десятилетий. За последние 30 лет наблюдений непрерывного извержения Килауэа отмечено, что 75 % потоков лавы доходили до океана, а самая долгая «огненная река» текла 22 месяца.

Хорошо видны застывшие свежие потоки лавы в Вулканическом национальном парке. Одинаковая по составу лава может протекать и застывать в двух формах, которые зависят от совокупности факторов: стадии извержения, степени наклона склона, температуры и газового состава.

 

Первая форма это в основном гладкая и ровная лава, она похожа на новый асфальт, но её стекловидная поверхность блестит на солнце. Такая лава была очень горячей и жидкой, это позволило ей легко растекаться. Этот тип лавы получил название «пахоэхоэ» (гав. Pāhoehoe), что переводится, как лава, по которой «удобно ходить босиком». Звуки протекающей лавы похожи на жарящуюся яичницу с колбасой. Края пахоэхоэ часто застывают в форме пальца, или вздуваются в виде купола. Когда она выливается на равнину и приостанавливает своё течение, то её застывшая верхняя корка начинает сдвигаться притоком новых порций лавы и сморщивается в красивую складчатую структуру похожую на сложенные «канаты». Поэтому такую форму называют канатные лавы или «рисунки Пеле».

Другой тип лавовых потоков похож издали на свежевспаханные поля. Это более холодная и вязкая, медленно текущая лава с шумно перекатывающимися черепками и слипшимися комками. Её называют «аа» лава (гав. ‘A’ā). По полям аа лавы практически невозможно ходить, она состоит из нагромождения острых осколков и неустойчивых хрупких камней. Неслучайно островитяне дали ей такое название, шагая по ней босиком, они то и дело кричали «а-а …». Эти гавайские названия давно стали общепризнанными геологическими терминами, вошедшими во все учебники. Потоки пахоэхоэ лавы могут течь десятки километров и часто формируют лавовые трубы. Из-за того, что верхний слой лавы движется быстрее, возникает ощущение движения гусеницы трактора, которая постепенно нарастает в высоту по мере продвижения фронта потока.

На подводных съемках можно увидеть, как лава вытекает из глубоководного вулкана Лоихи или стекает в океан из лавовой трубы. Такой поток лавы заметно отличается от наземного. Вода мгновенно охлаждает поток и он застывает в виде плотных вздутий, которые продолжают трескаться под внутренним давлением потока, образуя всё новые «подушки». Поэтому такой тип лавы назван подушечная (англ. Pillow). Подводный вулкан имеет коническую форму и растёт быстрее, так как его лава нагромождается, а не растекается по склонам.

Во время прогулок по лаве то и дело обнаруживаешь интересные камни, капли, нити и черепки разной формы. Все они имеют научные названия и широко представлены в геологическом музее Джаггера (Jaggar Museum) в Вулканическом национальном парке. Некоторые кратковременные редкие извержения (несколько раз в столетие) сопровождаются газовыми выбросами лавы. При этом она застывает в полёте в разных причудливых фрагментах или тефрах (англ. Tephra): совсем мелкие продукты извержений (до 2 мм) это пепел (англ. Ash), более крупные (2 — 50 мм) — лапили (англ. Lapilli) или шлак (англ. Cinder), самые крупные — округлые вулканические бомбы (англ. Volcanic bombs) разной «аэродинамической» формы (веретено, лента, корка, лепёшка, орех и пр.). Мелкие фонтаны лавы могут застывать в виде стекловолокна (англ. Pele’s hair — волосы Пеле). Более крупные в виде капель (англ. Pele’s tears — слёзы Пеле). Если лава вытекает на берег, то вода оставшаяся под ней закипает, от этого лопаются пузыри лавы, так получаются тонкие полупрозрачные пластины (гав. Limu o Pele — водоросль Пеле). Сильно вспененная лава образует застывшую пену или пемзу (англ. Pumice). Если пепел от извержения в воздухе смешивается с дождём, то земля покрывается мелкими шариками. Интересно отметить, что вулканического стекла (обсидиана) на Гавайях нет, он характерен для другого типа вулканов, расположенных в местах взаимодействия плит земной коры.

Вокруг кратеров боковых конусов Мауна-Кеа разбросаны вулканические бомбы, похожие на каменные «мячи». Поищите шары, которые разбиты молотками, в их сердцевине иногда попадаются блестящие прозрачные кристаллы зеленовато-желтого минерала — оливина (olivine — магниево-железный силикат). Оливин красивый, но очень хрупкий минерал, его концентрация больше в старых вулканах. Если волны размывают кратер такого вулкана, то оливин превращается в зелёный песок, о котором будет написано в следующем разделе. Перидот (Peridot) — более ценная разновидность оливина, его крупные кристаллы используют ювелиры. Он встречается гораздо реже, так как его кристаллизация происходит при очень высокой температуре 1890°С. Таким образом, геологи по застывшему лавовому потоку легко определяют характер извержения его мощность, возраст и различные характеристики лавы.

Вулканические газы состоят в основном из водяного пара (H₂O), углекислого газа (CO₂), азота (N₂), оксида серы (SO₂), сероводорода (H₂S), водорода (H₂), хлорной кислоты (HCl) и других газов. Туристов предупреждают о опасности вулканических газов, их запах похож на зажигающиеся спички с примесью тухлых яиц. Даже если стараться не дышать он вызывает кашель, першение в горле и раздражает глаза. Дым вулкана, смешиваясь с парами воды, образует смог, который называется вог (Vog). По своей сути такой дым это мельчайшие капли кислот, они вызывают кислые дожди, которые угнетают растения и растворяют зубы. Текущее извержение Пуу Оо и Купайанаха выделяет более 1800 тонн оксида серы (SO₂) ежедневно, что сопоставимо с несколькими грязными угольными электростанциями. От кислых дождей особенно страдают соседние пустыня Кау и городок Пахала. Иногда вог доходит до Коны, и его след виден даже из космоса (http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=38709).