Из-за чего происходят извержения вулканов? — Стивен Андерсон

Посмотреть урок полностью: https://ed.ted.com/lessons/what-makes-volcanoes-erupt-steven-anderson

В феврале 1942 года мексиканский фермер по имени Дионисио Пулидо услышал на своём кукурузном поле громыхание. Однако звук доносился не с неба. Он вырывался из огромного разлома, откуда шёл столбом дым и вылетали крупные камни. Этот излом впоследствии назовут вулканом Парикутин. Но как возникают вулканы, подобные этому, и чем вызваны их непредсказуемые извержения? Эти вопросы исследует Стивен Андерсон.

Урок — Стивен Андерсон, мультипликация — Cabong Studios.

В феврале 1942 года мексиканский фермер
по имени Дионисио Пулидо

услышал на своём
кукурузном поле громыхание.

Звук, однако, доносился не с неба.

Он вырывался из огромного разлома,

откуда шёл столбом дым
и вылетали крупные камни.

Этот излом впоследствии
назовут вулканом Парикутин,

и в течение последующих девяти лет

его лава и пепел покроют собой
площадь в 200 квадратных километров.

Но как возник этот новый вулкан

и что именно стало причиной
его непредсказуемого извержения?

История любого вулкана начинается с магмы.

Зачастую эта расплавленная твёрдая порода
образуется в местах, где вода из океана

просачивается в мантию Земли

и понижает температуру
плавления в этом слое.

Образующаяся в результате магма
остаётся под поверхностью Земли

благодаря тонкому равновесию
трёх геологических факторов.

Первый — литостатическое давление.

Это масса земной коры,
давящей сверху на магму.

В противоположном направлении давит
второй фактор — магмастатическое давление.

Противостояние этих двух сил
влияет на третий фактор —

прочность горных пород земной коры.

Обычно горные породы достаточно
монолитны и тяжелы,

для того чтобы держать магму под землёй.

Однако когда равновесие нарушается,
последствия могут быть разрушительными.

Одной из наиболее частых причин
извержения вулканов

является повышение
магмастатического давления.

В магме содержатся
различные вещества и соединения,

многие из которых
растворены в расплавленной породе.

При достаточно высоких концентрациях
такие компоненты, как вода или сера,

перестают растворяться и образуют
пузыри газа под высоким давлением.

Достигнув поверхности,

эти пузыри стремительно вырываются наружу.

А когда разом взрываются
миллионы пузырей,

их энергии хватает на то, чтобы шлейф
пепла растянулся до стратосферы.

Но перед тем как вырваться наружу,
они ведут себя как пузыри СО2 в минералке.

От их наличия плотность магмы снижается

и растёт её выталкивающая сила
сквозь слои земной коры.

Многие геологи полагают,
что в результате именно такого процесса

и произошло извержение вулкана
Парикутин в Мексике.

Известны две естественные причины
возникновения пузырей.

Иногда из глубин земли
поступает новая магма,

в результате чего в расплавленный состав
примешиваются соединения газов.

Но пузыри также начинают
формироваться и при остывании магмы.

В текучем состоянии магма — это смесь
растворённых газов и расплавленных пород.

По мере застывания минералов
некоторые из них образуют кристаллы.

Данный процесс не затрагивает
содержащихся в магме газов,

в результате чего возникает высокая
концентрация соединений,

в которых образуются
имеющие взрывную силу пузыри.

Но не все извержения происходят
из-за роста магмастатического давления,

иногда риск создаётся уменьшением массы
твёрдых пород над слоями магмы.

Из-за оползней происходит
сход огромных массивов пород,

создающих литостатическое давление
на магматическую камеру,

что может спровоцировать
извержение вулкана.

Данный процесс
получил название «разгрузка»,

и из-за него произошло
несколько извержений,

в частности катастрофическое извержение
Сент-Хеленс в 1980 году.

Однако «разгрузка» может происходить
и в течение длительного периода времени

в связи с эрозией и таянием ледников.

Многие геологи всерьёз обеспокоены,
что вызванные изменениями климата

таяния ледников могут спровоцировать
рост вулканической активности.

Также извержения случаются, когда слои
твёрдых пород теряют свою прочность

и более не в состоянии удерживать магму.

В результате процесса, названного
гидротермальным метаморфизмом,

жар и едкие газы, выделяющиеся из магмы,
приводят к коррозии пород

и постепенному превращению
твёрдых камней в мягкую глину.

Уровень твёрдых пород может ослабевать
под действием тектонической активности.

Из-за землетрясений возникают изломы,
и через них магма выходит на поверхность,

а земная кора становится тоньше

по мере взаимного отдаления
друг от друга континентальных плит.

К сожалению, даже вооружившись
знаниями о причинах извержений,

мы не можем легко их предсказывать.

И хотя учёные могут примерно определять
прочность и вес земной коры,

из-за глубины залегания
и температур магматических камер

измерение магмастатического давления
представляет большие сложности.

Но вулканологи постоянно
изобретают новые технологии,

позволяющие им вторгаться в недра земли.

Прогресс, достигнутый в тепловидении,
позволил учёным

обнаруживать подземные
магматические очаги.

При помощи спектрометров можно
изучать газовый состав магмы,

а лазеры могут отслеживать влияние
потоков магмы на форму вулкана.

Будем надеяться, что все эти инструменты
помогут нам понять,

как именно работают огненные жерла

и как происходят бурные извержения.