Географическое распределение вулканов.

Морфология вулканических аппаратов.

Вулканические аппараты, возникающие в местах извержений, могут иметь различную форму и строение, что определяется механизмом извержений и условиями, в которых они происходят.

1. Вулканы трещинного типа формируются, как правило, в зонах растяжения земной коры. В результате растяжения возникают протяжённые трещины, по которым непосредственно с большой глубины поступает сильно разогретая лава, обычно спокойно растекающаяся по сторонам.

2. Вулканы центрального типа характеризуются наличием субцилиндрического канала, по которому продукты извержения выносятся на поверхность. Они подразделяются, в свою очередь, на два типа: щитовые вулканы и стратовулканы.

3. Щитовые вулканы – более редкий тип. Они возникают, если изливающаяся через канал лава всегда имеет очень низкую вязкость и спокойно растекается по обширной площади. В результате формируется широкая и изометричная в плане вулканическая постройка. Стратовулканы («слоистые вулканы») формируются в результате чередования эффузивных и эксплозивных извержений. Продукты этих извержений накапливаются большей частью вблизи жерла – выхода вулканического канала на поверхность. В результате наслоения друг на друга многочисленных лавовых потоков и слоёв, сложенных продуктами эксплозивных извержений, вокруг жерла вырастает вулканическая гора конусовидной формы с воронкообразным углублением на вершине – кратером вулкана.

Вулканы на Земле распределяются неравномерно. Одни области совершенно лишены вулканов, другие ими насыщены. Больше всего вулканов сосредоточено на побережьях и океанических островах, что породило распространённую в XIX в. ложную теорию, что причиной вулканической деятельности является проникновение морской воды в недра Земли по трещинам. В настоящее время установлено, что распределение областей активного вулканизма подчиняется тектоническим закономерностям. Подавляющее большинство вулканов приурочено к местам, где происходит взаимодействие литосферных плит. А так как эти области представляют собой узкие и протяжённые зоны, то и распределение вулканов на нашей планете носит поясной характер. Крупнейшей из этих зон является так называемое Тихоокеанское «огненное кольцо», окаймляющее крупнейший океан нашей планеты вдоль его границ с окружающими континентами (Австралией, Азией, Северной и Южной Америками и Антарктидой). Вторая – Средиземноморско-Азиатская – зона протягивается от бассейна Средиземного моря через южную Азию к Индонезийскому архипелагу. В настоящее время активны лишь западная и восточная части этого пояса, но есть немало свидетельств, что в недавнем геологическом прошлом активные вулканические процессы протекали и в других частях этого пояса (например, на Кавказе). Наконец, зоной постоянно высокой вулканической активности являются осевые части срединно-океанических хребтов всех океанов мира. Здесь извержения носят в основном подводный характер (одним из редчайших исключений является остров Исландия в Атлантическом океане).

Кристаллизация магм в плутоническом процессе.

Как мы уже отметили, магматические расплавы могут не достигать земной поверхности и застывать на глубине. В этом случае температура расплава снижается очень постепенно, и процесс кристаллизации растягивается на длительное время. Первым следствием этого является полнокристаллический характер структур плутонических горных пород. Другое важное следствие – то, что кристаллизация различных компонентов идёт не одновременно, а в определённой последовательности. Это связано с тем, что для разных компонентов магматического расплава характерны различные температуры кристаллизации. В любой смеси можно выделить наиболее легкоплавкую составляющую, которая при нагревании первой переходит в жидкое состояние, а при охлаждении кристаллизуется последней. Эта составляющая называется эвтектикой. При постепенном охлаждении магмы вначале кристаллизуются компоненты, являющиеся избыточными по отношению к эвтектическому составу. Эвтектическая составляющая наиболее распространённых магм силикатного состава состоит, главным образом, из SiO₂, Al₂O₃, K₂O и Na₂O. Из ведущих химических компонентов силикатных магм избыточными оказываются железо, магний, кальций. Поэтому первыми в плутоническом процессе кристаллизуются минералы, содержащие именно эти химические элементы, а именно темноцветные минералы (в последовательности: оливин – пироксены – роговая обманка – биотит) и плагиоклазы (вначале – содержащие больше кальция, т.е. более основные). На поздних стадиях кристаллизации образуются лишь светлоокрашенные минералы: калиевые полевые шпаты, мусковит, кварц или фельдшпатоиды.

В целом расплавы, в которых содержание эвтектической составляющей более высоко, кристаллизуются при более низких температурах. Кислые магмы, состав которых наиболее близок к эвтектическому, полностью кристаллизуются при температурах порядка 700-800ºС, средние – 900-1000°С, основные – 1100-1400°С, ультраосновные – до 1600°С. Последние из-за столь высокой температуры кристаллизации крайне редко достигают земной поверхности, и потому ультраосновные вулканические породы пользуются крайне незначительным распространением. При этом большая часть обнаруженных геологами вулканических пород ультраосновного состава сформирована на самых ранних этапах развития Земли, когда её литосфера, по-видимому, была более тонкой, и путь мантийных расплавов к поверхности – более коротким.