Vulkani eruptiraju na različite načine. Iz jednih teku rijeke tečne bazaltne lave, druge izbacuju oblake vrelog vulkanskog pepela i krhotine plovućca, treće ispaljuju vulkanske bombe - smrznute komade lave i tefre (okamenjeni pepeo), a treće eksplodiraju tako da komadi stijena lete na desetine kilometara dalje. . A ima onih koji sve to rade odjednom, oni su najopasniji.

Zima od... hiljadu godina
Naučnici već dugo proučavaju vulkansku aktivnost zemljine kore. Čak su smislili i kriterijum po kojem bi klasifikovali jačinu vulkanskih erupcija - indeks vulkanske eksplozivnosti (VEI). Poznato je, na primjer, da se snažna erupcija dogodila prije otprilike 600 hiljada godina. Supervulkan Yellowstone na zapadnoj obali Sjeverne Amerike izbacio je više od 2,5 hiljade kubnih kilometara pepela u atmosferu. Nakon erupcije ostao je krater-kaldera dimenzija 55 puta 72 kilometra. Sasvim je moguće da je ova erupcija toliko utjecala na DNK Pithecanthropusa da je nastala mutacija - neandertalci, koji su postali preci ljudi. A prije oko 70 hiljada godina dogodila se najrazornija erupcija koja je danas poznata nauci - vulkan Toba na ostrvu Sumatra je "progovorio". Kao rezultat kataklizme, došlo je do monstruoznog ispuštanja sumpora u atmosferu, otrovni oblaci su obavili planetu, a na Zemlji je hiljadu godina vladala prava zima. Prvu deceniju padale su otrovne sumporne kiše koje su ubijale sva živa bića. Oblaci su prekrivali Zemlju od Sunca, a klima na planeti je postala naglo hladnija. Ovu katastrofu preživjelo je malo predstavnika flore i faune, a broj naših predaka sveo se na svega nekoliko hiljada ljudi.

Nedavno (po standardima naučnika) - prije samo 27 hiljada godina - došlo je do velike erupcije vulkana Taupo (Oruanui) na Novom Zelandu. Iz njegovog otvora u atmosferu je izbačeno više od hiljadu kubnih kilometara pepela i tefre, a sam otvor se toliko proširio da je kasnije na ovom mestu nastalo ogromno jezero dugo 44 kilometra i duboko skoro 200 metara. Prema skali vulkanske erupcije (VEI), ovaj prirodni događaj dobiva najvišu ocjenu - 8 bodova. Sjeverno ostrvo, koje pokriva polovinu teritorije Novog Zelanda, prekriveno je slojem tefre debljine 200 metara. Skoro da je išta živo ostalo ovde.

Ominous Krakatoa
Vulkani su nastavili da utiču na klimu planete i uništavaju živote naših predaka. U 6. veku, mladi vulkan Krakatoa u Indoneziji pojavio se na poprištu prirodnih poremećaja. Njegova usta, koja se sastoje od mnogih slojeva otvrdnute lave, usmjerena su strogo prema gore i sposobna su bacati pepeo i tefru u velike visine. Vulkanska erupcija 535. godine nove ere. toliko zagadio atmosferu da je došlo do globalnih klimatskih promjena, formirao se džinovski rascjep u zemljinoj kori i pojavila su se dva nova ostrva - Sumatra i Java.
Međutim, Krakatoa nije mirovao na tome i 1883. se ponovo probudio, izbacivši stub pepela u visinu od trideset kilometara i uništivši ostrvo na kojem se nalazio. Okeanska voda izlila se u vruću zemaljsku pukotinu, što je rezultiralo monstruoznom eksplozijom. Talas od trideset metara koji se diže odnio je oko tri stotine gradova i sela sa ostrva u okean, ubivši 35 hiljada ljudi. Vrući sadržaj vulkana rasuo se u radijusu od 500 kilometara. Snaga erupcije, jednaka šest poena na VEI skali, bila je hiljadama puta veća od sile eksplozije atomska bomba, spustio se na Hirošimu. Vazdušni talas je nekoliko puta obišao planetu. U Džakarti, glavnom gradu Indonezije, udaljenoj 150 kilometara, strgao je krovove sa kuća i vrata sa šarki.
Nekoliko godina, oblaci prašine i pepela kovitlali su se nad okeanom. Od same Krakatoe ostala su tri mala ostrva. Činilo se da bi se moglo stati na kraj njegovoj istoriji, ali se pokazalo da je vulkan iznenađujuće žilav. Seizmička aktivnost na ovom području nije jenjavala. Na mjestu erupcije ili su se pojavili novi otvori ili ih je odnio ocean, koji su naučnici nazvali Anak-Krakatoa (dijete Krakatoa). Prva takva "beba" pojavila se 1933. godine i dostigla visinu od 67 metara, druga - 1960. godine, a danas šesto "dijete" gleda u svoju okolinu sa visine od 813 metara. "Klinac" se osjeća odlično, a vlada zemlje počinje da brine o budućnosti stanovništva ostrva. Već je odlučeno - da ne bi bilo štete - da se smjesti ne bliže od tri kilometra od "koljevke".

Katastrofalne posljedice
Međutim, ne samo južne zemlje mogu se pohvaliti vulkanima koji su ispisali istoriju čovječanstva. Island je također doprinio oblikovanju klime na Zemlji. I sve zahvaljujući Luckyju. Ovaj takozvani štitni vulkan, čije su padine stvorene tokovima smrznute lave naslagane jedna na drugu, sastoji se od više od stotinu kratera. Njihovi otvori, koji dosežu visinu od 800 metara, protežu se 25 kilometara u obliku grebena koji prelazi preko Nacionalnog parka Skaftafell na južnom dijelu ostrva. U središtu grebena nalazi se vulkan Grimsvotn. Laki i Grímsvötn su tokom erupcija 1783-1784 izlile nevjerovatne količine lave tokom osam mjeseci, formirajući vatrenu rijeku dugu 130 kilometara. Erupciju su pratile emisije otrovnih plinova, koji su usmrtili polovicu stoke na otoku. Pepeo je prekrio pašnjake, a lava je otopila glečere, preplavivši ostrvo vodom. Od posljedica poplava i gladi koja je uslijedila, svaki peti stanovnik Islanda je umro. Oblaci pepela rasuli su se po sjevernoj hemisferi, uzrokujući zahlađenje koje je dovelo do propadanja usjeva i gladi u Evropi.
Još ozbiljnije posljedice imala je erupcija planine Tambora na ostrvu Sumbawa (Malajski arhipelag) 1815. godine. Vulkan se nalazi u takozvanoj zoni subdukcije, kada je rub zemljine kore potopljen u kipući omotač. Tokom perioda seizmičke aktivnosti, lava se uzdiže ovom ivicom, poput kašike, i pod ogromnim pritiskom se gura na površinu zemlje. Ako na ovom mjestu postoji barem jedan prirodni prolaz, kroz njega lava izbija na površinu. Tamborina erupcija magnitude 7 bila je jedna od najrazornijih u ljudskoj istoriji. Od toga je umrlo više od sedamdeset hiljada ljudi. Stanovnici ostrva su gotovo potpuno izumrli od gladi i bolesti koje su pratile erupciju, odnevši sa sobom u grob jedinstveni tamborski jezik. Na planetu je nastupila vulkanska zima, koja je dovela do katastrofalnog propadanja usjeva u Evropi 1816. godine, gladi i masovnog iseljavanja stanovništva u Ameriku.

Kamčatka koja diše vatru
Iako Rusija nije južna zemlja, i mi imamo čime da se pohvalimo. Čuveni vulkan Bezymyanny nalazi se u istočnom dijelu poluostrva Kamčatka. Na Kamčatki ih ima oko hiljadu, i različitih oblika i biti u različitim fazama aktivnosti – od „spavanja“ do aktivnog. Na primjer, Klyuchevskaya Sopka, visoka 4750 metara, najviši je aktivni vulkan u Evroaziji. Početkom prošlog stoljeća visina Bezymyannya bila je 3075 metara. Ali kao rezultat erupcije 1956. godine, njegov vrh je skraćen za skoro dvije stotine metara. Čudno je da tokom erupcije, uprkos njenoj zastrašujućoj snazi, niko nije povređen. Prvo su vulkan šest mjeseci potresali grčevi, praćeni manjim ispuštanjem pepela i prskanjem lave, a onda je 30. marta jednostavno eksplodirao, bacivši oblake tefre zagrijane na 300 stepeni na visinu od 35 kilometara. A iz gigantske rupe koja zjapi na istočnoj padini, izlivali su se ogromni tokovi vatrene lave. Vrući pepeo je otopio snijeg - a tokovi blata jurnuli su duž korita rijeka, brišući sve što im se nađe na putu, u kojima su se ogromne gromade pomiješale sa stablima počupanih stabala. Oblaci pepela prekrili su selo Ključi, koje se nalazi u blizini Bezymyannya, a njegovi stanovnici koji su se vraćali s posla bili su primorani da traže svoje domove gotovo dodirom. Raširenih ruku i sudarajući se jedno o drugo, lutali su od zgrade do zgrade, pokušavajući da barem nešto vide u mrklom mraku. No, stanovnici Velike Britanije uskoro bi mogli da se dive neobično lijepim zalascima sunca uzrokovanim zagađenjem zraka kao rezultatom emisija iz Bezimenog.

Bilten Dalekoistočnog ogranka Ruske akademije nauka. 2007. br. 2

Y. D. MURAVIEV

Vulkanske erupcije i klima

Utjecaj vulkanske aktivnosti na klimu proučavan je više od 200 godina. I tek u posljednjih četvrt stoljeća, kada su metode daljinskog istraživanja atmosfere uvedene u naučnu praksu i savladano bušenje jezgra polarnih glečera, zacrtani su pristupi rješavanju problema. Pregledom se ispituju rezultati rada u ovom pravcu. Pokazano je da, uprkos očiglednom napretku, mnoga pitanja međusobnog uticaja vulkanizma i klime ostaju neriješena, a posebno suptilni procesi transformacije vulkanskih aerosola tokom transporta u atmosferi.

Vulkanske erupcije i klima. Y.D.MURAVYEV (Institut za vulkanologiju i seizmologiju, FEB RAS, Petropavlovsk-Kamchatsky).

Problem uticaja vulkanske aktivnosti na klimatske promene proučavan je već više od 200 godina. I tek u posljednjoj četvrtini prošlog stoljeća, kada su u istraživačku praksu uvedene metode daljinskog sondiranja atmosfere, kao i savladano bušenje jezgra leda polarnih glečera, pronađeni su neki pristupi njegovom rješavanju. Ovaj pregled razmatra rezultate radova u ovoj oblasti. Pokazalo se da, uprkos očiglednom napretku, mnoga pitanja vulkansko-klimatske interakcije ostaju neriješena, a posebno suptilni procesi transformacije vulkanskih aerosola kada se nose u atmosferi.

Teško je pronaći grandiozniji i opasniji fenomen u prirodi naše planete od modernog vulkanizma. Osim direktne prijetnje ljudima, vulkanska aktivnost može imati manje očigledan, ali u isto vrijeme veliki utjecaj na okruženje. Proizvodi snažnih vulkanskih erupcija, ulazeći u stratosferu, ostaju tamo godinu dana ili više, mijenjajući se hemijski sastav vazduha i utiče na pozadinsko zračenje Zemlje. Takve erupcije imaju veliki utjecaj ne samo na susjedne regije: one također mogu uzrokovati globalni učinak koji traje mnogo duže od samog događaja ako je atmosfera zasićena velikim količinama čestica pepela i isparljivih spojeva.

Slojevi pepela iz velikih praistorijskih erupcija predstavljaju hronološke stratigrafske horizonte za čitave regije i mogu se koristiti u modelima za rekonstrukciju pravaca paleovjetra tokom eruptivne aktivnosti. Slojevi tefre (rastresiti klastični materijal koji se transportuje od kratera do mesta taloženja vazduhom) su osnova za direktnu korelaciju pepela sa kopna i okeana, i veoma su efikasni u datiranju ledenih jezgara i drugih sedimenata u kojima su ti slojevi prisutni. Vulkanske erupcije (zbog njihovog utjecaja na atmosferu) mogu objasniti neke jedinstvene kratkotrajne klimatske pojave, koje također treba razmotriti u kontekstu očekivanog globalnog zagrijavanja (kao prirodni mehanizam koji može promijeniti dugoročne klimatske trendove u periodima od nekoliko godine ili više).

Vulkanizam je prirodni fenomen na planetarnom nivou, ali vulkani jesu zemljine površine su neravnomjerno raspoređeni, tako da uloga erupcija različitih vulkana u moduliranju određenih klimatskih fluktuacija može varirati.

MURAVYEV Yaroslav Dmitrievich - kandidat geografske nauke(Institut za vulkanologiju i seizmologiju, Dalekoistočni ogranak Ruske akademije nauka, Petropavlovsk-Kamčatski).

Karakteristike distribucije vulkana

Koliko god paradoksalno izgledalo, tačan broj aktivnih vulkana na Zemlji još uvijek nije poznat. To je zbog činjenice da periodi mirovanja pojedinih vulkana, na primjer Akademije nauka (vulkanski centar Karymsky) na Kamčatki, mogu doseći nekoliko milenijuma. Osim toga, na dnu mora i okeana planete postoji veliki broj vulkanskih struktura. Prema različitim istraživačima, globus postoji od 650 do 1200 aktivnih vulkana, koji su u različitom stepenu aktivnosti ili neaktivni. Većina se nalazi blizu granica ploča, bilo duž divergentnih (Island, afrički sistem rascjepa, itd.) ili konvergentnih (na primjer, otočni lukovi i kontinentalni vulkanski lukovi u regiji Pacifika) margina. Geografski položaj takvih margina ukazuje na to da su aktivni vulkani raspoređeni neravnomjerno, s pretežnom koncentracijom u niskim geografskim širinama (od 20° S do 10° J - to su ostrva Zapadne Indije, Centralna Amerika, sjeverna južna amerika, istočna Afrika), kao i u srednjim i visokim sjevernim geografskim širinama (30-70° N: ​​Japan, Kamčatka, Kurilska i Aleutska ostrva, Island)).

Svaki vulkan može u velikoj mjeri utjecati na prirodni krajolik koji ga okružuje kao rezultat izlijevanja lave i piroklastičnih tokova, lahara i emisija tefre. Međutim, postoje samo tri vrste erupcija koje mogu izazvati značajan globalni efekat.

1. Erupcije vulkanskog tipa u vulkanskim ostrvskim lukovima. Velike erupcije ovog tipa proizvode ogromne otvore koji prenose piroklastične čestice i plinove u stratosferu, gdje se mogu kretati horizontalno u bilo kojem smjeru. Takvi vulkani obično emituju lave sastava andezita i dacita, a mogu emitovati i velike količine tefre. Povijesni i praistorijski primjeri uključuju Tambora (1815), Krakatoa (1883), Agung (1963) na Zapadnoindijskim otocima; Katmai (1912), St. Helens (1480, 1980), Mazama (5000 BP) i Ice Peak (11250 BP) u sjeverna amerika; Bezymyanny (1956) (slika 1) i Shiveluch (1964) na Kamčatki i drugi, gdje se tefra širila u obliku perja hiljadama kilometara u pravcu vjetrova.

Rice. 1. Kulminacija paroksizmalne erupcije vulkana. Neimenovani 30. mart 1956., tip "usmjerene eksplozije". Eruptivni stub je dostigao visinu od 35 km! Fotografija IV.Erova

2. Erupcije sa formiranjem kaldera u kontinentalnim „vrućim tačkama“. Velike erupcije koje stvaraju kaldere, često povezane sa kontinentalnim "vrućim tačkama" povezanim sa plaštem, ostavile su neke tragove u geološkim zapisima kvartarnog perioda. Na primjer, glavni događaji bili su erupcija Sia]e tefre u kalderi Toledo (prije 1370 hiljada godina) i Tsankawi tefre u kalderi Wells prije oko 1090 hiljada godina. (oba su se dogodila na teritoriji modernog Novog Meksika u SAD), kao i Bishop u kalderi Lang Valley u Kaliforniji prije oko 700 hiljada godina. . Slojevi tefre koji su nastali kao rezultat erupcija karakterizira subkontinentalna distribucija; prema proračunima, pokrivali su površinu do 2,76 miliona km2.

3. Najveće erupcije fisura. Erupcije pukotina obično nisu eksplozivne, jer uključuju bazaltne magme, koje imaju relativno nizak viskozitet. Rezultat su velike bazaltne ploče slične onima koje se nalaze na visoravni Deccan (Indija) i visoravni Kolumbija (sjeverozapadna obala Pacifika Sjedinjenih Država), kao i na Islandu ili Sibiru. Takve erupcije mogu osloboditi ogromne količine isparljivih tvari u atmosferu, mijenjajući prirodni krajolik.

Klimatski efekti vulkanske aktivnosti

Najuočljiviji klimatski efekti erupcija utiču na promjene površinske temperature zraka i formiranje meteorskih padavina, koje najpotpunije karakteriziraju procese formiranja klime.

Temperaturni efekat. Vulkanski pepeo ispušten u atmosferu tokom eksplozivnih erupcija reflektuje sunčevo zračenje, snižavajući temperaturu vazduha na površini Zemlje. Dok se postojanost fine prašine u atmosferi od erupcije tipa Vulcan obično mjeri sedmicama i mjesecima, isparljive tvari kao što je CO2 mogu ostati u gornjim slojevima atmosfere nekoliko godina. Male čestice silikatne prašine i aerosola sumpora, koncentrirajući se u stratosferi, povećavaju optičku debljinu aerosolnog sloja, što dovodi do smanjenja temperature na površini Zemlje.

Kao rezultat erupcija vulkana Agung (ostrvo Bali, 1963.) i St. Helens (SAD, 1980.), uočeno maksimalno smanjenje temperature Zemljine površine na sjevernoj hemisferi bilo je manje od 0,1 °C. Međutim, za veće erupcije, kao što je vulkan. Tambora (Indonezija, 1815), pad temperature od 0,5°C ili više je sasvim moguć (vidi tabelu).

Utjecaj vulkanskih stratosferskih aerosola na klimu

Vulkan Geografska širina Datum Stratosferski aerosol, Mt Pad temperature na sjevernoj hemisferi, °C

Eksplozivne erupcije

Bezimeni 56o N 1956 0.2<0,05

St. Helens 46o N 1980 0.3<0,1

Agung 8o S 1963 10<0,05

El Chichon 17o N 1982 20<0,4

Krakatoa 6o S 1883 50 0.3

Tambora 8o S 1815 200 0,5

Toba 3o N prije 75.000 godina 1000? Veliki?

Efuzijske erupcije fisura

Lucky 64o N 1783-1784 ~100? 1.0?

Ruža 47o N prije 4 miliona godina 6000? Veliki

Rice. 2. Vremenske serije kiselosti za jezgro Krita iz leda centralnog Grenlanda, koje pokrivaju period 533-1972. Identifikacija erupcija koje će najvjerovatnije odgovarati glavnim vrhovima kiselosti na osnovu istorijskih zapisa

Eksplozivne erupcije mogu utjecati na klimu najmanje nekoliko godina, a neke od njih mogu uzrokovati mnogo dugotrajnije promjene. Iz ove perspektive, velike erupcije pukotina također mogu imati značajan učinak, jer ovi događaji oslobađaju ogromne količine hlapljivih tvari u atmosferu tokom perioda od decenija ili više. Shodno tome, neki vrhovi kiselosti u ledenim jezgrama Grenlanda su uporedivi u vremenu sa erupcijama pukotina na Islandu (slika 2).

Tokom najvećih erupcija, slično onome što je uočeno na vulkanu. Tambora, količina sunčeve radijacije koja prolazi kroz stratosferu smanjuje se za oko četvrtinu (slika 3). Divovske erupcije, poput one koja je stvorila sloj tefre (vulkan Toba, Indonezija, prije oko 75 hiljada godina), mogle bi smanjiti prodiranje sunčeve svjetlosti na manje od stotog dijela njene normalne vrijednosti, što ometa fotosintezu. Erupcija je jedna od najvećih u pleistocenu, a čini se da je fina prašina ispuštena u stratosferu rezultirala gotovo univerzalnom tamom na velikom području sedmicama i mjesecima. Zatim je za oko 9-14 dana eruptiralo oko 1000 km3 magme, a područje distribucije sloja pepela premašilo je najmanje 5106 km2.

Drugi razlog za moguće hlađenje je zbog efekta zaštite aerosola H2O4 u stratosferi. Slijedom toga, prihvatamo da u modernoj eri, kao rezultat vulkanske i fumarolne aktivnosti, godišnje u atmosferu uđe oko 14 miliona tona sumpora, sa njegovom ukupnom prirodnom emisijom od približno 14^28 miliona tona. Gornja procjena ukupne godišnje emisija sumpora u atmosferu, pod uslovom da se svi njegovi oksidi u H2S04 (ako ovu vrijednost smatramo konstantnom u posmatranom vremenskom intervalu) približavaju minimalnoj procjeni direktnog ulaska aerosola u obliku sumporne kiseline u stratosferu zbog erupcija vulkana. Toba. Većina sumpornih oksida odmah ulazi u okean, formirajući sulfate, a određeni dio plinova koji sadrže sumpor uklanja se suhom apsorpcijom ili se ispire iz troposfere taloženjem. Stoga je očigledno da je erupcija vulkana. Toba je dovela do višestrukog povećanja količine dugovječnih aerosola u stratosferi. Očigledno, efekat hlađenja se najjasnije očitovao na niskim geografskim širinama, posebno u susjednim

Dim >ad536_sun

Oblačan dan "^Tobi flow)

Nema slikeMyitthesis TobaV (visoka) >Roza

t-"ut) mjesečina 4

Rice. 3. Procjene količine sunčevog zračenja koje prodire kroz stratosferski aerosol i/ili veo fine prašine, ovisno o njihovoj masi. Tačke označavaju velike istorijske i praistorijske erupcije

regioni - Indija, Malezija. Na globalni značaj ovog fenomena ukazuje i „kiseli“ trag vulkana. Toba, snimljen na dubinama od 1033 i 1035 m u jezgru bunara 3C i 4C na stanici Vostok na Antarktiku.

Dokazi o vulkanskoj modulaciji klime tokom decenija takođe su dobijeni iz proučavanja prstenova drveća i promena u zapremini planinskih glečera. Rad pokazuje da su hladnoće u zapadnim Sjedinjenim Državama, kako je utvrđeno dendrohronologijom drveća, usko konzistentne sa zabilježenim erupcijama i vjerovatno će biti povezane sa omotačima vulkanskih aerosola u stratosferi na jednoj ili dvije skale hemisfere. L. Scuderi je primijetio da postoji bliska veza između različite debljine prstenova na gornjoj granici rasta šuma osjetljivih na promjene temperature, profila kiselosti grenlandskog leda i napredovanja planinskih glečera u Sijera Nevadi (Kalifornija). ). Tokom godine nakon erupcije primijećen je oštar pad rasta drveća (što je rezultiralo formiranjem aerosolnog pokrivača), a smanjenje rasta prstenova dogodilo se unutar 13 godina nakon erupcije.

Najviše obećavajući izvori informacija o prošlim vulkanskim aerosolima su još uvijek kiselost ledenog jezgra i sulfatna (kiselina) serija - zbog činjenice da sadrže materijalne dokaze atmosferskog opterećenja kemijskim nečistoćama. Pošto se led može datirati na osnovu njegove godišnje akumulacije, moguće je direktno povezati vrhove kiselosti u gornjim slojevima leda sa istorijskim erupcijama iz poznatog perioda. Koristeći ovaj pristup, rani vrhovi kiselosti nepoznatog porijekla su također u korelaciji sa određenim godinama starosti. Očigledno, tako snažne erupcije u holocenu kao što su nepoznati događaji koji su se dogodili 536-537. i oko 50. godine prije nove ere, ili Tambora 1815. godine, rezultiralo je jasnim smanjenjem sunčevog zračenja i hlađenjem površine planete za jednu do dvije godine, što je potkrijepljeno istorijskim dokazima. Istovremeno, analiza podataka o temperaturi sugerira da je zagrijavanje u holocenu općenito, a posebno u 1920-1930-im godinama, uzrokovano smanjenjem vulkanske aktivnosti.

Poznato je da je jedna od najefikasnijih metoda za proučavanje prošlih vulkanskih aktivnosti proučavanje kiselosti i inkluzija aerosola u ledenim jezgrama polarnih glečera. Slojevi pepela u njima se efikasno koriste kao privremene referentne tačke u poređenju sa rezultatima paleobotaničkih i geoloških studija. Poređenje debljine vulkanskog pepela na različitim geografskim širinama pomaže da se razjasne cirkulacijski procesi u prošlosti. Imajte na umu da je zaštitna uloga aerosola u stratosferi mnogo jača u hemisferi gdje je došlo do ubrizgavanja vulkanskih čestica u stratosferu.

Prilikom razmatranja mogućeg uticaja erupcija na klimu, prvenstveno vulkana niskih geografskih širina, ili ljetnih erupcija na umjerenim ili visokim geografskim širinama, potrebno je uzeti u obzir vrstu vulkanskog materijala. U suprotnom, to može dovesti do višestrukog precjenjivanja termičkog efekta. Tako je tokom eksplozivnih erupcija sa dacitnim tipom magme (npr. vulkan St. Helens) specifičan doprinos formiranju aerosola H2O4 bio skoro 6 puta manji nego tokom erupcije Krakatau, kada je bilo oko 10 km3 andezitske magme. izbačeno i približno 50 miliona t aerosola N2B04. Po efektu zagađenja vazduha, to odgovara eksploziji bombi ukupne snage 500 Mt i, prema mišljenju , trebalo bi da ima značajne posledice po regionalnu klimu.

Bazaltne vulkanske erupcije proizvode još veće količine izdisaja koji sadrže sumpor. Tako je bazaltna erupcija Laki na Islandu (1783.), sa zapreminom eruptirane lave od 12 km3, dovela do proizvodnje približno 100 miliona tona aerosola H2O4, što je skoro dvostruko više od specifične proizvodnje eksplozivne erupcije Krakatoa.

Erupcija Lakija je, očigledno, donekle izazvala zahlađenje krajem 18. veka. na Islandu i u Evropi. Sudeći po profilima kiselosti ledenih jezgara na Grenlandu, koji odražavaju vulkansku aktivnost, može se primijetiti da je vulkanska aktivnost na sjevernoj hemisferi tokom Malog ledenog doba u korelaciji sa općim hlađenjem.

Uloga vulkanske aktivnosti u formiranju padavina. Uvriježeno mišljenje: u stvaranju atmosferskih padavina primarni proces u prirodnim uvjetima na bilo kojoj temperaturi je kondenzacija vodene pare, a tek tada se pojavljuju čestice leda. Kasnije se pokazalo da čak i pri ponovljenom zasićenju kristali leda u potpuno čistom, vlažnom zraku uvijek nastaju kao rezultat homogenog izgleda kapljica praćenog smrzavanjem, a ne direktno iz pare.

Eksperimentalno je utvrđeno da je brzina nukleacije kristala leda u prehlađenim kapima vode u homogenim uslovima funkcija zapremine prehlađene tečnosti, a što je zapremina manja, to je ona manja: kapi prečnika nekoliko milimetara (kiša ) se hlade na temperaturu od -34 +- -35°C prije smrzavanja, a sa prečnikom od nekoliko mikrona (mutno) - do -40°C. Tipično, temperatura formiranja čestica leda u atmosferskim oblacima je mnogo viša, što se objašnjava heterogenošću procesa kondenzacije i stvaranja kristala u atmosferi zbog sudjelovanja aerosola.

Prilikom formiranja ledenih kristala i njihovog nakupljanja, samo mali dio čestica aerosola služi kao jezgra koja stvara led, što često dovodi do prehlađenja oblaka do -20°C i niže. Čestice aerosola mogu pokrenuti stvaranje ledene faze bilo iz prehlađene tečne vode zamrzavanjem kapljica iznutra ili sublimacijom. Studija sublimiranih snježnih kristala prikupljenih na sjevernoj hemisferi pokazala je da je u približno 95% slučajeva u njihovom središnjem dijelu pronađeno jedno čvrsto jezgro (uglavnom veličine 0,4-1 mikrona, koje se sastoji od čestica gline). Istovremeno, čestice gline i vulkanski pepeo su najefikasniji u stvaranju ledenih kristala, dok morske soli prevladavaju u kapljicama oblaka. Takva razlika može biti važna za objašnjenje viših stopa akumulacije snijega na visokim geografskim širinama sjeverne hemisfere (u poređenju sa južnom hemisferom), kao i veće efikasnosti ciklonalnog transporta atmosferske vlage iznad Grenlanda nego nad Antarktikom.

Budući da je najznačajnija promjena količine aerosola u atmosferi određena vulkanskom aktivnošću, nakon erupcije i brzog ispiranja troposferskih vulkanskih nečistoća, mogu se očekivati ​​produžene padavine iz nižih slojeva stratosfere s relativno niskim omjerom izotopa kisika i deuterijuma i niskim sadržajem "primarnog" ugljika. Ako je ova pretpostavka tačna, onda su neke “hladne” oscilacije na krivulji paleotemperature razumljive, na osnovu eksperimentalnih studija polarnih ledenih jezgara, koje se vremenski poklapaju sa smanjenjem koncentracije “atmosferskog” CO2. Ovo djelomično „objašnjava“ zahlađenje u mlađem Drijasu, koje se najjasnije manifestiralo u sjevernoatlantskom basenu prije otprilike 11-10 hiljada godina. . Početak ovog hlađenja mogao je biti iniciran naglim porastom vulkanske aktivnosti u periodu prije 14-10,5 hiljada godina, što se odrazilo na višestruko povećanje koncentracije vulkanogenog hlora i sulfata u grenlandskim ledenim jezgrama.

U područjima koja su susjedna sjevernom Atlantiku, ovo hlađenje može biti povezano s velikim erupcijama ledenog vrha (prije 11,2 hiljade godina) i vulkana Eifel u Alpima (prije 12-10 hiljada godina). Ekstremno hlađenje se dobro slaže sa erupcijom vulkana. Vedda prije 10,6 hiljada godina, čiji se sloj pepela može pratiti u sjeveroistočnom Atlantiku. Direktno za period prije 12-10 hiljada godina. postoji i maksimum nitrata čije se smanjenje koncentracije poklapa s početkom zatopljenja nakon ekstremnog

hlađenje (prije 10,4 hiljade godina). Na južnoj hemisferi, kao što je poznato, mlađi Drijas nije obilježen smanjenjem sadržaja CO2 u antarktičkim ledenim jezgrama i slabo je izražen na klimatskim krivuljama, što je u skladu s nižim koncentracijama vulkanogenih aerosola nego na Grenlandu. Na osnovu navedenog, može se napraviti preliminarni zaključak da se vulkanska aktivnost, osim direktnog uticaja na klimu, manifestuje i u simulaciji „dodatnog“ hlađenja usled povećane količine snežnih padavina.

Na osnovu opštih informacija o nesrazmerno većem (u poređenju sa Antarktikom) sadržaju aerosola kao jezgra kondenzacije i kristalizacije atmosferske vlage na Grenlandu, može se očekivati ​​odgovarajući veći doprinos komponenti vazduha zarobljenih padavinama (zbog opšteg smanjenja nivoa kristalizacije) na gasni sastav glečera. Veća vulkanska aktivnost na sjevernoj hemisferi određuje veći utjecaj na izotopski sastav ledenog pokrivača. Ovo se može manifestovati u značajnom povećanju paleoizotopskog signala ovdje, na primjer u mlađem Drijasu, u poređenju sa Antarktikom. U potonjem slučaju moguće je simulirati pojedinačne klimatske događaje zbog “vulkanskih” fluktuacija u izotopskom sastavu.

Vulkanski indeksi

Trenutno su razvijeni brojni indeksi za procjenu doprinosa vulkanizma klimatskim promjenama: indeks vulkanske prašine (DVI - Dust Volcanic Index), indeks vulkanske eksplozivnosti (VEI - Volcanic Explosive Index), kao i MITCH, SATO i KHM, nazvan po imenima autora, koji su ih izračunali.

DVI. Prva globalna generalizacija uticaja vulkanskih erupcija na klimatske ishode napravljena je u klasičnoj studiji A. Lamba i potom revidirana (). A. Lam je predložio indeks posebno dizajniran za analizu uticaja vulkana na vremenske prilike, na smanjenje ili povećanje atmosferskih temperatura i na veliku cirkulaciju vetra. A. Robok, koristeći DVI za preciziranje proračuna klimatskih karakteristika Malog ledenog doba koristeći model energetskog bilansa, pokazao je da vulkanski aerosoli igraju glavnu ulogu u stvaranju hlađenja tokom ovog vremenskog perioda.

Metode koje se koriste za kreiranje DVI-ja izneli su A. Lam. Oni su uključivali: istorijske podatke o erupcijama, optičke fenomene, mjerenja zračenja (za period nakon 1883.), temperaturne parametre i proračune zapremine eruptiranog materijala. DVI je često bio kritiziran (npr. ) jer direktno povezuje klimatske anomalije sa vulkanskim događajima, što dovodi do pojednostavljenog razumijevanja njegove upotrebe samo u odnosu na promjene temperature. U stvari, DVI proračun se zasniva isključivo na informacijama o temperaturi za nekoliko erupcija na sjevernoj hemisferi između 1763-1882. i djelimično se izračunava na osnovu podataka o temperaturi za neke događaje tokom ovog perioda.

V.E.I. Pokušaj da se kvantificira relativna veličina erupcija korištenjem VEI temelji se na naučnim mjerenjima i subjektivnim opisima pojedinačnih erupcija. Uprkos očiglednoj vrijednosti ovih podataka, mora biti oprezan pri određivanju učestalosti i magnitude vulkanskih događaja koji su se dogodili nakon prethodnog stoljeća, budući da su mnoge prošle erupcije ostale nezabilježene.

MITCH. Ovaj indeks je predložio D.M. Mitchell, koji je također koristio podatke A. Lamba. Ova vulkanska hronologija pokriva 1850-1968 i detaljnija je od DVI za sjevernu hemisferu, jer je autor uključio erupcije iz DVI u proračune<100, не использовавшиеся А.Лэмом при создании своего индекса. Был сделан вывод, что в стратосферный аэрозольный слой поступает около 1% материала от каждого извержения.

SATO indeks. Razvijeno iz vulkanoloških informacija o zapremini emisija (iz sažetka, od 1850. do 1882.), mjerenja optičkog slabljenja (nakon 1882.) i iz satelitskih podataka od 1979. Prosječni indeksi optičke dubine atmosfere izračunati su na talasnoj dužini od 0,55 µm za svakog mjeseca posebno za sjevernu i južnu hemisferu.

Indeks Khmelevcova (KHM). Kreirano iz proračuna emisija poznatih vulkanskih erupcija u kombinaciji sa dvodimenzionalnim stratosferskim transportom i modelom zračenja. Serija je predstavljena srednjim vrijednostima mjesečne širine distribucije širokopojasne vidljive optičke dubine i drugim optičkim svojstvima aerosolnog opterećenja stratosfere tokom 1850-1992.

Glacijalna hronologija vulkanskih erupcija

Glavni nedostaci hronologije indeksa vulkanskih aerosola, posebno praznine u informacijama o periodu koji je prethodio posljednjem -

dva stoljeća, glacijalni (glacijalni) indeks vulkanske aktivnosti razvijen u posljednjoj deceniji, zasnovan na analizi kiselosti ledenih jezgara i proučavanju fluktuacija u produktivnosti planinskih glečera, uvelike se namjerava riješiti.

Kao rezultat poređenja kiselinskih profila u ledenom pokrivaču Grenlanda, uočeno je da je napredovanje planinskih glečera pratilo periode kada je kiselost leda postala značajno viša od pozadinskih vrijednosti. S druge strane, glacijalno povlačenje zabilježeno je u povoljnom periodu srednjeg vijeka (1090-1230), koji se poklapa sa intervalom niske kiselosti u grenlandskim glečerima (slika 4). Bliska veza između akumulacije kiselih padavina na Grenlandu i fluktuacija u planinskim glečerima tokom posljednjih stoljeća ukazuje na to da su dekadne klimatske promjene zabilježene položajem morena na površini planinskih glečera u korelaciji s varijacijama u zasićenosti stratosfere vulkanskim aerosolom. .

Vulkanski signal u jezgri leda

U radu je izvršena analiza vulkanskih signala koji su se istovremeno pojavljivali u jezgrima oba polarna područja planete tokom proteklog milenijuma. U njemu je godišnji H+ ciklus (ECM) korišten kao nomogram za ukupnu vulkansku aktivnost. Slojevi koji pokazuju visoke nivoe koncentracije H+ (iznad praga 2a (3,3 mg eq/kg) od prosjeka od 1,96 mg eq/kg),

Ice Acidity Step

Reakcija štita Grenlanda Fluktuacije alpskih glečera

0 12 3 4 “------ Napred

mEq. Povlačenje-----»

Rice. 4. Gornji dio kiselog profila grenlandskog leda (zasjenjeno područje označava vrijednosti iznad pozadine), u poređenju sa vremenskim nizom od pet planinskih glečera (A - Argentiere, B - Brenva, G - Unter Grindelwald, M - Mer de Glace, R - Rona) . Horizontalne isprekidane linije označavaju početak događaja sa povećanjem kiselosti iznad pozadine do nivoa od 2,4 µg-eq. H+/kg i više. Zasjenjena područja desno od krivulje ukazuju na kašnjenje u početku glacijalnog napredovanja nakon početnog povećanja kiselosti. Vrhunac glacijalnog napredovanja se odgađa za 1-2 decenije nakon povećanja vrha kiselosti

identifikovani su kao mogući indikatori znakova vulkanske aktivnosti u jonskom sastavu.

Od posebnog interesa su približno jednake maksimalne vrijednosti nivoa koncentracije nss SO42- (nss - sulfati nemarskog porijekla, ili sulfat-višak) u obje hemisfere nakon erupcije vulkana. Krakatoa (6° J, 105° E), čija je maksimalna eruptivna aktivnost zabilježena 26. avgusta 1883. godine. Analizom jezgara iz bušotine na Kritu u centralnom Grenlandu zaključeno je da je bilo potrebno oko godinu dana da signal ove erupcije stigne do površine Grenlanda, a oko dvije godine da kiselost poraste do svoje maksimalne vrijednosti na mjestu gdje je bušotina izbušena. .

Drugi primjer su horizonti maksimalne koncentracije sulfatnog kurtozisa na bipolarnim tačkama iz 1835. i 1832. godine, koji su 3-5 puta veći od pozadinskih nivoa. Hemijski signali u različitim jezgrima koji bilježe erupciju Tambore (8° S, 118° E) 5. aprila 1815., kao i nepoznati signal erupcije oko 1810. godine, ranije su zabilježeni u jezgru Krita. Najveći signal erupcije Tambora na Grenlandu pojavio se godinu dana nakon ovog događaja. Visoki nivoi koncentracija nss SO42 također su zabilježeni između akumulacijskih slojeva, koji variraju u različitim jezgrama između 1450. i 1464. godine. Najvjerovatnije, svi ovi signali predstavljaju isti događaj 1459 identificiran u najbolje datiranom jezgru CR74; uočene razlike najvjerovatnije proizlaze iz nepreciznosti vremenskih skala na ovim dubinama, posebno za jezgro SP78.

Međusloj 1259 je vulkanski događaj koji se sveprisutno opaža u polarnim ledenim jezgrama i očigledno predstavlja najveći eruptivni događaj čije su emisije transportovane iz izvora širom svijeta.

Treba napomenuti da su svi navedeni pikovi nss SO42- u bušotini CR74 takođe pronađeni u krivulji varijacije ECM (vrijednosti električne provodljivosti) u jezgru iz centralnog Grenlanda (“Greenland Ice-core Project” - GRIP) sa datumima koji odgovaraju jezgro bušotine CR74, sa odstupanjima ± 1 god. Rezultati analize vremenske skale jezgra iz bušotine NBY89 daju kontinuirani niz godišnjih vrijednosti akumulacije u posljednjih 1360 godina (od 629). Koristeći različite vremenske skale, utvrđena je starost dna jezgra SP78 sa dubinom od 111 m - od 980 ± 10 godina; dno jezgra D3 18C sa dubinom od 113 m - 1776 ± 1 godina (208 godišnjih slojeva sa površine 1984); dno jezgra CR74 -553 ± 3 godine (1421. godišnji sloj niže od površine iz 1974. godine).

Najviši H2SO4 vrhovi pronađeni u ledenim jezgrama s obje hemisfere prisutni su u uzorcima uzetim iz horizonta 1259. Hemijska analiza ledenih jezgara sa Grenlanda i Antarktika rezultirala je bipolarnom stratigrafskom hronologijom glavnih vulkanskih događaja prošlog milenijuma. Ključni element ove hronologije je određivanje vremenske skale bliske stvarnosti za jezgro NBY89 (iz kojeg su praćeni veliki vrhovi vulkanskog indeksa za druga antarktička jezgra) i rezultati unakrsnog datiranja sa Antarktika i ledenih jezgara sa Grenlanda.

Za procjenu uzroka prošlih klimatskih promjena tijekom 2000 godina, uključujući srednjovjekovno zagrijavanje i takozvano malo ledeno doba (LIA), potrebne su pouzdane vremenske serije atmosferskih vulkanskih aerosolnih opterećenja. Nakon prošlog milenijuma, izračunata su samo dva indeksa, na osnovu različitih prirodnih podataka i kriterijuma. Kao rezultat toga, ledena jezgra ostaju najoptimalniji izvor informacija o prošlim vulkanskim aerosolima (prema kiselosti i nizu sulfata), fizički dokaz atmosferskog opterećenja.

Izvodljivost stvaranja novog globalnog varijabilnog indeksa vulkanizma koristeći kiselost jezgre leda i niz sulfata je prvi put demonstrirana za

period od 1850. do danas. Kombinacijom serije od 8 ledenih jezgara na sjevernoj hemisferi i 5 na južnoj hemisferi, predložen je ledeno-vulkanski indeks (IVI - Ice Volcanic Index). Ove IVI hronologije su usko povezane sa 5 dostupnih vulkanskih indeksa za svaku hemisferu. Jasno je da će rezultati dobijeni iz ledenih jezgara, u poređenju sa geološkim i biološkim informacijama, omogućiti stvaranje preciznijih i dugoročnijih hronologija vulkanske aktivnosti u budućnosti.

Ostale karakteristike koje mogu upotpuniti vremensku skalu klimatskih promjena su plinovi staklene bašte, troposferski aerosoli, varijacije u solarnoj konstanti, interakcije atmosfera-okean i nasumične, stohastičke varijacije. Promjenjivost u rezultirajućim serijama vrhova u ledenim jezgrama sa sjeverne i južne hemisfere može biti posljedica niskog nivoa vulkanizma i drugih uzroka emisija atmosferskih sulfata, uključujući biološke odgovore na klimatske promjene izazvane vulkanima.

U svim serijama IVI hronologija samo je 5 erupcija vizuelno vidljivo: bez datuma 933. i 1259. godine. (nije u VEI katalogu), erupcija Laki na visokim geografskim širinama 1783. godine, nepoznata erupcija iz 1809. i konačno Tambora (VEI = 7 bodova) 1815. godine, koja se pojavljuje u oba indeksa. Vrhunac erupcije Laki prisutan je u DVI seriji, ali ima snagu od samo VEI = 4, jer ne stvara veliki skok na grafikonu. Baitou erupcija na južnoj hemisferi oko 1010. sa VEI = 7 se ne pojavljuje u ledenim jezgrama, kao ni 12 erupcija sa VEI = 6 koje imaju vidljive vrhove u VEI katalogu.

Razlozi za nedostatak konzistentnosti rezultata mogu biti povezani sa velikim „šumom“ u glacijalnim serijama i neobičnošću neglacijalnih indeksa. Zbog manje informacija o erupcijama, donji dio hronologije je udaljeniji od stvarnosti. Međutim, osnovni podaci mogu biti adekvatni za sjevernu hemisferu, barem tokom modernog perioda. Kao test njegovog trajanja, napominjemo da od 1210. godine do danas postoje 4 ledena jezgra dobijena na sjevernoj hemisferi, od kojih tri (A84, Krit i GISP2) obuhvataju 20. vijek. Prosječenje ovih serija od 1854. do danas i korelacija ovog prosjeka (IVI*) sa 5 drugih indeksa jezgre pokazalo je da je IVI* usko povezan (na nivou značajnosti od 1%) sa prosjekom osnovne serije, sa MITCH, VEI , SATO i KHM, glacijalne serije sjeverne hemisfere (RF) i sa pojedinačnim glacijalnim hronologijama iz bunara u Loganu (Aljaska) i 20D na Grenlandu.

IVP hronologija objašnjava više od 60% varijanse u IVI za ovaj vremenski period, uprkos tome što se sastoji samo od GISP2, Crete i A84 jezgara. Stoga je on, sa aerosolnim vulkanskim opterećenjem atmosfere sjeverne hemisfere, gotovo jednako reprezentativan kao kompletna serija IVI.

Nasuprot tome, mnogo manje informacija je prikupljeno za južnu hemisferu i dostupno je za poređenje i sa ledenim jezgrima i sa neglacijalnim indeksima. Ovdje postoje samo dvije ledene jezgre koje pokrivaju hronologiju od oko 1.500 godina - bunari G15 i PSI. Očigledni uobičajeni vrhovi u glacijalnom zapisu južne hemisfere ograničeni su na 1259. i par erupcija iz 1809. i 1815. godine. Ovi događaji su morali biti veoma jaki i dešavati se u tropima da bi se na ovaj način manifestovali na oba pola planete. Istovremeno, glacijalne hronologije posljednjih 2000 godina sadrže veliki broj događaja koji još uvijek nisu identificirani u povijesnim i geološkim zapisima.

U zaključku, vrijedno je istaknuti neke probleme povezane prvenstveno s interpretacijom rezultata analize ledenih jezgara.

Dakle, vulkanske erupcije prekrivene ledenim pokrivačima mogu proizvesti ogromne količine sulfatnih naslaga bez obogaćivanja stratosfere i time bez efekta velikih razmjera.

Globalno značajne vulkanske erupcije locirane na geografskim širinama blizu uzorkovanog ledenog jezgra (npr. Katmai 1912.) mogu dodatno zakomplikovati datiranje direktnim taloženjem proizvoda erupcije kroz troposferski transport i kasnijim taloženjem.

Odnos između opterećenja atmosfere aerosolima i količine sulfata taloženog u snijegu također nije sasvim jasan. Mehanizmi razmjene između stratosfere i troposfere, koji utiču na punjenje troposfere sulfatima, mogu biti različiti za svaku vulkansku erupciju: prvo, zbog sinhronizacije procesa u svakom od atmosferskih slojeva, drugo, zbog geografske lokacije ( geografska dužina i širina) stratosferske injekcije i, treće, prirodna sinoptička varijabilnost. Kao što je napomenuto, nevulkanski sulfatni izvori također imaju svoju varijabilnost, pri čemu pozadinske i vulkanske komponente mogu poništiti ili poboljšati jedna drugu.

Postoji problem u tumačenju i datiranju naslaga pepela i aerosola, čak i za lokacije u blizini aktivnog vulkana, zbog različitog "životnog vijeka" ovih čestica u atmosferi. Stoga je najjasnije identificiran pepeo vulkana najbližih mjestu bušenja. Na primjer, za vulkane Klyuchevskoy i Bezymyanny na Kamčatki (slika 5).

Vulkani utiču na atmosferu, zagađujući je čvrstim i isparljivim proizvodima. Velike erupcije mogu rezultirati značajnim hlađenjem (0,4-0,5°C) Zemljine površine u kratkom periodu nakon događaja, što se može osjetiti na jednoj hemisferi ili u cijelom svijetu. Stoga su erupcije važne za procjenu budućih klimatskih trendova. Međutim, zbog nemogućnosti izrade dugoročnih prognoza i nedostatka detaljnih zapisa o prošlim događajima (neophodnih za dobijanje pouzdanih intervala ponavljanja događaja), tačni proračuni vjerovatnog zagrijavanja i efekta staklene bašte budućih erupcija su neizvjesni. U najboljem slučaju, može se tvrditi da ako se izolovane erupcije ponovo pojave u veličini koja je jednaka erupciji Tambore iz 1815. godine, rezultat bi mogao biti zaustavljanje trenda zagrijavanja na nekoliko godina ili više. Potrebno je mnogo više istraživanja širom svijeta kako bi se stvorili pouzdani i detaljni zapisi o prošlim vulkanskim erupcijama. Da bi se koristila, hronologija prošlih erupcija mora biti sastavljena sa greškom ne većom od ±10 godina: samo na osnovu podataka takve rezolucije moguća je njihova prihvatljiva procjena.

LITERATURA

1. Belousov A.B., Belousova M.G., Muravyov Ya.D. Holocenske erupcije u kalderi Akademije nauka // Dokl. AN. 1997. T. 354, br. 5. P. 648-652.

2. Brimblecombe P. Sastav i hemija atmosfere. M.: Mir, 1988. 351 str.

3. Budyko M.I. Klima u prošlosti i budućnosti. L.: GIMIZ, 1980. 351 str.

Rice. 5. Raspodjela slojeva pepela u ledenom jezgru Uškovo sa datumima poznatih erupcija vulkana Sjeverne grupe na Kamčatki. T - tranzitni fini pepeo udaljenih vulkana ili prah iz pustinja Kine i Mongolije; znak (?) označava netačne datume

4. Pruppacher G.R. Uloga prirodnog i antropogenog zagađenja u stvaranju oblaka i padavina // Hemija donje troposfere. M.: Mir, 1976. P. 11-89.

5. Semiletov I.P. Ciklus ugljika i globalne promjene u posljednjem klimatskom periodu // MHI. 1993. Vol. 76. str. 163-183.

6. Bradley R.S. Signal eksplozivne vulkanske erupcije na kontinentalnim temperaturnim rekordima na sjevernoj hemisferi // Clim. Promjena. 1988. N 12. P. 221-243.

7. Charlson R.J., Lovelock J.E., Andreae M.O., Warren S.G. Oceanski fitoplankton, atmosferski sumpor, albedo oblaka i klima // Priroda. 1987. Vol. 326, N 614. P. 655-661.

8. Dai J., Mosley-Thompson E., Thompson L.G. Dokazi ledenog jezgra za eksplozivnu tropsku vulkansku erupciju 6 godina prije Tambore // J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96, N D9. P. 17,361-17,366.

9. Delmas R.J., Kirchner S., Palais J.M., Petit J.R. 1000 godina eksplozivnog vulkanizma zabilježenog na Južnom polu // Tellus. 1992. N 44 B. P. 335-350.

10. Hammer C.U., Clausen H.B., Dansgaard W. Grenlandski ledeni dokazi o postglacijskom vulkanizmu i njegovom klimatskom utjecaju // Nature. 1980. N 288. P. 230-235.

11. Izett G.A. Bishop Ash Bed i neki stariji, kompozicijski slični kreveti pepela u Kaliforniji, Nevadi i Utahu. U.S. // Geolog. Anketa Open File Report. 1982. P. 82-582.

12. LaMarche V.C., Hirschboeck K.K. Prstenovi mraza na drveću kao zapisi velikih vulkanskih erupcija // Priroda. 1984. N 307. P. 121-126.

13. Lamb A.H. Vulkanska prašina u atmosferi // Fil. Trans. Roy. Soc. 1970. Vol. 266. P. 425-533.

14. Lamb A.H. Ažuriranje hronologije procjena indeksa vela vulkanske prašine // Clim. Monit. 1983. N 12.

15. Langway C.C., Jr., Osada K., Clausen H.B., Hammer C.U., Shoji H. Poređenje istaknutih bipolarnih vulkanskih događaja iz 10. stoljeća u jezgri leda // J. Geophys. Res. 1995. Vol. 100, N D8. P. 16 241-16 247.

16. Langway C.C., Jr., Clausen H.B., Hammer C.U. Međuhemisferni vremenski marker u jezgri leda s Grenlanda i Antarktika // Ann. Glaciol. 1988. N 10. P. 102-108.

17. Legrand M., Delmas R.J. Kontinuirani 220-godišnji zapis vulkanskog H2SO4 u antarktičkom ledenom pokrivaču // Priroda. 1987. N 328. P. 671-676.

18. Mitchell J.M., Jr. Preliminarna procjena zagađenja atmosfere kao uzroka globalne temperaturne fluktuacije prošlog stoljeća // Globalni efekti zagađenja okoliša / ur. S.F. Singer, D. Reidel. 1970. P. 139-155.

19. Moore J.C., Narita H., Maeno N. Kontinuirani 770-godišnji zapis vulkanske aktivnosti s istočnog Antarktika // J.

Geophys. Res. 1991. Vol. 96, N D9. P. 17,353-17,359.

20. Petit J.R., Mounier L., Jouzel J. et al. Paleoklimatološke i hronološke implikacije zapisa prašine u jezgru Vostok // Priroda. 1990. Vol. 343, N 6253. P. 56-58.

21. Rampino M.R., Stother R.B., Self S. Klimatski učinci vulkanskih erupcija // Priroda. 1985. Vol. 313, N 600. P. 272.

22. Rampino M.R., Self S. Atmosferski efekti El Chichona // Sci. Am. 1984. N 250. P. 48-57.

23. Rampino M.R., Self S., Stothers R.B. Vulkanske zime // Annual Rev. sc. Zemlje i planete. Hajdemo. 1988. N 16. P. 73-99.

24. Raynaud D. Ukupni sadržaj plina u polarnom ledenom jezgru // Klimatski rekord u polarnom ledu. Cambridge, 1983, str. 79-82.

25. Robock A., Slobodan M.P. Ledena jezgra kao indeks globalnog vulkanizma od 1850. do danas // J. Geophys. Res. 1995. Vol. 100, N D6. P. 11 549-11 567

26. Robock A., Slobodan M.P. Vulkanski rekord u jezgri leda u posljednjih 2000 godina. // NATO ASI serija. 1996. Vol. 141. P. 533-546.

27. Sato M., Hansen J.E., McCormick M.P., Pollack J.B. Stratosferske optičke dubine aerosola, 1850-1990 // J. Geophys. Res. 1993. Vol. 98. P. 22,987-22,994.

28. Scuderi L.A. Prstenovi drveća dokazi za klimatski učinkovite vulkanske erupcije // Quatern. Res. 1990. N 34. P. 6785.

29. Semiletov I.P. O nedavnom proučavanju sadržaja drevnog ledenog zraka: ledeno jezgro Vostok // Proc. ISEB 10. San Francisco CA, SAD. 1991. avg. 19-23,

30. Simkin T., Siebert L., McClelland L., Bridge D., Newhall C.G., Latter J.H. Vulkani svijeta. N. Y: Van Nostrand Reinhold, 1981. 232 str.

31. Stothers R.B., Wolff J.A., Self S., Rampino M.R. Erupcije bazaltnih pukotina, visine perjanica i atmosferski aerosoli // Geofiz. Res. Hajdemo. 1986. N 13. P. 725-728.

32. Stothers R.B. Tajanstveni oblak 536. AD // Priroda. 1984. Vol. 307, N 5949. P. 344-345.

33. Turco R.P., Toon O.B., Ackerman T.P. et al. Nuklearna zima: globalne posljedice višestrukih nuklearnih eksplozija // Nauka. 1983. N 222. P. 1283-1292.

Stub vulkanskog pepela u atmosferi. Foto: Björn Oddsson/Nature Geoscience

Vulkani - šta znamo o njima? Prije svega, šta ovo su geološke formacije na površini Zemlje i drugih planeta, koje tokom erupcija emituju lavu, gasove, pepeo i kamenje. Još nije moguće izračunati tačan broj aktivnih vulkana, odnosno onih koji su eruptirali u proteklih 3.500 godina, jer su mnogi od njih skriveni pod vodom. Pretpostavlja se da njihov broj varira od hiljadu do hiljadu i po. A svake godine se javi oko 50 njih.

Većina opasnih rasjeda u zemljinoj kori nalazi se unutar pacifičkog vulkanskog prstena. Vatreni pojas, kako ga još nazivaju, proteže se duž obala Južne i Sjeverne Amerike, Kamčatke, Japana, Filipina, Novog Zelanda i Antarktika.

Kada je naša planeta još bila vrlo mlada, tresla se od bezbrojnih podrhtavanja, a rastopljene stijene i plinovi neprestano su izbijali iz njenog jezgra. Naučnici vjeruju da je vulkanska aktivnost na mnogo načina doprinijela nastanku Zemlje kao kolijevke života. Ali za moderne ljude, erupcija je uvijek katastrofa, čije posljedice mogu biti zastrašujuće.

Na ivici opasnosti - od Atlantide do danas

Jedna od najpoznatijih prirodnih katastrofa u istoriji je buđenje vulkana Santorini. Ovaj događaj, koji se dogodio oko sredine drugog milenijuma pre nove ere, doveo je do propadanja minojske civilizacije. Postoji mišljenje da je upravo njega opisao drevni grčki povjesničar Platon, koji je povezao pojavu ovog diva koji diše vatru iz hibernacije s poplavom mitske Atlantide.

Pogled na vulkan na ostrvu Santorini. Foto: de.academic

Prije minojske kataklizme, zemlje oko Santorinija bile su veliko okruglo ostrvo, nakon čega je to bio polumjesec nebeskog svoda oivičen stijenama. Erupcija u Egejskom moru bila je praćena snažnim izbacivanjem lave, padavinama pepela i zemljotresima. Konus vulkana, nesposoban da izdrži sopstvenu težinu, srušio se u prazan rezervoar magme. Prateći ga, morske vode su jurile tamo, formirajući gigantski val koji je zahvatio arhipelag Kiklada i stigao do sjeverne obale otoka Krita. Zastrašujući cunami uništio je naselja na ostrvima Egejskog mora.

Ušće Santorinija. Fotografije iz otvorenih izvora

A danas je ostrvo Santorini, ili Thira, primamljiva opcija za turizam i rekreaciju, na buretu baruta. Posljednji put aktivni vulkan koji se nalazi u središtu ostrva podsjetio je na sebe 1950. godine. Naučnici vjeruju da će se prije ili kasnije erupcija ponoviti. Nemoguće je predvideti njegovu snagu, kao ni tačno vreme kada će se to dogoditi. Možemo se samo nadati da će moderna tehnologija spriječiti katastrofu.

Šta naučnici kažu o posljedicama erupcija

Da bismo saznali da li podrhtavanje zemlje koje dolazi s lavom i pepelom ima dugoročne posljedice, moramo proučiti kako erupcije utiču na ekologiju i klimu.

Naučnici smatraju da čak i kratkoročno, po ljudskim standardima, vulkanska aktivnost velikih razmjera može promijeniti radijacionu ravnotežu planete, koja je energetska osnova za postojanje i razvoj ekosistema, atmosferske cirkulacije, morskih struja i drugih procesa. Aerosoli koji se ispuštaju u zrak apsorbiraju dio topline koja izlazi iz zemlje i raspršuju značajan dio dolaznog sunčevog zračenja. Ovaj efekat može trajati dve do tri godine.

Erupcija vulkana Sarychev na Kurilskim ostrvima. Foto: NASA

Osim toga, sumporni plinovi koji se oslobađaju kao rezultat podzemnih eksplozija pretvaraju se u sulfatni aerosol - sitne kapljice, tri četvrtine koje se sastoje od sumporne kiseline. Nakon erupcije, ove čestice mogu ostati u stratosferi tri do četiri godine, prenosi NASA-in sajt. Sumporna kiselina je izuzetno toksična supstanca. Udisanje njegovih para izaziva upale i bolesti dišnih puteva kod životinja i ljudi; ako supstanca dospije na kožu, ostaju hemijske opekotine.

Pinatubo kao lakmusov test za klimu

Jedna od najvećih katastrofa 20. veka bila je erupcija filipinskog vulkana Pinatubo 1991. godine. Proučavanje njegovih posljedica činilo je osnovu naučnog rada kojem ćemo se pozabaviti u ovom članku.

Godinu dana prije katastrofe, na ostrvu Luzon dogodio se snažan potres. Nekoliko mjeseci kasnije magma je počela da se diže iz dubina Pinatuba, zabilježena su mnoga podrhtavanja, a u sjevernom dijelu vulkana dogodile su se tri eksplozije. Alarmantno raspoloženje pojačale su gigantske emisije sumpor-dioksida, koje astrofizičari Harvard-Smithsonian centra u Massachusettsu (SAD) smatraju jednim od glavnih znakova nadolazeće erupcije. Filipinske vlasti počele su evakuaciju.

Buđenje Pinatuba 1991. Fotografije iz otvorenih izvora

Najjača emisija tefre ( zbirni pojam koji uključuje sve što iz kratera izleti u zrak - cca. "klima Rusije") dogodio se ujutro 15. juna, dok je stub pepela dostigao nevjerovatnu visinu od 35 kilometara. Aktivnost vulkana poklopila se s pojavom tajfuna kod obale Luzona. Vjetar je dizao i raznosio pepeo po okolini - miješajući se s kišom, taložio se na krovovima kuća i poljoprivrednih površina. Vulkan je potresao malo filipinsko ostrvo sve do septembra. Uprkos činjenici da nije cijelo stanovništvo uspjelo napustiti svoje domove na vrijeme, evakuacija je pomogla da se spasi hiljade života.

Pepeo koji je izbacio Pinatubo pretiče auto. Foto: albertogarciaphotography.com

Događaji u Pinatubu značajno su uticali na klimu na Zemlji. U atmosferu je ušla ogromna količina prašine i pepela, kao i oko 20 miliona tona sumpor-dioksida, koji se tokom godine dana rasuo po planeti. Do ovog zaključka došli su profesori Odsjeka za nauke o životnoj sredini ( nauka o upravljanju okolišem - cca. "Klima Rusije") Univerzitet Rutgers u Nju Džersiju (SAD) Georgij Stenčikov I Alan Robock zajedno sa Hans Graf I Ingo Kirchner sa Instituta za meteorologiju Max Planck. Naučnici su izveli niz eksperimenata simulirajući klimatske promjene na osnovu rezultata posmatranja vulkanskih aerosola. Tim istraživača razvio je model atmosferske cirkulacije sa i bez tefre koju emituje planina Pinatubo.

Upoređujući rezultate na pozadini općeg pada temperature troposfere, odnosno nižih slojeva atmosfere, naučnici su primijetili zagrijavanje zraka nad kontinentima sjeverne hemisfere zimi. Ovo zapažanje dovelo je do zaključka da vulkanski aerosoli pokreću klimatske promjene.

Istovremeno, veličanstveni divovi igraju važnu ulogu u periodičnom hlađenju planete, zaključili su istraživači. Kada se pepeo i sumpor dioksid ispuštaju u vazduh, to uzrokuje "globalno zatamnjenje" u kojem se sunčeve zrake reflektuju nazad u svemir. Zbog toga se smanjuje količina topline koju apsorbira atmosfera. Otkriće ovog fenomena dalo je naučnicima ideju da koriste SO2 barijere za regulaciju energetske ravnoteže planete i borbu protiv globalnog zagrijavanja.

Vulkan Pinatubo danas. Foto: alexcheban.livejournal.com

Mnogi ljudi koji poriču antropogeni faktor klimatskih promjena tvrde da klimatske promjene nastaju zbog emisija stakleničkih plinova do kojih dolazi tokom perioda vulkanske aktivnosti. Ali ako je vjerovati nauci, količine takvih emisija nisu uporedive s onima za koje su odgovorni ljudi. Prema američkom Geološkom zavodu, kopneni i podvodni vulkani emituju između 0,18 i 0,44 milijarde tona ugljičnog dioksida godišnje. Poređenja radi, 2014. godine oko 40 milijardi tona CO2 ispušteno je u atmosferu kao rezultat sagorijevanja fosilnih goriva.

Naravno, dešavaju se snažne vulkanske erupcije koje mogu promijeniti klimu na Zemlji, ali to se događa izuzetno rijetko. Naučnici su jednoglasni - na proces globalnog zagrijavanja mnogo više utiču antropogene emisije stakleničkih plinova.

Uvod

Vulkani utiču na prirodno okruženje i čovječanstvo na više načina. Prvo, direktan uticaj na životnu sredinu eruptivnih vulkanskih proizvoda (lava, pepeo itd.), drugo, uticaj gasova i finog pepela na atmosferu, a time i klimu, treće, uticaj toplote vulkanskih proizvoda na led i na snijegu, koji često prekriva vrhove vulkana, što dovodi do katastrofalnih muljnih tokova, poplava, lavina; četvrto, vulkanske erupcije obično su praćene potresima itd. Ali efekti vulkanske materije na atmosferu su posebno dugoročni i globalni, što se ogleda u promjenama Zemljine klime.

Tokom katastrofalnih erupcija, emisije vulkanske prašine i gasova koji sublimiraju čestice sumpora i drugih isparljivih komponenti mogu dospjeti u stratosferu i uzrokovati katastrofalne klimatske promjene. Tako je u 17. veku, nakon katastrofalnih erupcija vulkana Etna na Siciliji i Hekla na Islandu, zamagljivanje stratosfere dovelo do oštrog dvogodišnjeg zahlađenja, masovnog propadanja useva i smrti stoke, epidemija koje su zahvatile Evropu i izazvalo izumiranje od 30-50% evropske populacije. Takve erupcije, često eksplozivnog stila, posebno su karakteristične za vulkane otočnog luka. Zapravo, s takvim erupcijama imamo prirodni model “nuklearne zime”.

Emisije gasova iz vulkana koji se pasivno otplinjuju općenito mogu imati globalni utjecaj na sastav atmosfere. Tako su plinski i koignimbritni stupovi nosili vulkanski materijal u troposferu uz formiranje oblaka aerosola, polarnu izmaglicu i narušavanje polarnog ozonskog omotača.

Dakle, relevantnost teme određena je pitanjem klimatskih promjena na Zemlji, čemu u određenoj mjeri doprinosi i aktivnost vulkana aktivnih u prošlosti i sadašnjosti.

Svrha istraživanja: uporediti karakteristike ugaslih i aktivnih vulkana, utvrditi stepen uticaja vulkana na klimu Zemlje.

Predmet proučavanja: vulkani svijeta.

Predmet istraživanja: utjecaj vulkana na klimatske promjene.

Ciljevi istraživanja:

· Otkriti suštinu koncepta vulkana;

· Proučavanje opštih karakteristika klime;

· Razmotriti područja rasprostranjenja vulkana;

· Proučite karakteristike vulkana Kamčatke, Kurilskih ostrva i Islanda.

Hipoteza

Vulkani su nezamjenjivi dio pejzaža zemljine površine, koji oblikuju ne samo vanjski svijet kontinenta, običaje stanovništva, plemena koja naseljavaju, već i oblikuju i mijenjaju klimu Zemlje.

· Odabir i sinteza informacija u procesu analize literature o odabranoj temi;

· Klasifikacija glavnih tačaka studije poređenjem i kategorično – konceptualnom analizom tema;

· Izbor vizuelnog i ilustrativnog materijala;

· Proučavanje referentne, književne i zavičajne literature, kao i materijala sa internet stranica;

· prikupljanje, sistematizacija i obrada potrebnih činjenica i informacija;

· odabir i djelomična izrada ilustrativnog materijala.

Naučni i praktični značaj rada leži u sistematizaciji i generalizaciji informacija o uticaju vulkanske aktivnosti na klimatske promjene.

Rad se sastoji od uvoda, dva poglavlja, zaključka, popisa literature, 40 izvora. Rad sadrži 7 slika i 1 tabelu.

1. Interakcija reljefa i klime

.1 Vulkan je jedan od elemenata Zemljine površine

U Tirenskom moru u Eolskoj grupi ostrva nalazi se malo ostrvo Vulcano. Veći dio zauzima planina. Još u davna vremena ljudi su vidjeli kako oblaci crnog dima i vatre ponekad izbijaju iz njegovog vrha, a vrelo kamenje bacalo se u velike visine. Stari Rimljani su ovo ostrvo smatrali ulazom u pakao, kao i domenom boga vatre i kovačkog zanata, Vulkana. Po imenu ovog boga, planine koje dišu vatru su kasnije nazvane vulkanima.

Vulkanska erupcija može trajati nekoliko dana, ponekad mjeseci, pa čak i godina. Nakon jake erupcije, vulkan se ponovo smiruje na nekoliko godina, pa čak i decenija.

Takvi vulkani se nazivaju aktivnim.

Postoje vulkani koji su eruptirali u davnim vremenima. Neki od njih su zadržali oblik pravilnog konusa. Nisu sačuvani podaci o aktivnostima takvih vulkana. Nazivaju se izumrli, kao, na primjer, na Kavkazu, planinama Elbrus i Kazbek, čiji su vrhovi prekriveni blistavim, blistavo bijelim glečerima. U drevnim vulkanskim područjima nalaze se jako uništeni i erodirani vulkani. U našoj zemlji ostaci drevnih vulkana mogu se vidjeti na Krimu, Transbaikaliji i drugim mjestima. Vulkani su obično konusnog oblika sa padinama koje su blage u podnožju i strmije na vrhovima.

Ako se popnete na vrh aktivnog vulkana kada je mirno, možete vidjeti krater - duboku depresiju sa strmim zidovima, nalik na džinovsku zdjelu. Dno kratera prekriveno je krhotinama krupnog i sitnog kamenja, a iz pukotina na dnu i zidovima dižu se mlazovi plina i pare. Mirno izranjaju ispod kamenja i iz pukotina ili snažno izbijaju, uz šištanje i zviždanje. Krater je ispunjen gasovima koji guše: dižući se prema gore, formiraju oblak na vrhu vulkana. Vulkan može tiho dimiti mjesecima i godinama sve dok ne dođe do erupcije.

Vulkanolozi su već razvili metode koje omogućavaju predviđanje vremena vulkanske erupcije. Ovom događaju često prethode zemljotresi; čuje se podzemna tutnjava, povećava se oslobađanje para i plinova; temperatura im raste; oblaci se zgusnu nad vrhom vulkana, a njegove padine počinju da „bubre“.

Zatim, pod pritiskom gasova koji izlaze iz utrobe Zemlje, dno kratera eksplodira. Gusti crni oblaci gasova i vodene pare pomešani sa pepelom izbacuju se na hiljade metara, uranjajući okolno područje u mrak. Uz eksploziju i urlik, komadi usijanog kamenja lete iz kratera, formirajući džinovske snopove iskri.

Rice. 1.1. - Erupcija Vezuva kod Napulja 1944. Eksplozije su ogromnom snagom izbacile guste oblake gasova i vrućeg pepela. Vrući tokovi lave spustili su se niz padinu, uništivši nekoliko sela (V.I. Mihajlov)

Rice. 1.2. - Dio vulkana: 1 - izvor magme; 2 - tokovi lave; 3 - konus; 4 - krater; 5 - kanal kroz koji se gasovi i magma dižu do kratera; 6 - slojevi tokova lave, pepela, lapila i rastresitih materijala iz ranijih erupcija; 7 - ostaci starog kratera vulkana

Pepeo pada iz crnih, gustih oblaka na zemlju, ponekad padaju bujične kiše, a stvaraju se potoci blata koji se kotrljaju niz padine i poplavljuju okolinu. Bljesak munje neprekidno seče kroz tamu. Vulkan tutnji i drhti, rastopljena vatrena tečna lava se diže kroz njegov krater. Kipi, prelijeva se preko ruba kratera i juri u vatrenom potoku duž obronaka vulkana, paleći i uništavajući sve na svom putu.

Tokom nekih vulkanskih erupcija, kada je lava veoma viskozna, ne izliva se kao tekući mlaz, već se gomila oko otvora u obliku vulkanske kupole. Često, prilikom eksplozija ili jednostavnih kolapsa, lavine vrućih stijena padaju niz padine uz rubove takve kupole, što može uzrokovati velika razaranja u podnožju vulkana. Tokom erupcije nekih vulkana, takve usijane lavine izbijaju direktno iz kratera.

Tokom slabijih erupcija u krateru vulkana dolazi do samo periodičnih eksplozija gasova. U nekim slučajevima, prilikom eksplozija, izbacuju se komadi vruće, svjetleće lave, u drugima (na nižoj temperaturi) se već potpuno očvrsnuta lava drobi, a veliki blokovi tamnog, nesvjetlećeg vulkanskog pepela uzdižu se prema gore.

Vulkanske erupcije se takođe javljaju na dnu mora i okeana. Mornari o tome saznaju kada iznenada vide stup pare iznad vode ili "kamenu pjenu" koja pluta na površini - plovućca. Ponekad brodovi naiđu na neočekivane plićake koje su formirali novi vulkani na dnu mora.

Vremenom, ove plićake erodiraju morski talasi i nestaju bez traga.

Neki podvodni vulkani formiraju čunjeve koji strše iznad površine vode u obliku ostrva.

U davna vremena ljudi nisu znali kako objasniti uzroke vulkanskih erupcija. Ovaj strašni prirodni fenomen gurnuo je ljude u užas. Međutim, već su stari Grci i Rimljani, a kasnije i Arapi, došli na ideju da u dubinama Zemlje postoji more podzemne vatre. Vjerovali su da su valovi ovog mora izazvali vulkanske erupcije na površini zemlje.

Krajem prošlog veka od geologije se odvojila posebna nauka, vulkanologija.

Sada su u blizini nekih aktivnih vulkana organizovane vulkanološke stanice - opservatorije, gdje vulkanolozi stalno prate vulkane. Takve vulkanološke stanice imamo na Kamčatki u podnožju vulkana Ključevski u selu Ključi i na padini vulkana Avača - nedaleko od grada Petropavlovsk-Kamčatski. Kada jedan od vulkana počne djelovati, vulkanolozi odmah odlaze do njega i promatraju erupciju.

Vulkanolozi također proučavaju izumrle i uništene drevne vulkane. Akumulacija ovakvih zapažanja i znanja veoma je važna za geologiju. Drevni uništeni vulkani, aktivni prije nekoliko desetina miliona godina i gotovo sravnjeni sa površinom Zemlje, pomažu naučnicima da prepoznaju kako rastopljene mase koje se nalaze u utrobi Zemlje prodiru u čvrstu koru i šta se događa od njihovog kontakta sa stijenama. Obično se na dodirnim tačkama, kao rezultat hemijskih procesa, formiraju mineralne rude - nalazišta gvožđa, bakra, cinka i drugih metala.

Mlazevi pare i vulkanskih gasova u vulkanskim kraterima, zvanim fumarole, nose sa sobom neke supstance u otopljenom stanju. U pukotinama kratera i oko njega, oko fumarola, koji se koriste u industriji, talože se sumpor, amonijak i borna kiselina.

Vulkanski pepeo i lava sadrže mnoge spojeve elementa kalija i vremenom se pretvaraju u plodno tlo. Sade bašte ili se bave uzgojem polja. Stoga, iako je nesigurno živjeti u blizini vulkana, tamo gotovo uvijek rastu sela ili gradovi.

Zašto dolazi do vulkanskih erupcija i odakle dolazi tolika ogromna energija unutar globusa?

Otkriće fenomena radioaktivnosti u nekim hemijskim elementima, posebno uranijumu i torijumu, sugeriše da se toplota akumulira unutar Zemlje raspadom radioaktivnih elemenata. Proučavanje atomske energije dalje podržava ovaj stav.

Akumulacija toplote u Zemlji na velikim dubinama zagreva Zemljinu supstancu. Temperatura raste toliko da bi se ova tvar trebala otopiti, ali pod pritiskom gornjih slojeva zemljine kore održava se u čvrstom stanju. Na onim mjestima gdje pritisak gornjih slojeva slabi zbog kretanja zemljine kore i stvaranja pukotina, vruće mase prelaze u tekuće stanje.

Masa rastopljene stijene, zasićene plinovima, nastala duboko u utrobi zemlje, naziva se magma. Žarišta magme nalaze se ispod zemljine kore, u gornjem dijelu plašta, na dubini od 50 do 100 km. Pod snažnim pritiskom ispuštenih gasova, magma, topeći okolne stene, probija se i formira otvor, ili kanal, vulkana. Otpušteni plinovi eksplozivno čiste put kroz otvor, razbijaju čvrste stijene i bacaju njihove komade u velike visine. Ovaj fenomen uvijek prethodi izlivanju lave.

Baš kao što gas otopljen u gaziranom piću ima tendenciju da pobjegne kada se boca otčepi, stvarajući pjenu, tako se u krateru vulkana pjenušava magma brzo izbacuje gasovima koji se iz nje oslobađaju.

Izgubivši značajnu količinu plina, magma se izlijeva iz kratera i teče poput lave duž obronaka vulkana.

Ako magma u zemljinoj kori ne nađe svoj put do površine, onda se stvrdne u obliku vena u pukotinama u zemljinoj kori.

Ponekad magma prodire duž pukotine, podiže sloj zemlje poput kupole i zamrzne se u obliku sličnom hljebu.

Lava varira u sastavu i, ovisno o tome, može biti tečna ili gusta i viskozna. Ako je lava tečna, širi se relativno brzo, formirajući lave pada duž svog puta. Plinovi koji izlaze iz kratera emituju vruće fontane lave, čije se prskanje smrzava u kamene kapi - suze lave. Gusta lava teče polako, razbija se u blokove koji se gomilaju jedan na drugi, a gasovi koji izlaze iz nje otkidaju komade viskozne lave s blokova, bacajući ih visoko. Ako se ugrušci takve lave rotiraju tokom polijetanja, poprimaju vretenasti ili sferni oblik.

Rice. 1.3. - Područja sklona potresima i veliki vulkani.

.2 Klima je glavna zonalna komponenta grafičke ljuske

grafika klimatskih zona vulkana

Klima, dugoročni vremenski režim na određenom području. Vrijeme u bilo kojem trenutku karakteriziraju određene kombinacije temperature, vlažnosti, smjera i brzine vjetra. U nekim klimatskim područjima, vrijeme značajno varira svaki dan ili sezonski, dok u drugim ostaje konstantno. Klimatski opisi se zasnivaju na statističkoj analizi prosječnih i ekstremnih meteoroloških karakteristika. Kao faktor prirodnog okruženja, klima utiče na geografsku distribuciju vegetacije, tla i vodnih resursa i, posljedično, na korištenje zemljišta i privredu. Klima takođe utiče na uslove života i zdravlje ljudi.

Klimatologija je nauka o klimi koja proučava uzroke nastanka različitih tipova klime, njihov geografski položaj i odnose između klime i drugih prirodnih pojava. Klimatologija je usko povezana sa meteorologijom – granom fizike koja proučava kratkotrajna stanja atmosfere, tj. vrijeme.

Faktori formiranja klime

Klima se formira pod uticajem više faktora koji atmosferi obezbeđuju toplotu i vlagu i određuju dinamiku vazdušnih strujanja. Glavni faktori koji formiraju klimu su položaj Zemlje u odnosu na Sunce, raspored kopna i mora, opšta cirkulacija atmosfere, morske struje i topografija zemljine površine.

Položaj Zemlje. Kada se Zemlja okreće oko Sunca, ugao između polarne ose i okomite na orbitalnu ravan ostaje konstantan i iznosi 23°30". Ovo kretanje objašnjava promjenu ugla upada sunčevih zraka na površinu zemlje na podne na određenoj geografskoj širini tokom cijele godine. Što je veći ugao upada sunčevih zraka na Zemlju na određenom mjestu, Sunce efikasnije zagrijava površinu. Samo između sjevernog i južnog tropa (od 23°30" s. do 23°30" S) sunčevi zraci padaju okomito na Zemlju u određeno doba godine, a ovde se Sunce u podne uvek diže visoko iznad horizonta. Stoga je u tropima obično toplo u bilo koje doba godine Na višim geografskim širinama, gde je Sunce niže iznad horizonta, zagrevanje zemljine površine je manje.Postoje značajne sezonske promene temperature (što se ne dešava u tropima), a zimi i upadni ugao Sunca. zraka je relativno malo i dani su znatno kraći. Na ekvatoru dan i noć uvijek imaju jednako trajanje, dok na polovima dan traje tokom cijele ljetne polovine godine, a zimi Sunce nikada ne izlazi iznad horizonta. Dužina polarnog dana samo djelimično nadoknađuje nisku poziciju Sunca iznad horizonta, a kao rezultat toga, ljeta su ovdje prohladna. Tokom mračnih zima, polarni regioni brzo gube toplotu i postaju veoma hladni.

Distribucija zemljišta i mora. Voda se zagrijava i hladi sporije od zemlje. Zbog toga temperatura zraka iznad okeana ima manje dnevne i sezonske promjene nego nad kontinentima. U priobalnim područjima, gdje vjetrovi pušu s mora, ljeta su uglavnom hladnija, a zime toplije nego u unutrašnjosti kontinenata na istoj geografskoj širini. Klima takvih obala sa vjetrom naziva se maritimna. Unutrašnje regije kontinenata u umjerenim geografskim širinama karakteriziraju značajne razlike ljetnih i zimskih temperatura. U takvim slučajevima govore o kontinentalnoj klimi.

Vodene površine su glavni izvor atmosferske vlage. Kada vjetrovi pušu iz toplih okeana na kopno, ima mnogo padavina. Obale sa vjetrom obično imaju veću relativnu vlažnost i oblačnost i više maglovitih dana od kopnenih regija.

Atmosferska cirkulacija. Priroda tlačnog polja i rotacija Zemlje određuju opću cirkulaciju atmosfere, zbog čega se toplina i vlaga neprestano redistribuiraju po površini zemlje. Vjetrovi duvaju iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Visok pritisak se obično povezuje sa hladnim, gustim vazduhom, dok je nizak pritisak obično povezan sa toplim, manje gustim vazduhom. Rotacija Zemlje uzrokuje da vazdušne struje odstupaju udesno na sjevernoj hemisferi i ulijevo na južnoj hemisferi. Ovo odstupanje se naziva “Coriolisov efekat”.

I na sjevernoj i na južnoj hemisferi postoje tri glavne zone vjetra u površinskim slojevima atmosfere. U zoni intertropske konvergencije blizu ekvatora, sjeveroistočni pasat se približava jugoistočnom. Pasati potiču iz suptropskih područja visokog pritiska, najrazvijenijih iznad okeana. Zračni tokovi koji se kreću prema polovima i sklanjaju se pod utjecajem Coriolisove sile čine dominantan zapadni transport. U području polarnih frontova umjerenih geografskih širina, zapadni transport se susreće sa hladnim zrakom visokih geografskih širina, formirajući zonu baričkih sistema sa niskim pritiskom u centru (cikloni), koji se kreću od zapada prema istoku. Iako zračne struje u polarnim područjima nisu toliko izražene, ponekad se razlikuje polarni istočni transport. Ovi vjetrovi duvaju uglavnom sa sjeveroistoka na sjevernoj hemisferi i sa jugoistoka na južnoj hemisferi. Mase hladnog zraka često prodiru u umjerene geografske širine.

Vjetrovi u područjima konvergencije zračnih struja stvaraju uzlazne tokove zraka koji se s visinom hlade. U tom slučaju moguće je formiranje oblaka, često praćeno padavinama. Stoga, zona intertropske konvergencije i frontalne zone u preovlađujućem zapadnom transportnom pojasu primaju mnogo padavina.

Vjetrovi koji duvaju više u atmosferi zatvaraju cirkulacijski sistem u obje hemisfere. Vazduh koji se diže u zonama konvergencije juri u područja visokog pritiska i tamo ponire. Istovremeno, kako se pritisak povećava, on se zagrijava, što dovodi do stvaranja suhe klime, posebno na kopnu. Takvi silazni struji određuju klimu Sahare, koja se nalazi u suptropskoj zoni visokog pritiska u Sjevernoj Africi.

Sezonske promjene u grijanju i hlađenju određuju sezonska kretanja glavnih tlačnih formacija i vjetrosistema. Zone vjetra ljeti se pomjeraju prema polovima, što dovodi do promjena vremenskih uslova na datoj geografskoj širini. Tako se afričke savane, prekrivene zeljastim rastinjem sa rijetko rastućim drvećem, odlikuju kišnim ljetima (zbog utjecaja zone intertropske konvergencije) i sušnim zimama, kada se područje visokog pritiska sa silaznim strujanjima zraka kreće u ovo područje.

Na sezonske promjene u općoj cirkulaciji atmosfere također utiče raspored kopna i mora. Ljeti, kada se azijski kontinent zagrije i nad njim se uspostavi područje nižeg pritiska nego nad okolnim okeanima, obalne južne i jugoistočne regije su pod utjecajem vlažnih zračnih strujanja usmjerenih od mora do kopna i donoseći teške kiše. Zimi vazduh struji sa hladne površine kontinenta na okeane, a kiše pada mnogo manje. Takvi vjetrovi, koji mijenjaju smjer ovisno o godišnjem dobu, nazivaju se monsuni.

Okeanske struje nastaju pod uticajem prizemnih vjetrova i razlika u gustoći vode uzrokovane promjenama njenog saliniteta i temperature. Na smjer strujanja utječu Coriolisova sila, oblik morskih bazena i konture obale. Općenito, cirkulacija okeanskih struja je slična raspodjeli zračnih struja preko okeana i događa se u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi.

Prelaskom toplih strujanja prema polovima, zrak postaje topliji i vlažniji, što ima odgovarajući uticaj na klimu. Oceanske struje koje se kreću prema ekvatoru nose hladne vode. Prolazeći duž zapadnih rubova kontinenata, snižavaju temperaturu i kapacitet vlage u zraku, a shodno tome i klima pod njihovim utjecajem postaje hladnija i suša. Zbog kondenzacije vlage u blizini hladne površine mora, u takvim područjima se često javlja magla.

Reljef zemljine površine. Veliki reljefni oblici imaju značajan uticaj na klimu, koja varira u zavisnosti od nadmorske visine područja i interakcije vazdušnih tokova sa orografskim preprekama. Temperatura zraka obično opada sa visinom, što dovodi do stvaranja hladnije klime u planinama i visoravni nego u susjednim nizinama. Osim toga, brda i planine stvaraju prepreke koje tjeraju zrak da se diže i širi. Kako se širi, hladi se. Ovo hlađenje, koje se naziva adijabatsko hlađenje, često rezultira kondenzacijom vlage i stvaranjem oblaka i padavina. Većina padavina zbog efekta barijere planina pada na njihovu zavjetrinu stranu, dok zavjetrina ostaje u „kišnoj sjeni“. Vazduh koji se spušta na padinama u zavjetrini zagrijava se kada se kompresuje, formirajući topao, suh vjetar poznat kao foehn.

Klima i geografska širina

U klimatskim istraživanjima Zemlje, preporučljivo je uzeti u obzir geografske širine. Raspodjela klimatskih zona na sjevernoj i južnoj hemisferi je simetrična. Sjeverno i južno od ekvatora nalaze se tropske, suptropske, umjerene, subpolarne i polarne zone. Polja pritiska i zone preovlađujućih vjetrova također su simetrične. Shodno tome, većina klimatskih tipova na jednoj hemisferi može se naći na sličnim geografskim širinama na drugoj hemisferi.

Glavni tipovi klime

Klasifikacija klime pruža uredan sistem za karakterizaciju klimatskih tipova, njihovo zoniranje i mapiranje. Tipovi klime koji prevladavaju na velikim područjima nazivaju se makroklimati. Makroklimatsko područje mora imati manje ili više homogene klimatske uvjete koji ga razlikuju od drugih regija, iako predstavljaju samo generaliziranu karakteristiku (pošto ne postoje dva mjesta sa identičnom klimom), više u skladu sa stvarnošću nego identifikacija klimatskih regija samo na osnova pripadnosti određenoj geografskoj širini - geografskoj zoni.

Klima ledenih pokrivača dominira na Grenlandu i Antarktiku, gdje su prosječne mjesečne temperature ispod 0°C. Tokom mračne zimske sezone, ova područja ne primaju apsolutno nikakvu sunčevu radijaciju, iako ima sumraka i aurore. Čak i ljeti, sunčevi zraci udaraju na površinu zemlje pod blagim uglom, što smanjuje efikasnost grijanja. Većina dolaznog sunčevog zračenja se odbija od leda. I ljeti i zimi, veće nadmorske visine Antarktičkog ledenog pokrova doživljavaju niske temperature. Klima unutrašnjosti Antarktika je mnogo hladnija od klime Arktika, budući da je južni kontinent velik po veličini i nadmorskoj visini, a Arktički okean umiruje klimu, unatoč širokoj rasprostranjenosti obloženog leda. Tokom kratkih perioda zagrijavanja ljeti, lebdeći led se ponekad topi.

Padavine na ledenim pokrivačima padaju u obliku snijega ili malih čestica ledene magle. Kopnena područja primaju samo 50-125 mm padavina godišnje, ali obala može primiti i više od 500 mm. Ponekad cikloni donose oblake i snijeg u ova područja. Snježne padavine su često praćene jakim vjetrovima koji nose značajne mase snijega, izbacujući ga sa stijena. Iz hladnog ledenog pokrivača duvaju jaki katabatski vjetrovi sa snježnim mećavama, noseći snijeg do obala.

Subpolarna klima javlja se u područjima tundre na sjevernim rubovima Sjeverne Amerike i Evroazije, kao i na Antarktičkom poluotoku i susjednim ostrvima. U istočnoj Kanadi i Sibiru, južna granica ove klimatske zone leži znatno južno od arktičkog kruga zbog snažnog uticaja ogromnih kopnenih masa. To dovodi do dugih i ekstremno hladnih zima. Leta su kratka i prohladna sa prosečnim mesečnim temperaturama koje retko prelaze +10° C. Dugi dani donekle kompenzuju kratko trajanje leta, ali na većem delu teritorije primljena toplota nije dovoljna za potpuno odmrzavanje zemljišta. Trajno smrznuto tlo, koje se naziva permafrost, inhibira rast biljaka i filtriranje otopljene vode u zemlju. Zbog toga ljeti ravne površine postaju močvarne. Na primorju su zimske temperature nešto više, a ljetne nešto niže nego u unutrašnjosti kopna. Ljeti, kada se vlažan zrak nalazi iznad hladne vode ili morskog leda, magla se često javlja duž arktičkih obala.

Godišnja količina padavina obično ne prelazi 380 mm. Najviše ih pada u obliku kiše ili snijega ljeti, tokom prolaska ciklona. Na primorju većinu padavina mogu donijeti zimski cikloni. Ali niske temperature i vedro vrijeme hladne sezone, karakteristični za većinu područja sa subpolarnom klimom, nepovoljni su za značajnije nakupljanje snijega.

Subarktička klima poznata je i kao „klima tajge“ (zasnovana na dominantnom tipu vegetacije - crnogoričnim šumama). Ova klimatska zona pokriva umjerene geografske širine sjeverne hemisfere - sjeverne regije Sjeverne Amerike i Evroazije, koje se nalaze neposredno južno od subpolarne klimatske zone. Ovdje se javljaju oštre sezonske klimatske razlike zbog položaja ove klimatske zone na prilično visokim geografskim širinama u unutrašnjosti kontinenata. Zime su duge i izuzetno hladne, a što se ide sjevernije, dani su kraći. Ljeto je kratko i prohladno sa dugim danima. Zimi je period sa negativnim temperaturama veoma dug, a ljeti temperatura ponekad može preći +32°C. U Jakutsku je prosječna temperatura u januaru -43°C, u julu - +19°C, tj. godišnji temperaturni raspon dostiže 62°C. Blaže klima je tipična za obalna područja, kao što su južna Aljaska ili sjeverna Skandinavija.

U većem dijelu razmatrane klimatske zone padne manje od 500 mm padavina godišnje, sa maksimalnom količinom na privjetrinim obalama, a minimumom u unutrašnjosti Sibira. Zimi ima vrlo malo snježnih padavina; snježne padavine su povezane sa rijetkim ciklonima. Ljeto je obično vlažnije, sa kišom koja pada uglavnom tokom prolaska atmosferskih frontova. Obale su često maglovite i oblačne. Zimi, tokom jakih mrazeva, ledene magle se nadvijaju preko snježnog pokrivača.

Vlažna kontinentalna klima sa kratkim ljetima karakteristična je za prostrani pojas umjerenih geografskih širina na sjevernoj hemisferi. U Sjevernoj Americi se proteže od prerija južne centralne Kanade do atlantske obale, au Evroaziji pokriva veći dio istočne Evrope i neka područja centralnog Sibira. Isti tip klime se opaža i na japanskom ostrvu. Hokaido i jug Dalekog istoka. Glavne klimatske karakteristike ovih područja određene su preovlađujućim zapadnim transportom i čestim prolaskom atmosferskih frontova. Tokom oštrih zima, prosječne temperature zraka mogu pasti do -18°C. Ljeta su kratka i prohladna, sa periodom bez mraza kraćim od 150 dana. Godišnji raspon temperature nije tako velik kao u subarktičkoj klimi. U Moskvi su prosečne januarske temperature -9°C, julske - +18°C. U ovoj klimatskoj zoni prolećni mrazevi predstavljaju stalnu pretnju poljoprivredi. U primorskim provincijama Kanade, u Novoj Engleskoj i na ostrvu. Zime na Hokaidu su toplije nego u unutrašnjosti, jer istočni vjetrovi povremeno donose topliji okeanski zrak.

Godišnja količina padavina kreće se od manje od 500 mm u unutrašnjosti kontinenata do više od 1000 mm na obalama. U većem dijelu regije, padavine padaju uglavnom ljeti, često s grmljavinom. Zimske padavine, uglavnom u obliku snijega, povezane su sa prolaskom frontova u ciklonima. Mećave se često dešavaju iza hladnog fronta.

Vlažna kontinentalna klima sa dugim ljetima. Temperature zraka i dužina ljetne sezone povećavaju se prema jugu u područjima vlažne kontinentalne klime. Ova vrsta klime javlja se u zoni umerenih geografskih širina Severne Amerike od istočnog dela Velikih ravnica do atlantske obale, au jugoistočnoj Evropi - u donjem toku Dunava. Slični klimatski uslovi takođe su izraženi u severoistočnoj Kini i centralnom Japanu. Zapadni transport je takođe dominantan ovde. Prosečna temperatura najtoplijeg meseca je +22°C (ali temperature mogu da pređu +38°C), letnje noći su tople. Zime nisu tako hladne kao u područjima vlažne kontinentalne klime sa kratkim ljetima, ali temperature ponekad padaju ispod 0° C. Godišnji temperaturni raspon je obično 28° C, kao u Peoriji (Illinois, SAD), gdje je prosječna temperatura januar -4° C, a jul - +24° C. Na primorju se godišnje amplitude temperature smanjuju.

Najčešće, u vlažnoj kontinentalnoj klimi sa dugim ljetima, padavine padaju od 500 do 1100 mm godišnje. Najveća količina padavina dolazi od ljetnih grmljavina tokom vegetacije. Zimi su kiša i snježne padavine uglavnom povezane s prolaskom ciklona i pripadajućih frontova.

Morska klima umjerenih geografskih širina karakteristična je za zapadne obale kontinenata, prvenstveno sjeverozapadnu Evropu, središnji dio pacifičke obale Sjeverne Amerike, južni Čile, jugoistočnu Australiju i Novi Zeland. Tok temperature vazduha umeren je preovlađujućim zapadnim vetrovima koji duvaju sa okeana. Zime su blage sa prosječnom temperaturom u najhladnijem mjesecu iznad 0°C, ali kada arktički vazdušni tokovi stignu do obala, javljaju se i mrazevi. Ljeta su općenito prilično topla; sa prodorima kontinentalnog vazduha tokom dana, temperatura može nakratko porasti do +38°C. Ovaj tip klime, sa malim godišnjim temperaturnim rasponom, je najumereniji među klimama umerenih geografskih širina. Na primjer, u Parizu je prosječna temperatura u januaru +3°C, u julu - +18°C.

U područjima umjerene morske klime prosječna godišnja količina padavina kreće se od 500 do 2500 mm. Najvlažnije su zavjetrine padine priobalnih planina. Mnoga područja imaju prilično ujednačene padavine tokom cijele godine, s izuzetkom pacifičke sjeverozapadne obale Sjedinjenih Država, koja ima vrlo vlažne zime. Cikloni koji se kreću iz okeana donose mnogo padavina na zapadne kontinentalne rubove. Zimi je obično oblačno vrijeme sa slabom kišom i rijetkim kratkotrajnim snježnim padavinama. Magle su česte na obalama, posebno ljeti i jeseni.

Vlažna suptropska klima karakteristična je za istočne obale kontinenata sjeverno i južno od tropa. Glavna područja rasprostranjenja su jugoistočne Sjedinjene Američke Države, neki jugoistočni dijelovi Evrope, sjeverna Indija i Mjanmar, istočna Kina i južni Japan, sjeveroistočna Argentina, Urugvaj i južni Brazil, obala Natala u Južnoj Africi i istočna obala Australije. Ljeto u vlažnim suptropima je dugo i vruće, s temperaturama sličnim onima u tropima. Prosječna temperatura najtoplijeg mjeseca prelazi +27°C, a maksimalna - +38°C. Zime su blage, sa srednjim mjesečnim temperaturama iznad 0°C, ali povremeni mrazevi štetno utiču na zasade povrća i citrusa.

U vlažnim suptropima prosječne godišnje količine padavina kreću se od 750 do 2000 mm, a raspodjela padavina po godišnjim dobima je prilično ujednačena. Zimi kišu i rijetke snježne padavine donose uglavnom cikloni. Ljeti padavine uglavnom padaju u obliku oluja s grmljavinom povezanih sa snažnim dotocima toplog i vlažnog okeanskog zraka, karakterističnog za monsunsku cirkulaciju istočne Azije. Uragani (ili tajfuni) se javljaju u kasno ljeto i jesen, posebno na sjevernoj hemisferi.

Suptropska klima sa suhim ljetima tipična je za zapadne obale kontinenata sjeverno i južno od tropa. U južnoj Evropi i sjevernoj Africi ovakvi klimatski uvjeti su tipični za obale Sredozemnog mora, zbog čega se ova klima naziva i sredozemnom. Klima je slična u južnoj Kaliforniji, centralnom Čileu, krajnjoj južnoj Africi i dijelovima južne Australije. Sva ova područja imaju vruća ljeta i blage zime. Kao iu vlažnim suptropima, zimi su povremeni mrazevi. U unutrašnjosti su ljetne temperature znatno više nego na primorju, a često su iste kao u tropskim pustinjama. Generalno, preovladava vedro vrijeme. Ljeti na obalama u blizini kojih prolaze okeanske struje često ima magle. Na primjer, u San Francisku su ljeta hladna i maglovita, a najtopliji mjesec je septembar.

Maksimalna količina padavina povezana je s prolaskom ciklona zimi, kada se preovlađujuća zapadna strujanja zraka pomjeraju prema ekvatoru. Uticaj anticiklona i silaznih vazdušnih struja ispod okeana određuju suvoću letnje sezone. Prosječna godišnja količina padavina u suptropskoj klimi kreće se od 380 do 900 mm i dostiže maksimalne vrijednosti na obalama i planinskim padinama. Ljeti obično nema dovoljno padavina za normalan rast drveća, pa se tu razvija specifična vrsta zimzelene žbunaste vegetacije, poznata kao makija, čaparal, mali, makija i fynbos.

Polusušna klima umjerenih geografskih širina (sinonim za stepsku klimu) karakteristična je prvenstveno za kopnene regije udaljene od okeana - izvora vlage - i obično smještene u kišnoj sjeni visokih planina. Glavna područja sa polusušnom klimom su međuplaninski baseni i velike ravnice Sjeverne Amerike i stepe centralne Evroazije. Topla ljeta i hladne zime nastaju zbog unutrašnjeg položaja u umjerenim geografskim širinama. Najmanje jedan zimski mjesec ima prosječnu temperaturu ispod 0°C, a prosječna temperatura najtoplijeg ljetnog mjeseca prelazi +21°C. Temperaturni režim i trajanje perioda bez mraza značajno variraju u zavisnosti od geografske širine.

Termin semiarid koristi se za opisivanje ove klime jer je manje suva od same sušne klime. Prosječna godišnja količina padavina je obično manja od 500 mm, ali više od 250 mm. S obzirom da je za razvoj stepske vegetacije u uslovima viših temperatura potrebno više padavina, geografsko-geografski i visinski položaj područja uslovljavaju klimatske promjene. Za polusušnu klimu ne postoje opšti obrasci raspodjele padavina tokom cijele godine. Na primjer, područja koja graniče sa suptropskim područjima sa suhim ljetima imaju maksimalnu količinu padavina zimi, dok područja koja se nalaze u blizini vlažne kontinentalne klime imaju padavine prvenstveno ljeti. Umjereni cikloni donose većinu zimskih padavina, koje često padaju u obliku snijega i mogu biti praćene jakim vjetrom. Ljetne oluje s grmljavinom često uključuju grad. Količina padavina uveliko varira od godine do godine.

Sušna klima umjerenih geografskih širina karakteristična je uglavnom za srednjoazijske pustinje, au zapadnim Sjedinjenim Državama - samo mala područja u međuplaninskim bazenima. Temperature su iste kao u područjima sa polusušnom klimom, ali su padavine ovdje nedostatne za postojanje zatvorenog prirodnog vegetacijskog pokrivača i prosječne godišnje količine obično ne prelaze 250 mm. Kao iu semiaridnim klimatskim uslovima, količina padavina koja određuje aridnost zavisi od termičkog režima.

Semiaridna klima niskih geografskih širina uglavnom je tipična za rubove tropskih pustinja (na primjer, Sahare i pustinje centralne Australije), gdje silazna struja zraka u suptropskim zonama visokog pritiska isključuje padavine. Klima koja se razmatra razlikuje se od semiaridne klime umjerenih geografskih širina u vrlo toplim ljetima i toplim zimama. Prosječne mjesečne temperature su iznad 0°C, iako se zimi ponekad javljaju mrazevi, posebno u područjima koja su najudaljenija od ekvatora i koja se nalaze na velikim nadmorskim visinama. Količina padavina potrebna za postojanje zatvorene prirodne zeljaste vegetacije ovdje je veća nego u umjerenim geografskim širinama. U ekvatorijalnoj zoni kiša pada uglavnom ljeti, dok se na vanjskim (sjevernim i južnim) obodima pustinja najviše padavina javlja zimi. Padavine uglavnom padaju u obliku grmljavine, a zimi kiše donose cikloni.

Sušna klima niskih geografskih širina. Ovo je vruća, suha tropska pustinjska klima koja se proteže duž sjevernih i južnih tropa i na koju utječu suptropski anticikloni veći dio godine. Olakšanje od vrelih letnjih vrućina može se naći samo na obalama, koje ispiru hladne okeanske struje, ili u planinama. Na ravnicama prosječne ljetne temperature znatno prelaze +32°C, zimske su obično iznad +10°C.

U većem dijelu ove klimatske regije prosječna godišnja količina padavina ne prelazi 125 mm. Dešava se da se na mnogim meteorološkim stanicama po nekoliko godina za redom uopšte ne bilježe padavine. Ponekad prosječne godišnje padavine mogu doseći 380 mm, ali to je još uvijek dovoljno samo za razvoj rijetke pustinjske vegetacije. Povremeno se javljaju padavine u obliku kratkih, jakih grmljavinskih nevremena, ali voda se brzo odvodi i stvara bujične poplave. Najsušnija područja su duž zapadnih obala Južne Amerike i Afrike, gdje hladne oceanske struje sprječavaju stvaranje oblaka i padavine. Ove obale često imaju maglu, nastalu kondenzacijom vlage u zraku preko hladnije površine oceana.

Prosječna godišnja količina padavina kreće se od 750 do 2000 mm. Tokom ljetne kišne sezone, intertropska zona konvergencije ima odlučujući utjecaj na klimu. Ovdje su česte oluje s grmljavinom, ponekad naoblačenje sa dugotrajnim kišama. Zima je suva, jer ove sezone dominiraju suptropski anticikloni. U pojedinim krajevima kiše nema dva do tri zimska mjeseca. U južnoj Aziji vlažna sezona poklapa se sa ljetnim monsunom, koji donosi vlagu iz Indijskog okeana, a zimi se ovdje šire azijske kontinentalne suhe zračne mase.

Vlažna tropska klima, ili klima tropskih prašuma, uobičajena je u ekvatorijalnim geografskim širinama sliva Amazona u Južnoj Americi i Konga u Africi, na poluotoku Malaka i na otocima jugoistočne Azije. U vlažnim tropima, prosječna temperatura svakog mjeseca nije niža od +17 °C, obično je prosječna mjesečna temperatura oko +26 °C. Kao iu promjenljivim vlažnim tropima, zbog visokog podnevnog položaja Sunca iznad horizontu i iste dužine dana tokom cijele godine, sezonske varijacije temperatura su niske. Vlažan vazduh, naoblačenje i gusta vegetacija sprečavaju noćno hlađenje i održavaju maksimalne dnevne temperature ispod 37°C, niže nego na višim geografskim širinama.

Prosječna godišnja količina padavina u vlažnim tropima kreće se od 1500 do 2500 mm, a sezonska raspodjela je obično prilično ujednačena. Padavine su uglavnom povezane sa zonom intertropske konvergencije, koja se nalazi nešto sjevernije od ekvatora. Sezonska pomjeranja ove zone prema sjeveru i jugu u pojedinim područjima dovode do formiranja dva maksimuma padavina tokom godine, razdvojenih sušnijim periodima. Svakog dana hiljade oluja s grmljavinom nadvijaju se nad vlažnim tropima. U intervalima između njih sunce sija punom snagom.

Visoka klima. U visokim planinskim predjelima, značajna raznolikost klimatskih uslova uzrokovana je geografskom zemljopisnom širinom, orografskim barijerama i različitim ekspozicijama padina u odnosu na Sunce i tokovima zraka koji nose vlagu. Čak i na ekvatoru u planinama postoje migrirajuća snježna polja. Donja granica vječnog snijega spušta se prema polovima, dostižući nivo mora u polarnim područjima. Slično tome, druge granice visinskih termalnih pojaseva se smanjuju kako se približavaju visokim geografskim širinama. Na vjetrovitim padinama planinskih lanaca pada više padavina. Na planinskim padinama izloženim prodoru hladnog zraka, temperature mogu pasti. Generalno, klimu visoravni karakterišu niže temperature, veća oblačnost, više padavina i složeniji režim vetra od klime ravnica na odgovarajućim geografskim širinama. Obrazac sezonskih promjena temperature i padavina u visoravnima je obično isti kao u susjednim ravnicama.

Klimatska promjena

Stene, biljni fosili, reljef i glacijalne naslage sadrže informacije o velikim varijacijama prosečnih temperatura i padavina tokom geološkog vremena. Klimatske promjene se također mogu proučavati analizom prstenova drveća, aluvijalnih sedimenata, okeanskih i jezerskih sedimenata i organskih naslaga treseta. U proteklih nekoliko miliona godina došlo je do opšteg zahlađenja klime, a sada, sudeći po kontinuiranom smanjivanju polarnih ledenih ploča, čini se da smo na kraju ledenog doba.

Klimatske promjene tokom istorijskog perioda ponekad se mogu rekonstruisati na osnovu informacija o gladi, poplavama, napuštenim naseljima i migracijama naroda. Kontinuirane serije mjerenja temperature zraka dostupne su samo za meteorološke stanice koje se nalaze prvenstveno na sjevernoj hemisferi. One obuhvataju samo nešto više od jednog veka. Ovi podaci ukazuju na to da je u proteklih 100 godina prosječna temperatura na kugli zemaljskoj porasla za skoro 0,5°C. Ova promjena se nije odvijala glatko, već grčevito – oštra zatopljenja su zamijenjena relativno stabilnim fazama.

Stručnjaci iz različitih oblasti znanja predložili su brojne hipoteze za objašnjenje uzroka klimatskih promjena. Neki vjeruju da su klimatski ciklusi određeni periodičnim fluktuacijama sunčeve aktivnosti s intervalom od oko 11 godina. Na godišnje i sezonske temperature mogu uticati promjene u obliku Zemljine orbite, što rezultira promjenama u udaljenosti između Sunca i Zemlje. Trenutno je Zemlja najbliža Suncu u januaru, ali prije otprilike 10.500 godina bila je najbliža Suncu u julu. Prema drugoj hipotezi, u zavisnosti od ugla nagiba zemljine ose, menjala se količina sunčevog zračenja koja je ulazila u zemlju, što je uticalo na opštu cirkulaciju atmosfere. Moguće je i da je Zemljina polarna osa zauzimala drugačiji položaj. Ako su se geografski polovi nalazili na geografskoj širini modernog ekvatora, onda su se, shodno tome, klimatske zone pomjerile.

Takozvane geografske teorije objašnjavaju dugoročna kolebanja klime pomeranjima zemljine kore i promenama položaja kontinenata i okeana. U svjetlu globalne tektonike ploča, kontinenti su se kretali kroz geološko vrijeme. Kao rezultat toga, promijenio se njihov položaj u odnosu na okeane, kao i geografsku širinu. U procesu izgradnje planina formirani su planinski sistemi sa hladnijom i eventualno vlažnijom klimom.

Zagađenje zraka također doprinosi klimatskim promjenama. Velike mase prašine i gasova koji ulaze u atmosferu tokom vulkanskih erupcija povremeno su postajale prepreka sunčevom zračenju i dovodile do hlađenja zemljine površine. Sve veće koncentracije nekih gasova u atmosferi pogoršavaju ukupni trend zagrevanja.

Efekat staklenika. Poput staklenog krova staklenika, mnogi plinovi omogućavaju da većina sunčeve topline i svjetlosne energije dopre do površine Zemlje, ali sprječavaju da se toplina koju emituje brzo otpusti u okolni prostor. Glavni staklenički plinovi su vodena para i ugljični dioksid, kao i metan, fluorougljenici i dušikovi oksidi. Bez efekta staklene bašte, temperatura zemljine površine bi toliko pala da bi čitava planeta bila prekrivena ledom. Međutim, prekomjerno povećanje efekta staklenika također može biti katastrofalno.

Od početka industrijske revolucije, količina stakleničkih plinova (uglavnom ugljičnog dioksida) u atmosferi se povećala zbog ljudskih ekonomskih aktivnosti, a posebno sagorijevanja fosilnih goriva. Mnogi naučnici sada vjeruju da je porast prosječnih globalnih temperatura nakon 1850. godine prvenstveno bio rezultat povećanja atmosferskog ugljičnog dioksida i drugih antropogenih stakleničkih plinova. Ako se trenutni trendovi u korištenju fosilnih goriva nastave u 21. vijeku, prosječne globalne temperature mogle bi porasti za 2,5 do 8°C do 2075. Ako se fosilna goriva koriste brže nego sada, ovo povećanje temperature moglo bi se dogoditi već do 2030. .

Predviđeno povećanje temperature moglo bi dovesti do topljenja polarnog leda i većine planinskih glečera, što bi dovelo do porasta nivoa mora za 30-120 cm.Sve bi to moglo uticati i na promjenu vremenskih prilika na Zemlji, sa mogućim posljedicama kao što su dugotrajne suše u vodećim poljoprivrednim regijama svijeta.

Međutim, globalno zagrijavanje kao posljedica efekta staklene bašte može se usporiti ako se smanje emisije ugljičnog dioksida iz sagorijevanja fosilnih goriva. Takvo smanjenje bi zahtijevalo ograničenja u njenoj upotrebi u cijelom svijetu, efikasniju potrošnju energije i povećano korištenje alternativnih izvora energije (na primjer, vode, sunca, vjetra, vodonika itd.).

2. Utjecaj vulkanizma na klimu

.1 Područja rasprostranjenosti vulkana

Trenutno na površini zemlje postoje 524 vulkana koji su aktivni u različitom stepenu, uključujući 68 podvodnih vulkana. Njihova distribucija je prikazana u tabeli 1.

Tabela 1. Rasprostranjenost vulkana

Područja distribucije i područja vulkanske aktivnosti	Broj vulkana
	tlo	pod vodom
Kamčatka
Kurilska ostrva
O. Tajvan
Na moru 200 km. uz jugoistočnu obalu Južnog Vijetnama
Filipinska ostrva
Owa Sangi
O. Celebes
Hall. Tomini
O. Jailolo
O. Nova Gvineja
O. Nova Britanija
Solomonova ostrva
O. Santa Cruz
O. Novi Hebridi
O. Lojalnost
O. Novi Zeland
Antarktika
Jug Amerika
O. Juan - Fernandez
Galapagos Islands
Centar. Amerika
sjeverna amerika
O. Unimak
Aleutska ostrva
Havajska ostrva
O. Kermadek
Mala Azija
jadransko more
Indijski okean bez Javanskog luka
Java Arc
O. Jan Mayen
Island
Sjever Atlantic
Azori
Centar. i jug Atlantic
Zapadna Indija

Moderni vulkani su proizveli preko 2.500 erupcija u ljudskom sjećanju. Ugasli vulkani, tj. onih koji svoju aktivnost nisu otkrili u istoriji čovečanstva, ali su donekle zadržali formu i strukturu, ima najmanje pet do šest puta više od aktivnih.

Vulkani su neravnomjerno raspoređeni. Na sjevernoj hemisferi ima znatno više vulkana nego na južnoj, a posebno su česti u ekvatorijalnoj zoni. Na kontinentima su područja poput evropskog dijela SSSR-a, Sibira (bez Kamčatke), Skandinavije, Brazila, Australije i drugih gotovo potpuno lišena vulkana. Ostala područja - Kamčatka, Island, ostrva Sredozemnog mora, Indijskog i Tihog okeana i zapadne obale Amerike - veoma su bogata vulkanima. Većina vulkana je koncentrisana na obalama i ostrvima Tihog okeana (322 vulkana, ili 61,7%), gde formiraju takozvani Pacifički vatreni prsten (slika 22).

Vulkani se ponekad pojavljuju i danas. Na primjer, 1943. godine u Meksiku, na polju jednog seljaka, u roku od 24 sata formirao se 10-metarski konus novog vulkana Pericutin. Godinu dana kasnije, visina Pericutina je već dostigla 350 m.

Kada se pogleda mapa geografske distribucije vulkana, primjećuje se da su oni ograničeni na ostrva, arhipelage i obalne zone kontinenata. Ova pojava dovela je do pogrešne teorije u prošlom veku, koja je smatrala da je glavni uzrok vulkanske aktivnosti pristup okeanske vode u komore magme kroz duboke pukotine. Sljedbenici ove hipoteze vjerovali su da kada voda dođe u kontakt s rastopljenom magmom, nastaju kolosalne mase pare, koje svojim sve većim pritiskom proizvode vulkanske erupcije. Ova hipoteza ubrzo je opovrgnuta brojnim činjenicama, na primjer, prisustvom vulkana na kontinentima stotinama kilometara od vodenih bazena, neznatnim sadržajem vodene pare među emisijama plinova nekih vulkana itd.

Trenutno je općenito prepoznata ovisnost vulkanske aktivnosti o tektonskim procesima i njihova uobičajena povezanost s geosinklinalnim područjima, kao najpokretnijim zonama zemljine kore. U procesu tektonskih kretanja u ovim zonama nastaju duboki rasjedi, kolapsi, izdizanja i spuštanja pojedinih blokova zemljine kore, praćeni nabiranjem, potresima i vulkanskom aktivnošću. Glavna područja tektonskih kretanja u našem vremenu su pacifička, mediteranska, atlantska i indijska zona. Naravno, velika većina modernih vulkana nalazi se unutar njihovih granica.

Zona Pacifika proteže se od Kamčatke na jug kroz ostrva Kuril, Japanska, Filipinska, Nova Gvineja, Solomon, Novi Hebridi i Novi Zeland. Prema Antarktiku, pacifički "vatreni prsten" se prekida i zatim nastavlja duž zapadne obale Amerike od Ognjene zemlje i Patagonije preko Anda i Kordiljera do južne obale Aljaske i Aleutskih ostrva. Vulkanska grupa ostrva Sendvič, Samoa, Tonga, Kermadec i Galapogos ostrva ograničena je na centralne delove Tihog okeana. Pacifički vatreni prsten sadrži skoro 4/5 svih Zemljinih vulkana, koji su eruptirali više od 2.000 puta u istoriji.

Mediteranska zona pokriva vulkansku aktivnost unutar alpske geosinklinale od krajnjeg zapada Evrope do jugoistočnog vrha Azije, pokrivajući ostrva Malajskog arhipelaga. Unutar ove zone vulkanska aktivnost je najaktivnija u rubnim dijelovima, tj. na zapadu u regionu Mediterana i na istoku u Malajskom arhipelagu. U južnoj i srednjoj Evropi, ova zona uključuje izumrle vulkanske regije Auvergne (Francuska), Eifel (Njemačka) i Češku Republiku. Zatim dolaze mediteranski vulkani, podijeljeni u tri grupe: italijansko-sicilijanski sa tako poznatim vulkanima kao što su Vezuv, Etna, Stromboli, vulkan; Sicilijansko-jonski, uključujući Pantelleriju i neke podmorske erupcije; i Egejsko more, u kojem je najistaknutiji aktivni centar vulkan Santorini.

Dalje na istok, zona uključuje ugasle vulkane kao što su Elbrus i Kazbek na Kavkazu, Ararat u Turskoj i Damavand u Iranu. Na Pamiru i Himalajima, kao iu drugim jako stisnutim lancima nabora južne Azije, mlada vulkanska aktivnost nije uočena, ali se mladi vulkani ponovo pojavljuju u Burmi. Zona tada pokriva jedno od najaktivnijih područja vulkanske aktivnosti na Zemlji - regiju Malajskog arhipelaga. Ovdje je poznato samo 11 aktivnih vulkana na ostrvima Sumatra, 19 na Javi, 15 na Malim Sundama i 3 na Južnim Molukama.Intenzitet vulkanskih manifestacija na ostrvima arhipelaga objašnjava se činjenicom da je ovdje mediteranska zona susreće „vatreni prsten“ Tihog okeana.

Atlantska zona uključuje u sjevernom dijelu poznate vulkanske regije kao što je Island, gdje je poznato 26 aktivnih vulkana, uključujući 4 podvodna i vrlo veliki broj ugaslih. Među aktivnima je najaktivnija Hekla, vulkan visok 1557 m sa pet kratera, koji je proizveo oko 30 erupcija u ovih hiljadu godina. Sjeverozapadno od Islanda u Atlantskom oceanu poznat je jedan mali aktivni vulkan na otoku. Jan Mayen. Na jugu, blizu afričke obale, nalaze se Kanarska ostrva sa nekoliko vulkana (uključujući Pic Tenerife) i Zelenortska ostrva sa jednim aktivnim vulkanom, Fogo. Sjeverozapadno od Kanarskih ostrva nalazi se grupa Azorskih ostrva vulkanskog porijekla, u blizini kojih su zabilježene četiri podvodne erupcije. U ekvatorijalnim i južnim dijelovima Atlantskog oceana poznata su vulkanska ostrva Gvinejskog zaljeva, Ascension, Sveta Helena i Tristan da Cunha, iako je vulkanska aktivnost na njima odavno prestala. Atlantska zona vulkanizma također uključuje Gvineju na zapadnoj obali Ekvatorijalne Afrike s jednim aktivnim vulkanom, Kamerunom.

Indijska zona uključuje tri grupe vulkanskih ostrva u Indijskom okeanu: Komori sa vulkanom Karatala, Mascarene sa vulkanom Piton de la Fournaise i Kergen sa aktivnim vulkanom na ostrvu. Hurd. Najveći u posljednjoj grupi je o. Kergen se sastoji od štitastih bazaltnih pokrivača i može se smatrati blizankom ostrva. Island u Indijskom okeanu. Indijska vulkanska zona također uključuje vulkane istočne Afrike i znakove mlade vulkanske aktivnosti na Arapskom poluotoku i Maloj Aziji. Čini se da su vulkani istočne Afrike povezani sa sistemom dubokih tektonskih pukotina i uskim područjima slijeganja duž njih, koji se protežu od Crvenog mora preko Kenije i Tanganjike do obale Mozambičkog kanala.

Rice. 2.1. - Karta distribucije vulkana.

Klimatski efekti vulkanske aktivnosti

Najuočljiviji klimatski efekti erupcija utiču na promjene površinske temperature zraka i formiranje meteorskih padavina, koje najpotpunije karakteriziraju procese formiranja klime.

Temperaturni efekat. Vulkanski pepeo ispušten u atmosferu tokom eksplozivnih erupcija reflektuje sunčevo zračenje, snižavajući temperaturu vazduha na površini Zemlje. Dok se postojanost fine prašine u atmosferi od erupcije tipa Vulkan obično mjeri sedmicama i mjesecima, isparljive tvari poput SO 2 mogu ostati u gornjim slojevima atmosfere nekoliko godina. Male čestice silikatne prašine i aerosola sumpora, koncentrirajući se u stratosferi, povećavaju optičku debljinu aerosolnog sloja, što dovodi do smanjenja temperature na površini Zemlje.

Kao rezultat erupcija vulkana Agung (ostrvo Bali, 1963.) i St. Helens (SAD, 1980.), uočeno maksimalno smanjenje temperature Zemljine površine na sjevernoj hemisferi bilo je manje od 0,1 °C. Međutim, za veće erupcije, kao što je vulkan Tambora (Indonezija, 1815.), pad temperature od 0,5 °C ili više je sasvim moguć.

Eksplozivne erupcije mogu utjecati na klimu najmanje nekoliko godina, a neke od njih mogu uzrokovati mnogo dugotrajnije promjene. Iz ove perspektive, velike erupcije pukotina također mogu imati značajan učinak, jer ovi događaji oslobađaju ogromne količine hlapljivih tvari u atmosferu tokom perioda od decenija ili više. Shodno tome, neki vrhovi kiselosti u ledenim jezgrama Grenlanda su uporedivi u vremenu sa erupcijama pukotina na Islandu.

Tokom velikih erupcija, poput onih uočenih na planini Tambora, količina sunčevog zračenja koja prolazi kroz stratosferu se smanjuje za oko četvrtinu. Divovske erupcije, poput one koja je stvorila sloj tefre (Vulkan Toba, Indonezija, prije oko 75 hiljada godina), mogle bi smanjiti prodor sunčeve svjetlosti na manje od stotog dijela njene normalne vrijednosti, sprečavajući fotosintezu. Erupcija je jedna od najvećih u pleistocenu, a čini se da je fina prašina ispuštena u stratosferu rezultirala gotovo univerzalnom tamom na velikom području sedmicama i mjesecima. Zatim je, za otprilike 9-14 dana, eruptiralo oko 1000 km 3 magme, a područje distribucije sloja pepela premašilo je najmanje 5⋅106 km 2.

Drugi razlog za moguće hlađenje je zbog efekta zaštite aerosola H 2 SO 4 u stratosferi. Slijedom toga, prihvatamo da u modernoj eri, kao rezultat aktivnosti vulkana i fumarola, godišnje u atmosferu uđe oko 14 miliona tona sumpora, sa njegovom ukupnom prirodnom emisijom od oko 14,28 miliona tona.Gornja procjena ukupne godišnje emisije sumpor u atmosferu, pod uslovom da je sav u potpunosti pretvoren u okside u H 2 SO 4 (ako pretpostavimo da je ova vrijednost konstantna u posmatranom vremenskom intervalu) približava se minimalnoj procjeni direktnog ulaska aerosola u obliku sumpornog kiseline u stratosferu zbog erupcije vulkana Toba. Većina sumpornih oksida odmah ulazi u okean, formirajući sulfate, a određeni dio plinova koji sadrže sumpor uklanja se suhom apsorpcijom ili se ispire iz troposfere taloženjem. Stoga je očigledno da je erupcija vulkana Toba dovela do višestrukog povećanja količine dugovječnih aerosola u stratosferi. Očigledno, efekat hlađenja se najjasnije očitovao na niskim geografskim širinama, posebno u susjednim. Procjene količine sunčevog zračenja koje prodire u stratosferski aerosol i/ili finu prašinu, ovisno o njihovoj masi. Tačke označavaju velike istorijske i praistorijske erupcije.

Vremenske serije kiselosti za jezgro Krita na otocima centralnog Grenlanda, koje pokrivaju period 533-1972. Identifikacija erupcija koje najvjerovatnije odgovaraju najvećim vrhovima kiselosti zasniva se na istorijskim izvorima regija - Indije, Malezije. Na globalni značaj ovog fenomena ukazuje i „kiseli“ trag vulkana Toba, snimljen na dubinama od 1033 i 1035 m u jezgru bunara 3G i 4G na stanici Vostok na Antarktiku.

Dokazi o vulkanskoj modulaciji klime tokom decenija takođe su dobijeni iz proučavanja prstenova drveća i promena u zapremini planinskih glečera. Rad pokazuje da su hladnoće u zapadnim Sjedinjenim Državama, kako je utvrđeno dendrohronologijom drveća, usko konzistentne sa zabilježenim erupcijama i vjerovatno će biti povezane sa omotačima vulkanskih aerosola u stratosferi na jednoj ili dvije skale hemisfere. L. Scuderi je primijetio da postoji bliska veza između različitih debljina prstenova na gornjoj granici šuma osjetljivih na temperaturu, profila kiselosti grenlandskog leda i napredovanja planinskih glečera u Sijera Nevadi (Kalifornija). Tokom godine nakon erupcije primijećen je oštar pad rasta drveća (što je rezultiralo formiranjem aerosolnog pokrivača), a smanjenje rasta prstenova dogodilo se unutar 13 godina nakon erupcije.

Najviše obećavajući izvori informacija o prošlim vulkanskim aerosolima su još uvijek kiselost ledenog jezgra i sulfatna (kiselina) serija - zbog činjenice da sadrže materijalne dokaze atmosferskog opterećenja kemijskim nečistoćama. Pošto se led može datirati na osnovu njegove godišnje akumulacije, moguće je direktno povezati vrhove kiselosti u gornjim slojevima leda sa istorijskim erupcijama iz poznatog perioda. Koristeći ovaj pristup, rani vrhovi kiselosti nepoznatog porijekla su također u korelaciji sa određenim godinama starosti. Očigledno, tako snažne erupcije u holocenu kao što su nepoznati događaji koji su se dogodili 536-537. i oko 50. godine prije Krista, ili Tambora 1815. godine, rezultiralo je jasnim smanjenjem sunčevog zračenja i hlađenjem površine planete za jednu do dvije godine, što potvrđuju historijski dokazi.

Istovremeno, analiza podataka o temperaturi sugerira da je zagrijavanje u holocenu općenito, a posebno u 1920-1930-im godinama, uzrokovano smanjenjem vulkanske aktivnosti.

Poznato je da je jedna od najefikasnijih metoda za proučavanje prošlih vulkanskih aktivnosti proučavanje kiselosti i inkluzija aerosola u ledenim jezgrama polarnih glečera. Slojevi pepela u njima se efikasno koriste kao privremene referentne tačke u poređenju sa rezultatima paleobotaničkih i geoloških studija. Poređenje debljine vulkanskog pepela na različitim geografskim širinama pomaže da se razjasne cirkulacijski procesi u prošlosti. Imajte na umu da je zaštitna uloga aerosola u stratosferi mnogo jača u hemisferi gdje je došlo do ubrizgavanja vulkanskih čestica u stratosferu.

Prilikom razmatranja mogućeg uticaja erupcija na klimu, prvenstveno vulkana niskih geografskih širina, ili ljetnih erupcija na umjerenim ili visokim geografskim širinama, potrebno je uzeti u obzir vrstu vulkanskog materijala. U suprotnom, to može dovesti do višestrukog precjenjivanja termičkog efekta. Tako je tokom eksplozivnih erupcija sa dacitnim tipom magme (na primjer vulkan St. Helens), specifičan doprinos formiranju aerosola H 2 SO 4 bio skoro 6 puta manji nego tokom erupcije Krakatoa, kada je oko 10 km 3 andezitske magme je izbačeno i formirano je oko 50 miliona tona H 2 SO 4 aerosola. Po efektu zagađenja vazduha, ovo odgovara eksploziji bombi ukupne snage 500 Mt i prema tome bi trebalo da ima značajne posledice po regionalnu klimu.

Bazaltne vulkanske erupcije proizvode još veće količine izdisaja koji sadrže sumpor. Tako je bazaltna erupcija Lakija na Islandu (1783.), sa zapreminom eruptirane lave od 12 km 3, dovela do proizvodnje približno 100 miliona tona H 2 SO 4 aerosola, što je skoro dvostruko više od specifične proizvodnje eksploziva. erupcija Krakatoa. Erupcija Lakija je, očigledno, donekle izazvala zahlađenje krajem 18. veka. na Islandu i u Evropi. Sudeći po profilima kiselosti ledenih jezgara na Grenlandu, koji odražavaju vulkansku aktivnost, može se primijetiti da je vulkanska aktivnost na sjevernoj hemisferi tokom Malog ledenog doba u korelaciji sa općim hlađenjem.

Uloga vulkanske aktivnosti u formiranju padavina. Uvriježeno mišljenje: u stvaranju atmosferskih padavina primarni proces u prirodnim uvjetima na bilo kojoj temperaturi je kondenzacija vodene pare, a tek tada se pojavljuju čestice leda. Kasnije se pokazalo da čak i pri ponovljenom zasićenju kristali leda u potpuno čistom, vlažnom zraku uvijek nastaju kao rezultat homogenog izgleda kapi praćenog smrzavanjem, a ne direktno iz pare. Eksperimentalno je utvrđeno da je brzina nukleacije kristala leda u prehlađenim kapima vode u homogenim uslovima funkcija zapremine prehlađene tečnosti, a što je zapremina manja, to je ona manja: kapi prečnika nekoliko milimetara (kiša ) ohlade se na temperaturu od -34 prije zamrzavanja. -35 °C, a sa prečnikom od nekoliko mikrona (oblačno) - do -40 °C. Tipično, temperatura formiranja čestica leda u atmosferskim oblacima je mnogo viša, što se objašnjava heterogenošću procesa kondenzacije i stvaranja kristala u atmosferi zbog sudjelovanja aerosola.

Prilikom formiranja kristala leda i njihovog nakupljanja, samo mali dio čestica aerosola služi kao jezgra koja stvara led, što često dovodi do prehlađenja oblaka do -20°C i niže. Čestice aerosola mogu pokrenuti stvaranje ledene faze bilo iz prehlađene tečne vode zamrzavanjem kapljica iznutra ili sublimacijom. Studija sublimiranih snježnih kristala prikupljenih na sjevernoj hemisferi pokazala je da je u približno 95% slučajeva u njihovom središnjem dijelu pronađeno jedno čvrsto jezgro (uglavnom veličine 0,4-1 mikrona, koje se sastoji od čestica gline). Istovremeno, čestice gline i vulkanski pepeo su najefikasniji u stvaranju ledenih kristala, dok morske soli prevladavaju u kapljicama oblaka.

Takva razlika može biti važna za objašnjenje viših stopa akumulacije snijega na visokim geografskim širinama sjeverne hemisfere (u poređenju sa južnom hemisferom), kao i veće efikasnosti ciklonalnog transporta atmosferske vlage iznad Grenlanda nego nad Antarktikom.

Budući da je najznačajnija promjena količine aerosola u atmosferi određena vulkanskom aktivnošću, nakon erupcije i brzog ispiranja troposferskih vulkanskih nečistoća, mogu se očekivati ​​produžene padavine iz nižih slojeva stratosfere s relativno niskim omjerom izotopa kisika i deuterijuma i niskim sadržajem "primarnog" ugljika. Ako je ova pretpostavka tačna, onda su neke “hladne” oscilacije na krivulji paleotemperature razumljive, na osnovu eksperimentalnih studija polarnih ledenih jezgara, koje se vremenski poklapaju sa smanjenjem koncentracije “atmosferskog” CO 2.

Ovo djelomično „objašnjava“ zahlađenje u mlađem Drijasu, koje se najjasnije manifestiralo u sjevernoatlantskom basenu prije otprilike 11-10 hiljada godina. Početak ovog hlađenja mogao je biti iniciran naglim porastom vulkanske aktivnosti u periodu prije 14-10,5 hiljada godina, što se odrazilo na višestruko povećanje koncentracije vulkanogenog hlora i sulfata u grenlandskim ledenim jezgrama.

U područjima koja su susjedna sjevernom Atlantiku, ovo hlađenje može biti povezano s velikim erupcijama ledenog vrha (prije 11,2 hiljade godina) i vulkana Eifel u Alpima (prije 12-10 hiljada godina). Ekstremno hlađenje se dobro slaže s erupcijom vulkana Vedde prije 10,6 hiljada godina, čiji se sloj pepela može pratiti u sjeveroistočnom Atlantiku. Direktno za period prije 12-10 hiljada godina. Postoji i maksimum nitrata, čije se smanjenje koncentracije poklapa s početkom zagrijavanja nakon ekstremnog hlađenja (prije 10,4 hiljade godina). Na južnoj hemisferi, kao što je poznato, mlađi Drijas nije obilježen smanjenjem sadržaja CO 2 u antarktičkim ledenim jezgrama i slabo je izražen na klimatskim krivuljama, što je u skladu s nižim koncentracijama vulkanogenih aerosola nego na Grenlandu. Na osnovu navedenog, možemo izvući preliminarni zaključak da se vulkanska aktivnost, osim direktnog uticaja na klimu, manifestuje i u simulaciji „dodatnog“ hlađenja usled povećane količine snežnih padavina.

Na osnovu opštih informacija o nesrazmerno većem (u poređenju sa Antarktikom) sadržaju aerosola kao jezgra kondenzacije i kristalizacije atmosferske vlage na Grenlandu, može se očekivati ​​odgovarajući veći doprinos komponenti vazduha zarobljenih padavinama (zbog opšteg smanjenja nivoa kristalizacije) na gasni sastav glečera. Veća vulkanska aktivnost na sjevernoj hemisferi određuje veći utjecaj na izotopski sastav ledenog pokrivača. Ovo se može manifestovati u značajnom povećanju paleoizotopskog signala ovdje, na primjer u mlađem Drijasu, u poređenju sa Antarktikom. U potonjem slučaju moguće je simulirati pojedinačne klimatske događaje zbog “vulkanskih” fluktuacija u izotopskom sastavu.

.2 Kamčatka-Kuril

Vulkani Kamčatke usko su povezani sa planinskim pokretima zemljine kore, posebno sa formiranjem grebena, što daje poseban karakter reljefu poluostrva Kamčatka.

Duž poluostrva se nalaze dva planinska lanca i lanac raznih vulkana.

Sredinny greben se nalazi u zapadnoj polovini. U istočnoj polovini se prostire lanac Istočne Kamčatke. Različiti dijelovi ovog grebena imaju različita imena. Južni dio je Južno-Bystrinski, na skretanju prema sjeveroistoku nalaze se Ganalski rovci, dalje na sjeveroistoku je greben Valaginsky, još dalje - greben Tum-rok i, konačno, od Ključevskog dola do sjevero-sjeveroistočno greben Kumroch, koji se završava u zalivu jezera.

Lanac vulkana, koji tvori neku vrstu jedinstvenog grebena, nalazi se duž istočne obale poluotoka, od rta Lopatka do jezera Kronotskoe. Dalje, kao da prelazi greben Tumroka, ovaj lanac ide ravno prema sjeveru, ali duž zapadnih padina grebena Tumrok i Kumroch.

Grebeni i lanac vulkana na Kamčatki imaju sjeveroistočni smjer. Ali, pored toga, neki vulkani i topli izvori nalaze se duž linija u sjeverozapadnom smjeru. Ova lokacija je povezana sa geološkom strukturom zemljine kore, sa rasedima Kamčatka-Kuril i Aleutski vulkanski i tektonski lukovi uključeni u Pacifički vulkanski vatreni prsten.

Vulkanska aktivnost na Kamčatki počela je prije mezozoika, a možda čak i prije paleozoika, a nastavila se četiri puta prije mezozoika.

Vulkanska aktivnost u prvoj, najstarijoj, fazi nije bila intenzivna. To je bilo praćeno malim izljevima lave. Naprotiv, druga i treća faza vulkanska aktivnost je bila praćena snažnim masivnim izlivanjem lave, au drugoj fazi lave su izlivene pod vodu.

Lave koje su tekle tokom svih ovih faza imale su osnovni sastav. U mezozoičkom periodu, tj. prije otprilike 190-70 miliona godina, vulkanska aktivnost na Kamčatki se nastavila najmanje dva puta, a prvi put je došlo do manjih podvodnih izlivanja lave mafičke magme. Drugi put, prije otprilike 70 miliona godina, na granici perioda krede i tercijara, vulkanska aktivnost poprimila je ogromne razmjere. Kopnene i podmorske erupcije lava bazaltnog i bazaltnog andezitskog sastava smjenjivale su se sa snažnom eksplozivnom aktivnošću, što je rezultiralo stvaranjem velikih nakupina vulkanskih tuf breča i tufova.

Erupcije su se uglavnom dešavale iz brojnih malih pukotina i centralnih vulkana i donekle su podsjećale na modernu vulkansku aktivnost na Kurilskim otocima. Erupcije su bile veoma intenzivne, a njihove lave i tufovi zauzimali su veliku površinu. Ova vulkanska aktivnost nastavila se tokom gornje krede i početkom donjeg tercijara, tj. prije otprilike 80-60 miliona godina.

Nastavak vulkanske aktivnosti dogodio se u gornjem tercijaru, tj. prije otprilike 20-10 miliona ili manje godina. Eruptirale su i bazične, a posebno srednje i kisele lave.

Konačno, posljednja obnova vulkanske aktivnosti, koja traje do danas, dogodila se prije oko milion godina, na početku kvartarnog perioda.

Dakle, vulkanska aktivnost na Kamčatki je vjerovatno započela prije paleozoika i još uvijek nije završila u današnje vrijeme. Njegove manifestacije su postajale i iščezavale. Bio je povezan i dogodio se gotovo istovremeno sa planinskim pokretima zemljine kore na Kamčatki.

Moderna vulkanska aktivnost, koja je započela krajem glacijacije Kamčatke, mnogo je slabija u odnosu na intenzivnu i moćnu aktivnost prošlih vremena.

O ukupnoj snazi ​​vulkanske aktivnosti na Kamčatki tokom života svjedoče brojni aktivni i ugasli vulkani i vulkanske stijene, koje pokrivaju više od 40% njene površine.

Među karakteristikama Kamčatke treba istaknuti pokretljivost zemljine kore, posebno u njenim istočnim regijama. Ova područja su mjesta prilično jakih vulkanskih i tektonskih potresa koji se često ponavljaju. Pripadaju zonama potresa jačine 7, 8 i 9 stepeni. Osim čestih zemljotresa, o pokretljivosti Kamčatke svjedoče i terase i drugi geološki podaci. Po njima možemo suditi da se istočni dio Kamčatke kreće drugačije. Dok je severno od reke Kamčatke obala poluostrva značajno porasla nakon glacijacije, u srednjem delu poluostrva - u blizini reke Semjačik - porasla je samo neznatno, au južnom delu - kod Petropavlovska i dalje na jug - obala polako tone.

Svi ovi podaci zajedno naglašavaju posebno neujednačenu mobilnost istočnih regiona Kamčatke. Stoga ne čudi što se trenutno aktivni vulkani nalaze samo na istočnom dijelu poluotoka, iako postoje indicije da u Sredinskom lancu postoji jedan aktivni vulkan - Ičinski, koji trenutno emituje mlazove plinova. Međutim, ova indikacija nije potvrđena i stoga je upitna.

Vulkani na Kamčatki nalaze se u tri trake - duž istočne obale, duž Sredinskog grebena i duž zapadne obale. Njihova vulkanska aktivnost bila je raznolika kako po vrstama vulkanske aktivnosti i oblicima vulkana, tako i po sastavu lave.

Relativno nedavno (u doba tercijara), bazalti su se izlili kroz brojne usko raspoređene pukotine ili kanale u obliku cijevi i formirali opsežne pokrivače koji podsjećaju na masivne izlive. Takve izlive tada su zamijenile samo centralne erupcije, koje se i danas primjećuju. U zavisnosti od sastava lave i vrste vulkanske aktivnosti, kao i niza drugih razloga, iznad centralnih kanala nastajali su različiti vulkani. Gotovo sve vrste vulkanske aktivnosti poznate su na Kamčatki, s izuzetkom plinijanske i, možda, havajske. Međutim, ovo drugo, tj. Erupcije havajskog tipa možda su se ovdje dogodile u nedavnoj prošlosti.

Moderna vulkanska aktivnost koncentrirana je u istočnom dijelu poluostrva Kamčatka. Ovdje se nalaze svi aktivni, svi ugasli i većina ugaslih vulkana. Međutim, među potonjima mogu biti vulkani koji nisu izumrli, ali čvrsto spavaju, koji se mogu probuditi i početi djelovati.

Od aktivnih vulkana najaktivniji su Ključevskoj, Karimski i Avačinski; manje aktivni - Sheveluch, Plosky Tolbachik, Gorely Ridge i Mutnovsky; i neaktivni - Kizimen, Maly Semya-chek, Zhupanovsky, Koryaksky, Ksudach i Ilyinsky.

Aktivni vulkani

Na Kamčatki, među aktivnim vulkanima, postoje vulkani koji su raznoliki po svojoj aktivnosti, vrsti aktivnosti, obliku i sastavu.

Najaktivniji su: vulkan Klyuchevskoy (34 ciklusa erupcije), Karymsky (16 ciklusa) i Avachinsky (16 ciklusa).

Aktivni su Sheveluch, Gorely Ridge i Mutnovsky (po 6 ciklusa), Plosky Tolbachik (5 ciklusa), a slabo aktivni su Županovski (4 ciklusa), Mali Semyachik (3 ciklusa), Koryaka, Ksudach, Ilyinsky i Kizimen ( po jedna erupcija za svakoga).

Od toga na Strombolijanski tip vulkanske aktivnosti uključuju Klyuchevskoy; Vulkanu Ključevskom, Karimskom, Avačinskom, Ševeluču, Gorelijskom grebenu, Mutnovskom, Županovskom, Ksudaču; do srednjeg havajsko-strombolijskog Plosky Tolbachik; tipu bliskom Pelejanu, Avačinskom, Ševeluču; do Bandaisana neke erupcije Iljinskog i Malog Semjačika.

Trenutno se ne primjećuju karakteristične manifestacije havajskog tipa vulkanske aktivnosti, ali su se vjerojatno dogodile na Kamčatki u nedavnoj prošlosti na Ploskom Tolbačiku.

Vulkan Klyuchevskoy je jedan od najvećih aktivnih vulkana u Evropi i Aziji i najviši i najaktivniji vulkan na Kamčatki. Drugi je po apsolutnoj visini nakon nekih aktivnih vulkana u Srednjoj i Južnoj Americi. U pogledu relativne visine, vulkan Klyuchevskoy, koji se uzdiže gotovo iznad nivoa mora, jedan je od najviših aktivnih vulkana na površini zemlje. Njegova apsolutna visina, prema raznim autorima, kreće se od 4778-4917 m. Vulkan Klyuchevskoy, zbog svoje visine i pravilnog konusnog oblika, kao i gotovo konstantnog ispoljavanja vulkanske aktivnosti, jedan je od najlepših vulkana u svetu. svijet.

Nalazi se u sjeveroistočnom uglu takozvane Ključevske grupe vulkana, koju čine aktivni Ključevski i Ploski Tolbačik i ugaslih - Ploski, Srednji, Kamen, Bezymyanny, Zimin, Bolshaya Udina, Malaya Udina i Ostroy Tolbachik. Ovu grupu divova, visine 2.000 m i više, predvode tri diva - tri najviša vulkana Kamčatke - Ključevski, visoka oko 4800 m, Kamen 4617 m i Ploski 4030 m. Svi se nalaze u širokoj dolina između grebena Kumroch i Sredinny. Vulkan Klyuchevskoy nalazi se na istočnoj padini podnožja vulkana Plosky. Od vrha do visine od oko 2.800 m, vulkan Klyuchevskoy ima oblik blago krnjeg stošca, donekle poremećenog vrelom lavinom tokom erupcije 1. januara 1945. godine, koja je formirala duboku i široku rupu na vrhu. Padine konusa su nagnute prema horizontu pod uglom od 33 35°. Sa izuzetkom mosta koji povezuje vulkan Ključevskoj sa Kamenom i ledenog razdela koji povezuje vulkan Ključevskoj sa Ploskim, u preostalim delovima vulkana, od 2.700 do 1.500 m apsolutne visine, nagib postaje ravniji, oko 10-12° do horizont. Ispod 1.500 m i do nivoa dolina reka Kamčatke i Hapice koje se graniče sa vulkanom Ključevskoj nalazi se podnožje vulkana, čiji je ukupni nagib oko 4°.

Na vrhu konusa vulkana Klyuchevsky nalazi se krater u obliku zdjele promjera oko 500 m, koji zbog čestih erupcija ponekad malo mijenja oblik. Rubovi kratera su nazubljeni i, osim toga, imaju značajna udubljenja i na istočnoj i na zapadnoj strani. Nakon erupcije 1937. godine, zapadno udubljenje se značajno proširilo i poprimilo oblik kante, a nakon erupcije 1. januara 1945. godine, u njegovom sjevernom dijelu formirale su se duboke (do 200 m duboke) „kapije“.

Jedan ili dva otvora uočena su unutar kratera tokom mirnijih vremena. Tokom aktivnijeg stanja vulkana, u krateru je obično rastao unutrašnji konus, koji se uzdizao iznad njegovih prvobitnih ivica. Zidovi kratera se sastoje od naizmjeničnih slojeva lave, vulkanskog pijeska i leda pomiješanih s pijeskom.

Padine stošca prekrivene su gotovo neprekidnim glečerom, među kojima se na nekim mjestima nalaze grebeni - gornji dijelovi tokova lave. Glečeri se spuštaju na visinu od 2.000 - 1.800 m, a jedan, koji teče prema sjeveru, je najmoćniji, do 1.500 m.

Ispod glečera teku brojni potoci koji, spajajući se u veće rijeke, teku kao u radijusima duž sjeveroistočnih i istočnih padina podnožja vulkana. U mnogim slučajevima, oni su usjekli duboke klisure - kanjone - u vulkanske stijene.

Osim toga, padine podnožja vulkana Klyuchevsky posute su bočnim čunjevima, čija maksimalna relativna visina doseže 200 m. Većina ih se nalazi duž polumjera koji idu od glavnog kratera kao centra. U isto vrijeme, mnogi bočni konusi su na približno istoj visini. Očigledno, većina se nalazi duž radijalnih i, možda, kružnih pukotina. Pretežni dio bočnih čunjeva nastao je kao posljedica eksplozivne aktivnosti, a sastoje se od vulkanskog pijeska i komadića šljake. Formiranje nekih čunjeva bilo je praćeno izlivanjem lave.

Bočni čunjevi nalaze se na udaljenosti od 8 do 25 km od glavnog kratera.

Tokovi lave vulkana Klyuchevsky izlili su se i iz glavnog kratera i, uglavnom, iz niskih bočnih čunjeva. U svom obliku, tokovi lave imaju mnogo zajedničkog sa glečerima. Isti sistem poprečnih pukotina javlja se, posebno na strmijim padinama temeljnog terena. Uočavaju se i uzdužni grebeni lave, slični uzdužnim morenama, itd. .

Rice. 2.2. - Erupcija vulkana Karymsky (januar 1996, Ya.D. Muravyov)

Vulkani koji se raspadaju

Nakon svog nastajanja, vulkani se mijenjaju i prolaze kroz čitav niz transformacija, ponekad se urušavaju, ponekad ponovo izranjaju, ali žive samo dok u njihovim vulkanskim žarištima postoji dovoljna količina vulkanske energije.

Sa njegovim smanjenjem, život vulkana počinje izumirati, njegova aktivnost postepeno umire. On zaspi. Kada je energija potpuno iscrpljena, vulkan zaustavlja svaku aktivnost i njegov aktivni život se završava. Vulkan je ugašen.

Vulkani koji se raspadaju, trenutno u fazi aktivnosti solfate, nalaze se uglavnom u blizini jezera Kronotsky. Sjeveroistočno od njega su vulkani Komarova i Gamchen, na istoku - Kronotsky, a na jugu je cijela grupa takvih vulkana kao što su Uzon, Kikhpinych, Yaurlyashchiy i zapravo - Central Semyachik.

Vulkan Komarova (Rezervisano) ima oblik kape. Ima dva kratera, od kojih se jedan nalazi na vrhu, a drugi na jugozapadnoj padini u blizini vrha.

U potonjem se nalazi udubljenje kroz koje je izbijala lava. Tokovi lave se široko šire duž južnih i istočnih padina.

Trenutno se iz kratera emituju mlazovi gasova, posebno intenzivno i gotovo kontinuirano iz zapadnog dela kratera. U aprilu 1941. godine, gasni mlaznici su se podigli do 200 m iznad kratera.

Kao rezultat utjecaja plinova koji se sastoje od sumporovodika i, možda, sumpor-dioksida i, naravno, vodene pare na stijene istočnog dijela kratera, pretvorili su se u svijetlosive, uglavnom glinene ili alunitne stijene.

Dakle, vulkani na Kamčatki koji izumiru uključuju sljedeće u solfatarnoj fazi: Uzon, Burljaščij i sam Central Semjačik su u najaktivnijoj solfatarnoj fazi. Najmanje aktivni, gotovo potpuno izumrli, su vulkan Kronotsky i Opala. Ostali zauzimaju srednju poziciju između njih u svojoj aktivnosti.

Ugasli vulkani

U poređenju sa brojem aktivnih i umirućih vulkana, broj ugaslih je mnogo veći.

Nalaze se ne samo u istočnoj traci poluotoka iu Sredinskom lancu, već i djelomično duž zapadne obale poluotoka Kamčatke.

Među izumrlima su vulkani koji su bili aktivni u bliskoj prošlosti, kao i oni koji su svoj život okončali u dalekim vremenima. Prvi se prepoznaju po nepromijenjenom izgledu vulkana, po svježim tokovima lave koji na nižim mjestima još nisu prekriveni vegetacijom, a na višim mjestima po mahovinama i nizu drugih karakteristika.

Nedavno ugasli vulkani uključuju Bezimjani, Kraševnjikova, Taunšic, Jurjevski i neki drugi. Među ugaslim vulkanima, najviši, ali različiti po svom obliku i po svom vulkanskom životu, su vulkani Kamen i Plosky.

Vulkani Kurilskih ostrva

Kurilska ostrva su dva velika lanca ostrva: Veliki Kuril i Mali Kuril.

Veliki greben se „proteže“ 1.200 km direktno od poluostrva Kamčatka na jugozapadu do ostrva Hokaido.

Mali greben se proteže na 105 km i ide paralelno sa južnim delom Velikog Kurilskog grebena, 50 km jugoistočno od njega.

Vulkani se nalaze gotovo isključivo na ostrvima Velikog Kurilskog grebena. Većina ovih otoka su aktivni ili ugasli vulkani, a samo najsjeverniji i najjužniji otoci su sastavljeni od gornjotercijarnih sedimentnih formacija.

Ovi slojevi sedimentnih stijena na spomenutim otocima činili su osnovu na kojoj su nastajali i rasli vulkani. Većina vulkana Kurilskih ostrva nastala je direktno na morskom dnu.

Topografija morskog dna između poluostrva Kamčatka i ostrva Hokaido je strm greben sa dubinom dna od oko 2.000 m prema Ohotskom moru, a kod ostrva Hokaido čak preko 3.300 m i sa dubinama preko 8.500 m prema Tihom okeanu. Kao što znate, direktno jugoistočno od Kurilskih ostrva nalazi se jedan od najdubljih okeanskih rovova, takozvani rov Tuscarora.

Sama Kurilska ostrva predstavljaju vrhove i grebene neprekidnog planinskog lanca skrivenog pod vodom.

Veliki Kurilski greben je divan vizuelni primer formiranja grebena na površini zemlje. Ovdje možete promatrati zavoj zemljine kore, čiji se vrh uzdiže 2-3 km iznad dna Ohotskog mora i 8-8,5 km iznad depresije Tuscarora. Duž ove krivine formirali su se rasjedi cijelom dužinom po kojima je na mnogim mjestima pucala vatrena tečna lava. Na tim mjestima nastala su vulkanska ostrva Kurilskog grebena. Vulkani su izlivali lavu, izbacivali mase vulkanskog pijeska i krhotina, koji su se taložili u blizini u moru, a ono je postajalo i postaje sve manje i manje. Osim toga, samo dno je zbog može porasti iz različitih geoloških razloga, a ako se sličan geološki proces nastavi u istom pravcu, onda će se nakon miliona godina, a možda i stotina hiljada, ovdje formirati neprekidni greben, koji će, s jedne strane, povezati Kamčatku sa Hokaidom. , a s druge - potpuno će odvojiti Ohotsko more od Tihog okeana.

Pojava Kurilskog grebena pomaže nam da razumemo formiranje drugih grebena koji se sada u potpunosti uzdižu na kopnu. Na taj način nekada je nastao Uralski greben i niz drugih.

Među Devonskim morem, koje je u to vrijeme (prije oko 300 miliona godina) pokrivalo područje na kojem se sada nalazi Uralski greben, na sličnom zavoju zemljine podvodne površine nastale su pukotine i rasjedi, duž kojih se magma uzdizala iz dubina. Njegove podvodne erupcije, kako se lava nakuplja od dna mora do površine vode, zamijenili su površinski vulkani, koji su formirali ostrva, tj. Rezultat je bila ista slika koja se sada opaža na granici Ohotskog mora sa Tihim okeanom. Vulkani Urala, zajedno sa izlivanjem lave, izbacili su i masu klastičnog vulkanskog materijala, koji se nataložio u blizini. Tako su vulkanska ostrva bila međusobno povezana. Ovom ujedinjenju su, naravno, pomogli pokreti zemljine kore i neki drugi procesi, kao rezultat zajedničkog utjecaja kojih je nastao planinski lanac Ural.

Vulkani Kurilskog grebena nalaze se na rasedima u obliku luka, koji su nastavak raseda Kamčatke. Dakle, oni čine jedan vulkanski i tektonski Kamčatsko-Kurilski luk, konveksan prema Tihom okeanu i općenito usmjeren od jugozapada prema sjeveroistoku.

Topografija svih ostrva, sa izuzetkom najsjevernijeg, je planinska.

Aktivnost vulkana na Kurilskim ostrvima u prošlosti i trenutno je veoma intenzivna. Postoji oko 100 vulkana, od kojih je 38 aktivnih iu fazi aktivnosti solfate.

U početku su vulkani nastali u gornjem tercijaru na krajnjim jugozapadnim i sjeveroistočnim ostrvima Kurilskog grebena, a zatim su se preselili u njegov središnji dio. Tako je vulkanski život na njima počeo sasvim nedavno, samo jedan ili nekoliko miliona godina, i traje do danas.

Podaci o vulkanskim erupcijama na Kurilskom grebenu dostupni su od početka 18. vijeka, ali su vrlo fragmentarni i daleko od potpunih.

Aktivni vulkani

Na Kurilskim ostrvima je poznat 21 aktivni vulkan, od kojih se pet izdvaja po aktivnijoj aktivnosti; najaktivniji vulkani Kurilskog grebena su Alaid, Saričev vrh, Fuss, Snow i Milna.

Među aktivnim vulkanima Kurilskih ostrva, najaktivniji vulkan je Alaid. Takođe je najviši među svim vulkanima u ovom rasponu. Kao prekrasna planina kupastog oblika, uzdiže se direktno sa površine mora na visinu od 2.339 m. Na vrhu vulkana nalazi se mala depresija u čijem se središtu uzdiže središnji konus.

Njegove erupcije dogodile su se 1770., 1789., 1790., 1793., 1828., 1829., 1843. i 1858. godine, tj. osam erupcija u poslednjih 180 godina.

Osim toga, 1932. godine u blizini sjeveroistočne obale Alaida dogodila se podvodna erupcija, au decembru 1933. i januaru 1934. erupcije su se dogodile 2 km od njegove istočne obale. Kao rezultat posljednje erupcije, formirano je vulkansko ostrvo sa širokim kraterom zvanim Taketomi. To je bočni stožac vulkana Alaid. Uzimajući u obzir sve ove erupcije, možemo reći da se u proteklih 180 godina dogodilo najmanje 10 erupcija iz vulkanskog centra Alaid

Godine 1936. formirana je pljuvačka između vulkana Taketomi i Alaid, koja ih je povezivala. Lava i rastresiti vulkanski proizvodi Alaida i Taketomija klasificirani su kao bazaltni.

Sarychev Peak zauzima drugo mjesto po intenzitetu vulkanske aktivnosti i stratovulkan je, nalazi se na ostrvu Matua. Ima izgled dvoglavog konusa sa blagim nagibom u donjem dijelu i strmijim nagibom - do 45° - u gornjem dijelu.

Na višem (1.497 m) vrhu nalazi se krater prečnika oko 250 m i dubine od oko 100 - 150 m. U blizini kratera na spoljnoj strani stošca nalazi se mnogo pukotina, iz kojih isparavaju bele pare i gasovi. oslobođeni (avgust i septembar 1946.).

Počevši od 60-ih godina 18. vijeka do danas, njegove erupcije dešavale su se 1767, oko 1770, oko 1780, 1878-1879, 1928, 1930. i 1946. godine. Osim toga, postoje brojni podaci o njegovoj fumarolnoj aktivnosti. Tako 1805, 1811, 1850, 1860. pušio je. U njegovoj blizini 1924. godine dogodila se podvodna erupcija.

Dakle, u proteklih 180 godina dogodilo se najmanje sedam erupcija. Bili su praćeni i eksplozivnom aktivnošću i izlivanjem bazaltne lave.

Poslednja erupcija dogodila se u novembru 1946. Ovoj erupciji je prethodilo oživljavanje aktivnosti susednog vulkana Rasšua, koji se nalazi na istoimenom ostrvu, 4. novembra je počeo da naglo oslobađa gasove, a noću je bio vidljiv sjaj. , a od 7. novembra počelo je pojačano ispuštanje bijelih plinova iz kratera vulkana Sarychev Peak.

novembra u 17 sati iznad njegovog kratera uzdigao se stub gasova i crnog pepela, a uveče se pojavio sjaj koji je bio vidljiv cele noći. Tokom 10. novembra pepeo je izbačen iz vulkana i lagano, ali su se dešavala česta podrhtavanja i stalna podzemna tutnjava, a povremeno i grmljavina.

U noći između 11. i 12. novembra bačene su uglavnom vruće bombe na visinu do 100 m, koje su se, padajući uz obronke vulkana, prilično brzo ohladile. Od 22 sata 12. do 14. novembra erupcija je dostigla svoj maksimalni intenzitet. Prvo se iznad kratera pojavio ogroman sjaj, visina leta vulkanskih bombi dostigla je 200 m, visina stuba gasnog pepela - 7000 m iznad kratera. Posebno zaglušne eksplozije dogodile su se u noći sa 12. na 13. novembar i ujutru 13. novembra. Dana 13. novembra lava je počela da eruptira, a na padini su se formirali bočni krateri.

Erupcija je bila posebno lijepa i spektakularna u noćima 13. i 14. novembra. Vatreni jezici su se spuštali iz kratera niz padinu.

Cijeli vrh vulkana, 500 m niže od kratera, djelovao je usijano od velike količine bombi, krhotina i pijeska koji su izbačeni.

Od jutra 13. novembra do 14 sati 14. novembra, erupciju su pratile razne vrste munja, koje su sijevale u različitim smjerovima gotovo svakog minuta.

Vulkan Fuss Peak nalazi se na ostrvu Paramushir i predstavlja poseban prekrasan gkonus, čije zapadne padine naglo padaju u Ohotsko more.

Fuss Peak je eruptirao 1737., 1742., 1793., 1854. i H859, sa posljednjom erupcijom, tj. 1859. godine, praćeno je oslobađanjem gasova za gušenje.

Volcano Snow je mali vulkan u obliku kupole, visok oko 400 m, koji se nalazi na ostrvu Chirpoy (Ostrva Crne braće). Na njegovom vrhu (postoji krater prečnika oko 300 m. Na severnom delu dna kratera nalazi se udubljenje u obliku bunara, prečnika oko 150 m. Brojni tokovi lave izbijali su uglavnom južno od kratera Navodno pripada štitnoj žlijezdi vulkani. Postoji indicija bez tačnog datuma o erupciji ovog vulkana u 18. veku. Osim toga, Mount Snow je eruptirao 1854., 1857., 1859. i 1879. godine. Volcano Miln koji se nalazi na ostrvu Simušir, radi se o dvoglavom vulkanu sa unutrašnjim konusom visine 1.526 m i dijelovima grebena koji se graniče sa zapadne strane - ostaci uništenog drevnijeg vulkana, visine 1.489 m. Tokovi lave su vidljivi na padine, koje na nekim mjestima strše u more u obliku ogromnih polja lave.

Na padinama se nalazi nekoliko bočnih čunjeva, od kojih se jedan zove "Burning Hill", djeluje zajedno s glavnim konusom i stoga je poput nezavisnog vulkana.

Postoje podaci o vulkanskoj aktivnosti Milna vulkana koji datiraju još iz 18. stoljeća. Prema preciznijim informacijama, njegove erupcije dogodile su se 1849., 1881. i 1914. godine. Neki od njih se, po svoj prilici, odnose samo na erupcije Burning Hilla.

Manje aktivni vulkani uključuju vulkane Severgina, Sinarka, Raikoke i Medvezhy.

Podvodni vulkani

Pored aktivnih kopnenih vulkana, postoje aktivni podvodni vulkani u blizini ostrva Kurilskog lanca. To uključuje: podvodne vulkane koji se nalaze severoistočno od ostrva Alaid, koji su eruptirali 1856. i 1932. godine; zapadno od ostrva Stone Trap, koji je eruptirao 1924. godine; podvodni vulkan koji se nalazi između ostrva Rasshua i Ushishir i eruptirao je 80-ih godina prošlog vijeka i, konačno, podvodni vulkan koji se nalazi direktno južno od ostrva Simushir, koji je eruptirao 1918. godine.

Vulkani koji se raspadaju

Vulkani koji se raspadaju, koji su u fazi aktivnosti solfate, nalaze se uglavnom u južnoj polovini Kurilskog grebena. Samo vulkan Čikurački koji se intenzivno dimi , Visok 1.817 m, nalazi se na ostrvu Paramušir i vulkan Ushishir , koji se nalaze na istoimenom ostrvu, nalaze se u sjevernoj polovici grebena, s tim da se potonji nalazi blizu početka njegovog južnog dijela.

Vulkan Ushishir (400 m). Rubovi njegovog kratera formiraju prstenasti greben, erodiran samo na južnoj strani, ostavljajući dno kratera ispunjeno morem.

Volcano Black (625 m) nalazi se na ostrvu crne braće. Ima dva kratera: jedan na vrhu, prečnika oko 800 m, a drugi je u obliku pukotine na jugozapadnoj padini. Uz rubove potonjeg oslobađaju se gusti oblaci para i plinova.

Ugasli vulkani

Na Kurilskim ostrvima postoji mnogo ugaslih vulkana raznih oblika - konusnih, kupolastih, vulkanskih masiva, tipa vulkana unutar vulkana itd.

Među konusnim vulkani se izdvajaju po svojoj lepoti Atsonupuri, Visok je 1.206 m. Nalazi se na ostrvu Iturup i pravi je konus; na njegovom vrhu se nalazi krater ovalnog oblika, dubok oko 150 m. Dobro očuvan tok lave spušta se niz padinu okrenutu moru.

Vulkani u obliku stošca također uključuju sljedeće vulkane: Aka (598 m) na ostrvu Shiashkotan; Roko (153 m), nalazi se na istoimenom ostrvu u blizini ostrva Brat Čirpojev (Ostrva Crne braće); Rudakova (543 m) sa jezerom u krateru, koji se nalazi na ostrvu Urup, i vulkanom Bogdan Hmeljnicki (1.587 m), nalazi se na ostrvu Iturup.

Domed Vulkani Šestakov imaju oblik (708 m), koji se nalazi na ostrvu Onekotan i Broughtonu - 801 m visine, nalazi se na istoimenom ostrvu. Na padinama posljednjeg vulkana nalaze se mala brežuljka u obliku stožaca, vjerovatno bočni čunjevi.

Vulkanski masivi uključuju vulkan Ketoi - sa visinom od 1.172 m, koji se nalazi na istoimenom ostrvu, i vulkan Kamuy - sa visinom od 1.322 m, koji se nalazi na sjevernom dijelu ostrva Iturup.

Za tip "vulkan u vulkanu". vezati:

Vrh Krenjicin na ostrvu Onekotan , čiji je unutrašnji konus, visok 1.326 m, okružen prekrasnim jezerom koje ispunjava udubljenje između njega (unutrašnji konus) i ostataka prvobitnog vanjskog konusa, koji se sada uzdiže od 600 do 960 m nadmorske visine.

.3 Island

Gotovo cijela teritorija Islanda je vulkanska visoravan sa vrhovima dugim i do dva kilometra, mnogi od njih strmo se spuštaju u okean, zbog čega formiraju fjordove - uske, krivudave morske uvale sa stjenovitim obalama. Brojni aktivni vulkani, gejziri, topli izvori, polja lave i glečeri - ovo je Island. Po njihovom broju po jedinici površine, zemlja je pouzdano prva u svijetu. “Islandski Fuji” Hekla i šareni Kverkfjoll, ogromna pukotina vulkana Laki i Helgafell na ostrvu Heimaey, koja je skoro pretvorila nekada prosperitetnu luku Vestmannaeyjar u “islandske Pompeje”, slikoviti Graubok i “kreator ostrva” Surtsey, kao i mnoge desetine i stotine vulkanskih pukotina i kaldera, ugaslih i blatnih vulkana i vulkana - to su "titani" koji su doslovno stvorili Island.

Prošlog aprila, cijeli svijet je bio zauzet pamćenjem ranije nepoznate riječi: “Eyjafjallajokull”. Samo lijeni nisu naučili ovaj skup zvukova, neobičan za Ruse. Eyjafjallajokull je izuzetan islandski vulkan koji je gotovo potpuno paralizirao zračni saobraćaj u Evropi. Oblak pepela popeo se na visinu od oko 6-10 kilometara i proširio se na Veliku Britaniju, Dansku i skandinavske i baltičke zemlje. Pojava pepela nije dugo čekala u Rusiji - u blizini Sankt Peterburga, Murmanska i niza drugih gradova. Erupcija vulkana, koji se nalazi 200 kilometara od glavnog grada Islanda, Rejkjavika, počela je u noći 14. aprila 2010. godine. Iz zone katastrofe evakuisano je 800 ljudi.

Vulkani Islanda pripadaju takozvanom tipu pukotina. To znači da erupcija ne nastaje iz jednog kratera, već iz pukotine, odnosno lanca kratera. Stoga je njihov uticaj na klimu i stanovnike Zemlje mnogo veći i dugotrajniji od uticaja vulkana centralnog tipa - sa jednim ili više kratera - čak i veoma moćnih, kao što su Etna, Vezuv, Krakata, itd. .

Islandski vulkan Laki 1783. godine imao je tako katastrofalan učinak na klimu da je izazvao više žrtava. Tokom 7 mjeseci, iz pukotine duge 25 km ispuštena je ogromna količina fluorita (soli fluorovodonične kiseline) i sumpor-dioksida. Kisela kiša i džinovski oblak vulkanske prašine koji se nadvio nad cijelom Euroazijom i određenim područjima afričkih i sjevernoameričkih kontinenata izazvali su klimatske promjene koje su dovele do propadanja usjeva, smrti stoke i masovne gladi - ne samo na Islandu, već i u drugim zemljama Evrope, pa čak i u Egiptu. Kao rezultat toga, stanovništvo Irske se smanjilo za četvrtinu, a stanovništvo Egipta za 6 puta. Neuspjesi i godine gladi koje su uslijedile nakon erupcije doprinijele su rastućem društvenom nemiru.

U antičko doba, islandske vulkanske erupcije bile su još veće. Prema naučnicima, oni su mogli izazvati izumiranje mamuta i srodnih grupa životinja, kao i uništavanje šuma na Islandu.

Vulkan, koji je izazvao toliko nevolja širom Evrope, 50 puta je manji od Lakija - to je pukotina udaljena "samo" 500 m. Nema čak ni svoje ime, a zove se po glečeru ispod kojeg se nalazi. Međutim, čak i uz tako skromnu veličinu, već je izazvala pravu paniku. Naučnici podsjećaju da su prethodne erupcije ovog vulkana uvijek prethodile erupcijama drugog subglacijalnog vulkana Katla, koji je aktivniji. Ako se to dogodi ovaj put, posljedice bi mogle biti zastrašujuće.

Askja je aktivni stratovulkan na središnjoj islandskoj visoravni, koji se nalazi iznad platoa lave Oudaudahröin u Nacionalnom parku Vatnajökull. visina vulkana je 1510 m nadmorske visine. Tokom vulkanske erupcije koja je počela 29. marta 1875. godine u kalderi vulkana površine oko 45 km? nastala su dva velika jezera. Posljednja erupcija datira iz 1961. godine.

Hekla je stratovulkan koji se nalazi na jugu Islanda. Visina 1488 metara. Eruptirao je više od 20 puta od 874. godine i smatra se najaktivnijim vulkanom na Islandu. U srednjem vijeku, Islanđani su ga zvali „Kapija pakla“. Studije o naslagama vulkanskog pepela pokazale su da je vulkan bio aktivan najmanje posljednjih 6.600 godina. Posljednja erupcija dogodila se 28. februara 2000. godine.

Planina Ingolfsfjall je vulkanskog porijekla, nastala je tokom ledenog doba i sastoji se od bazalta (u podnožju - uglavnom palagonita). Visina planine je 551 metar, vrh planine je ravan. Južne padine Ingolfsfjalla, prekrivene srebrnastim stijenama, pod zaštitom su države.

Kerling je vulkan u sjevernom dijelu Islanda, na poluotoku Tröllaskági, južno od visoravni Joksnadalheidi. Vulkan je bio aktivan prije 6-7 miliona godina. Vrh Curlinga sadrži značajne količine liparitnih stijena i vulkanskog pepela s visokim sadržajem silikata. Sama planina se uglavnom sastoji od bazalta - kao i većina planina Trölläskägi.

Laki je štitni vulkan na jugu Islanda, u blizini kanjona Eldgja i grada Kirkubeyarklaustura u Nacionalnom parku Skaftafell. Godine 934. dogodila se veoma velika erupcija u sistemu Laki, izbacivši oko 19,6 km? lava. U 1783-1784, snažna erupcija pukotine dogodila se na Laki i susjednom vulkanu Grimsvötn sa izlazom od oko 15 km? bazaltna lava 8 mjeseci. Dužina toka lave koja je izbila iz pukotine od 25 kilometara premašila je 130 km, a površina koju je pokrivala iznosila je 565 km².

Sulur je vulkan na sjeveru Islanda, u regiji Nordurland Øystra. To je dio ugašenog sistema vulkana Kerling koji se nalazi u blizini. Sulur ima dva vrha, viši doseže 1.213 metara, manji - 1.144 metra. Planina se nalazi jugozapadno od najvećeg grada na sjevernom Islandu - Akureyrija.

Hengidl je vulkanski sistem koji uključuje 2 vulkana, od kojih je jedan sam Hengidl, a drugi je vulkan Hromandutindur. Područje vulkanskog sistema je oko 100 km?. Vulkanska regija se proteže od Selvotura do glečera Laundökull i leži jugozapadno od jezera Thingvallavatn. Hegill je jedna od najviših planina na području glavnog grada Islanda - Reykjavika, njegova visina je 803 metra. Posljednja erupcija Hengidla dogodila se prije više od 2.000 godina.

Hofsjökull je treći po veličini glečer na Islandu (nakon Vatnajökulla i Laundjökulla), kao i najveći aktivni vulkan na ostrvu. Vulkan se nalazi na spoju islandskih zona rascjepa, ima kalderu veličine približno 7 x 11 km ispod zapadnog dijela glečera, a postoji i niz drugih vulkanskih izdanaka. Fumarolna aktivnost, koncentrirana u srednjem dijelu kompleksa, najjača je na otoku.

Eldfell se nalazi na ostrvu Heimaey u arhipelagu Vestmannaeyjar. Nastao je 23. januara 1973. kao rezultat erupcije na periferiji grada Heimaey. Erupcija Eldfela bila je potpuno iznenađenje i za naučnike i za lokalno stanovništvo. Emisije iz vulkana nastavile su se do jula 1974. godine, nakon čega je Eldfell izgubio aktivnost. Nove erupcije, prema riječima stručnjaka, malo su vjerovatne. Visina Eldfell-a je oko 200 metara.

Erayvajökull je vulkan prekriven ledom na jugoistoku Islanda. To je najveći aktivni vulkan na ostrvu, a na njegovom severozapadnom rubu nalazi se najviša tačka u zemlji - vrh Hvannadalshnukur. Geografski pripada glečeru Vatnajökull, koji se nalazi unutar Nacionalnog parka Skaftafell.

Stoga je proučavanje i praćenje vulkana mnogo važnije od mitskog problema zagrijavanja, kažu naučnici. Ljudski uticaji na klimu su verovatno uveliko preuveličani. U međuvremenu, tektonski procesi mogu predstavljati stvarnu prijetnju. Stoga je potrebno provoditi sistematski nadzor seizmički opasnih zona, koristeći ne samo seizmičke, već i neutronske senzore. U Rusiji potencijalno opasna područja uključuju Kavkaz sa uspavanim vulkanom Elbrus, Bajkal, gdje se pojavljuje novi rased u zemljinoj kori, i Kamčatku, čiji su vulkani najviše planine na svijetu. Visina vulkana Kamčatke, ako se mjeri ne od nivoa mora, već od dna Kurilsko-Kamčatskog rova, iznosi oko 12 hiljada m, što daleko premašuje visinu Himalaja. Istovremeno, vulkani Kamčatke nisu inferiorni od islandskih po svom utjecaju na klimu planete.

Zaključak

Na osnovu rezultata našeg istraživanja dobijeni su sljedeći podaci.

Najveći istorijski događaji povezani su sa dve vulkanske erupcije koje su se dogodile u 17. veku. Tada su se probudili vulkani Hekla na Islandu i Etna na Siciliji. Bacili su ogromne količine pepela i drugih čestica do 20 km u stratosferu. Činjenica je da se pepeo i prašina vrlo brzo talože u atmosferi zbog cirkulacije - prošlo je sedmicu dana od islandske erupcije, a prašina u atmosferi se već raščistila. U stratosferi, veoma dugo juri po celoj zemlji i može izazvati značajno zahlađenje. Ovo zahlađenje je nastupilo nakon erupcija u 17. veku i izazvalo je veoma ozbiljne neuspehe useva. Kao rezultat toga, došlo je do masovnog gubitka stoke, što je zauzvrat izazvalo glad i bolesti među ljudima; izbile su masovne epidemije kuge, kolere i šarlaha, koje su zbrisale polovicu stanovništva Evrope. Dva vulkana bila su indirektni uzrok smrti ogromnog broja ljudi. Ovo je jedna od najvećih katastrofa koje su opisane, uključujući i književna djela. Crkva ih je tumačila kao Božju kaznu za ljudske grijehe itd. Ovo je jedan od onih primjera koji pokazuju koliki je utjecaj vulkanizma na klimu i sudbinu čovječanstva.

Erupcija islandskog vulkana jedan je od upečatljivih primjera utjecaja vulkanskih procesa i općenito endogenih procesa (kao što su cunami, zemljotresi, poplave) na ljudski život, posebno na informacione sisteme, sisteme vazdušnog saobraćaja i njihove odnos sa klimom. Navikli smo da, kada se govori o ovim problemima, ističemo antropogenu komponentu: ljudski utjecaj na zagrijavanje, na prirodne katastrofe i katastrofe izazvane čovjekom, na primjer, ovaj ozloglašeni efekat stakleničkih plinova, prvenstveno CO 2. U stvari, vulkanizam je jedna od glavnih mašina koje određuju klimu i mnoge druge događaje. Ovo nije jedina erupcija, one se događaju svake godine i imaju primjetan utjecaj na život određenih regija. Jedinstvenost ove erupcije je u tome što se oblak pepela širio daleko i visoko iznad gusto naseljenih područja, te je stoga izazvao, moglo bi se reći, kolaps zračnog prometa i niz drugih posljedica.

U Rusiji se aktivni vulkani nalaze na Kamčatki i Kurilskim ostrvima. Najveći vulkan, Ključevska sopka, redovno ispušta ogromne količine pepela i gasa u gornju atmosferu i, što je još važnije, u stratosferu - na visinu veću od 10 kilometara, što je više puta dovelo do poteškoća u vazdušnom saobraćaju na Aljasci. , Kanada i djelimično Japan. Nije se mnogo ticalo svih ostalih, tako da nije izazvalo takav odjek. U štampi su se spominjale i avionske nesreće koje su se dogodile u Indoneziji i na Filipinima - ovo je drugo gusto naseljeno područje koje je pod velikim utjecajem vulkanskih erupcija. Jugoistočnu Aziju sa dvije strane okružuju vrlo aktivni vulkanski lukovi - filipinski i sumatra-javanski lukovi, gdje se osim pepela i CO 2 emituje i dosta sumpora, koji oksidirajući u atmosferi, pretvara kišu u kiselo. Ova razrijeđena sumporna kiselina je više puta nanijela nepopravljivu štetu usjevima. A kada pišu o kiselim kišama povezanim s industrijskim aktivnostima, sve su to sitnice u usporedbi s vulkanskim uzrocima.

Ljudi ni na koji način ne mogu utjecati na vulkansku aktivnost, ali možemo razjasniti i poboljšati naše prognoze. Vrlo malo ljudi u Rusiji daje takve prognoze - Kamčatka je daleko, a ono što se tamo dešava je beznačajno za naše prestonice. Ali u stvari, ove erupcije mogu imati globalni uticaj. Ponavljam, ako se pepeo baci u stratosferu, to bi moglo dovesti do većih posljedica po klimu. Stoga je neophodno pozabaviti se prognozom vulkanizma

Bibliografija

1. http://forum.lightray.ru

2. http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk

http://www.grida.no

http://www.inesnet.ru/

5. Avdeiko G.P., Popruženko S.V., Palueva A.A. Tektonski razvoj i vulkansko-tektonsko zoniranje Kurilsko-Kamčatskog ostrvskog lučnog sistema. - Omsk: Izdavačka kuća Omskog državnog agrarnog univerziteta, 2007. - 270 str.

Aprelkov S.E., Smirnov L.M., Olshanskaya O.N. Priroda anomalne gravitacione zone u Centralnoj Kamčatskoj depresiji. - M.: Gardarika, 2008. - 368 str.

Aprodov V.A. Vulkani. - Rostov n/d.: Phoenix, 2007. - 384 str.

9. Blutgen I. Geografija klime. - M.: GEOTAR Media, 2007. - 640 str.

Vitvitski G.N. Zoniranje Zemljine klime. - M: Obrazovanje, 2008. - 32 str.

11. Vlodavets V.I. Vulkani Zemlje. - M.: Obrazovanje, 2008. - 243 str.

12. Guščenko I.I. Vulkanske erupcije širom svijeta. - M.: Infra - M, 2008. - 106 str.

13. Klimatske fluktuacije tokom posljednjeg milenijuma. - M.: Obrazovanje, 2007. - 208 str.

14. Kuznjecov S.D., Markin Yu.P. Stanje atmosfere. - M.: Infra - M, 2008. - 406 str.

Lebedinski V.I. Vulkani i ljudi [Elektronski izvor] - Način pristupa: www.priroda.su

Leggett D., Walsh M., Kipin B., Global Warming. - Perm, 2009. - 212 str.

Livčak I.F., Voronov Yu.V., Strelkov E.V. Utjecaj vulkanizma na klimatske promjene. - M.: VLADOS, 2008. - 156 str.

McDonald G.A. Vulkani. - Sankt Peterburg: Lan, 2009. - 218 str.

19. Marakushev A.A. Vulkanizam Zemlje. - M.: Obrazovanje, 2006. - 255 str.

20. Markovich D.Zh. Socijalna ekologija. - M.: Obrazovanje, 2006. - 208 str.

21. Markhinin E.K. Vulkanizam. Prosvjeta, 2008. - 243 str.

22. Marchuk G.I. Horizonti naučnog istraživanja. - M.: Infra - M, 2008. - 664 str.

Melekestsev I.V. Vulkanizam i formiranje reljefa // Bilten Tomskog državnog univerziteta. - 2008. - br. 317. - str. 264-269.

Miller T. Požuri da spasiš planetu. - M.: "ASV", 2008. - 227 str.

Mihajlov L.A., Koncepti savremene prirodne nauke. - M.: Obrazovanje, 2006. - 163 str.

26. Nebel B. Environmental Science. Ovako funkcionira svijet: u 2 toma - M: Phoenix, 2007. - 326 str.

Odum Yu. Globalne klimatske promjene. - M.: Univerzitetski udžbenik, 2009. - 390 str.

Papenov K.V. Vulkani i vulkanizam. - M.: Akademija, 2007. - 421 str.

29. Pogosyan Kh.P. Opća cirkulacija atmosfere. - M.: Phoenix, 2006. - 112 str.

Ritman A. Vulkani i njihove aktivnosti // Zemlja i svemir br. - 2009. - str. 23-27

Stadnitski G.V., Rodinov A.I. Ekologija. - M.: UNITY-DANA, 2008. - 218 str.

Taziev G. Vulkani. - M.: Gardarika, 2009. - 225 str.

Warner S. Zagađenje zraka, izvori i kontrola. - M.: Ballas, 2006. - 196 str.

34. Fedorchenko V.I., Abdurakhmanov A.I., Rodionova R.I. Vulkanizam // Geografija: problemi nauke i obrazovanja. - Ne. 34. - 2009. - str. 12-18.

35. Franz Schebek. Varijacije na temu jedne planete. - M.: Obrazovanje, 2008. - 230 str.

Fairbridge R. Earth Sciences: Carbonate Rocks (U 2 toma). T.1: Postanak, distribucija, klasifikacija. T.2: Fizičko-hemijske karakteristike i metode istraživanja. Per. sa engleskog T. 1.2 (R. Fairbridge (2006)). - 216 str.

37. Khromov S.P., Petrosyants M.A. Meteorologija i klimatologija. - M.: Vladoš, 2008. - 283 str.

Energija, priroda i klima / V.V. Klimenko i dr. - Sankt Peterburg: Lan, 2008. - 208 str.

Yusorin Yu.S. Vulkanizam. - M.: VLADOS, 2008. - 156 str.

Yasamanov N.A. Drevne klime Zemlje. - M.: Akademija, 2009. - 160 str.

U junu 1991. erupcija planine Pinatubo na Filipinskim ostrvima. Stub visok više od 30 km uzdizao se iznad planine, šaljući mlaz miliona tona pepela i gasa direktno u slojeve stratosfere, stabilnog sloja naše atmosfere koji se nalazi iznad oblaka. Rezultat je bio film koji je spriječio sunčeve zrake da dođu do površine Zemlje, uzrokujući pad globalne temperature u prosjeku za 0,5°C (0,9°F).
Laurie Glaze, specijalista iz Centra za svemirske letove. Univerzitet Goddard u Merilendu je rekao: „Pokušavamo da bolje razumemo kako vulkani menjaju našu klimu već 30 godina. Erupcije Mount St. Helens 1980. (država Washington) i El Chichon 1982. u Meksiku bile su približno jednake jačine. Mount St. Helens nije uzrokovao značajnije klimatske promjene, ali nakon El Chichona došlo je do globalnog zahlađenja nekoliko godina. Pokušavajući da shvate zašto se to događa, ljudi su počeli proučavati ovo pitanje i ispostavilo se da je kao rezultat erupcije vulkana El Chichon u atmosferu ušlo mnogo više sumpora nego iz vulkana St. Helens.”
Erupcije El Chichon i Pinatubo pokazale su se prilično moćnim, velika količina plinova je ispuštena u stratosferu, što je kratko uticalo na klimu. "Stratosfera je stabilan sloj atmosfere, pa ako gas iz vulkanskog stuba dospe u stratosferu, on ostaje ovde dugo, čak i nekoliko godina. Uprkos tome, postoje mnoge nijanse. Aerosoli se ispuštaju u stratosferu, koji raspršuju tok sunčeve radijacije. Kao rezultat toga ", stratosfera se zagrijava i zemljina površina hladi. Glavni vulkanski plin su sumpor-dioksid (SO2) i vodonik sulfid (H2S), koji formiraju sloj sumporne kiseline (H2SO4) u stratosferi, koja raspršuje dio toplotnog zračenja sunca."

Ovo je stub pepela sa vulkana Saričev na Kurilskim ostrvima severoistočno od Japana. Fotografiju je snimila Međunarodna svemirska stanica tokom ranih faza erupcije 12. juna 2009. godine.

Druga vrsta vulkana oslobađa piroklastične tokove. Erupcija nije tako dramatična, ali u smislu ogromne količine ispuštenih gasova i lave, takvi vulkani nadmašuju sve druge vrste. “Erupcija Pinatuba daje jedno snažno oslobađanje sumpor-dioksida i drugih gasova u stratosferu, a zatim vulkan nestaje stotinama, ili čak hiljadama godina. Uz piroklastičnu erupciju, imamo stalan izvor ovih hemikalija desetinama, stotinama, čak i hiljadama godina. Sama erupcija nije veliki događaj, ali gasovi nastavljaju da teče u atmosferu tokom dužeg vremenskog perioda”, kaže Glaze.
Kroz ljudsku istoriju još nije uočena nijedna piroklastična erupcija, što je možda jako dobro. “Prosto je nedokučivo koliko veliki tokovi lave mogu biti. Kao rezultat ovog bazaltnog izbijanja, rijeka Kolumbija i veći dio zapadne države Washington bili su prekriveni slojem lave debljine 1,5 km.” Bazaltna formacija rijeke, erupcija ruže, također je bila predmet proučavanja Glaze i njenog tima. Ovaj događaj se dogodio prije oko 14,7 miliona godina i za 10-15 godina prekrio je teritoriju slojem lave od 1300 kubnih km.
Piroklastična erupcija planine Pinatubo nije posebno eksplozivna. U takvim erupcijama, rastopljena stijena (magma) jednostavno istječe iz vulkana. Gas sadržan u magmi se također slobodno oslobađa. Fontane lave izbacuju se u zrak do visine stotina metara. Često se takve erupcije događaju duž rasjeda (pukotina) u zemljinoj kori, uzrokujući vrlo snažan tok lave. Fontane lave su uočene na Havajima i tokom erupcije planine Etna na Siciliji u Italiji.

Mala fontana lave snimljena tokom erupcije planine Etna u Italiji 1989. Sloj fragmentiranog pepela i gasa lebdi u vazduhu iznad usijane crvene lave.

Magma vulkana Pinatubo je gušća i zbog toga teče sporije. Gasovi rastvoreni u magmi ne mogu slobodno da izađu, pa kada pritisak naglo poraste na početku erupcije, sav gas odmah izleti, poput čepa od šampanjca, izazivajući eksplozivnu erupciju.
Erupcije lave nisu tako nasilne, pa se naučnici pitaju da li bi gasovi koji se oslobađaju iz takvih erupcija mogli dospjeti u stratosferu i uticati na klimatske promjene. Odgovor ne zavisi samo od toga koliko je izbacivanje moćno – što je veća fontana lave, to je veći stub gasa – već i od toga gde počinje stratosfera.
Granica između nestabilnog donjeg nivoa atmosfere (troposfere) i stabilne stratosfere naziva se tropopauza. Topli vazduh se diže više od hladnog, tako da je tropopauza viša iznad ekvatora. Zatim se postepeno smanjuje dok ne dostigne svoj minimum na polovima. Iz toga slijedi da vulkanski stup na visokim geografskim širinama u blizini polova ima veće šanse da uđe u stratosferu nego iz vulkana koji se nalazi blizu ekvatora.
Visina ove granice se mijenja tokom vremena na isti način kao i sastav atmosfere. Na primjer, ugljični dioksid hvata toplinu od sunca. Ako je u atmosferi previše ovog plina, temperatura raste i tropopauza raste više.
Pitanje da li erupcije lave mogu promijeniti klimu pokrenuto je u vezi s još jednom vulkanskom erupcijom manjeg obima na Islandu. Prema Glazeu, erupcija vulkana Laki od 1783. do 1784. godine izazvala je zasićenje gornje troposfere ugljičnim dioksidom, što je utjecalo na klimu sjeverne hemisfere 1783-1784. Ben Franklin, koji je u to vrijeme živio u Francuskoj, primijetio je neobičnu maglu i oštru zimu, sugerirajući da su vulkani Islanda možda izazvali takve promjene.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, Glaze i njen tim su koristili kompjuterski model koji su razvili da izračunaju visinu vulkanskog stuba. “Prvi put smo koristili takav model kako bismo otkrili da li su tokovi pepela i plina iz erupcije planine Rosa mogli u određeno vrijeme dospjeti u stratosferu.” Njen tim je odredio visinu tropopauze na geografskoj širini erupcije (oko 45 stepeni severne geografske dužine) i sastav atmosfere. Studija je zaključila da je erupcija mogla doći do stratosfere. Glaze je autor naučne studije, objavljene 6. avgusta u časopisu Earth and Planetary Sciences.
“Proučavajući pet kilometara dionice Rose Fault, otkrili smo da je otprilike 180 km dužine moglo biti odgovorno za više od 36 eksplozivnih događaja, od kojih je svaki trajao tri do četiri dana, u periodu od 10 do 15 godina. Svaki segment pukotine mogao bi ispustiti do 62 miliona metričkih tona gasa sumpor-dioksida dnevno u stratosferu tokom aktivne erupcije, što je ekvivalentno tri vulkana Mount Pinatubo u jednom danu.”
Tim je testirao svoj model na erupciji planine Izuoshima u Japanu 1986. godine, koja je proizvela ogromnu fontanu lave visoke 1,6 km. „Kao rezultat toga, formirali su se stupovi plina na 12-16 km nadmorske visine“, kaže Glaze. Kada je tim u svoj model unio visinu fontane, temperaturu, širinu rasjeda i druge karakteristike ove erupcije, dobili su maksimalnu visinu stuba od 13,1 do 17,4 km, što je premašilo sve očekivane rezultate.
„Pretpostavimo da je mnogo veća erupcija Rose proizvela fontanu sličnu visinu kao Izuoshima. Naš model tada pokazuje da je Rosa mogla uzrokovati da pepeo i plinovi uđu u stratosferu na 45 stepeni sjeverne geografske širine”, kaže Glaze.
Naučnici su već zaključili da bi erupcija Rose potencijalno mogla promijeniti klimu, ali ostaju pitanja io klimatskim promjenama blizu erupcije, kao i mogućnosti nestanka fosilnog zapisa, znakova promjena u sastavu atmosfere ili nivoa mora .
“U svom istraživanju, želio bih primijeniti ove rezultate na starije rasjedne erupcije na Veneri i Marsu. Vulkanski stupovi također sadrže vodenu paru i ugljični dioksid. Oni nemaju značajan uticaj na Zemlju jer ih već ima toliko u atmosferi. Istovremeno, na Veneri i Marsu ovi gasovi igraju mnogo važniju ulogu zbog njihovog malog prisustva u atmosferi. Venera je moj omiljeni predmet za proučavanje. U toku njenog istraživanja želim da saznam da li na Veneri trenutno postoje aktivni vulkanski procesi, šta danas tamo da tražimo?
Venera je prekrivena debelim slojem oblaka, zbog čega je vulkanske stubove teško otkriti iz svemira. Ali postoji mogućnost da bi aktivni vulkan mogao uzrokovati značajne promjene u sastavu atmosfere ove planete.
Istraživanje je finansirao NASA-in Program za planetarnu geologiju i geofiziku, koji vodi sjedište NASA-e u Washingtonu.