Подводное извержение
Подводные извержения – это извержения вулканов , происходящие под поверхностью воды. Они возникают на конструктивных окраинах, в зонах субдукции и внутри тектонических плит из-за горячих точек . Этот тип извержений гораздо более распространен, чем субаэральная активность. Например, считается, что от 70 до 80% выхода магмы на Земле происходит на срединно-океанических хребтах. [ 1 ]
Обнаружение
[ редактировать ]
Подводные извержения менее изучены, чем субаэральные вулканы , из-за их труднодоступности. Развитие технологий означает, что подводные вулканы теперь можно изучать более детально. Несмотря на этот прогресс, понимание все еще ограничено. Например, срединно-океанические хребты являются наиболее активными вулканическими системами на Земле, но подробно изучено примерно только 5% их длины. [ 2 ]
Первоначальное знание об этих извержениях пришло из вулканических пород , извлеченных со дна океана во время ремонта Трансатлантического телеграфного кабеля в 1800-х годах. [ 3 ] Совсем недавно для изучения этих извержений использовались различные методы, причем с 1990 года были сделаны значительные разработки. К ним относятся использование подводных аппаратов с дистанционным управлением, которые могут проводить исследования дна океана. [ 3 ] Использование сетей гидрофонов позволяет обнаруживать извержения вулканов. [ 4 ] В ответ на это могут быть отправлены подводные аппараты, чтобы зафиксировать результат извержения. [ 4 ] Другие инструменты включают в себя сейсмические сигналы, акустические волны и многолучевое картографирование БПЛА высокого разрешения. [ 3 ]
Все чаще можно наблюдать извержения на больших глубинах. Например, с помощью подводных аппаратов было изучено эксплозивное извержение Западного Мата в бассейне Лау на глубине 1200 м. [ 5 ]
Элементы управления эруптивным стилем
[ редактировать ]Существует множество разновидностей подводных извержений. [ 3 ] Это меняется в зависимости от ряда переменных, включая вязкость магмы , глубину воды, скорость излияния и содержание летучих веществ . [ 2 ] Многие исследования подчеркивают влияние давления , которое увеличивается с глубиной. Считается, что повышенное давление ограничивает выделение летучих газов, что приводит к эффузивным извержениям. [ 6 ] Это не означает, что взрывные извержения не происходят на глубине, просто требуется более высокое содержание летучих веществ. Было подсчитано, что на глубине 500 м взрывчатая активность, связанная с базальтами, подавляется, тогда как глубин более 2300 м будет достаточно, чтобы предотвратить большую часть взрывной активности риолитовой лавы . [ 1 ]
Извержения на мелководье
[ редактировать ]На небольших глубинах подводные извержения обычно имеют взрывной характер из-за реакции между летучими веществами магмы и водой, в результате которой образуется значительное количество пара. [ 7 ] Эти извержения, называемые Суртсеянскими, характеризуются большим количеством пара и газа и создают большое количество пемзы . [ 8 ] Эта деятельность произошла во многих местах. Примером может служить Фукуто-Оканоба недалеко от Японии . Эта деятельность наблюдается уже почти столетие и приводит к обесцвечиванию воды, струям пара и пепла, а в окружающей воде плавает пемза. [ 9 ]
Мелкие извержения могут привести к образованию островов. Наиболее известен Суртсей в Исландии (1963-1967). [ 10 ] Подобная деятельность по строительству островов происходит часто, но зачастую она недолговечна. [ 10 ]
Неустойчивое содержание также имеет большое значение. Магма, транспортируемая в океан через туннели, может привести к растворению газов до того, как достигнет воды, и поэтому извержение будет эффузивным. Это было замечено на Гавайях .
Глубоководное извержение
[ редактировать ]С увеличением глубины давление увеличивается, и считается, что это приводит к эффузивным извержениям. [ 11 ] Однако существует множество свидетельств того, что взрывная пирокластическая активность может происходить на глубине. Сюда входят наблюдения за волосами Пеле. [ 12 ] и свидетельства обрушения кальдеры . [ 13 ] Считается, что эта деятельность распространена в зонах субдукции из-за переработки литосферы . [ 3 ] Это явление характерно не только для этих границ плит, оно встречается в горячих точках и океанских хребтах . Примером может служить Камаэуаканалоа (ранее Лойхи) недалеко от Гавайских островов, где на глубине 2000 м происходит как эффузивная, так и эксплозивная деятельность.
Двумя образованиями, связанными с подводными извержениями, являются подводные горы и подушечные лавы . Подушкообразная лава образуется в результате быстрого охлаждения лавы, образующей оболочку. По мере того, как сюда попадает больше магмы, кожа расширяется, образуя лопасть. [ 11 ] Когда он трескается, лава просачивается через щель, подвергая горячую лаву воздействию воды, и над ней снова образуется оболочка: затем этот процесс повторяется. [ 11 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Парфитт Л. и Уилсон Л. (2008) Основы физической вулканологии , Blackwell Publishing.
- ^ Jump up to: а б Фэджентс С.А., Грегг ТКП и Лопес РМК (2013) Моделирование вулканических процессов: физика и математика вулканизма , издательство Кембриджского университета, Великобритания.
- ^ Jump up to: а б с д и Рубин, К.Х., Соул, С.А., Чедвик, В.В., Фарнан. DJ, Clague, AA, Эмберли. Р.В., Бейкер, Э.Т., Перфит, М.Р., Каресс, Д.В. и Дзиак, Р.П. (2012) Извержения вулканов в глубоком море, Океанография , 25(1): 142-157.
- ^ Jump up to: а б [1] , NOAA (2013) Недавние подводные извержения вулканов .
- ^ [2] , Livescience (2011) Взрывные подводные извержения являются самыми глубокими из когда-либо существовавших.
- ^ Фрэнсис, П. (1993) Вулканы: планетарная перспектива , Oxford University Press.
- ^ Хед, Дж. В. и Уилсон, Л. (2008) Глубокие подводные пирокластические извержения: теория и прогнозируемые формы рельефа и отложения, Журнал вулканологии и геотермальных исследований , 121: 155-193.
- ^ [3] , Программа глобального вулканизма Национального музея естественной истории Смитсоновского института (2013).
- ^ [4] , Открытие вулкана (2013) Вулкан Фукутоку-Оканоба.
- ^ Jump up to: а б Зиберт Л., Симкин Т. и Кимберли П. (2010) Вулканы мира , University of California Press.
- ^ Jump up to: а б с Декер Р. и Декер Б. (1989) Вулканы , WH Freeman and Company, США.
- ^ Кэшман, КВ ; Спаркс, RSJ (2013). «Как работают вулканы: перспектива на 25 лет». Бюллетень Геологического общества Америки . 125 (5–6): 664–690. Бибкод : 2013GSAB..125..664C . дои : 10.1130/B30720.1 . ISSN 0016-7606 .
- ^ Райт, И. К. и Гэмбл, Дж. А. (1999) Подводные кальдерные дуговые вулканы Южного Кермадека (юго-западная часть Тихого океана): образование кальдеры в результате эффузивных и пирокластических извержений, Морская геология, 161: 207-277