Связь между землетрясениями и извержениями вулканов
Автор: Природа
Рубрика: Познавательная География
Землетрясения, как и вулканы – это особые природные явления, происходят из-за особой тектоники плит. Связь между землетрясениями и извержениями вулканов — конечно же есть! Извержение вулкана сопровождается землетрясениями. Землетрясения относятся к особому состоянию дрожания земной коры, в результате которого резко высвобождается энергия.
Это в основном сейсмические волны, порожденные природными (внутреземными) явлениями, а также, время от времени, техногенными событиями.
С другой стороны — вулканы -разнообразные отверстия в земной коре, из которых горячие газы и расплавленные горные породы с огромной силой выбрасываются на поверхность Земли. Связь между землетрясениями и извержениями вулканов — Землетрясения и вулканическая активность связаны между собой.
Землетрясение обычно сопровождается извержением вулкана, и наоборот землетрясения могут привести к сильным вулканическим извержениям.
Прежде чем сравнивать землетрясения и извержения вулканов, кратко рассмотрим каждый из этих процессов. Землетрясения, возникают из-за внезапного скачка давления, которое накапливалось за определенный период времени под земной корой.
Созданная сейсмическая обстановка измеряется сейсмометром для того, чтобы определить силу и размер землетрясения Точка, где происходит землетрясение называют эпицентром землетрясения. Гипоцентр относится к точке на поверхности Земли, и над эпицентром вулканических извержений. Извержения, которые включают экструзии магмы, обычно приобретают форму гор или горных районов после того как выброшенные материалы остынут.
Возникают они в любой (даже самой непредсказуемой, например, высоко в горах) части поверхности Земли, как на суше, так и на дне морей и океанов. Вулканы подразделяют на три типа: активные, спящие (в настоящее время не активны) и потухшие (не эруптивные). Сравнивая карты, изображающие места землетрясений и вулканические вспышки, сможем проследить тесную связь между обоими явлениями.
Почему же возникают вулканы и землетрясения? Основной ответ на этот вопрос лежит в тектонике литосферных плит планеты.
Наша Земля неправильной формы, а так как плиты имеют различные размеры, то постоянно движутся с разными скоростями. Точнее, плиты дрейфуют по мантии Земли. Значит можно сделать вывод, что магма накапливается вдоль краев тектонических плит. Плиты сталкиваются и расходятся, скользят одна на другую. Все это приводит к образованию давления или деформации.
Связь между землетрясениями и извержениями вулканов — Сильные землетрясения возникают, когда плиты сталкиваются, в то время как слабые землетрясения наблюдаются, когда плиты удаляются друг от друга. Во время таких движений магма присутствует на границах плит и может вырасти до поверхности Земли. Это приводит к вулканическим извержениям. Расходящиеся плиты могут вызвать возникновение вулканических трещин, а сходящиеся — отдельные вулканические извержения.
Кроме того, землетрясения и вулканы происходят в период, который называют периодом внутриплитных землетрясений и внутриплитных вулканов, соответственно.
Подсчитано, что на нашей планете происходит около 10 процентов землетрясений внутриплитного типа.
Связь между землетрясениями и извержениями вулканов
Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях:
Незаметные землетрясения, геофизика и некоторые тайны камчатских недр
Из-за вулканов и связанных с ними магматических систем начинаются землетрясения, которые люди совсем не ощущают. Такие землетрясения геологи называют длиннопериодными, и механизм их возникновения не похож на «обычные» в нашем понимании землетрясения, которые вызваны тектоническими движениями литосферных плит и процессами, происходящими на их границах. Тем не менее, коллектив российских ученых выяснил, что длиннопериодные вулканические землетрясения, а, точнее, рост их активности, напрямую предвещают извержения вулканов, причем как крупные, так и совсем незначительные. Результаты наблюдений за вулканами на Камчатке опубликованы в журнале Nature GeoScience.
«Основные землетрясения обычно связаны с подвижками на тектонических разломах и вызваны напряжениями (которые возникают в результате движения литосферных плит, – прим. Indicator.Ru) в земной коре и литосфере. А под вулканами бывают другие землетрясения, обязанные своим возникновением движению магмы и изменениям давления в магматическом очаге. Длиннопериодные вулканические землетрясения наблюдаются по всему миру, но чаще всего они локализуются очень близко к поверхности, то есть на глубине первых сотен метров – километров. Но особенно интересны глубинные землетрясения: они соответствуют активизации наиболее глубокой части магматической системы и являются одними из самых первых предвестников грядущего извержения», — объясняет Николай Шапиро, доктор геолого-минералогических наук, руководитель гранта РНФ, ведущий научный сотрудник Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН и лаборатории сейсмологии Института физики Земли в Париже.
Один на всех
К Ключевской группе относится очень много вулканов, расположенных близко друг к другу.
Многие ученые сходятся во мнении, что эту группу можно рассматривать в целом как одну вулканическую систему с единым глубоким очагом (или несколькими глубокими, но связанными между собой) и несколькими выходами на поверхность, которые и являются современными активными вулканами. Вулканы Ключевской группы имеют глубинный очаг, расположенный на глубине около 30 км, из которого магма через сложную систему каналов поднимается в более мелкие очаги, находящиеся под каждым вулканом. В статье рассматриваются три действующих вулкана Ключевской группы: Ключевской, а также Безымянный и Плоский Толбачик. Российским ученым удалось впервые установить, что перед извержением действующего вулкана (из рассмотренных ими) активизируется глубинный магматический очаг и связанные с ним землетрясения.
Схема расположения Ключевской группы вулканов
Николай Шапиро
В течение двух лет геофизики вели наблюдения до большого извержения вулкана Плоский Толбачик, начавшегося 27 ноября 2012 года.
Извержение было настолько выдающимся, что теперь носит имя Трещинное Толбачинское извержение им. 50-летия Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (или Юбилейное трещинное Толбачинское извержение, ТТИ-50). Вулкан Безымянный за это время извергался три раза, причем извержения были небольшие, но все их удалось определить еще на глубине с помощью регистрации длиннопериодных землетрясений.
Как почувствовать незаметное
Силу землетрясения характеризует его магнитуда. Это энергетическая характеристика землетрясения. Сильнейшее землетрясение имело магнитуду около 9.5. Считается, что землетрясения на Земле не могут иметь магнитуду существенно выше этого значения, поскольку горные породы не могут накопить в себе больше энергии, не разрушившись при этом. Магнитуда длиннопериодных вулканических землетрясения, как правило, не превышает 2, единичные достигают 3. К тому же, поскольку эти землетрясения глубинные, обитатели Камчатки, совсем их не ощущают.
Ученые регистрируют длиннопериодные землетрясения так же, как и обычные — с помощью сейсмографов.
Оборудование это не очень массивное, что позволило развернуть в разных частях Ключевской группы вулканов сеть наблюдений из двух десятков сейсмографов. Каждый сейсмограф регистрирует сейсмическую волну, или колебания, распространяющиеся во все стороны от очага землетрясения. Эта волна имеет определенную скорость, то есть она обязательно «придет» на все датчики, но в разное время. Таким образом, используя только сейсмические наблюдения, ученые определяют сигналы, соответствующие этим землетрясениям, а потом определяют местоположение источника колебаний, или гипоцентр землетрясения.
Особенность Ключевской группы вулканов в том, что там глубинных длиннопериодических землетрясений наблюдается много и случаются они часто.
В результате ученые обнаружили, что активность глубоких длиннопериодных событий увеличивалась в течение двух лет перед извержением Плоского Толбачика, что соответствует постепенной активизации и увеличению давления в глубоком магматическом очаге, который находится под вулканами Ключевской группы приблизительно на глубине 30 км, то есть на границе земной коры и мантии.
Максимум сейсмической активности на глубине был достигнут за несколько месяцев до извержения Плоского Толбачика.
Магматические очаги разной глубинности под вулканами Ключевской группы и рост активности землетрясений под вулканом Плоский Толбачик в течение двух лет до крупного извержения.
Николай Шапиро
Наряду с регистрацией сигналов от глубинных длиннопериодных землетрясений геофизики измерили сейсмические сигналы от тех землетрясений, которые происходят в близко расположенных к поверхности магматических очагах под каждый вулканом. Ученые впервые обнаружили и доказали то, что глубинные и приповерхностные землетрясения связаны между собой: то есть землетрясениям на поверхности предшествуют землетрясения на глубине. Также удалось измерить время, которое необходимо для того, чтобы сейсмическая активность «перешла» с глубины на поверхность. Ученые интерпретировали эту миграцию как распространение давления в магматической системе.
«Можно сделать несколько интересных выводов. Во-первых, само по себе наблюдение глубоких длиннопериодных землетрясений действительно дает информацию об активизации глубоких частей магматической системы. А во-вторых, удалось установить связь между длиннопериодными землетрясениями на глубине и в неглубинном приповерхностном очаге и, таким образом, определить, какое время понадобилось для того, чтобы активность переместилась с глубины на поверхность. Мы измерили, что время между максимумами активности составляет около 2-3 месяцев. Скорее всего, именно такой временной интервал понадобился, чтобы давление в магматической системе распространилось с глубины до поверхности», — комментирует Николай Шапиро.
Почему интересно измерять это время? Дело в том, что под большинством вулканов невозможно регистрировать длиннопериодные землетрясения, поскольку большинство вулканических землетрясений происходит очень близко к поверхности, а глубинные землетрясения наблюдаются у очень малого количества вулканов.
Это связано не с отсутствием глубинного очага, а, скорее всего, со скоростью его подпитки. Ключевская группа вулканов на Камчатке интересна тем, что она — одна из самых активных в мире, там глубинных длиннопериодных землетрясений наблюдается много, и случаются они часто. По-видимому, магма в этом районе поступает с глубины с гораздо большей скоростью.
Ночной вид на извержение Плоского Толбачика, 2012-2013 гг.
Сергей Чирков
Для того, чтобы давление распространилось с глубины 30 км до поверхности, может понадобится несколько недель или месяцев. Это очень медленно. Так происходит только в том случае, когда давление распространяется не напрямую через открытый магматический канал (как рисуют в учебниках и энциклопедиях), а через пористую среду. Оказывается, что иногда канал, через который с глубины поступает магма, бывает пористым, словно губка. В очаге на глубине существуют матрица (порода) и расплав. Поднимаясь вверх, расплав течет именно через поры в «губке» матрицы.
Для подсчета размера пор и транспортных свойств питающей системы ученые использовали механические свойства магмы (у вулканов Ключевской группы она имеет базальтовый состав) и время ее подъема к поверхности. Зная время подъема магмы, можно рассчитать коэффициент диффузии, который связан с такими свойствами пористой среды, как коэффициент пористости и гидравлическая проводимость. Используя эти параметры, можно посчитать средний размер пор или каналов в такой среде. По расчетам ученых он составил нескольких сантиметров. Как отмечает Николай Шапиро, это согласуется с возможными размерами каналов, заполненных жидкой магмой в частично расплавленных зонах под вулканами.
«Точно предсказать, когда произойдет извержение после активизации глубинного очага, нельзя. Можно лишь приблизительно сказать, что если на глубине наблюдается увеличение активности длиннопериодных землетрясений (не просто землетрясения сами по себе, а именно увеличение их активности), то можно ожидать, что через несколько недель или месяцев произойдет активизация верхней части вулканической системы с возможными извержениями.
На основе наблюдения активности на глубине невозможно предсказать, какой именно вулкан будет извергаться на поверхности. Точные прогнозы остаются за наблюдением активности приповерхностных землетрясений под конкретным вулканом», — сообщает Николай Шапиро.
Tags
СМИ о Фонде, Науки о Земле
Где происходят землетрясения? — Британская геологическая служба
Если мы посмотрим на характер землетрясений по всему миру, станет ясно, что большая часть активности сосредоточена в ряде отдельных поясов землетрясений; например, край Тихого океана или середина Атлантического океана. Более 80 процентов крупных землетрясений происходят по краям Тихого океана, в районе, известном как «Огненное кольцо»; это место, где Тихоокеанская плита погружается под окружающие плиты. Огненное кольцо — самая сейсмически и вулканически активная зона в мире.
Распределение землетрясений (черные точки) по всему миру, показывающее их связь с основными тектоническими плитами Земли.
Источник: БГС ©UKRI. Все права защищены.
Земля под нашими ногами имеет множество недостатков, вызванных нашим бурным геологическим прошлым. Некоторые из этих разломов можно наблюдать на поверхности и нанести на карту геологи; другие скрыты на много километров ниже поверхности. Эти разломы являются местами, где могут произойти землетрясения.
Последние потоки данных о землетрясениях:
— Землетрясения вокруг Британских островов (последние 50 дней)
— Наведенная сейсмичность вокруг Британских островов (последние 50 дней)
— Значительные землетрясения в мире (последние 200 дней)
— Онлайн-потоки данных (GeoRSS и KML)
Землетрясения в Великобритания
Хотя далеко от Ближайшая граница плиты, Срединно-Атлантический хребет, землетрясения в Великобритании происходят как напряжения земной коры в пределах тектонических плит снимаются движениями, происходящими на ранее существовавших разломах.
Движущие силы землетрясений в Великобритании неясны.
К ним относятся региональное сжатие, вызванное движением тектонических плит Земли, и поднятие в результате таяния ледяных щитов, покрывавших многие части Британии тысячи лет назад.
Каждый год BGS обнаруживает и локализует от 200 до 300 землетрясений в Великобритании. Каждый год люди ощущают от 20 до 30 землетрясений, а несколько сотен более мелких землетрясений регистрируются только чувствительными приборами. Большинство из них очень маленькие и не причиняют вреда. Тем не менее, некоторые британские землетрясения нанесли значительный ущерб, хотя и не похожий на разрушения, вызванные сильными землетрясениями в других частях мира.
Землетрясение магнитудой 4 происходит в Британии примерно раз в два года. Мы сталкиваемся с магнитудой 5 примерно каждые 10–20 лет. Исследования показывают, что самое сильное землетрясение в Великобритании имеет магнитуду около 6,5.
BGS регулярно изучает опасность землетрясений для инженерных проектов. Эта работа может повлиять на методы строительства и рабочие процедуры для крупных проектов, таких как туннель под Ла-Маншем, или, например, для новых электростанций.
> Последние землетрясения вокруг Британских островов (последние 50 дней)
Где в Великобритании происходят землетрясения?
Карта сейсмической активности на Британских островах показывает ряд региональных вариаций. Большинство землетрясений происходит на западной стороне британского материка. Землетрясения почти полностью отсутствуют в восточной Шотландии и северо-восточной Англии. Точно так же Ирландия почти полностью свободна от землетрясений. Северное море более активно, чем материк.
землетрясения вокруг Британских островов в 2000–2020 гг. Геология Британии Зритель. БГС ©UKRI. Все права защищены.
Значительные землетрясения в Великобритании
Крупнейшее известное землетрясение в Великобритании произошло недалеко от Доггер-Бэнк в 1931 году с магнитудой 6,1. К счастью, он находился в 60 милях от берега, но все еще был достаточно мощным, чтобы нанести незначительный ущерб зданиям на восточном побережье Англии. Самое разрушительное землетрясение в Великобритании произошло в районе Колчестера в 1884 году.
Карта значительных землетрясений магнитудой более 4 баллов в Великобритании от 1932– присутствует; Источник: БГС©UKRI. Все права защищены.
Красными булавками отмечены инструментально зарегистрированные землетрясения. Желтые булавки показывают исторические землетрясения.
Эту карту лучше всего просматривать в полноэкранном режиме. Для перехода в полноэкранный режим используйте кнопку под элементами управления масштабированием. Нажмите на круги на карте для получения дополнительной информации.
– записано | – исторический
ФОН: |
