Курсовая работа: Вулканізм, як один із факторів рельєфоутворення

– на підставі зроблених досліджень виконати аналіз впливу вулканізму на процеси рельєфоутворення та зробити висновок.

Об’єктом вивчення є ефузивний магматизм (вулканізм).

Предметом дослідження є рельєфоутворююча функція вулканізму.

Методи: інструментом отримання фактичного матеріалу і необхідною умовою досягнення поставленої в роботі мети слугували як теоретичні, так і практичні методи дослідження:

Теоретичні методи:

вивчення наукової літератури з проблеми ефузивного магматизму, навчальних програм, періодичних видань;

аналіз і синтез зібраного матеріалу;

порівняння ; узагальнення результатів роботи.

Практичні (емпіричні) методи:

картографічні (дослідження території за допомогою тектонічних і геологічних карт),

статистичні ( дослідження частоти вивержень у різних регіонах планети),

графічні (побудова графіків та діаграм на основі даних про виверження вулканів різного типу) та ін.

Практичне значення роботи: Основні положення курсової роботи можуть використовуватись для розширення та удосконалення сучасних уявлень про внутрішню будову планети та особливості ендогенних процесів, при викладанні окремих розділів курсів фізичної географії, геології, тектоніки та кліматології (вплив вулканізму на зміни клімату в минулі геологічні епохи), ряду спецкурсів.

Результатидослідженнядозволяютьбільшкоректнозастосовуватигеологічну інформацію для оцінкибезпеки регіонів з активною вулканічною діяльністю загалом; уточнення схем фізико-географічного та тектонічного районування; побудовикласифікаційних схем вулканізму; розробкипрограморганізації систем попередження вивержень вулканів на рівнірегіону. Результатидослідженняможутьвикористовуватисяпрацівниками у галузі вулканології, як навчальний матеріал в освітніх закладах.

РОЗДІЛ 1. Теоретико-методологічні засади дослідження ефузивного магматизму

1.1 Поняття про вулканізм

Вулканологія - наука, що вивчає процеси і причини утворення вулканів, їх розвиток, будову і склад продуктів вивержень, закономірності розміщення вулканів на земній поверхні, зміну характеру їх діяльності у часі. Практична мета вулканології - розробка методів прогнозу вивержень і використання вулканіч. тепла гарячих вод і пари для потреб економіки, розкриття закономірностей утворення корисних копалин вулканогенного походження. Вулканологія вирішує питання про джерела вулканіч. енергії, умови еволюції магми, розміщення магматич. вогнищ, ролі вулканізму в формуванні земної кори та кори інших планет. Вулкани — окремі височини над каналами й тріщинами земної кори, якими із глибинних магматичних вогнищ виводяться на поверхню продукти виверження. Вулкани зазвичай мають форму конуса з вершинним кратером (глибиною від декількох до сотень метрів і діаметром до 1,5км) Під час вивержень іноді відбувається обвалення вулканічної споруди з утворенням кальдери — великої западини діаметром до 16км і завглибшки до 1000м При підніманні магми зовнішній тиск слабшає, пов'язані з нею гази й рідкі продукти вириваються на поверхню, і відбувається виверження вулкана. Якщо на поверхню виносяться древні гірські породи, а не магма, і серед газів переважає водяна пара, що утворилася при нагріванні підземних вод, то таке виверження називають фреатичним. До діючих належать вулкани, що вивергалися в історичний час або такі, що виявляли інші ознаки активності (викидання газів і пари тощо). Деякі вчені вважають діючими ті вулкани, про які достеменно відомо, що вони вивергалися протягом останніх 10 тис. років. Наприклад, до діючих слід зараховувати вулкан Ареналь у Коста-Ріці, оскільки при археологічних розкопках стоянки первісної людини в цьому районі був виявлений вулканічний попіл, хоча вперше на пам'яті людей його виверження відбулося в 1968 p., а до цього жодних ознак активності не виявлялося. Вулкани відомі не тільки на Землі. На знімках, зроблених з космічних апаратів, виявлені величезні древні кратери на Марсі й безліч діючих вулканів на супутнику Юпітера.

1.2 Історія дослідження ефузивного магматизму

Вулканічні процеси - це один з характерних проявів внутрішнього життя нашої планети. Про масштаби земного вулканізму говорить хоча б той факт, що на Землі налічується близько 540 діючих вулканів, тобто таких вулканів, які хоча б раз вивергалися на пам'яті людства. З них 360 знаходяться в так званому Вогненному поясі навколо Тихого океану і 68 - на Камчатці та Курильських островах.

Вивчення вулканізму сприяє пізнанню закономірностей внутрішньої будови Землі. Образно можна сказати, що діючі вулкани - це канали, якими надходить інформація про процеси, що відбуваються в надрах нашої планети.

Ще більше вулканів, як з'ясувалося останніми роками, на дні океанів. Тільки в центральній частині Тихого океану їх не менше 200 тисяч. Одне середнє за потужністю вулканічне виверження супроводжується виділенням такої енергії, яка виділяється при згорянні 400 тис. т умовного палива. Якщо ж порівняти вулканічну енергію 8 енергією, що міститься в кам'яному вугіллі, то при великих виверженнях їхній «вугільний еквівалент» досягає 5 млн. т. Величезні кількості твердих частинок, які викидаються з надр Землі під час вивержень, надходять в атмосферу і, розсіюючи сонячні промені, справляють помітний вплив на кількість теплоти, що приходить на Землю. Зокрема, є дані, які свідчать про те, що деяким періодам тривалого похолодання в історії нашої планети передувала велика вулканічна активність.

Останніми роками при вивченні земного вулканізму дедалі більшого значення набуває зіставлення пов'язаних з ним явищ із явищами, що відбуваються на інших тілах Сонячної системи. Так, наприклад, явні сліди вулканічної діяльності виявлено на Місяці. На поверхні нашого природного супутника вельми поширені базальти вулканічного походження, зустрічаються й виходи лави. Вивчення знімків місячної поверхні, зроблених а борту штучних супутників Місяця, показало, що в цілому ряді місць місячної поверхні є застиглі лавові потоки і озера. Але, як вважають спеціалісти, активні вулканічні процеси відбувалися на Місяці на відміну од Землі в основному в перші півтора мільярда років після його утворення. Що ж до Венери, то є дані, які свідчать про те, що на цій планеті вулканічна активність триває й тепер. Як відомо, температура поверхні Венери наближається до 500 °С. Не виключено, що на температуру впливають і вулканічні процеси, зокрема виливання на поверхню планети гарячої лави. У результаті радіолокаційних спостережень на Венері виявленогірські масиви, дуже схожі на земні вулкани. Таким, наприклад, є масив Бета, що має близько 1000км у поперечнику. Над цією зоною зареєстровано значне збурення гравітаційного поля - явище, яке в земних умовах має місце над районами розташування молодих, хоч і не обов'язково діючих вулканів. Припускається також, що численні промені, які розходяться в різні боки від Бети,- це застиглі потоки лави.

На панорамах, переданих радянськими станціями «Венера-9» і «Венера-10», що здійснили посадку біля східного схилу Бети, добре видно нагромадження каменів, очевидно, викинутих під час виверження. При цьому звертають на себе увагу гострі краї багатьох з них. Якби ці камені було викинуто дуже давно, то суворі умови Венери мали б привести до згладжування їхніх обрисів.

На користь припущення про сучасний вулканізм на Венері свідчать і електричні розряди в атмосфері планети (типу земних блискавок), зареєстровані радянськими станціями «Венера-11», «Венера-12» і «Венера-13». Виходячи з наявних даних, ці розряди пов'язані з вулканічними масивами. Відомо, також, що виверження вулканів на Землі досить часто супроводжуються потужними електричними розрядами. Є вулкани, щоправда згаслі, і на Марсі. Найбільший з них - гора Олімп заввишки близько 27км. У тому ж районі розташовано ще два гігантських згаслих вулкани, висота яких дещо менша. Згідно з оцінками спеціалістів, виверження цієї групи вулканів відбувалися десятки чи сотні мільйонів років тому. Утворення на Марсі таких високих гір вулканічного походження, можливо, пов'язане з набагато меншою, ніж на Землі, силою тяжіння.

Великий інтерес становить виявлення американською космічною станцією «Вояджер-1» на супутнику Юпітера Io десяти діючих вулканів, які викидають пил і розжарені гази на висоту до 200км. Особливо цікаво, що коли через кілька місяців поблизу Юпітера пролетіла станція «Вояджер-2», то 6 з цих 9 вулканів усе ще продовжували вивергатися. Земні надра розігріваються завдяки енергії, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів. Вивчення космічного вулканізму - важливий крок у пізнанні закономірностей вулканічних процесів.

У зв'язку з явищами вулканізму в Сонячній системі не зайве нагадати, що марновірні люди сприймали виверження земних вулканів як кару божу. А в старовину вулканічні кратери здавались їм входом до пекла, у страшне царство бога вогню Вулкана.

1.3 Географічне поширення вулканів

Розподіл вулканів на поверхні земної кулі найкраще пояснюється теорією тектоніки плит, відповідно до якої поверхня Землі складається з мозаїки рухливих літосферних плит. При їхньому зустрічному русі відбувається зіткнення, і одна з плит занурюється (підсувається) під іншу в так званій зоні субдукції, до якої приурочені епіцентри землетрусів Якщо плити розсуваються, між ними утворюється рифтова зона. Прояви вулканізму пов'язані з цими двома ситуаціями Вулкани зони субдукції розташовуються на межі плит, що підсовують одна під одну. Відомо, що океанські плити, які утворюють дно Тихого океану, занурюються під материки й острівні дуги Області субдукції відзначені в рельєфі дна океанів глибоководними жолобами, рівнобіжними до берега Вважається, що в зонах занурення плит на глибинах 100—150 км формується магма, при піднятті якої до поверхні відбувається виверження вулканів Оскільки кут занурення плити часто близький до 45°. вулкани розташовуються між сушею і глибоководним жолобом приблизно на відстані 100—150 км від осі останнього й у плані утворюють вулканічну дугу, що повторює обриси жолоба і берегової лінії.

Іноді говорять про «вогненне кільце» вулканів навколо Тихого океану. Однак це кільце переривчасте (як, наприклад, у районі центральної й південної Каліфорнії), тому що субдукція відбувається не повсюдно. Вулкани рифтових зон існують в осьовій частині Серединно-Атлантичного хребта й уздовж Східно-Африканської системи розламів. Є вулкани, пов'язані з «гарячими точками», що розташовуються всередині плит у місцях підйому до поверхні мантійних струменів (багатої на гази розпеченої магми), наприклад, вулкани Гаванських островів. Вважається, що ланцюг цих островів, витягнутий у західному напрямку, утворився в процесі дрейфу на захід Тихоокеанської плити при русі над «гарячою точкою». Зараз ця «гаряча точка» розташована під діючими вулканами о. Гаваї. У напрямку на захід від цього острова вік вулканів поступово зростає. Тектоніка плит визначає не тільки місце розташування вулканів, але й тип вулканічної діяльності. Гавайський тип вивержень переважає в районах «гарячих точок» (вулкан Фурнез на о. Реюньон) і в рифтових зонах. Плініанський, пелейський і Везувіанський типи характерні для зон субдукцїї. Відомі й винятки, наприклад стромболіанський тип спостерігається в різних геодинамічних умовах.

Щорічно вивергаються приблизно 60 вулканів, причому й у попередній рік відбувалося виверження приблизно третини з них. Є відомості про 627 вулканів, що викидалися за останні 10 тис. років, і про 530 — в історичний час, причому 80 % із них приурочені до зон субдукції. Найбільша вулканічна активність спостерігається в Камчатському і Центральноамериканському регіонах, більш спокійними є зони Каскадного хребта, Південних Сандвічевих островів і південного Чилі.

Вважається, що після вивержень вулканів середня температура атмосфери Землі знижується на кілька градусів за рахунок викиду дрібних часток (менше 0,001мм) у вигляді аерозолів і вулканічного пилу (при цьому сульфатні аерозолі і тонкий пил при виверженнях потрапляють у стратосферу) і зберігається там протягом 1—2 років. Цілком ймовірно, таке зниження температури спостерігалося після виверження вулкана Агунг на о. Балі (Індонезія) у 1962 р. Найактивніші діючі вулкани розташовуються по межах літосферных плит і лініях глибинних розломів земної кори. Подібне скупчення вулканів по околицях Тихого океану називають Тихоокеанським вогненним кільцем. В нього входять вулкани Камчатки, Фудзіяма і інші вулкани Японії, вулкани Філіппінських островів, Індонезії (у тому числі і знаменитий Кракатау), вулканічні острови Меланезії, вулкани Алеутських островів, Мексики, всі вулкани Південної Америки і Вогненної Землі і навіть діючий вулкан Антарктиди - Еребус.

Кракатау (813м) - діючий вулкан в Індонезії, між островами Ява і Суматра. Наймогутнішим було виверження в 1883 р., в результаті якого загинули десятки тисяч жителів довколишніх островів. Останнє виверження було в 1973 р. Зараз краї кальдери вулкана затоплені і утворюють декілька острівців в Зондськом протоці. Фудзіяма (3776м) - вимерлий вулкан на острові Хонсю, Японія. Котопахі (5896м) - молодий діючий вулкан в Еквадорі. Попокатепетль (5452м ) - діючий вулкан в Мексиці, зараз не вивергається, в кратерах розташовані озера. Ельбрус (5595м) - вулкан на Кавказі, має дві вершини, в сідловині між якими знаходяться виходи фумарол. Навкруги Ельбрусу розташовані термальні джерела. Хоча вершини вулкана покриті льодом і більше 20 льодовиків стікають по його схилах, його не можна вважати вимерлим. Везувій (1281м) - активний вулкан на побережжі Неаполітанської затоки Тірренського моря, Італія. Відомі численні виверження Везувію, останнє з яких було в 1944 р. Недалеко від вулкана район Флегрейськіх полів з сильною сольфатарной діяльністю. Етна (3290м) — один з найактивніших вулканів Європи на о. Сіцілія. Вивергається постійно. Камерун (4070м) - активний вулкан на західному побережжі Африки. Катмай (2298м) - вулкан на Аляскі. Вивергався в 1912 р. Ключевська сопка (4850м) - один з вулканів дуже активного вулканічного району півострова камчатка. Вивергається протягом останніх десятиріч.

Вулкани Гавайських островів: Мауна-Кеа (4205м), Мауна-Лоа (4169м), Кілауза (1247м). Мауна-Лоа - найактивніший щитовій вулкан в світі, утворює велику частину острова Гавайі. Підноситься над поверхнею океану більш ніж на 4000м, але загальна висота вулкана від його підстави на дні океану близько 10 000м. Мауна-Кеа не проявляє ознак активності.