Вулканізм як один із факторів формування рельєфу Земної поверхні

Так, вибуховий характер виверження здебільшого утворює лійкоподібні або циліндричні заглиблення, які виникають внаслідок експлозії, тобто вибуху магматичних газів без виливання лави. Діаметр таких кратерів – маарів – становить від 300м до 3,5км, а їхня глибина сягає 300-400м. У вологому кліматі маари зазвичай перетворюються на озера. Такі кратери відомі на Центральному масиві у Франції, у Центральній Америці, Новій Зеландії, Південній Африці, Якутії. В останніх двох районах маари є трубками вибуху діаметром до 800м, заповненими ультра основною породою – кімберлітом, який містить алмази. Деякі відомості про трубки вибуху є також у межах Українського кристалічного щита (Болтинська та Ротмистрівська западини), щоправда, вони поховані під осадовими товщами кайнозою і дуже слабко відображені у рельєфі.

Інтрузивні магматичні тіла – лаколіти – можуть бути як вулканічні споруди у разі, коли інтрузія магми відбувалася настільки  активно, що магматичне тіло зупинилося майже біля земної поверхні. Унаслідок  денудаційних процесів вони з’являються на поверхні, де й височать у вигляді вулканічних споруд. Типові лаколіти заввишки 700-1000м знаходяться в околицях російського міста П’ятигорська (гори Залізна, Машу, Бештау та ін.).

Екструзивні куполи – найпростіший тип акумулятивних вулканічних споруд зі стрімкими схилами різної висти. Вони утворюються за участі в’язкої малорухомої лави кислого складу (>65% SiO₂), яка поступово витісняються на поверхню. Унаслідок значної в’язкості та нездатності швидко розтікатися вона нагромаджується безпосередньо над жерлом вулкана, швидко вкривається шлаковою кіркою і набуває Фоми купола з характерною концентричною структурою. Розміри таких куполів – до кількох кілометрів у діаметрі та до 500м заввишки.

Щитові вулкани утворюються під час виверження центрального типу тоді, коли виливається зріджена та рухома базальтова лава, здатна розтікатися на значні відстані від центру виверження. У разі повторного виверження потоки лави накладаються один на одного і формують вулкан з відносно спадистими схилами (приблизно 6-8°, іноді більше).

У деяких випадках навколо  кратера утворюється лише вузький  кільцевий вал зі схилами більшої  крутості. Причиною виникнення вулкана  такої форми вважають лавові фонтани, внаслідок чого шлаки нагромаджуються  по краях кратера.

На Землі небагато районів, де поширені щитові вулкани. Зокрема, вони характерні для вулканічних ландшафтів Ісландії, де мають незначні розміри і є переважно згаслими. Прикладом щитового вулкана є гора Дінгья, діаметр кратера – близько 500м. Для геологічного розрізу характерна шаруватість, зумовлена багаторазовими виливами лави.

Щитові вулкани властиві також Гавайським островам. Тут вулкани набагато більші, ніж ісландські. Найбільший – на о. Гавайї – складається з трьох вулканів (Мауна-Кеа, Мауна-Лоа і Кілауеа) щитового типу. Мауна-Лоа піднімається над рівнем моря на 4170м, проте, незважаючи на такий великий розмір, схили дуже спадисті. При основі вулканів ухил поверхні не перевищує 3°, вище він поступово зростає до 10°, а починаючи з висоти 3км, знову різко зменшується. Вершини вулканів мають вигляд лавового плато, посередині якого знаходиться гігантський кратер, перетворений на лавове озеро.

Вулканічні  конуси, з якими власне й ототожнюється поняття «вулкани», найчастіше виникають унаслідок експлозивного процесу, де нагромаджуються переважно тверді продукти вулканічної діяльності – попіл, пісок, лапілі, бомби.

Шлакові вулкани –  різновид вулканічних конусів, які  утворюються у разі не лише викидання  рідкої лави, а й унаслідок вибухів  завдяки перенасиченості газами. Під час вибуху лава фонтанує міріадами крапель, які застигають так швидко, що падають на поверхню у вигляді бризок. На відміну від лавових конусів крутість схилів шлакових вулканів, складених уламками, досягає 45°, тобто є близькою до крутості природного ухилу уламків. Що грубішим є матеріал, з якого складаються конуси, то крутішими виглядають схили.

Шлакові вулкани досить поширені у Вірменії. Більшість із них знаходяться на схилах великих  стратовулканів, дрібні форми утворювалися безпосередньо на лавових потоках. Зростання таких конусів може відбуватися дуже швидко, наприклад шлаковий конус Монте-Нуова (Італія, околиці Неаполя) виник уподовж кількох діб буквально на рівному місці і нині є пагорбом заввишки до 140м.

Найбільшими вулканічними спорудами є стратовулкани. Вони можуть складатися як із шарів лави, так і з шарів пірокластичного матеріалу. Чимало стратовулканів мають правильну конічну форму: Фудзіяма, Ключевська і Кроноцька сопки, Попокатепетль та ін. Серед цих утворень трапляються гори заввишки 3-4км, деякі вулкани сягають висоти 6км, їхні вершини криті вічними снігами й льодовиками.

У більшості вулканів на вершині є лійкоподібне заглиблення, через яке відбувається викидання  вулканічних продуктів, - кратер. Великі вулкани можуть мати кілька кратерів, причому деякі з яких утворюються і на схилі (паразитуючі кратери). Вони характерні, зокрема, для Етни, Ключевської сопки та ін. Розміри основних кратерів різні й не залежать від розмірів самих вулканів. Максимальні розміри кратерів характерні для вулканів гавайського типу, наприклад діаметр кратера Мауна-Лоа становить 2440м.

Великі кратери, які  виникають унаслідок видалення  значної частини вулканічного конуса під час вибухового виверження, називають  кальдерами (від ісп. caldera – великий казан). Це великі, нині недіючі кратери, причому сучасні кратери часто розміщуються всередині кальдери (Везувій і вулкан Крашенінникова на Камчатці). Відомі кальдери до 30км діаметром. На дні кальдер поверхня відносно рівна, борти, повернені до центру виверження, завжди стрімкі. Чимало кальдер нині є озерами, наприклад озеро Крейтер у Каскадних горах (10км у діаметрі). Яскравим прикладом великої кальдери є вулканічна споруда Кракатау. Іноді кальдери виникають унаслідок провалювання вглиб (бухта «Левова паща» на острові Ітуруп Курильського архіпелагу).

2.5 Грязьовий вулканізм

Зовні грязьові вулкани дуже подiбнi до справжніх, проте вiдрiзняються від них значно меншими розмірами та продуктами виверження. Під час такого виверження викидаються глинисті породи, насичені водою й перетворені на грязь різної текучості.

Залежно від причин виникнення грязьові вулкани можна поділити на:1) пов’язані з виділенням горючих газів;2) пов’язані з проявами магматичного вулканізму i зумовлені викидами магматичних газів.

Грязьові вулкани першої групи знаходяться у склепінчастих частинах антиклінальних нафтових структур (Апшеронський, Таманський, Керченський півострови). Зокрема, на Керченському пiвостровi грязьовий вулканізм є наслідком наявності антиклінальних складок, в ядрах яких залягають пластичні глини. Гази, які вириваються з глибини 5-7км по розривних порушеннях (метан, вуглекислий газ, сірководень), викидають на поверхню перем’яту глинисту масу з уламками різних гірських порід (брекчію), яка утворює поля вулканічних сопок. Грязьові вулкани розмiщенi поодинці або групами зі сильним живильним осередком.

Найбільша активність грязьового вулканізму Керченського півострова припадає на минулi геологiчнi епохи, переважно на неоген. Виверження постійно діючих вулканів відбувається спокійно. Вони знаходяться в овальних улоговинах, на дні яких підносяться конуси з глинистої брекчії заввишки 1,5— 2,0м, i мають грязьові озера.

IIеріодично дiючi вулкани  вивергають значнi маси густої  брекчії один раз на кілька або десятки років. Виверження відбувається впродовж кількох діб, супроводжується вибухами, локальними землетрусами, iнодi самозайманням газу. У рельєфі — це конiчнi горби або похилі підвищення заввишки до 60м. Згаслi грязьові вулкани спостерігаються у викопних відкладах. із багатьма з них пов’язані прогини, заповнені вапняками та вулканічною брекчією, що утворилися внаслідок виносу з надр продуктів виверження, деякі з них зайняті озерами (у Криму — Чокрацьке, Тобечицьке, Узунларське та ін.).

Великi грязьові вулкани мають діаметр 5—6 км і досягають 400— 500м заввишки. Так, периметр основи вулкана Горелая Могила на березі Таманської затоки сягає З км.

Таким чином, вулканізм має комплекс характерних рис, які вирізняють цей різновид ендогенних глобальних процесів як окрему рельєфоутворюючу силу. Залежно від характеру вивержень, складу лави та інших не менш важливих факторів процеси вулканізму занесені до різних класифікацій, які дають змогу більш чітко розуміти природу цього явища.

РОЗДІЛ 3. Вулканізм як фактор рельєфоутворення

3.1 Мікро- та мезорельєф. Особливості денудації вулканічних споруд

На фонi великих за розмiрами нерiвностей земної поверхнi, якими є вулкакiчнi споруди, своєрiдно  виглядають деякi форми рельефу, утворенi завдяки особливостям режиму виверження (такi форми утворюють рiдкi продукти виливу магматичних мас).

Зазвичай лава, яка  вилилася з центрального або бокових  кратерiв, стiкає по схилах у виглядi потокiв. Дуже густа та в’язка лава встигає застигнути (перейти у  кристалiчний стан) ще у верхпiй частинi схилу. У разi значної щiльностi нона може затвердiти ще у жерлi, утворивши гiгантський лавовий стовп або лавовий палець. Лавовий потiк здебiльшого має вигляд сплющеного валу, який простягається вниз по схилу, з чiтко вираженим здуттям на кiнцевiй дiлянцi. Базальтовi лави (менш в’язкi) можуть утворювати довгi потоки, якi поширюються на десятки кiлометрiв i припиняють свiй рух лише на прилеглiй до вулкана рiвнинi або плато, або в межах плоского дна широкої кальдери. Базальтовi потоки завдовжки 60—70 км — часте явище на Гавайських островах та вІсландії. Довжина лавових потокiв лiпаритового ибо андезитового искладу (вмiст SiО₂ — 52—65 %) не перевищує кiлька кiлометрiв. Узагалi бiльша частина об’єму вулканiв, якi викидають продукти кислого чи середнього складу, припадає на пiрокластичнi продукти, а не на лавовий матерiал, оскiльки кислi лави швидко набувають кристалiчного стану, вкриваються кiркою, руйнування якої пiд дiєю внутрiшнього тиску спричинює утворення уламкiв.

У процесi затвердiння  лавовий потiк спочатку вкривається  кiркою шлаку, але у разi прориву  кiрки гаряча лава витiкає з-пiд неї, унаслiдок чого утворюється порожнина — лавовий грот, або лавова печера. При обвалюваннi склепiння печери вона перетворюється на виразне лiнiйне зниження — лавовий жолоб.

Поверхня застиглого потоку набуває своєрiдного мiкрорельєфу. Найпоширенiшi два його типи: мiкрорельєф брил i кишкоподiбна лава. Мiкрорельєф брил — це хаотичне нагромадження їх з численними провалами й гротами. Брили мають гострокутнi або оплавленi краї. Цей мiкрорельєф виникає за високого вмiсту газiв у складi лав та за порiвняно низької температури потоку. Кишкоподiбнi лави мають химерне поєднання застиглих хвиль та звивистих складок, якi нагадують «нагромадження гiгантських кишок або скручених канатiв»

Видiлення газiв з  лавового потоку може здiйснюватися у виглядi вибуху. У такому випадку на поверхвi вотоку вiдбувається вагромадження шлаку у виглядi конуса. Цю форму лави називають горнiто. Iнодi вона має вигляд стовпа заввишки кiлька метрiв. За спокiйнiшого й тривалiшого видiлення газiв iз трiщин у шлаку утворюються так званi фумароли. Деякi продукти виділення фумарол за звичайних умов зазнають конденсацiї, і навколо мiсця виходу газiв утворюються пiдвищення, подiбнi до невеликих кратерiв, що складаються з продуктiв конденсацiї.

Вулканiчний рельєф i мiкрорельєф вiдразу пiсля свого утворення зазнають впливу екзогенних процесiв. Роль поверхневих вод, якi легко фiльтруються крiзь застиглi трiщинуватi й пористi вулканiчнi породи, незначна. За умови сухого клiмату посилюється фiзичне вивiтрювання, яке супроводжується утворенням конусiв виносу і камiнних морiв. Певну руйнiвну дiю виявляє вiтер, який не лише зносить дрiбнi пилуватi часточки, а й iнодi засипає кратери еоловим матерiалом. Вище снiгової лінії вiдбуваються нiвальнi й гляцiальнi процеси, а лiнiйна ерозiя з часом вирізає на схилах вулканiв поздовжнi зниження — баранкоси. Незважаючи на рiзноманiтнiсть гiрських порiд, iз яких складаються вулканiчнi конуси, особливо на шаруватих вулканах, важливу роль вiдiграє вибiркова (селективна) денудацiя. Твердi останцi створюють химернi поверхнi й надають своєрiдностi вулканічним ландшафтам. Так, потужнi базальтовi покриви або потоки базальтової чи андезитової лави, зазнаючи пiд час застигання впливу атмосферних вод, розтрiскуютъся на стовпчастi окремостi, якi мають вигляд багатогранних стовпiв, що ефектно виглядають у вiдшаруваннях, наприклад «базальтовi стовпи» Янової долини у Рiвненськiй областi.

Унаслiдок тривалої денудацiї у вулканiчних районах можуть виникати iнверсiйнi форми рельефу. Так, лавовi потоки, якi зайняли первісні зниження рельєфу (наприклад, рiчкову долину), згодом перетворюються на поздовжню столову височину, яку захищає вiд руйнування шар лави.

3.2 Роль вулканічних  процесів у формуванні рельєфу  земної поверхі

Роль вулканiчних процесiв  у формуваннi рельєфу полягає у безпосередньому утвореннi вулканiчними процесами певних форм земної поверхнi та у їх опосередкованому впливi внаслiдок взаемодiї з рiзними складовими навколишнього середовища.

1. Вiдбуваються змiни берегової лiнiї морiв i великих озер, оформлення вулканiчних бухт, мисiв i гряд, якi виступають у море.

2. Руйнуються вулканiчнi конуси й утворюється своєрiдний  денудацiйний рельєф.

3. Формуються просторi  лавовi плато, трапові покриви,  які захищають давнiй рельєф.

4. Утворюються озера  кальдерного типу, вiдбуваються змiни режиму й морфології рiчкових долин пiсля перегороджування їх лавоними потоками, зокрема формуються водоспади, наприклад водоспад Вiкторiя на р. Замбезi.

5. У мiсцях виходу  газiв і термальних джерел виникають  скупчення особливих осадових порiд — травертинiв, гейзеритiв рiзного хiмiчного складу, якi утворюють своєрiднi натiчнi форми, тераси, невисокi склепiння тощо.

Темпи і масштаби формування рельєфу внаслiдок вулканiчних процесiв  досить рiзнi. У деяких випадках новi форми рельєфу земної поверхнi вулканiчного походження утворюються дуже швидко.