Реферат: Влияние вулканизма и поствулканических процессов на окружающую среду

Институтвулканологии ДВО РАН

Отчет по проекту “Влияниевулканизма и поствулканических процессов на окружающую среду”.

Петропавловск-Камчатский

2003
 Введение

Вулканывоздействуют на природную среду и на человечество несколькими способами.Во-первых, прямым воздействием на окружающую среду извергающихся вулканическихпродуктов (лав, пеплов и т. п.), во-вторых, воздействием газов и тонких пепловна атмосферу и тем самым на климат, в-третьих, воздействием тепла продуктоввулканизма на лед и на снег, часто покрывающих вершины вулканов, что приводит ккатастрофическим селям, наводнениям, лавинам, в-четвертых, вулканическиеизвержения обычно сопровождаются землятресениями и т. д… Но особеннодолговременны и глобальны воздействия вулканического вещества на атмосферу, чтоотражается на изменении климата Земли.

Прикатастрофических извержениях выбросы вулканической пыли  и газов, сублимирующих частички серы и другихлетучих компонентов, могут достигать стратосферы и вызывать катастрофическиеизменения климата. Так, в ХVIIвеке после катастрофических извержений вулканов Этна в Сицилии и Гекла вИсландии замутнение стратосферы привело к резкому двухлетнему похолоданию,массовому неурожаю и гибели скота, эпидемиям которые охватили всю Европу ивызвали 30-50<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">%

-ное вымирание европейского населения. Такиеизвержения, часто имеющие эксплозивный стиль, особенно характерны дляостроводужных вулканов. Фактически при таких извержениях мы имеем природнуюмодель “ядерной зимы”. 

Аналогичныйэффект имело извержение вулкана Тоба в Индонезии 75 тысяч лет назад, когда наземную поверхность было вынесено не менее 1000 км3лавы и выброшено в стратосферу около 5*10 9тонн аэрозолей серной кислоты, которые вызвали климатический эффект типа“ядерной зимы”.

Исследователямипоказано, что наиболее заметное влияние вулканизма на окружающую средупроявлено  на стадии крупных извержений.Например крупные извержения Ключевского и Авачинского вулканов (1944-45 гг.)Безымянного (1952-57 гг.), Шивелуча, и БТТИ (1975-1976 гг.), вулканы Южныхкурил и Алаид. Приведенные извержения имеют индекс эксплозивности 4-5, чтоозначает явное и заметное влияние на стратосферу. При извержениях вулкановКлючевского, Авачинского произошло образование нормальных плинианских эруптивныхколонн, достигших высоты 12-15 км, выше тропопаузы. Высокая концентрациядействующих вулканов в Курило-Камчатском регионе их большая высота и низкийуровень стратосферы способствуют образованию полярных туманов и разрушениюполярного озонового слоя.

Эмиссия газовпассивно дегазирующих вулканов в целом может оказывать глобальное влияние насостав атмосферы. Так плинианские и ко-игнимбритовых колонны выносиливулканический материал в тропосферу с образованием аэрозольного облака,полярных дымок и нарушением состояния полярного озонового слоя.

Раздел I

Влияние на окружающую среду вулкана Карымский.1

Карымский вулкан активен в последние годы.В 1996 году произошло одновременное извержение Карымского озера и одноименноговулкана. Кроме влияния на геологию, оно повлияло на экологию района: к выбросубольшого числа пепла, шлака, вулканических бомб, пирокластики и ядовитого газа.Пепел покрыл дно кальдеры, поднялся в атмосферу и с потоками воздуха перенессяна большие расстояния и выпадал, покрывая слоем растительность, пирокластикаобразовала поток 1996 года, шлак и пепел покрыл подножие Карымского вулкана идно кальдеры.

Извержение как известно имеет двойноевлияние на окружающую среду.

Во-первыхэто разрушающеевоздействие.   Продукты извержения губятфлору, фауну района и близлежащих мест, водоемы, отравляют воздух.  После деятельности вулкана, особеннокатастрофической, долгое время в районе извержения нет растительности иживотных. Когда жизнь все же появляется в районе извержения, то она не такинтенсивно распространяется.

Вулканизм определяет формы ирасположенность жизни. К примеру, растительность в кальдере вулкана Карымский.В основном это можжевельник, иван-чай, полярная ива, кусты жимолости иголубики. Лишь у нарзанового ручья и по берегам реки Карымская распространенавысокая трава и кусты ивы. Но в большинстве своем это невысокие растения-низкиекустарники, прижатые к земле. У подножия и на самом подножии растительностьпредставлена только полярной ивой. И хотя растительность есть в районе активноговулкана, она угнетена им-пораженна пеплом имеет желтые обожженные листья,пригнутые к земле.

Поражение выражается также в том, чтопепел покрывает слоем листья и

в результате газообмен замедляется, ирастения не в полной мере выделяют O2в атмосферу.

Животный мир в Карымском центре тоже небогат. В основном это зайцы, медведи, грызуны, птицы. Но они распространены наотдалении от  активного вулкана.

В июне в Карымском центре произошлособытие, которое наглядно показывает, как вулканизм влияет на фауну и флору вчастности.  На него есть 2 предположенияпо мнению В. Л. Леонова, и Д. В. Кобренкова.

Предположение 1.

Вместе с другими продуктами извержения(пепел, лава, бомбы, шлак), извергается газ, он периодически выбрасывается из вулкана с характерным свистом ишумом. И в июне по южному склону с вершины вулкана сошел поток, состоящий изобломков, пепла, шлака и, вероятно, газа. Поток разделился на несколько языков,которые растеклись полукругом по подножию южного склона вулкана.

В результате схода потока на склоне отвершины до подножия образовалась шарра-выработанная неглубокая долина высотой1500 метров (высота вулкана). Из-за того, что подножие вулкана обрамляетрастительность, поднимающаяся с кальдеры Карымская к самому вулкану, растенияподвергаются опасности. Так и произошло. Из-за поражения газом трава пожелтелаи засохла.

Растения имеют в настоящий момент двойнойвид. Со стороны кальдеры зеленый, а со стороны вулкана-желтый.

Поражены растения с каждой из сторонпо-разному. В одном месте расстояние от отложений потока до растительности 10метров, в другом-2 метра. И судя по тому, что трава поражена у подножия вулканана большом расстоянии от отложений, газ прошел дальше, чем остановился поток.

Предположение 2.

Возможно, растительность поразил горячийвоздух, спустившийся вместе с лавиной.

При извержениях выходит горячий воздух.Обычно он уходит вертикально вместе с выбросом. Но в момент схода лавины порциявоздуха сошла вместе с потоком вниз и обожгла растительность.

Но что заставило сойти лавину?

Как известно, вулкан Карымский извергаетсяс 1996 года. Выбросы различны по мощности. Вероятно, в день схода лавиныпроизошел мощный выброс, насыщенный горячим воздухом, заставивший сойти свершины лавину, образовавшую шарру, и поразившую горячим воздухом растительность.

И здесь возникает другой вопрос. Чтозаставило воздух  сойти вместе с лавинойвниз? Возможно при выходе из кратера при взрыве, вызвавшем поток, воздухувлекло вниз лавиной.

Раздел II

Влияние на окружающую среду Большого Трещинного Толбачинского Извержения.

Северный прорыв

Ландшафт

 Изменился ландшафтместа БТТИ. Сейчас это выженная шлаково-пепловая пустыня со шлаковыми конусамии очагами преимущественно низкой растительности до 0,5 метра с погибшимидеревьями и лесом. Ландшафт местности общий для Северного и Южного прорыва.

Рельеф

 Толбачинское извержениеизменило рельеф местности. Образовались новые конуса, эрруптивные центры,провалы в земле, шлаковая пустыня, более выровненная из-за этого поверхностьземли,  поток лавовый от 2 конуса наСеверном прорыве, который образовал своего рода холмистый хребет.

Потокпротягивается на 2,5 км по бывшему кустарнику и лесу от конуса.  Поток лавы тек языками, постепенно остывая, иобразовал в конце поле округлой формы. Стенки потока высотой  от 30 до 60 метров.

В кратереглубиной 80 метров первого конуса Северного прорыва на глубине 1,5 метра подостывшей лавой, шлаком и измененными вулканическим породами захороненамерзлотная порода, сохранившаяся с холодного сезона (конца осени, зимы). Онасохранилась в результате осыпания пород с кромки кратера. Диаметр кратера 20метров. 

 Под 1 конусом под продуктами извержения (шлак,пепел) погребен снег, ставший ледником. Он многолетний, не тает полностью из-затого, что погребен.

 Вода от подтаивающего в теплый сезон ледникапитает растительность, растущую между 1 конусом и горой 1004.

Растительность

Так как в ходеизвержения было выброшено на поверхность 2,2 км3 пирокластики,шлака, лавы и пепла, то смертоносными продуктами извержения  накрылась огромная площадь земли, и погиблався растительность в районе БТТИ. Это место называют аналогом ядерной зимы. Отлагеря на Северном прорыве в 1 км пустыня без леса, только мох, каменоломка.

Растительность врайоне БТТИ погибла из-за поражения ее химически-температурным ожогом имеханического повреждения. Когда лава извергалась и текла по поверхности земли,она имела высокую температуру и из-за этого сгорала низкая растительность,трава, невысокие кусты. Деревья обгорали благодаря  сопровождающему лаву газу, который в своемсоставе имеет вредные химические вещества. Есть мох на конусах. Есть погибшиедеревья на самих конусах. Раньше был холм, образовавшийся вследствие поднятияземной коры в момент создания района, потом при извержении его засыпалопродуктами извержения, превратив холм в конус.

 Район БТТИ окружен лесом, кустарниками,богатой видами растительностью. Но в самом районе лишь остатки кустов кедрача ифлора, растущая только на мелкой фракции, камнях, лаве. Это трава, мох,карликовая ива, рябина, осока, иван-чай, кусты высотой до 2 метров, маленькиецветочки. Растительность в районе БТТИ любит мелкую фракцию.

У сопки в 1 кмот Северного прорыва начинается лес, редкий и местами в 1,3 км трава, осока,каменоломка. Количество деревьев~80,100 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">%

поражение растительности.Сопка округлой формы, в середине провал в виде кратера. На кромке сопки и вцентре пораженные деревья, остатки кедрача. Растет трава, иван-чай. После сопкидальше до линии горизонта идет погибший лес на шлаковом поле.

Лес проходитполосой широкой от горы Звезда, через сопку на востоке от лагеря на Северномпрорыве, и идет дальше через другие конуса. Сопка окружена мертвым лесом.

Животный мир

Животный мирпрактически отсутствует в районе БТТИ. Встречаются членистоногие (шмели,комары, короеды) и только следы лосей и медведей. Вероятно, они пересекали зонуизвержения в поисках пищи.

Остаточное явление вулканизма

Вулканизм БТТИсозидательно влияет и на сами конуса Северного и Южного прорыва. Дело в том,что конуса с кромок до сих пор выделяют в атмосферу газ и тепло, чтосопровождается высокой температурой (от 22,8<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">·

Сдо 200<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;color:black;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">·С и более 300<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; color:black;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">·С.)Выделение идет очагами из-под пород, слагающих кромки кратеров, в ходе негоидет воздействие температуры на породы, происходит ее изменение и позжеминералообразование. Также выделяющиеся газ и тепло влияют на атмосферу, меняяее химический состав.

Южный прорыв

Ландшафт

 Ландшафт Южного прорываэто выженная шлаково-пепловая пустыня   стополиным лесом, невысокими кустарниками и лавовыми полями перед конусом.   

Рельеф

  Рельеф Южного прорыва включает в себя большуюравнину, заполненную лавой и шлаком, Южный конус, лавовые и шлаковые поля.

Растительность

Домик на Южномпрорыве. В 1 км от лагеря на Северном прорыве начинается растительность(тополиный лес) и идет до южной границы БТТИ. Среди тополей встречается осока,каменоломка, иван-чай, трава, мох, кедрач. Растет все на лаве, засыпаннойшлаком.

Растительностьзональна. Лава от горы Звезда вклинилась в пихтовый лес по середине и погубиларастительность. Сейчас там растут тополя, рябина, грибы, шикша, каменоломка. Усопки Лагерной сухостой.  

Остаточное явление вулканизма

Вулканизм БТТИвлияет  на сам конус Южного прорыва. Делов том, что с кромки конуса до сих пор выделяется в атмосферу газ и тепло, чтосопровождается высокой температурой. Выделение идет из-под породы, слагающейкромку кратера, в результате происходит воздействие температуры на породы,происходит ее изменение и позже минералообразование. Также выделяющийся газ итепло влияют на атмосферу, меняя ее химический состав.