Вулканолог это кто, история профессии и ее особенности

Плюсы и минусы профессии

Плюсы:

Несмотря на редкость профессии, вулканологи постоянно востребованы и пользуются спросом: на земле зарегистрировано более 1000 действующих вулканов. Как отметил профессор-вулканолог МГУ П. Плечов: «Миллиард лет вулканической деятельности на земле гарантирован».

В этой отрасли хорошо развито международное сотрудничество. Вулканологи всего мира объединенными усилиями изучают вулканы, совершенствуют методику и технологии исследований. Происходит постоянное общение и обмен опытом вулканологов всех стран мира на Всемирных вулканологических совещаниях.

В последние десятилетия стали возможны работы по грантам даже среди молодых специалистов-вулканологов.

Как правило, вулканы называют именами вулканологов, исследовавших их — вулкан Иванова, вулкан Кошелева, вулкан Попкова, гейзер Аверьевский. Есть реальная возможность увековечить своё имя в названии очередного вулкана или гейзера!

Минусы:

Высокая степень риска: изучение действующих вулканов проходит в условиях повышенной опасности — в окружении раскаленной лавы, удушливых газов и горячей пыли, постоянно подвергаясь опасности извержения. Для защиты вулканологи используют спецодежду — теплоизолирующую одежду и обувь, покрытую слоем алюминия или другого металла, отражающего тепло. На голову надевают  защитные каски. Для защиты от ядовитых газов предназначены противогазы и газовые маски.

Вулканологи – учёные-экстремалы

Автор Максим Кондратьев

09.12.2010 10:00

Общество » Практика

Грозное природное явление — извержение вулкана — вселяет страх и уважение к подземной мощи недр нашей планеты. Однако есть люди, которые готовы лезть в самое жерло огненной горы, изучать ее ядовитые испарения, пепел и брать пробы оранжевой лавы, бурлящих расплавленных камней. Это вулканологи, особая каста геологов. Представители этой професии не только овеяны духом романтики дальних экспедиций, но и знамениты своими прогнозами масштабных вулканических катастроф.

Фото: AP

Само слово «вулкан» пришло из древнеримской мифологии: так звали бога огня и покровителя кузнечного ремесла. Греки звали его Гефестом. Да, именно он по легенде подарил людям огонь, за что и досталось ему от старших богов. Когда же огонь «дарят» современные вулканы, то с их склонов течет раскаленная лава, в небо вырываются столбы черного дыма и облака пепла, а из жерла вылетают вулканические бомбы — огромные куски породы. Но пугающие явления, которые заставляют местных жителей бежать и искать спасения, вулканологов только манят.

Посудите сами: для изучения строения нашей планеты в этом месте не надо бурить скважины — Земля сама показывает свое огненное нутро

Облаченный в огнеупорный серебристый костюм, подобно пожарному в очаге катастрофы, вулканолог осторожно приближается со специальным ковшом к потоку лавы, а то и заглядывает в кратер, опуская туда зонд для взятия проб расплавленных камней

Что дают ученым такие пробы? Люди довольно давно заметили, что на месте контакта горячей лавы с холодными горными породами поверхности образуются скопления руды полезных ископаемых — месторождения железа, меди, цинка и других металлов

Изучение же состава лавы позволяет представить условия на нашей планете во время ее формирования, миллиарды лет назад! Вулканологи также исследуют потухшие и разрушенные древние вулканы — накопление таких знаний очень важно для геологии. Оно помогает собрать воедино картину извержений прошлых и нынешних лет и предсказывать будущие катаклизмы

Интересные факты о вулканах и извержениях

1. Слово «вулкан» происходит от имени древнеримского бога Вулкана, повелителя подземного огня.
2. Самым опасным из активных вулканов в наши дни считается расположенный в тридцати километрах от столицы Мексики вулкан Попокатепетль.
3. На территории Австралии нет ни одного активного вулкана.
4. Многие заселённые острова имеют вулканическое происхождение, например, Гренада (см. интересные факты о Гренаде).
5. Прилегающие к вулканам земли считаются одними из самых плодородных.
6. Скорость вытекания лавы из жерла извергающегося вулкана может достигать 70-90 километров в час.
7. Остров Суритсей, расположенный недалеко от Исландии — самый молодой остров на Земле. Он появился в 1963 году в результате извержения подводного вулкана.
8. В начале XX века извержение вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника послужила причиной гибели всего населения острова, унеся жизни более чем тридцати тысяч человек. Спастись по счастливому стечению обстоятельств удалось только двоим островитянам.
9. На земной суше расположено около полутора тысяч действующих вулканов.
10. Археологи выяснили, что произошедшее около 75 тысяч лет назад извержение супервулкана вызвало эффект «вулканической зимы», заслонив солнце на долгие годы, и даже послужило причиной дождей из серной кислоты.
11. Мощность извержения вулкана Сен-Хеленс в 1980 году сравнима с мощностью одновременного взрыва полутысячи средних атомных бомб.
12. В Исландии энергию вулканов используют на специальных геотермальных электростанциях.
13. Знаменитый вулкан Везувий извергался в последний раз в 1944 году.
14. Знаменитые Гавайские острова (см. любопытные факты о Гавайях) расположены в зоне высокой вулканической активности. Все острова архипелага имеют вулканическое происхождение.
15. На суше вулканов впятеро меньше, чем под водой.
16. Из всех задокументированных извержений самым мощным было извержение вулкана Тамбора в Индонезии в начале 19-го века. Из-за него средняя температура на всей планете понизилась на несколько градусов примерно на год.
17. Стратовулкан — это особо мощный вулкан, извергающий газы и пепел в стратосферу.
18. В 1991 году вулкан Пинатубо во время извержения выбросил в атмосферу около пяти кубических километров различных материалов, а высота столба из пепла и газов составила тридцать пять километров.
19. Расположенный на Гавайях вулкан Килауэа не прекращает извергаться с 1983 года.
20. Самая высокая гора в мире, если считать от подножия до вершины, а не от уровня моря — не Эверест, а вулкан Мауна-Лоа высотой в 10210 метров. Большая часть вулкана скрыта под толщей воды.
21. Самое глубокое подтверждённое извержение подводного вулкана произошло на глубине тысячи двухсот метров.
22. В Антарктиде также есть активный вулкан — Эребус (см. факты об Антарктиде), который тоже практически непрерывно извергается.
23. Достаточно мощное извержение супервулкана вполне может полностью изменить климат на Земле.
24. Всего на нашей планете около двадцати супервулканов. Учёные утверждают, что извергаются они примерно раз в сотню тысяч лет.
25. Самый, пожалуй, известный вулкан в мире — Этна, первые извержения которого были зарегистрированы три с половиной тысячи лет назад.
26. Самый активный в северном полушарии вулкан — Ключевская сопка на Камчатке.

Строение вулкана

Вулкан состоит из магматического очага, конуса, жерла и кратера.

Магматический очаг

Магматический очаг и есть, собственно говоря, основа самого вулкана. Он заполнен расплавленными породами – магмой, в которой растворены газы, находящиеся под большим давлением. Он размещается глубоко, на много километров от поверхности.

Конус и жерло вулкана

Конус вулкана, а точнее его конусообразные склоны, сложены из слоёв затвердевшего пепла, шлаков и других продуктов извержения, которые выбрасываются из кратера.

В центре вулканического конуса проходит главный канал, который называется жерло, по которому на поверхность поднимается к кратеру раскалённая лава.

Кратер вулкана

Кратер вулкана – это углубление на вершине вулкана, напоминающее большую чашу или похожее на воронку, которое образовалось в результате извержения. У некоторых типов вулканов при взрывном извержении, в результате провала вершины вулкана, образуется широкая котловина. Эта котловина называется кальдера.

Кроме центрального канала у вулкана существуют и боковые лавовые каналы. Это второстепенные каналы, по которым магма и газы поднимаются на поверхность. Эти каналы ведут к образованию побочных кратеров на склоне вулкана.

Фумаролы

Кроме того, на склоне вулкана или в непосредственной близости от него могут быть расположены фумаролы. Фумаролы – это вулканические трещины, по которым из земных глубин выходят водяной пар и газы, например, сернистый или углекислый.

Вулканологи описали самое мощное глубоководное извержение в истории наблюдений

Трехмерная карта подводного вулкана Гавр на глубине 650 метров ниже уровня моря Woods Hole Oceanographic Institute / University of Tasmania

Вулканологи провели картирование и химический анализ состава минералов на океанском дне в зоне самого мощного глубоководного извержения в истории наблюдений, которое произошло в Тихом океане в 2012 году. Полученные данные помогли лучше понять механизм подводных извержений взрывного типа, который отличается как от подобных наземных извержений, так и более слабых подводных извержений, пишут ученые в статье в Science Advances

В 2012 году в северной части островной дуги Кермадек, расположенной между Новой Зеландией и Американским Самоа, произошло извержение подводного вулкана Гавр. Это было самое мощное глубоководное извержение за все время наблюдений, и одно из немногих подводных извержений, в результате которого в воду было выброшено большое количество риолитовой магмы довольно низкой плотности с большим содержанием кремнезема. Последствия выбросов магмы были заметны даже со спутников: на поверхности Тихого океана сформировались огромные массивы кусков вулканической пемзы — богатой кремнеземом пористой породы. Размер отдельных кусков пемзы составлял до полутора метров, а весь массив занимал более 400 квадратных километров на поверхности океана. Из-за такого большого количества образованной пемзы считалось, что извержение было взрывного типа, однако до настоящего времени механизмы подводных извержений такого типа были очень мало изучены из-за недостатка информации.

Чтобы исследовать сценарий извержения 2012 года и понять, как вообще происходят подводные извержения взрывного типа, геологи из Австралии, США, Новой Зеландии и Японии под руководством Ребекки Кэри (Rebecca Carey) из Тасманского университета провели исследование рельефа и геологического состава пород на океанском дне в области кратера вулкана Гавр. Исследование проводилось с помощью двух подводных аппаратов. В результате 11 погружений автономного аппарата удалось провести точное картирование поверхности кратера вулкана диаметром около 4,5 километров, а второй аппарат с удаленным управлением провел сбор минералов, которые были выброшены на поверхность океанского дна в результате извержения.

Географическое расположение подводного вулкана Гавр

R. Carey et al./ Science Advances, 2018

Поделиться

Ученые обнаружили, что на поверхности дна вблизи зоны извержения до сих пор присутствуют довольно большие лавовые образования, некоторые из которых достигают девяти метров в диаметре. Вулканологи отмечают, что такие образования абсолютно не характерны для более слабых подводных извержений. При этом сравнительный анализ химического состава, плотности и микроморфологии образцов пемзы на морском дне и пемзы, выброшенной на поверхность океана, показал, что большая часть выброшенной лавы (более 75 процентов) превратилась в огромные образования пемзы, которые всплыли на поверхность океана и в результате уплыли довольно далеко от вулкана, однако небольшая часть пористого вулканического вещества осталась на океанском дне.

Фотографии лавовых образований на поверхности океанского дна в зоне извержения. Масштабная линейка соответствует одному метру

R. Carey et al./ Science Advances, 2018

Поделиться

Помимо пористой кремнеземной пемзы лавовые образования содержат следы выброшенного во время извержения пепла, кроме того, вблизи кратера были найдены подводные лавовые купола и лавовые потоки. Исходя из полученных данных удалось определить, что лава извергалась из четырнадцати различных отверстий, расположенных на глубине от 900 до 1220 метров. Авторы работы отмечают, что по количеству выброшенной лавы, количеству кратеров и общей массе образовавшегося вещества это извержение сильно отличается как от наземных извержений взрывного типа, так и более слабых подводных извержений.

При этом ученые говорят, что полученные данные помогут точнее понять механизмы подводных извержений взрывного типа, однако по анализу рельефа и химического состава дна нельзя оценить массу вулканического вещества, выброшенного во время извержения в море, и в будущем такие методы вряд ли могут быть использованы для точной оценки мощности подводных извержений.

В результате подводных извержений сильно меняется химический состав и температура воды вокруг вулкана, что приводит к гибели рыб и уменьшению активности фитопланктона. Первыми после извержения поверхность подводных вулканов заселяют бактерии, которые могут получать энергию за счет реакций окисления сероводорода, что запускает процесс постепенного восстановления экосистемы.

Александр Дубов

Ссылки [ править ]

1. 2018-03-22 в Wayback Machine , INGV , доступ29 августа 2016.
2. ^ Роберт Деккер и Барбара Декер, Вулканы, 4-е изд., WH Freeman, 2005, ISBN  0-7167-8929-9
3. Bartel, B., 2002. Динамика магмы на вулкане Таал, Филиппины, по данным непрерывных измерений GPS. Магистерская работа, Департамент геологических наук, Университет Индианы, Блумингтон, Индиана
4. ^ Питер Фрэнсис и Клайв Оппенгеймер, вулканы , Oxford University Press, США 2003, 2-е изд., ISBN 0-19-925469-9 
5. . НАСА .
6. . Архивировано из на 2010-05-28 . Проверено 3 сентября 2010 .
7. Бадд, Дэвид А .; Тролль, Валентин Р .; Дарен, Бёрье; Бурхардт, Штеффи (2016). . Геохимия, геофизика, геосистемы . 17 (3): 966–980. Bibcode . DOI . ISSN .
8. Мис, Стефани, (2006) Вид с высоты птичьего полета — пятна леопарда. «Карта» atalhöyük и развитие картографического изображения в доисторических анатолийских исследованиях 56: 1-16. См.
9. Ülkekul, Cevat, (2005) atalhöyük ehir Plani: городской план atalhöyük Dönence, Стамбул.
10. Тролль, Валентин Р .; Диган, Фрэнсис М .; Jolis, Ester M .; Бадд, Дэвид А .; Дарен, Бёрье; Шварцкопф, Лотар М. (01.03.2015). . Geografiska Annaler: Серия A, Физическая география . 97 (1): 137–166. DOI . ISSN . S2CID .
11. Х. Арло Ниммо (2011). . МакФарланд. п. 208. ISBN 978-0-7864-6347-3.
12. Radebaugh, J .; и другие. (2004). «Наблюдения и температуры Пеле Патеры Ио по изображениям космических аппаратов Кассини и Галилео». Икар . 169 (1): 65–79. Bibcode . DOI .
13. ISBN 978-0-86716-887-7 
14. Вулканы: Горнилы перемен Ричард В. Фишер, Грант Хейкен, Джеффри Б. Хьюлен Издательство Принстонского университета, 1998
15. Феста: Рецепты и воспоминания итальянских праздников Хелен Баролини Univ из Wisconsin Press, 2002

Откуда берутся вулканы?

В момент своего формирования наша планета была покрыта вулканами. Впоследствии именно эти вулканы создали условия для зарождения жизни. Человечество зародилось и развивается в сопровождении вулканизма.

Вспомним, из чего состоит планета. Это конструкция из ядра, вокруг которого постоянно движется магма. Именно благодаря такому строению Земля обладает магнитным полем, без него не смогла бы появиться атмосфера. Еще один элемент конструкции — земная кора. Она изначально не была цельной, ее формируют 17 огромных тектонических плит. Они двигаются, расходятся и сталкиваются. На границах образуются разломы, которые мы и называем вулканами. Они находятся не только на суше, но и под водами мирового океана. Подводные вулканы такие же опасные, они точно так же извергаются.

Вулканы десятилетия

В 1990 — е годы были объявлены в «Международное десятилетие по уменьшению опасности стихийных бедствий» со стороны Организации Объединенных Наций . IAVCEI (для Международной ассоциации вулканологии и химии недр Земли буквально Международная ассоциация вулканологии и внутренней химии ) , то решили составить список активных или недавно активных и восприимчивых вулканов , в соответствии с их эруптивным прошлым и их близостью к населенным пунктам , вызывают крупные вулканические катастрофы. Цель этого списка, состоящего из шестнадцати вулканов («Десятилетие вулканов» на английском языке ), — способствовать их изучению и повышению осведомленности населения о них, чтобы предотвратить любой риск для человека.

Шестнадцать вулканов:

пара Аватчинские — Корякски в России Колима в Мексике Этна в Италии Галерас в Колумбии Мауна-Лоа в США Мерапи в Индонезии Ньирагонго в Конго Гора Рейнир в США

Сакурадзима в Японии Санта-Мария в Гватемале Санторини в Греции Таал на Филиппинах Тейде в Испании Улаван в Папуа-Новой Гвинее Гора Ундзен в Японии Везувий в Италии

Повышенное внимание к этим вулканам позволило, в частности, добиться некоторых успехов:

• отклонение лавового потока на Этне в 1992 г., что позволило избежать разрушения жилищ;
• лучшее понимание истории Галерас  ;
• лучшее понимание участия воды в извержениях Таала  ;
• адаптация законодательства в случае нового строительства на окраине горы Рейнир  ;
• уменьшение уплотнения жилищ в кальдере Тааль;
• разработка плана эвакуации для агломерации Неаполя .

Но ученые и власти также столкнулись с серьезными проблемами:

• провал управления извержением вулкана Унзен, в результате которого в году погибло 43 человека, включая трех вулканологов  ;
• гибель шести вулканологов и трех туристов в кратере Галерас во время незапланированного извержения в 1993 году . Вулканологи, не запланировавшие экскурсию на вулкан, приняли участие в конференции по вулканологии в городе Сан-Хуан-де-Пасто  ;
• невозможность подойти к Санта-Марии из-за до 1996 года , когда было подписано перемирие  ;
• распространение на Заир и дестабилизация режима Мобуту Сесе Секо в результате первой и второй войн в Конго , препятствовавших приближению Ньирагонго с 1996 года  ;
• ограниченные кредиты, предоставленные этим исследованиям.

Продукты вулканизма

Продукты, выбрасываемые вулканами, представлены тремя видами: жидкими, твердыми и газообразными.

К жидким продуктам относится магма – лава, выходящая к поверхности и утратившая по пути летучие газы и пары воды в некотором количестве. Она характеризуется вязкостью и содержанием газов. Уменьшение вязкости происходит с поднятием температуры, объема щелочей и летучих веществ, сокращением количества SiO2 и Al2O3.

У базальтовых лав наибольшая подвижность, скорость около 60 км/ч, температура у поверхности 1100 – 1200 Бывают канатными волнистыми, подушечными (изливаются под водой), глыбовыми.  Лава изливаясь на морском или океанском дне, трансформируется в вулканическое стекло – гиалокластиты. У кислых вязких лав с низкой температурой меньшая подвижность, они служат для образования коротких и мощных лавовых потоков, покрывающихся глыбовой коркой при остывании на поверхности.

У вулканических бомб разная форма вращения – круглая, веретеновидная, лимоновидная. Обладают размерами в несколько метров с массой от сотни до тысячи кг, а также в несколько мм с массой в мг. При более вязкой лаве имеют большую величину и изометричную форму. Нагромождения бомб носит название агломерат.

У вулканических шлаков вид довольно пористых обломков, образованных во время охлаждения основного лавового состава, насыщенного газами. Имеют размеры от одного до несколько десятков см, обладают легкой, пористой структурой и быстро разрушаются.

Вулканические пемзы представлены пузыристыми породами кислого состава, образованными в процессе застывания лав, обогащенных газами при излияниях под водой. Имеют величину от долей см до десятков см, не тонущие в воде и переносящиеся морскими потоками на длинные расстояния, с легкостью разрушаются.

«Волосы Пеле» –  узкие нити, образованные в процессе разбрызгивания текучей лавы или через вытягивание нитей во время разрыва газами комков шлака.

Вулканические пеплы представляют основной продукт вулканизма в виде мелких частиц величиной от сотых долей мм. Состоят из остроугольных обломков пемзы, стекла, минералов. Частицы пепла разносятся на большое расстояние, уменьшаются в размерах, удаляясь от центральной части извержения. Поднявшийся при взрыве на высоту 80 км пепел Кракатау оседал в разных областях суши и океана всей планеты. Осаждение, уплотнение и цементация пирокластического материала на земной поверхности создает условия для образования туфов, в водном пространстве – туффитов.

Газообразными или летучими продуктами выполняется значимая роль при вулканизме. На их структуру влияет состав силикатной магмы и ее температура. К основным летучим продуктам относятся: пары воды, водород, метан и остальные углеводороды, азот, оксид углерода, диоксид углерода, хлористый водород, аммиак, сероводород, хлориды, мышьяковистая и бористая кислота, фториды металлов, аргон, гелий, ксенон. Молекулярный состав газов временами состоит из 95 водных паров. На структуру газов, их концентрацию значительно влияет тип земной коры на территории вулканов.

Где можно работать

Одним из самых волнующих вопросов считается: «Где работать после получения диплома?».

Здесь существует два варианта развития событий:

• Работать при научно-исследовательских институтах государства;
• Быть сотрудником частной научной компании (обычно за границей).

Сотрудников вулканологов можно разделить на два типа:

• Кабинетные;
• Работающие «в полях».

Одни, находясь в уютном кабинете, изучают, прогнозируют и анализируют то, что передали сотрудники, которые находятся непосредственно в близости с вулканами.

Естественно, оплата труда будет выше у тех вулканологов, которые находятся непосредственно в центре событий.

Что это за профессия

Википедия рассказывает, что вулканологи занимаются разработкой методов, позволяющих своевременно предупреждать о возможных извержениях вулканов, а так же делает описание всех имеющихся вулканов, разрабатывает методику рационального применения вулканического тепла. Его можно использовать для получения горячей воды, а так же пара. Все это может эффективно использоваться в народном хозяйстве.

Рассматривая, что за профессия вулканолог, стоит заметить, что это не просто трудная, но еще и опасная работа. В первую очередь это связано с особенностями самих объектов исследования. Ведь наблюдение за ними осуществляется ежедневно круглые сутки. Особенно в местах, где есть риск пробуждения.

Типы вулканов

Характер извержения вулкана зависит от типа магмы.

Вулканы Гавайских островов располагаются над неподвижными горячими точками. Здесь магма поднимается из недр мантии непрерывно, прожигая океаническую плиту и извергаясь наружу. При этом образуется щитовой вулкан с пологими склонами.

С течением времени литосферная плита сдвигается над горячей точкой, в результате образуется ещё один вулкан, и даже целая цепочка вулканов. Магма таких вулканов жидкая, состоящая в основном из базальта. Извержение этих вулканов относительно спокойно, лава вытекает плавно, без взрывов.

Под водой такая лава быстро застывает, образуя округлые тела из чёрного базальта. При извержении такого вулкана на суше, лава из-за своей тягучести может растекаться на значительные расстояния. А при содержании большого количества газов в ней, извержение будет с красочными огненными фонтанами.

Другой тип вулканов – андезитовые вулканы. Образуются они в местах столкновения литосферных плит. Магма здесь вязкая, насыщена кремнием и содержит определённое количество воды. При извержении вода превращается в пар, придавая извержению взрывной характер. Эта раскалённая смесь стекает по склонам с удивительной быстротой, развивая скорость до 200 км/ч. Недаром её называют «палящая туча».

6.

В начале XX века вулкан Мон-Пеле убил всё население города Сен-Пьер на острове Мартиника
Утром 8 мая 1902 года случилась катастрофа, унесшая вдвое больше жизней, чем извержение Везувия в 79 году н.э. (в Помпеях и Геркулануме тогда погибло около 16 тысяч человек).

Вулкан Монтань-Пеле (или Мон-Пеле) буквально за считанные минуты стёр с лица земли целый город Сен-Пьер, выпустив раскалённое облако газов, почти парообразной (распылённой) лавы и пепла.

Люди погибали, главным образом, от мгновенных и страшных ожогов. Из 30-тысячного населения города выжило (по разным данным) от 3 до 5 человек: портовый грузчик, сидевший в тот момент в подземной тюрьме, сапожник, живший на самой окраине Сен-Пьера, и ещё трое, находившиеся за городом (в том числе девочка, спрятавшаяся в гроте). Все они получили сильные ожоги.

Из 17 пароходов, стоявших в гавани, выбрался в море только «Роддам» (дымящийся и с поломанными мачтами). Вскоре список жертв пополнился ещё и 2 тысячами спасателей, моряков и инженеров, которые приплыли на Мартинику, чтобы помочь возможным выжившим.

Судя по многим свидетельствам, столь ужасных масштабов трагедии можно было избежать, если бы людям позволили вовремя эвакуироваться.

Но как раз на 10 мая в Сен-Пьере были назначены выборы, и губернатор острова приказал не выпускать из города напуганных жителей (первые признаки будущего извержения Мон-Пеле подавал ещё с начала апреля), уверяя их, что особой опасности нет.

В результате погиб и он сам (вместе с женой и детьми), и семья американского консула, и специальная комиссия, созданная для того, чтобы доказать, что Мон-Пеле совсем безобиден.