Вулкани

Вулка́ни (від лат. Vulcanus — Вулкан, бог вогню та ковальської справи) — ефузивні геологічні утворення, що виникають над магмовивідними каналами і тріщинами у земній корі переважно у формі конусоподібних гір з кратером на вершині.

Схема будови вулкана центрального типу (стратовулкана): 1 — неактивний конус; 2 — фумарола; 3 — другорядне вулканічне жерло; 4 — жерло; 5 — кратер; 6 — хмари попелу; 7 — вулканічні бомби; 8 — конус вулкана; 9 — прошарки попелу (туф); 10 — прошарки застиглої лави; 11 — потоки лави; 12 — магматичний осередок над астеносферою

«Вигляд вулкана Етна 1637 року». Ілюстрація до книги А. Кірхера «Підземний світ (лат. «Mundus Subterraneus»), 1664

Стратовулкан Етна (о. Сицилія, Італія). Виверження 13–14.12.2020

Фудзі, активний стратовулкан в Японії

Вулкан Мауна-Лоа (о. Гаваї, США).
Виверження з тріщини, 2022

Сформовані продуктами виверження вулкана (лава, попіл, вулканічні гази, уламки гірських порід тощо).

Механізм утворення

Пов’язаний із процесом нагрівання мантії рідким зовнішнім ядром Землі та утворенням розплаву магми на межі астеносфери та літосфери (осередок магматизму). За поширеною гіпотезою, осередок магматизму формується завдяки виникненню наскрізної тріщини в літосфері, що призводить до падіння тиску й утворення фазового переходу розпеченої твердої речовини в розплав. Магма — гаряча (до 1500 °C), насичена газами маса розплавленої речовини астеносфери [сполуки кремнезему (SiO₂) з домішками металів] — рухається вгору тріщинами літосфери. Якщо кількість кремнезему в ній велика (бл. 75 %), то утворюється в’язка, недостатньо текуча маса [ріолітова (див. Ріоліт) лава]; коли кремнезему відносно мало (бл. 38 %) — рідка, легко текуча базальтова (див. Базальт) лава. Більша частина магми не досягає поверхні та залишається в тріщинах і порожнинах земної кори на різних глибинах, де повільно охолоджується та перетворюється в мінерали. В окремих випадках магма та гази вивергаються на поверхню, утворюючи вулкани. Перед виверженням зазвичай відбуваються вулканічні землетруси, пов’язані із зародженням і рухом рідкої або в’язкої магми та вибухами газів у кратері. Вулкани формуються переважно в тектонічно активних сейсмічних поясах (на краях літосферних плит), найбільше — на острівних дугах і в окремих гірських системах, де між земною поверхнею та астеносферою можуть виникати наскрізні тріщини.

Остигання вулканічного середовища може супроводжуватися поствулканічними процесами: утворенням фумарол із виходом газів, терм (гарячих джерел), гейзерів, грязьових вулканів.

Силу виверження вулканів оцінюють за індексом вулканічної активності (VEI). Невибуховим виверженням із виділенням тефри до 104 м³ присвоюють нульовий індекс, найбільшим (супервулканам) — індекс 8 (виділяється до 1 012 м³ тефри, хмара може підійматися у висоту до 25 км).

Будова

Найчастіше вулкани мають форму конусоподібних гір із кратером на вершині, через який із надр Землі вивергаються продукти вулканічної діяльності. Кратер через жерло (глибоку вивідну тріщину) пов’язаний із магматичним осередком над астеносферою, звідкіля розплав магми рухається вгору. Якщо жерло вулкана має розгалуження, то на схилах вулканічного конуса виникають «паразитичні вулканчики» (другорядні вулканічні жерла). Деякі з них на поверхні представлені невеликими отворами (фумаролами), якими підіймаються струмені гарячої водяної пари і газів. Якщо вулкан тривалий час неактивний, його кратер може руйнуватися й осідати, утворюючи кальдеру (від ісп. caldera — великий казан) — циркоподібне заглиблення із невисокими крутими стінками й відносно рівним дном.

За формою розрізняють типи вулканів:

щитоподібні;
шлакові конуси;
купольні;
складні (змішані, складові);
стратовулкани, або шаруваті (мають конічну форму і складаються з багатьох шарів затверділої лави, тефри, пемзи і вулканічного попелу).

Основні типи вивержень

Поділяють за механізмом виверження, активністю, формою вивідного каналу (жерла), морфологією тощо.

Вулканічні — мають достатньо в’язку магму, яка часто закорковує жерло, не даючи виходу газам, які утворюють високий тиск і викликають потужні вибухи; виверження зазвичай нетривалі (від декількох хвилин до кількох годин), але відновлюються кожні кілька днів чи тижнів упродовж декількох місяців; висота викиду вулканічних продуктів досягає 20 км.

Плініанські (найбільш катастрофічні) — магма дуже в’язка, міцно закорковує вихід газам, що призводить до пізнішого потужного вибуху і утворення кальдер або знищення вулкана; вулканічні продукти викидаються на висоту до 50 км і покривають велику площу.

Пелейські — в’язка магма, твердіє до виходу із жерла з утворенням екструзивних (див. Екструзія) лавових куполів і викидом суміші розпечених газів і попелу.

Стромболійські — рідка магма, значна кількість газів і вулканічних бомб, майже безперервна вибухова діяльність упродовж кількох місяців (і навіть років); висота стовпа вивержених матеріалів — до 10 км; можуть утворювати конуси з попелу.

Гавайські (найспокійніші) — відносно рідка базальтова лава, яка витікає без перешкод, утворюючи лавові озера або протяжні потоки; твердих продуктів і попелу мало; формують пологі схили вулканічного конуса (до 10 °).

Тріщинні, для яких характерне виливання лави із системи тріщин і пізніше утворення вулкана.

Підводні — відбуваються в морях і океанах, супроводжуються викидами пемзи.

Супервулкани

Виверження супервулканів у десятки й сотні разів сильніші за історично відомі. Індекс вулканічної активності — VEI=6–8, висота хмар — 25 км і більше. Супервулкани створюють кальдери діаметром 70–100 км. Найбільшим на Землі за останні 25 млн років вважають виверження вулкана Тоба на о. Суматра, що сталося 73 500 ± 3 500 років тому і глобально вплинуло на атмосферу й клімат планети. Виверження утворило кальдеру розміром 100х30 км із найбільшою глибиною 505 м (заповнена водами однойменного озера Тоба) і призвело до суттєвих змін флори і фауни на планеті: популяції тварин і людей пройшли етап різкого скорочення внаслідок цих змін (так званий ефект пляшкового горла, коли популяція зменшується до критичної межі).

У сучасному світі існує ймовірність активізації Єллоустонського супервулкана у США. Кальдера вулкана (55х72 км) розташована в Єллоустонському національному парку на північному заході штату Вайомінг. За оцінками, упродовж останніх 17 млн років сталося мінімум 142 виверження вулкана, із них 12 вивержень із найвищим індексом вулканічної активності VEI=8. Активність вулкана на рівні VEI=5–8 може спричинити глобальну катастрофу зі згубними наслідками для людської цивілізації. Супервиверження трапляються в середньому один раз на 50 тисяч років.

Поширення

На Землі відомо понад 1 340 вулканів, з яких бл. 950 діючих. Щорічно в межах планети відбувається бл. 50 вивержень, які виносять на поверхню бл. 5–6 км³ вулканогенного матеріалу, до 80 % якого припадає на підводні виверження.

Виявлено понад 20 супервулканів (Північна і Південна Америка, Італія, Індонезія, Філіппіни, Японія, Нова Зеландія). Найбільші з них ті, в результаті виверження яких утворились гігантські кальдери: Єллоустонська, долини Лонг (штат Каліфорнія), Ла-Гаріта (штат Колорадо; усі — США), Місема (провінція Онтаріо, Канада), Таупо (Нова Зеландія), Тоба (Індонезія), Церро Галан (Аргентина), Пакана (Чилі) та ін.

Вулкани зафіксовано також на інших планетах та їхніх супутниках (на Марсі, супутнику Юпітера Іо тощо).

В Україні

На території України давні мезокайнозойські вулканічні структури розташовані в межах гірських систем Карпат і Криму.

Література

Rast H. Vulkane und Vulkanismus. Leipzig : Teubner, 1980. 223 p.
Volcanoes and the Environment / Ed. by M. Joan, E. Gerald. Cambridge : Cambridge University Press, 2008. 471 р.
Павлюк М. І., Ляшкевич З. М., Медведєв А. П. Українські Карпати в структурі Панкардії (магматизм і геодинаміка) // Геодинаміка 2013. № 1 (14). С. 45–60.
Байцар А. Л. Географія Криму. Львів : Львівський національний університет ім. Івана Франка, 2014. 358 с.

Автори ВУЕ

В. С. Білецький

Г. І. Гайко

Покликання на цю статтю: Білецький В. С., Гайко Г. І. Вулкани // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Вулкани (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 25.05.2024