Магма и лава

Всем известно, что Солнце — очень горячая звезда. Но задумывались ли вы о том, что и наша Земля раскалена до температуры, которую вряд ли смог бы выдержать живой организм? Благо, этот жар не наблюдается на поверхности планеты, — он связан с очень глубокими слоями расплавленных пород. Чтобы лучше понять, о чем речь, давайте рассмотрим строение Земли.


Нашу планету можно условно разделить на несколько слоев: внутреннее и внешнее ядра, мантию и земную кору. Внутреннее ядро имеет диаметр около 2500 км и в основном состоит из железа и никеля. Это самая горячая и плотная часть Земли. Во внутреннем ядре давление столь велико, что оно твердое, несмотря на огромную температуру (+6000‒10 000 °С). Внешнее ядро имеет толщину около 2200 км и в основном состоит из железа. Все составляющие этого слоя пребывают в жидком состоянии, а температура его — +4300 °С. Далее следует вязкая мантия толщиной около 2900 км, в состав которой входят силикаты и оксиды. Ученые предполагают, что верхняя часть мантии состоит из плотных пород, то есть она твердая. Однако на глубине 50‒250 км от поверхности Земли в ней размещается частично расплавленный слой, который называется магмой. 


Магма, относительно мягкая и пластичная, способна медленно перемещаться. Скорость ее движения невелика — несколько сантиметров в год. Однако оно играет решающую роль в движениях земной коры. Температура верхнего слоя магмы — около +2000 °С, а в нижних слоях жар может достигать +5000 °С. Покрывает мантию твердая земная кора. Ее толщина под океанами составляет всего 3–15 км, а на материках достигает 75 км. Земная кора вместе с верхним слоем раскаленной мантии называется литосферой.


В переводе с греческого «магма» означает «месиво, густая грязь». Этим словом греки обозначали хлябь и лужи, которые появляются после дождя. Однако сегодня мы называем так расплавленную массу, образующуюся в глубинных зонах Земли. Магма представляет собой расплавленную породу, проще говоря, жидкий камень. В магме содержится практически вся таблица Менделеева: железо, магний, титан, натрий, алюминий, калий... А также летучие компоненты: хлор, фтор, водород и другие. И еще вода в парообразном состоянии. Чаще всего магма имеет силикатный состав, но случаются и исключения. Например, магма африканского вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи состоит из карбонатов натрия и калия и почти не содержит силикатов. Из-за этого она прорывается наружу при относительно низких температурах (всего +500‒600 °С) и считается самой холодной на Земле. Происхождение необычного состава этой магмы ученые пока не установили.


Магма может подниматься вверх по трещинам в земной коре и извергаться или застывать на некоторой глубине, не достигая поверхности. С этим процессом связано горообразование. Вышедшая на поверхность Земли магма называется лавой. Чем лава кардинально отличается от магмы? В первую очередь температурой: войдя в контакт с внешней средой и окружающей атмосферой, лава сразу же начинает остывать. Во-вторых, если магма — это жидкость, то в лаве, в силу процесса остывания, уже есть кристаллы — затвердевшие вкрапления. Эти кристаллы как бы плавают в жидкой породе. В лаве происходит процесс дегазации — резко сокращается количество летучих компонентов: хлора, фтора, водорода, а также водяного пара. То есть эти газы улетучиваются. В-третьих, лава со временем полностью застывает, чего никогда не происходит с магмой.


Чаще всего магма выходит на поверхность Земли во время извержения вулканов. Скорость потока изливающейся магмы иногда достигает 30 км/ч, а температура — +1250 °С. Магма, нашедшая выход наружу, сметает все на своем пути. Как в далеком прошлом, так и в наше время известны случаи массовой гибели людей вследствие извержений, о которых их не удалось вовремя предупредить. Самые страшные извержения вулканов связаны не только с магмой, вырывающейся из недр в виде лавы, но и со взрывами ядовитых газов, осколками разлетающихся горных пород, изменениями рельефа, цунами, вздымающими волны выше 200 м. 


Хуберт Сеттлер «Извержение Везувия»


Среди самых древних катастроф, забравших жизни множества людей, называют извержение вулкана Санторин, практически уничтожившее целый остров вблизи Греции (и ставшее началом упадка Минойской цивилизации). Катастрофическое извержение вулкана, расположенного посреди острова Стронгила, произошло, согласно одним данным, около 1627 года до нашей эры (±1 год), согласно другим — в 1450 году до нашей эры. Катастрофа сопровождалась невиданными землетрясениями. От древнего острова, который, по дошедшим до нас сведениям, имел округлую форму, остался только видимый в настоящее время полумесяц со скалой 300-метровой высоты в западной части и пологими пляжами в восточной. В воздух было выброшено около 40 км3 магмы. Это извержение по мощности приравнивают к взрыву примерно 200 тыс. атомных бомб, сброшенных на Хиросиму. В результате выброса магмы жерло вулкана разворотило в округлый котлован диаметром 14 км и площадью более 80 км², опустившийся под воду. О силе извержения свидетельствуют частицы пепла с вулкана Санторин, обнаруженные на острове Крит, а также в прибрежных зонах Северной Африки (дельта Нила) и Малой Азии.


Сейчас вулкан Санторин можно увидеть только из космоса или на снимках, сделанных в космосе. Его кратер покрывают воды Эгейского моря. 


Еще одна катастрофа, которую невозможно оставить без внимания — извержение Везувия, — произошла в 79 году нашей эры. По разным данным, этот катаклизм унес жизни от 6  до 25 тысяч жителей Древнего Рима. Длительное время эта трагедия считалась вымыслом Плиния Младшего, ведь именно он упомянул об извержении Везувия в своих «Письмах». Но в 1763 году археологи нашли на месте раскопок древнего города надпись, которая подтверждала существование Помпей и указывала, что этот город располагался как раз на месте ведения археологических работ (до этого ученые считали, что исследуют старинный город Стабии). Итак, Помпеи действительно существовали и погибли под слоем лавы и пепла. 


Кроме Помпей еще два города были сметены с лица Земли неудержимым потоком лавы Везувия — Стабии и Геркуланум. Погибли также несколько расположенных рядом небольших селений и вилл. Извержение длилось три дня. Пепел из жерла Везувия долетел до Египта и Сирии. Эти трагические события отобразил в своей картине «Гибель Помпеи» известный художник Карл Брюллов. 


К. Брюллов «Последний день Помпеи», 1833 г.


Везувий и доныне остается опасным действующим вулканом. И он такой не один. В современном мире на суше насчитывается около 900 активных вулканов, из которых в любой момент может начаться извержение. Впрочем, несмотря на то, что природа множество раз показывала людям, насколько опасно жить вблизи действующих вулканов, сегодня в непосредственной близости от огнедышащих гор проживает 500 млн человек. Можно сказать, что каждый из них ежедневно испытывает судьбу. 


Эта статья дополняет замечательную книгу «Секреты огня». Если тебе интересно узнать больше про огненную стихию, тогда жми сюда!