Магма і лава

Усім відомо, що Сонце — дуже гаряча зірка. Але чи замислювалися ви про те, що і наша Земля розпечена до температури, яку навряд чи до снаги витримати будь-якому живому організму? Добре, що цей жар не спостерігається на поверхні планети, — він пов՚язаний із дуже глибокими шарами розплавлених порід. Аби краще зрозуміти, про що йдеться, розгляньмо будову Землі.

Нашу планету можна умовно розподілити на кілька шарів: внутрішнє і зовнішнє ядра, мантію і земну кору. Внутрішнє ядро має діаметр близько 2500 км і складається переважно із заліза та нікелю. Це найгарячіша і найщільніша частина Землі. У внутрішньому ядрі тиск такий великий, що воно тверде, попри величезну температуру (+6000‒10 000 °С). Зовнішнє ядро має товщину близько 2200 км і складається в основному із заліза. Усі складові цього шару перебувають у рідкому стані, а температура його — +4300 °С. Далі йде в՚язка мантія завтовшки близько 2900 км, до складу якої входять силікати й оксиди. Вчені припускають, що верхня частина мантії складається зі щільних порід, тобто вона тверда. Однак на глибині 50‒250 км від поверхні Землі в ній міститься частково розплавлений шар, який називається магмою.

Магма, відносно м՚яка й пластична, здатна повільно переміщуватися. Швидкість її руху невелика — кілька сантиметрів за рік. Однак він відіграє вирішальну роль у рухах земної кори. Температура верхнього шару магми — близько +2000 °С, а в нижніх шарах жар може сягати +5000 °С. Покриває мантію тверда земна кора. Її товщина під океанами становить лише 3‒15 км, а на материках досягає 75 км. Земна кора разом із верхнім шаром розпеченої мантії називається літосферою.

У перекладі з грецької «магма» означає «місиво, густе багно». Цим словом греки позначали грязюку й калюжі, які з՚являються після дощу. Однак сьогодні ми називаємо так розплавлену масу, що утворюється в глибинних зонах Землі. Магма — це розплавлена порода, просто кажучи, рідкий камінь. У магмі міститься практично вся таблиця Менделєєва: залізо, магній, титан, натрій, алюміній, калій... А також леткі компоненти: хлор, фтор, водень та інші. І ще вода в газоподібному стані. Найчастіше магма має силікатний склад, але трапляються і винятки. Наприклад, магма африканського вулкана Ол-Доїньйо-Ленгаї складається з карбонатів натрію та калію і майже не містить силікатів. Через це вона проривається назовні за відносно низьких температур (лише +500‒600 °С) і вважається найхолоднішою на Землі. Походження незвичайного складу цієї магми вчені поки що не встановили.

Магма може підніматися вгору по тріщинах у земній корі й вивергатися або застигати на певній глибині, не досягаючи поверхні. Із цим процесом пов՚язано гороутворення. Магма, що вийшла на поверхню Землі, називається лавою. Чим лава кардинально відрізняється від магми? По-перше, температурою: увійшовши в контакт із зовнішнім середовищем і навколишньою атмосферою, лава одразу ж починає вистигати. По-друге, якщо магма — це рідина, то у лаві, в результаті процесу охолодження, вже формуються кристали — затверділі вкраплення. Ці кристали ніби плавають у рідкій породі. В лаві відбувається процес дегазації — різко скорочується кількість летючих компонентів: хлору, фтору, водню, а також водяної пари. Тобто ці гази випаровуються. По-третє, лава з часом повністю застигає, чого ніколи не відбувається з магмою.

Найчастіше магма виходить на поверхню Землі під час виверження вулканів. Швидкість потоку магми іноді досягає 30 км/год, а температура — +1250 °С. Магма, що знайшла вихід назовні, змітає все на своєму шляху. Як у далекому минулому, так і в наш час відомі випадки масової загибелі людей унаслідок вивержень, про які їх не вдалося вчасно попередити. Найстрашніші виверження вулканів пов՚язані не тільки з магмою, що виривається з надр у вигляді лави, а й із вибухами отруйних газів, осколками гірських порід, що розлітаються навсібіч, змінами рельєфу, цунамі, що здіймають хвилі понад 200 м заввишки.

Хуберт Сеттлер «Виверження Везувію»

Серед найдавніших катастроф, які забрали життя багатьох людей, називають виверження вулкана Санторин, що практично знищило цілий острів поблизу Греції (і стало початком занепаду Мінойської цивілізації). Катастрофічне виверження вулкана, розташованого посередині острова Стронгіла, відбулося, згідно з одними даними, близько 1627 року до нашої ери (±1 рік), згідно з іншими — в 1450 році до нашої ери. Катастрофа супроводжувалася небаченими землетрусами. Від древнього острова, який, за даними, що дійшли до нас, мав округлу форму, залишився тільки видимий нині півмісяць зі скелею 300-метрової висоти в західній частині та пологими пляжами у східній. У повітря було викинуто близько 40 км3 магми. Це виверження за потужністю прирівнюють до вибуху приблизно 200 тис. атомних бомб, скинутих на Хіросіму. В результаті викиду магми жерло вулкана роздерлося, перетворившись на округлий котлован діаметром 14 км і площею понад 80 км2, що опустився під воду. Про силу виверження свідчать частинки попелу з вулкана Санторин, виявлені на острові Крит, а також у прибережних зонах Північної Африки (дельта Нілу) і Малої Азії.

Нині вулкан Санторин можна побачити тільки з космосу або на знімках, зроблених у космосі. Його кратер покривають води Егейського моря.

Ще одна катастрофа, яку неможливо залишити поза увагою — виверження Везувію, — сталася в 79 році нашої ери. За різними даними, цей катаклізм забрав життя від 6 до 25 тисяч жителів Давнього Риму. Тривалий час цю трагедію вважали вигадкою Плінія Молодшого, адже саме він згадав про виверження Везувію в своїх «Листах». Але в 1763 році археологи знайшли на місці розкопок древнього міста напис, який підтверджував існування Помпей і вказував, що це місто розташовувалося саме на місці проведення археологічних робіт (до цього вчені вважали, що досліджують стародавнє місто Стабії). Отже, Помпеї справді існували й загинули під шаром лави та попелу.

Крім Помпей іще два міста були зметені з лиця Землі нестримним потоком лави Везувію — Стабії та Геркуланум. Загинули також кілька розташованих поряд невеликих селищ і вілл. Виверження тривало три дні. Попіл із жерла Везувію долетів до Єгипту і Сирії. Ці трагічні події відобразив у своїй картині «Загибель Помпеї» відомий художник Карл Брюллов.

К. Брюллов «Останній день Помпеї», 1833 р.

Везувій і донині залишається небезпечним діючим вулканом. І він такий не один. У сучасному світі на суші налічується близько 900 активних вулканів, із яких у будь-який момент може початися виверження. Попри те, що природа безліч разів показувала людям, наскільки небезпечно жити поблизу діючих вулканів, сьогодні поблизу вогнедишних гір проживає 500 млн осіб. Можна сказати, що кожен з них щодня випробовує долю.

Ця стаття доповнює чудову книжку «Секрети вогню». Якщо тобі цікаво дізнатися більше про вогняну стихію, тоді тисни сюди!