Вулканы – наиболее впечатляющая демонстрация энергии земных недр. За счет вулканической деятельности сформировались большие участки земной коры. Вулканы дают ключ к пониманию истории эволюции нашей планеты и познанию природы ее внутренних частей. Почвы, образующиеся при выветривании вулканических пород, настолько плодородны, что люди селятся под сенью вулканов вопреки опасности; поэтому вулканические извержения уносят много жизней. Верхняя мантия, расположенная под земной корой, находится в состоянии, которое приближается к расплавленному. Небольшого понижения давления, вызванного, например, раздвижением литосферных плит, достаточно, чтобы довести процесс плавления до конца. И тогда расплавленная порода (магма), будучи более легкой, чем окружающие породы, медленно поднимается к поверхности, чаще всего по разломам. Небольшой дополнительный приток тепла также приводит к плавлению породы; есть основания считать, что скопления радиоактивных элементов тоже способны обеспечивать такой приток.
Вдоль срединно-океанических хребтов, где раздвижение литосферных плит вызывает падение давления, магма практически непрерывно поднимается к поверхности и при застывании образует новую кору. В других местах возникают подземные магматические очаги; если магма не успевает в них затвердеть, они становятся неустойчивыми и вызывают вулканические извержения. В процессе извержения излияние лавы усиливается по мере того, как падает давление и газы, растворенные в магме, получают возможность образовывать пузырьки. Многие вулканические газы (сероводород, оксид углерода) при выходе в атмосферу сгорают; это повышает температуру в кратере вулкана, и лава становится еще более жидкой. Если лава вязкая и преграждает выход газам, они выделяются со взрывом. Сила подобных взрывов, как и извержений, возрастает, если просачивающаяся вниз вода достигает магмы и превращается в пар. У вулканов, образованных изливающейся магмой, на вершине располагается выходное отверстие, или кратер. Часто они имеют еще и боковые кратеры. Иногда при извержении находящаяся под вулканом камера почти опорожняется, и вулкан обрушивается в возникшую полость, образуя кальдеру.

Размещение вулканов

Вулканы располагаются вдоль крупных напряженных зон земной коры – разломов, проходящих по гребням срединно-океанических хребтов, и их наземных продолжений, а также по краям двух сталкивающихся литосферных плит. Знаменитое «огненное кольцо», опоясывающее Тихий океан, проходит вдоль границы Тихоокеанской плиты. Особенно много вулканов в абиссальной зоне морского дна, на глубине свыше 2000 м, где они образуют абиссальные холмы. Большинство этих вулканов, вероятно, потухшие. Возникновение их объясняется тонкостью океанической коры – магма легко проникает сквозь нее. Только в пределах Тихого океана насчитывается, по-видимому, свыше 10 тыс. вулканов высотой более 1000 м. Полагают, что Гавайская вулканическая цепь обязана своим происхождением фиксированным мантийным струям («перьям»), или «горячим точкам» в мантии, которые при медленном движении коры над ними дают начало цепочкам вулканов. Немногочисленные материковые вулканы, расположенные вдали от границ литосферных плит, по-видимому, связаны с локальными радиоактивными источниками тепла или с горячими точками в мантии. Кроме бесчисленных подводных вулканов на земном шаре насчитывается около 500 действующих вулканов, ежегодно происходит извержение 20-30 из них. В промежутках между извержениями вулкан называют дремлющим или спящим. Действующим считается вулкан, извержения которого происходили на протяжении человеческой истории. Но вулкан может «спать» и гораздо дольше исторической эпохи, и иногда «потухшие» вулканы возвращаются к жизни. Из новых вулканов наиболее известен Парикутин в Мексике, который возник в 1943 г. буквально посреди чистого поля. На карте показано размещение действующих и недавно потухших вулканов, свидетелем извержения которых был еще доисторический человек. Геологическая летопись изобилует и данными об «ископаемых» вулканах. Так, на месте столицы Шотландии Эдинбурга 329 млн. лет назад существовал вулкан.

Продукты вулканической деятельности

Вулканы выбрасывают в атмосферу газообразные, жидкие и твердые продукты. Среди вулканических газов преобладают азот, углекислый газ, хлористый водород, водяной пар, оксид углерода (угарный газ) и сероводород. Жидкие продукты извержения, лавы, в зависимости от температуры бывают канатными – лавы типа пахоэхоэ либо шлакоподобными – лавы типа аа. Жидкая лава изливается спокойно; более вязкая лава препятствует выделению газов, и ее извержение сопровождается взрывами; очень вязкая магма выбрасывается в виде пепла и вулканических бомб при извержениях громадной силы. Нередко в периоды покоя в кратерах образуются озера, тогда при новом извержении часты грязевые потоки, более разрушительные (из-за бешеной скорости), чем лавовые. Вулканы являются своего рода предохранительными клапанами в земной коре: чем плотнее клапан, тем сильнее извержение. Происшедшее в 1815 г. извержение вулкана Тамбора в Индонезии по праву считается величайшим в истории. Оно унесло сразу 10 тыс. жизней, и еще 82 тыс. человек погибли позже от болезней и голода. Там же, в Индонезии, в 1883 г. извержение разнесло в куски необитаемый остров Кракатау. Археологические находки на острове Тира, или Санторин, позволяют предполагать, что в 1470 г. до н. э. там произошло еще более мощное извержение.