Колумбо (греч. ) — активный подводный вулкан в Эгейском море в 8 километрах к северо-востоку от мыса Колумбо, что на острове Тире. Имеет самый крупный конус диаметром 3 км и 1,5 км вместе с кратером из 20 подводных, выстроенных в цепочку вулканов, начиная с Санторина.
Подводный вулкан — разновидность вулканов. Эти вулканы расположены на дне океана.
Большинство современных вулканов расположено в пределах трёх основных вулканических поясов: Тихоокеанского, Средиземноморско-Индонезийского и Атлантического. Как свидетельствуют результаты изучения геологического прошлого нашей планеты, подводные вулканы по своим масштабам и объёму поступавших из недр Земли продуктов выброса значительно превосходят вулканы на суше. Если на суше ежегодно из 20—30 вулканических извержений поступает в среднем до полутора кубических километров расплавленной магмы в год, то за это же время из подводных вулканов извергается материала в 12—15 раз больше.
Жизнь в приповерхностных водах океана, от которой зависит и объём поглощаемых океаном парниковых газов, поддерживается активностью подводных вулканов.
Подводный вулкан в Тихом океане
Эти ионы, как удалось показать исследователям, в дальнейшем вступают в реакции с органическими соединениями, растворёнными в воде, образуют небольшие частицы субмикронного размера, и уносятся подводными течениями.
Эндогенное тепло Земли подогревает океан и влияет на климат
Наблюдения в шахтах и буровых скважинах, а также вулканическая деятельность свидетельствуют о высоких температурах в недрах Земли. В центре планеты температура превышает 5500° С, а в ядре Земли давление более 3600 кбар (http://memphis17.narod.ru/zemlya.htm). При такой температуре металлы и металлоиды (камень) находятся в расплавленном состоянии. Только сверхвысокое давление в земном ядре при такой высокой температуре делает ядро Земного шара твердым. Но стоит снизиться давлению, и ядро расплавится. Тепловая энергия Земли движет многие эндогенные геологические процессы и является причиной эволюции мантии и земной коры, вызывает дегазацию Земли, приведшую к возникновению мирового океана и атмосферы, вызывает горообразование, вулканизм, формирование месторождений полезных ископаемых. Знание распределения земного тепла в пространстве и во времени необходимо для понимания эволюции Земли. Для этого необходимо знать:
2) природу и распределение источников тепла;
3) структуру теплового поля на поверхности Земли в настоящее время;
4) изменение температуры с глубиной;
5) распределение теплофизических свойств (теплоемкость, теплопроводность и т.д.) с глубиной ;
6) механизм переноса тепла.
Большинство этих параметров неизвестны или известны частично (например, распределение температуры с глубиной). В общем, горячая Земля отдает тепло в океан и атмосферу, где оно добавляется к теплу, получаемому от Солнца, а в конечном счете рассеивает это тепло в холодном космическом пространстве. Плотность земного теплового потока q выражает потери тепловой энергии Земли через единицу ее поверхности в единицу времени. Величину q обычно сокращенно называют тепловым потоком. Он равен произведению геотермического градиента по нормали к земной поверхности (Grad Tn) на теплопроводность среды (k). Однородные тектонические структуры характеризуются одинаковой величиной теплового потока. Стабильным областям свойственно однородное распределение теплового потока. Минимальные значения q имеют древние докембрийские платформы. В областях геологически молодых фанерозойских платформ поток эндогенного тепла увеличивается. Еще в большей степени он увеличивается в районах фанерозойской складчатости, возрастая от более древних структур к более молодым. Таким образом, Земля обладает немалой тепловой энергией, которая поступает в космическое пространство через ее поверхность и рассеивается. Разумеется, поток этой энергии меньше, чем поток солнечной энергии, который достигает нашей планеты и нагревает ее поверхность, воду океана и атмосферу. Надо пояснить, что при всех равных условиях, чем холоднее поверхность Земли, тем интенсивнее поток эндогенного тепла.
Распределение значений внутреннего теплового потока по поверхности Земли неслучайно. Регионы с более высокими (положительными) аномалиями теплового потока называются «горячими точками». В настоящее время все еще ведутся споры относительно
того, движутся ли эти горячие точки вместе с тектоническими плитами во время их
дрейфа, или же они имеют более глубокое происхождение в мантии.
Прежде я уже писал о том, что роль эндогенного тепла Земли совершенно напрасно не берется в расчет климатологами и океанологами. Покопавшись в публикациях, я нашел кое-что интересное на эту тему, что подтверждает высказанную ранее гипотезу о влиянии тепла, идущего из недр нашей планеты, на ее климат. Как известно, земная кора на дне океанов значительно тоньше, чем под материками. Она более плотная и имеет больший удельный вес, а следовательно, ее теплопроводность выше. Это значит, что на дне океанов в воду эндогенной тепловой энергии поступает больше, чем через материки в атмосферу.
Гидротермальные источники обнаружены в непосредственной близости от Северного Ледовитого океана. Пять источников найдены между северными границами Норвегии и Гренландии, почти на 74° северной широты. Температура кипящей воды, извергаемой этими источниками, близка к 300° С. В 2005 году «курильщики» были обнаружены у побережья Гренландии. В районах горячих источников и на Сенвере флора заметно богаче, а жизнь активнее, чем вне воздействия таких источников («Информационный портал Сайберсекьюрити Ру» ). Накопленные вокруг «курильщиков» массивные залежи сульфидов говорят о том, что «курильщики» активны здесь уже много тысяч лет. Можно сделать вывод о том. что экосистемы вокруг «арктических вентилей» представляет собой уникальные образования (AllTravels.com.ua.htm).
«Черным курильщикам» свойственны большие дебиты (несколько кг/сек.) и высокие температуры (до 350-365° С), тогда как «белые курильщики » характеризуются относительно вялой разгрузкой и температурами не выше 330° С (Короновский, 1999). Гидротермальные образования в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов, характеризующихся низкой, средней и высокой скоростью спрединга, в целом похожи, хотя существуют и некоторые различия. Там, где скорость спрединга высокая, гидротермальные образования располагаются внутри осевого, наиболее молодого трога, находящегося в центральной части рифта, причем они связаны с открытыми раздвиговыми трещинами, так называемыми гьярами. Если скорость спрединга низкая и средняя, гидротермальные постройки могут располагаться и вне трещин, например в Срединно-Атлантическом хребте (Короновский, 1999).
Когда вода извергается из жерла курильщика, она разогрета до 400° С. Но, соприкасаясь с морской водой, она быстро остывает, отдавая тепло в океан. Во время осмотра горного массива посреди Атлантического океана были обнаружены громадные, ослепительно белые башни. Их высота достигала шестидесяти метров. Они были похожи на сталагмиты. Рядом с этими башнями, занимавшими площадку размером с футбольное поле, виднелись три с лишним десятка выступов и зубцов метровой высоты, а также многочисленные расщелины, заполненные белой породой. Это были гидротермальные источники неизвестного прежде типа; не похожие на «черных курильщиков» (А. Зайцев). Как полагает Дебора Келли, такие источники встречаются даже чаще черных курильщиков, ведь те можно найти лишь вдоль границ тектонических плит, а эти распространены на большом расстоянии от этих границ. полагает Дебора Келли. В водах Атлантического океана на глубине около 3 километров обнаружили гидротермальный источник, подающий воду в океан разогретую до рекордной температуры в 464° С. Этот источник расположился на гигантском пузыре магмы, скопившейся в разломе в южной части Срединно-Атлантического хребта (Andrea Koschinsky — Fritsche, Jacobs University Bremen).
В Южной Атлантике также был обнаружен горячий подводный гидротермальный источник из класса «черных курильщиков». Открытие совершила экспедиция Международного университета Бремена под руководством Анджея Кочинского. Температура этого «курильщика» 407°C. Критическая точка морской воды находится на отметке давление в 298 атмосфер и температура 407° С. При достижении этой точки перегретая вода переходит в состояние, когда пар и жидкость неотличимы друг от друга. Обычная морская вода проникает в разломы на дне, где нагревается, сдавливается подступающей магмой и переходит в необычное состояние. Будучи менее плотной,такая жидкость-пар “выстреливает” вверх, и образуются те самые «чёрные курильщики“.
Уникальное образование обнаружено в месте схождения Африканской и Южноамериканской литосферных плит. Скорость движения плит в этом месте составляет 3,2 см в год. Как говорит Кочинский, никто не мог подумать, что такие «курильщики» нужно искать в Атлантике, а не в Тихом океане, где скорость движения плит в пять раз выше. А это ставит под сомнение распространенное мнение, что вулканическая активность напрямую связана со скоростью движения плит. Даже наоборот, при движении плит много энергии недр тратится на работу по их перемещению. Если же плиты движутся медленно, то энергия выделяется в форме тепла разогретой магмы и передается воде, нагревая ее до критической температуры. Длина Срединного хребта в Атлантическом океане более 18 000 км. Отдельные участки его носят собственные названия: в Норвежско-Гренландском бассейне — хребет Книповича, южнее — хребет Мона, далее — Исландско-Янмайенский хребет, южнее Исландии — хребет Рейкьянес и Северо-Атлантический хребет, южнее экватора — Южно-Атлантический хребет.
Но не только «курильщики» подогревают воды океанов. На дне морей и океанов извергаются и настоящие вулканы, изливающие огромные количества лавы, разогретой до 1200° С. И таких вулканов немало. Соприкасаясь с водой, лава отдает тепло и застывает. Мне думается, что учитывать их вклад в тепловой баланс океана просто необходимо. Особенно, если мы хотим делать климатические и океанологические прогнозы. Нагревая воду в месте извержения, вулканы создают в океане температурные градиенты и заставляют толщи воды двигаться из мест горячих в места более холодные. Например, усилилась вулканическая деятельность подводных вулканов в экваториальной зоне Атлантического океана и усилились течения в сторону Ледовитого океана, отчего увеличился перенос тепла в Арктику, и не только тепла эндогенного, но и экзогенного солнечного. Усилилась вулканическая деятельность на дне Ледовитого океана, и притормозилось течение Гольфстрим, так как вода в Ледовитом океане стала чуточку теплее за счет эндогенного тепла.
Поток расплавленного камня имеет температуру от 1090 до 1640° C. Недавно на видео засняли извержение West Mata Volcano на дне глубокой морской впадины ( http://www.mygeos.com/2010/12/09/vulkany-v-okeane-1-chast ). Морские геологи из США во главе с химиком-океанографом Джозефом Резингом из Вашингтонского университета стали свидетелями извержения глубочайшего подводного вулкана West Mata. Невероятное действо, происходившее на глубине 1 220 метров, было снято на видео с помощью специального робота. По словам ученых, ярко-красные пузыри магмы лопались, выпуская похожие на дым клубы серы. Они почти сразу же застывали в холодной морской воде и образовывали черные камни, которые тут же опускались на дно. Робот кружил рядом с вулканом и собирал образцы. Любопытно, что вода вокруг вулкана была более кислой, чем электролит аккумулятора, однако креветки и некоторые виды микробов сумели выжить даже в таких суровых условиях.
Но не всегда извержения подводных вулканов столь впечатляющи. Они, как правило, остаются неизвестными, если макушка вулкана находится на глубине 3-4 км от поверхности океана. О деятельности подводных вулканов иногда узнавали по появлению на поверхности океана плавающей пемзы. Но то, что происходило в глубинах, оставалось загадкой. Советское научно-исследовательское судно «Михаил Ломоносов» в ноябре 1958 года находилось в Азорском Архипелаге посреди Атлантического океана между островами Фаял и Флориш, когда исследователи заметили извержение океанического вулкана. Наблюдения за его деятельностью проводились в течение трех экспедиций. И каждый раз океанский вулкан выбрасывал подводное «облако» жидких и летучих веществ, вытекающих под давлением из его кратера. Продукты извержения регистрировали приборы. Рельеф дна этого пролива хорошо изучен, и глубины в нем, согласно морским картам, изменяются в пределах от шестисот до тысячи четырехсот метров. Вдруг почти на середине пролива эхолот записал на ленте профиль подводной горы с углублением на вершине. Перо самописца зарегистрировало отметку в 188метров там, где на карте показана глубина 800 метров. Кроме линии дна, прибор зафиксировал на эхограмме расположенное в толще воды непонятное «облако» с неровными очертаниями, которое начиналось над углублением в вершине горы и вытягивалось в восточном направлении.
Как известно, ультразвуковые колебания, посылаемые вибратором эхолота вниз, отражаются не только от дна, но и от любых достаточно плотных веществ, находящихся в толще воды, будь то скопления мельчайших растений или животных, косяки рыб. Но вырисовывающееся на эхограмме «облако» не походило на что-либо известное ранее. Не сразу поняли исследователи, что «Михаил Ломоносов» находится над действующим подводным вулканом. Со склонов горы с помощью дночерпателя были подняты образцы пород, имевших характерную для быстро застывших лав стекловидную корку и пузыристую структуру, а также образцы базальта, вулканические шлаки и бомбы. Одновременно со свежими породами были подняты и базальты более ранних излияний. После этого ни у кого уже не вызывало сомнения вулканическое происхождение горы. Но на поверхности океана не было ни бурунов, ни пузырьков газа. Из жерла вулкана, которым, как и предположили по эхолотной записи, оказалось углубление на вершине горы, поступал в океан поток минерализованных вод. Количество кремния в них, к примеру, в 20 и более раз превышало концентрацию этого элемента в воде океана. То же произошло с рядом других химических компонентов. Эта первородная вода недр разбавляла воду океана на двести километров по течению. Вулкан назвали по именем «Михаила Ломоносова».
Подводные вулканы расположены на океанском дне не равномерно, а группами. В Атлантическом океане они в большинстве своем сосредоточены на Срединном Атлантическом хребте, видимая часть которого на севере — это острова Ян-Майен и Исландия, а южнее — Азорский архипелаг, далее на юг — острова Вознесения, Святой Елены, Тристан-да-Кунья; на юге завершают эту цепь острова Буве. Обособленно от хребта расположены в Атлантике вулканы Канарского архипелага и островов Зеленого Мыса. В Тихом океане вулканы тяготеют к цепи архипелагов Са-моа-Маршаллова-Каролинского-Кука-Тубуаи-Туамоту, а также к подводному хребту Императорских гор и горному образованию, проходящему от атолла Джонетон через архипелаг Туамоту. Кроме того, в этом океане вулканически активны Восточно-Тихоокеанский хребет с островом Пасхи, Галапогосский вулканический архипелаг и вулканический подводный хребет Сала-и-Гомес, заканчивающийся на востоке хребтом Наска. В Индийском океане вулканы расположены преимущественно в западной его части. Вулканы сосредоточены здесь на Коморских островах, а также на дугообразной подводной возвышенности между Сейшельскими и Маскаренскими островами. В Индийском океане существуют и другие горные образования, которые увенчаны вулканическими островами. Среди них можно назвать Мальдивские и Чагос. Подводный вулканизм есть и в Северном Ледовитом океане, и в водах Антарктики в тридцати милях друг от друга в районе шельфа Ларсен. Эти вулканы находятся в активной фазе, и один из них недавно извергался.
Подводные вулканы возникли давно, о чем свидетельствует то, что на их склонах наряду со свежими породами имеются базальты более ранних излияний. Активизация недр планеты происходит периодически, и эти периода, как было показано в других моих статьях, тесно связаны со структурой Галактики и Солнечной системы и движениями, которые совершает Земля в космическом пространстве. Поэтому правильнее говорить не о возникновении, а о пробуждении вулканизма в современной истории океана. В последние десятилетия явно активизировалась вулканическая деятельность нашей планеты, участились и землетрясения. По подсчетам специалистов, недра дают столько тепла в год, сколько могли бы дать за этот период три миллиона тонн каменного угля.
На структуру морских течений не может не влиять эндогенное тепло планеты, неравномерно распределенное по дну океанов и морей. Температурные возмущения в морской толще вокруг «черных курильщиков» и подводных вулканов во время их извержения наверняка изменяют скорость да и направление морских течений. Например, если резко возрастет поток эндогенного тепла в арктических районах, то затормозится течение Гольфстрим, что вызовет усиление нагревания вод в северной Атлантике, усилит облачность и увеличение количества осадков в Европе. Ну а если усилится выделение эндогенного тепла только в северной Атлантике, то Гольфстрим потечет быстрее, то в южной и средней Европе несколько похолодает, зато в Арктической части планеты, в северной Европе и Западной Сибири заметно потеплеет. Что, кстати, мы видим летом 2011 г. Но если усилится выделение эндогенного тепла вдоль всех зон спрединга и вдоль всех разломов на дне морей и океанов, то усилится вертикальная циркуляция вод и произойдет потепление и гумидизация всюду. Но при этом увеличится облачность, как следствие увеличится и альбедо, снизится приток солнечной энергии и произойдет похолодание. При увеличившемся количестве осадков и снижении температуры воздуха, больщая часть осадков в северных районах планеты и в горах будет выпадать в виде снега. Белая заснеженная поверхность еще больше увеличит алебедо, и в Скандинавии, в Альпах и на островах Ледовитого океана начнется рост ледников. Я не климатолог, и в прогнозе могу ошибиться, но то, что эндогенное тепло планеты влияет на гидросферу и через нее на климат, уверен на 100%.
Мы живем не в очень устойчивом мире, и в этом нас вроде бы постоянно убеждают засухи, наводнения, ураганы, торнадо, лесные пожары, выпавший вдруг снег в Сахаре, ливни в Гоби и т.д. Но мы упрямо не желаем искать истинные причины этих явлений. Все уверовали, что главная и чуть ли не единственная причина климатических катастроф — это выбросы в атмосферу парниковых газов нашими машинами, ТЭЦ, фабриками и заводами. Но главная причина, скорее всего, в процессах, которые происходят в недрах нашей планеты под воздействием космических факторов. Мы до сих пор верим в то, что изнутри нашу Землю разогревает распад радиоактивных неустойчивых атомов. А это может быть и не так, Землю разогревают гравитационные возмущения, которые деформируют ее ядро, или колебания электромагнитного поля. Земля разогревается сверху за счет энергии, поступающей от Солнца, а изнутри наша планета разогревается как пища в микроволновой печи. Ведь в микроволновке кусок мяса разогревается не с поверхности, а изнутри. Два тепловых потока — один сверху вниз, а другой снизу вверх — встречаются на некотором расстоянии от поверхности планеты ( на каком?) и суммируются в некотором слое (какой толщины?).
Ответить на часть из этих вопросов могут мерзлотоведы, если они изучат в деталях процесс деградации реликтовой вечной мерзлоты. А именно поймут, как — снизу или сверху, слой реликтовой мерзлоты деградирует быстрее. Океанологи тоже могут пролить свет на проблему, измеряя инструментально придонную температуру в океанических впадинах, а также то, как изменяется температура воды в океане с глубиной. И делать это надо в разных точках планеты, и как можно с большей повторностью. Часто сбору фактического материала мешает слепая вера в теории, исследователь видит то, что укладывается в теорию, и не замечает или считает артефактами то, что в нее не укладывается. Эксперимент в науке должен всегда идти немножко впереди господствующей теории, тогда наука будет развиваться. Если эксперимерт станет следовать за господствующей теорией, то в науке наступит застой, а потом начнется мракобесие.
При написании этой статьи были использованы рисунки, фотографии и текстовая информация со следующих сайтов
Информационный портал Сайберсекьюрити. Адрес доступа: www.maginfo.net.ru
Короновский Н. В. Химические процессы в гидротермальных системах океана // Соросовский образовательный Журнал , N10, 1999, cтр.55-62.
Александр Зайцев. Белые братья черных курильщиков // Знание—сила 20_20«ЗС» —20оnline.html
Чёрных курильщиков обнаружили в водах Атлантического океана // AllTravels.com.ua.htm
Что такое «чёрные курильщики»? Глава 6. Р АДИОАКТИВНОСТЬ И ЗЕМНОЕ ТЕПЛО.
Подводные извержения // Сводка — Извержения вулканов. Адрес доступа: http://www.katastrofa-online.ru/svodka/izverzheniya-vulkanov/podvodnye-izverzheniya.html
Подводные и потухшие вулканы. Адрес доступа: http://nospe.ucoz.ru/index/0-189
Интересное о вулканах + фото. Адрес доступа:http://poldnic.ru/interesnoe /39-interesnoe-o-vulkanax-foto.html
Почему лава горячая? Адрес доступа: http://potomy.ru/school/828.html
Под Гавайями найдена 1200-километровая аномалия. Адрес доступа: http://besopan.ucoz.ru /news/2011-05-27-3754
На видео зафиксировано извержение самого глубоководного вулкана. Адрес доступа: http://oboffsem.ru/blog/other/15989.html
Извержение подводного вулкана записали на камеру. Адрес доступа: http://zhelezyaka.com/news.php?id=3759
Вулканы на дне Тихого океана. Адрес доступа: http://planetk.narod.ru/malik/vulkan.html
Геологи сняли на видео извержение подводного вулкана. Извержение подводного вулкана. Фото NSF/NOAA. Адрес доступа: http://www.meta.kz/140829-geologi-snjali-na-video-izverzhenie-podvodnogo.html
Тепловое состояние Земли. Адрес доступа: http://astro-world.narod.ru/archive/books/geo/book1/chapter8.pdf
Ботряков Геннадий Викторович. Курило-Камчатская дуга. Адрес доступа: http:geo74.narod.ru/vospominania/kurily/kurily.htm
На Тонга извергся подводный вулкан. Адрес доступа:http://oboffsem.ru/blog/other/11573. html
Детская энциклопедия. Издание второе 1965-1968. Просвещение 1 — 5. Адрес доступа: http://ceolte.com/view/845/
Всем авторам, чьи материалы были мною использованы, приношу свою благодарность.
Исследования 2010 года
В 2006 году была проведена еще одна экспедиция, в ходе которой было установлено, что частички пемзы и вулканического пепла лежат на поверхности воды около Тиры, которые интенсивно изучаются с 1975 года.
Подводные вулканические извержения
Если над вулканическим очагом расположен водоём, при извержении пирокластический материал насыщается водой и разносится вокруг очага. Отложения такого типа, впервые описанные на Филиппинах, сформировались в результате извержения в 1968 вулкана Тааль, находящегося на дне озера; они часто представлены тонкими волнистыми слоями пемзы. В результате деятельности подводных вулканов могут образовываться острова, например, Реюньон — вулканический остров в Индийском океане.