Кіріспе

Лава мен тефра қабаттарынан тұратын конустық жанартау түрі. Страт-вулкан, сонымен қатар композиттік жанартау деп аталады, көптеген қабаттардан (страталардан) тұратын қатты лава мен тефрадан құрылған конустық жанартау. Қалқан тәрізді жанартаулардан айырмашылығы, страт-вулкандар тік беткейлі және шыңдық кратері бар, сондай-ақ жарылыстық және эффузиялық атқыштардың мерзімдік аралықтарымен сипатталады, бірақ кейбіреулері кальдера деп аталатын құлдыраған шыңдық кратерлеріне ие. Страт-вулканнан ағатын лава әдетте жоғары тұтқырлығына байланысты алысқа тарамай, суынып, қатаяды. Бұл лаваны құрайтын магма көбінесе фелсикалық, яғни риолит, дацит немесе андезит сияқты минералдардың құрамында кремнийдің жоғары немесе орташа деңгейі болады, ал аз тұтқыр магманың мөлшері азырақ. Фелсикалық лаваның кең аумақты ағындары сирек кездеседі, бірақ олар шалқарына дейін жете алады. Страт-вулкандар кейде олардың құрама қабатталған құрылысынан, жарылған материалдардың тізбектелген ағынынан құралғандықтан композиттік жанартаулар деп аталады. Олар ең көп таралған жанартау түрлерінің бірі болып табылады, қалқан тәрізді жанартауларға қарағанда жиі кездеседі. Катастрофалық атқыстарымен танымал страт-вулкандардың екі мысалы – 1883 жылы жарылған Индонезиядағы Кракатау және 79 жылы жарылған Италиядағы Везувий. Екеуі де мыңдаған адамның өмірін қиды. Көшпенді заманда АҚШ-тың Вашингтон штатындағы Сент-Хеленс тауы мен Филиппиндегі Пинатубо тауы да қатерлі жарылыстар жасады, бірақ олардың салдарынан өлім-жітім аз болды. Күн жүйесінің басқа денелерінде страт-вулкандардың бар екені әлі нақты дәлелденбеді. Бір мүмкін мысал – Марстағы Зефирия Толус сияқты оқшауланған массивтердің болуы.

Жасау

Стратовулкандар субдукция аймақтарында кең таралған, теңіз қабығы континенттік қабықтың астына (континенттік доғалық вулканизм, мысалы, Каскад жотасы, Анд, Кампания) немесе тағы бір мұхиттық плитаның астына (аралдық доғалық вулканизм, мысалы, Жапония, Филиппин, Алеут аралдары) тартылатын плита шекаралары бойында тізбектер мен шоғырларды құрайды. Стратовулкандарды құрайтын магма, гидратталған минералдарда және жоғарғы мұхит қабығының кеуекті базальт тау жыныстарында тұтқындалған су, төмен түсетін мұхиттық плитаның астындағы астеносфераның мантиялық тау жынысына шығарылғанда көтеріледі. Гидратталған минералдардан судың бөлінуі "сусыздану" деп аталады және әр минерал үшін белгілі бір қысым мен температурада жүзеге асады, плита тереңдеген сайын. Тау жынысынан босаған су үстіндегі мантиялық тау жынысының балқу температурасын төмендетеді, ол ішінара балқып, (айналадағы мантиялық тау жынысына қарағанда тығыздығы төмен болғандықтан) көтеріліп, литосфераның табанында уақытша жиналады. Содан кейін магма қабық арқылы көтеріліп, кремнийге бай қабық тау жыныстарын сіңіріп, аралық құрамға ие болады. Магма жер бетіне жақындағанда, стратовулканның астындағы қабықтағы магма камерасында жиналады. Соңғы жарылысты тудыратын процестер әлі де зерттеуді қажет етеді. Мүмкін болатын механизмдер:

Магмалық дифференциация, онда ең жеңіл, кремнийге бай магма және су, галогендер және күкірт диоксиді сияқты ұшқыш заттар магма камерасының жоғарғы бөлігінде жиналады. Бұл қысымды күрт арттырады. Магманың фракциялық кристалдануы. Фельдшпат сияқты сусыз минералдар магмадан кристалданып шыққанда, қалған сұйықтықтағы ұшқыш заттар шоғырланады, бұл екінші қайнауға алып келеді, нәтижесінде газ фазасы (көмірқышқыл газы немесе су) сұйық магмадан бөлініп, магма камерасының қысымын арттырады. Магма камерасына жаңа магманың енгізілуі, ол бұрыннан бар салқын магманы араластырып, қыздырады. Бұл ұшқыш заттарды ерітіндіден шығарып, салқын магманың тығыздығын төмендетуі мүмкін, бұл екеуі де қысымды арттырады. Көптеген жарылыстардың алдында магманың араласуына дәлелдер жеткілікті, соның ішінде жаңа жарылған кремнийлі лавадағы магнийге бай оливин кристалдарында реакция жиегі байқалмайды. Бұл лава араласудан кейін бірден жарылса ғана мүмкін, себебі оливин қышқыл магмамен жылдам реакцияға түсіп, пироксен жиегін құрайды. Айналадағы тау жыныстарының біртіндеп балқуы. Бұл ішкі факторлар сыртқы факторлармен, мысалы, сектордың құлауы, жер сілкінісі немесе жер асты суларымен өзара әрекеттесу арқылы өзгертілуі мүмкін. Бұл факторлардың кейбіреулері шектеулі жағдайларда ғана жұмыс істейді. Мысалы, сектордың құлауы (жанартаудың беткейінің бөлігі үлкен құлама кезінде құлайды) тек өте жақын орналасқан магма камерасының жарылысын тудыра алады. Магманың дифференциациясы және жылулық кеңеюі де терең магма камераларынан болатын жарылыстарды тудыру үшін тиімді емес.

Қауіптер

Жазылған тарихта, субдукция аймағындағы (конвергенттік шекарадағы) жанартаулардың жарылыстық атқылаулары өркениеттерге ең үлкен қауіп төндірді. Сент-Хеленс тауы, Этна тауы және Пинатубо тауы сияқты субдукциялық аймақ стратовулкандары, әдетте, жарылыстық күшпен атқылайды, өйткені магма вулкандық газдардың оңай шығуына мүмкіндік бермейтін тым қою консистенциялы болады. Нәтижесінде, тұтқындалған жанартау газдарының зор ішкі қысымы сақталады және тұтқыр магмамен араласады. Жанартаудың тесігі бұзылғаннан және кратер ашылғаннан кейін магма жарылыспен дегазацияланады. Магма мен газдар жоғары жылдамдықпен және толық күшпен шығады. 1600 жылдан бері вулкан атқылауларынан шамамен 300 000 адам қаза тапты. Көптеген өлімдер пирокластикалық ағындар мен лахарлардың салдарынан болды, бұл қауіпті құбылыстар субдукциялық аймақтағы стратовулкандардың жарылыстарымен жиі бірге жүреді. Пирокластикалық ағындар – бұл жылдам, қар көшкіні сияқты, жер бетін шарлайтын, ыстық вулкандық үлпелердің, ұсақ күлдің, сынық лаваның және қатты қызған газдардың шағылысқан қоспалары, олар сағатына шамамен 30 000 метрден астам жылдамдықпен қозғала алады. 1902 жылы Кариб теңізіндегі Мартиника аралындағы Пеле тауының атқылауы кезінде пирокластикалық ағындар шамамен 30 000 адамды өлтірді. 1982 жылдың наурыз және сәуір айларында Мексиканың оңтүстік-шығысындағы Чиапас штатындағы Эль-Чихонның үш рет атқылауы ел тарихындағы ең ауыр жанартау апатына әкелді. Вулканға жақын жердегі ауылдар пирокластикалық ағындардан қирап, 2000-нан астам адам қаза тапты. 1991 жылы атқылаған екі «Онжылдық жанартау» стратовулкандық қауіптердің мысалын көрсетеді. 15 маусымда Пинатубо тауы ауаға күл бұлты шашыратып, үлкен пирокластикалық ағындар мен лахар су тасқындарын тудырды, олар вулканның айналасындағы кең аумақты қиратты. Маниладан солтүстік-батысқа қарай орналасқан Орталық Лусондағы Пинатубо 1991 жылғы атқылауға дейін алты ғасыр бойы ұйықтап жатқан, бұл 20 ғасырдың ең ірі атқылауларының бірі болып саналады. Сондай-ақ 1991 жылы Жапонияның Унзен жанартауы, Нагасакидің шығысындағы Кюсю аралында орналасқан, 200 жылдық ұйқысынан оянып, шыңында жаңа лава күмбезін құрды. Маусым айынан бастап осы құлап жатқан күмбездің қайта-қайта құлауы таудың беткейлерімен жоғары жылдамдықпен сырғып түскен күл ағындарын тудырды. 79 жылы Везувий тауының атқылауы жақын маңдағы ежелгі Помпеи және Геркуланум қалаларын пирокластикалық ағындар мен лава ағындарының қалың шөгінділерімен толығымен көмді. Өлім саны 13 000 мен 26 000 аралығында бағаланғанымен, нақты саны әлі де белгісіз. Везувий, оның зор жарылысқа қабілеттілігі және оны қоршаған Неаполь агломерациясының жоғары халық тығыздығы (шамамен 3,6 миллион тұрғын) салдарынан әлемдегі ең қауіпті жанартаулардың бірі деп танылады.

Күл

Жарылыс кезінде пайда болатын бұлттар климатқа әсер етумен қатар, авиация үшін де қауіпті. Мысалы, 1982 жылы Явадағы Галунггунг вулканы атқанда, British Airways 9 рейсі күл бұлтына ұшып, қозғалтқыштары уақытша істен шығып, құрылымына зақым келді. Соңғы екі онжылдықта 60-тан астам ұшақ, көбінесе коммерциялық авиалайнерлер, ұшу кезінде жанартау күліне тап болып зақымданып, кейбіреулерінің барлық қозғалтқыштары тоқтағандықтан, шұғыл қонуға мәжбүр болды. 1999 жылға дейін жанартау күліне ұшып құлаған реактивтік ұшақтар тіркелген жоқ. Күлдің жаууы тыныс алғанда денсаулыққа зиян келтіреді, ал жеткілікті мөлшерде жиналғанда мүлікке де нұқсан тигізеді. Тығыз, ыстық жанартау күлінің бұлттары атылу бағанасының құлауынан немесе жарылыс кезінде жанартаудың өзінің немесе лава күмбезінің ішінара құлауынан пайда болуы мүмкін. Мұндай бұлттар құлдилағын немесе күлді ағынды тудыруы мүмкін.

Лава

Стратвулкандардан шығатын лава ағындары көбінесе адамдар мен жануарларға елеулі қауіп тудырмайды, себебі өте қою лава барлығына ағын жолынан қашуға жеткілікті уақыт беретіндей баяу қозғалады. Лава ағындары көбінесе мүлікке зиян келтіреді. Дегенмен, барлық стратвулкандардан қою және жабысқақ лава шығады деп айтуға болмайды. Африканың орталық бөлігіндегі Киву көліне жақын орналасқан Нирагонго өте қауіпті, өйткені оның магмасындағы кремнийдің мөлшері ерекше төмен, сондықтан ол өте сұйық. Сұйық лавалар көбінесе Гавайи сияқты кең қалқан тәрізді жанартаулардың пайда болуымен байланысты, бірақ Нирагонгоның беткейлері өте тік, сондықтан лава олардан жылдам ағып түсуі мүмкін. Лава ағыны жанартаудың кратерінде және жоғарғы беткейлерінде жиналған мұз бен мұздықтарды ерітіп, үлкен лахар ағындарын тудыруы мүмкін. Сирек жағдайларда, көбінесе сұйық лава үлкен лава фонтандарын құра алады, ал қалың лава жанартаудың ішінде қатып, жанартаулық бітеуді құрауы мүмкін, бұл өте күшті жарылыстарға алып келуі мүмкін.

Жанартаулық бомбалар

Вулканикалық бомбалар – кітаптан кішкентай автомобильдерге дейін өлшемдегі экструзивті магмалық тау жыныстары. Олар стратовулкандардың белсенділік шегіндегі жарылыстар кезінде күшпен шығарылады. Бұл "бомбалар" жанартаудан шамалы жерге дейін ұшып, ғимараттар мен тірі ағзаларға қауіп тудырады, сонымен қатар ауада өте жоғары жылдамдықпен (сағатына жүздеген километр/миль) қозғалады. Көптеген бомбалар соққыда жарылмайды, бірақ жарылғандай қирату әсерін тигізуге жеткілікті күшке ие.

Лахар

Лахарлар (жава тілінде вулкандық саз ағындары дегенді білдіреді) – вулкандық үлпелер мен судың қоспасы. Лахарлар көбінесе екі көзден пайда болады: жаңбыр немесе лава сияқты ыстық вулканизм элементтерінің әсерінен қар мен мұздың еруі. Су мен вулканизм материалдарының арақатынасы мен температурасына байланысты, лахарлар қалың, қою және ылғалды бетон сияқты ағыстардан бастап, жылдам ағып, сұйық су тасқынына дейін өзгеруі мүмкін. Лахарлар қабатты вулкандардың тік беткейлерімен төмен аққанда, олар өз жолындағы барлық нәрсені қиратуға немесе суға батыруға жеткілікті күш пен жылдамдыққа ие. 1985 жылы Колумбиядағы Невадо-дель-Руис жанартауының жарылысы кезінде шыққан ыстық күл бұлттары, лава ағындары және пирокластикалық дүмпулер Анд тауларының биік орналасқан жанартауының үстіндегі қар мен мұзды ерітті. Соның салдарынан пайда болған лахар Армеро қаласын және жақын жердегі елді мекендерді су басып, 25 000 адамның қаза табуына себеп болды.

Климат пен атмосфераға әсері

Жоғарыда келтірілген мысалдарға сәйкес, Унзен атылыстары тарихи өткенде өлім-жітімге және жергілікті тұрғыда елеулі зардаптарға әкелсе, 1991 жылғы маусымдағы Пинатубо тауының атылуының әсері жаһандық болды. Әдеттегіден сәл салқын температуралар бүкіл әлемде тіркелді, ал жарқын күн батулары мен қарқынды күн шығыстары бөлшектерге байланысты болды; бұл атылыс бөлшектерді стратосфераға жоғары көтерді. Көкірт диоксидінен (SO2), көмір диоксидінен (CO2) және басқа газдардан пайда болған аэрозольдер әлемдік аренада тарады. Бұл бұлттағы SO2 массасы – шамамен 22 миллион тонна – сумен (вулкандық және атмосфералық текті) бірігіп, күкірт қышқылының тамшыларын құрады, осы арқылы күн сәулесінің тропосфера мен жер бетіне жеткенін бөгеді. Кейбір аймақтардағы салқындау 0,5 °C-қа (0,9 °F) дейін жеткені есептеледі. Пинатубо тауы сияқты атылыстар ауа райына бірнеше жыл бойы әсер етеді; стратосфераға шашылған материал тропосфераға біртіндеп түсіп, жаңбыр мен бұлт жауын-шашын арқылы шайылып кетеді. Осыған ұқсас, бірақ әлдеқайда күшті құбылыс 1815 жылғы сәуірде Индонезиядағы Сумбава аралындағы Тамбора тауының апатты атылысында орын алды. Тамбора тауының атылысы тарихқа енген ең күшті атылыс ретінде танылған. Оның атылу бұлты жаһандық температураны 3,5 °C-қа (6,3 °F) дейін төмендетті. Атылыстан кейінгі жылы Солтүстік жарты шардың көп бөлігі жазда суыққа тап болды. Еуропаның, Азияның, Африканың және Солтүстік Американың кейбір аймақтарында 1816 жыл "Жазсыз жыл" деп аталды, бұл ауыл шаруашылығында үлкен дағдарысқа және қысқа, бірақ қатал ашаршылыққа әкелді, соның салдарынан зардап шеккен континенттердің көп бөлігінде қиындықтар туды.