Подводный вулкан — строение и активность¶

Подводный вулкан — вулканическая структура, расположенная на дне океанов, морей и крупных озёр, извержения которой происходят под толщей воды. Подводные вулканы составляют наиболее многочисленную группу вулканов Земли: по оценкам, около 80 % всей вулканической активности планеты приходится на океаническое дно, а большая часть её связана со срединно-океаническими хребтами.

¶Строение

Подводный вулкан имеет много общего с наземным, но его морфология зависит от глубины и давления воды.

• Магматический очаг — резервуар расплава в земной коре или верхней мантии, питающий извержение.
• Подводящий канал (жерло) — вертикальный или наклонный путь подъёма магмы.
• Постройка — конус, купол или щитовидное поднятие, сложенное лавами и пирокластическим материалом.
• Кратер или кальдера — вершинная впадина, нередко перекрытая водой.
• Гидротермальные системы — трещины, по которым фильтруется морская вода, нагревается и возвращается в виде горячих источников.

По форме выделяют щитовые вулканы (например, на Гавайском хребте), конусы и лавовые купола. Крупные подводные постройки при подъёме над уровнем моря образуют вулканические острова.

¶Активность

Характер извержений определяется давлением водного столба. На больших глубинах (свыше 500–1000 м) вода гасит взрывное расширение газов: лава изливается спокойно, образуя подушечные лавы (пиллоу-лавы) — характерные округлые подушки диаметром от десятков сантиметров до метра. На меньших глубинах давление падает, и извержения становятся взрывными, с выбросом пирокластики, вплоть до образования пемзы, всплывающей на поверхность.

Типы активности:

Особый тип — чёрные курильщики: струи перегретой (до 400 °C) минерализованной воды, из которых осаждаются сульфиды металлов, формирующие трубы высотой в десятки метров.

¶Распространение

Подводные вулканы приурочены к тектонически активным зонам:

• срединно-океанические хребты — зоны спрединга, где образуется новая океаническая кора;
• зоны субдукции — островные дуги (Курильская, Марианская, Алеутская);
• внутриплитные «горячие точки» — Гавайи, Исландия, Реюньон;
• задуговые бассейны.

Марианский жёлоб и район островов Тонга — примеры наиболее глубоководных активных вулканов.

¶Методы изучения

Исследование подводных вулканов ведётся дистанционно и с помощью подводных аппаратов:

• гидроакустическое картирование рельефа дна (многолучевые эхолоты);
• обитаемые и необитаемые глубоководные аппараты (например, «Мир», Nautilus, Alvin);
• дистанционно управляемые роботы (ROV) и автономные дроны (AUV);
• сейсмические и магнитометрические съёмки;
• отбор проб воды и осадков для анализа газов и изотопов.

¶Значение

Подводный вулканизм играет ключевую роль в формировании океанической коры, круговороте вещества между мантией и гидросферой и в переносе тепла. Гидротермальные системы поддерживают уникальные экосистемы, не зависящие от солнечного света, в основе которых лежат хемосинтезирующие бактерии. С подводными вулканами связаны месторождения сульфидных руд, содержащих медь, цинк, золото и серебро. Извержения вблизи поверхности представляют опасность для судоходства и прибрежных территорий, а выбросы вулканических газов влияют на химический состав океана и климат.