Вулканология

Вулканологией называют науку геологического цикла, исследующую строение, развитие вулканов, состав их выбросов, причины их формирования и закономерности размещения, историю вулканической деятельности.

• История науки
• Современная наука
• Предмет, задачи и методы вулканологии
• Образование и работа
• Заключение

История

Изучение вулканов началось в античные времена Аристотелем и Гераклитом. В начале нашей эры исследования продолжил Страбон. В 1650 г. Б. Варениусом было создано первое систематическое описание вулканов.

Впервые систематические наблюдения за вулканическими извержениями стал вести Скроп с 1825 г., на основе чего разработал их классификацию. В то же время дифференциацией извержений занимался Бух. С тех пор было разработано множество таких классификаций.

Изучение строения вулканов и попытки их геологического картирования начались в конце XVIII в. с работ Геттара, Сен-Фонда и Демаре. На основе этого в начале следующего столетия появились две гипотезы о их происхождении, спор между которыми был разрешен с развитием геологических методов. Во второй половине XIX в. выявили линейные вулканические постройки, в то время как ранее были известны лишь конические и купола. В конце столетия началось исследование подводных вулканических процессов. В те же времена на основе множества ранее выявленных типов вулканических построек стали появляться первые их классификации. В XX в. занялись систематизацией и сложенных вулканическими породами геологических тел.

Продукты вулканической деятельности впервые были систематизированы в 1865 г. Фуксом. Такие исследования активно велись во второй половине XIX в. ввиду появления поляризационного микроскопа. При этом рассматривались твердые продукты извержений, но к концу столетия перешли к изучению рыхлых, а в начале XX в. затронули газообразные продукты.

Таким образом, систематические исследования вулканической деятельности начались к концу XIX в. В те же времена начали создавать специализированные научные объекты в виде вулканических обсерваторий. Первой из них стала размещенная на Везувии. В дальнейшем такие учреждения появились на многих других вулканах и в сейсмически активных районах.

Современная наука

В настоящее время вулканология включает несколько разделов:

• Региональная. Исследует вулканические пояса и их структурное обрамление, связанное с современной эволюцией тектонических регионов.
• Палеовулканология. Занимается сравнением вулканических структур древних и современных областей и оценкой значения вулканических процессов на конкретных стадиях регионального развития.
• Петрографическая. Исследует состав и структуру вулканических пород, условия кристаллизации, их генетические отношения с магматическими.
• Вулкано-физика. Рассматривает энергетические причины вулканизма (источники и формы энергии для данных процессов и выделяющейся в их результате), связи его с геофизическими процессами (сейсмическими, тепловыми, гравитационными, магнитными, электрическими, акустическими), физико-химические характеристики вулканических процессов, условия формирования вулканических очагов в недрах, параметры и агенты теплопереноса при извержениях, энергетические проблемы вулканических процессов, способы применения вулканической энергии.
• Структурная. Изучает структуры сооружений современных вулканических областей, объединенных генетическими признаками и связанных региональными вулканическими поясами.
• Морфологическая. Описывает вулканические постройки с учетом геоморфологических особенностей и рассматривает географическое положение вулканических ландшафтов и их значение для геоморфологических циклов.
• Динамическая. Рассматривает вулканические процессы, определяющие формирование вулканов и соответствующих структур, их строение, динамику и типы извержений, продукты, значение экзогенных процессов в образовании и разрушении вулканов.

Многие из названных разделов имеют как теоретическое, так и практическое значение.

Так, палеовулканология в теоретическом смысле направлена на восстановление хода эволюции вулканизма в истории Земли. Практические цели данной дисциплины обусловлены тем, что знание истории вулканизма используется при выяснении закономерностей размещения полезных ископаемых, связанных пространственно либо генетически с древними вулканическими процессами.

Специфика палеовулканологии состоит в том, что восстановление истории вулканизма осуществляется на основе исследования вулканических пород, следовательно, они являются основным объектом данной дисциплины. Кроме того, в равной степени затрагиваются эндогенные и экзогенные процессы ввиду того, что древние вулканические явления имели глубинное происхождение, но оказывали воздействие на поверхностные среды.

Структурная геология имеет существенное прикладное значение. Во-первых, она создает основу для выяснения геологической роли вулканизма. Во-вторых, описание региональных вулканических поясов служит основой для исследования локальных структур. Таким образом, описание вулканических структур осуществляется от общего к частному: от региональных поясов до локальных структур. При этом выделяют региональные генетические ряды вулканов и структурные элементы вулканических построек. В-третьих, один из подходов структурной вулканологии дает данные для палеовулканологии. Он состоит в описании древних вулканических структур и процессов на основе сравнения структур и продуктов вулканической деятельности современных и древних вулканических областей. Данные работы основаны на принципе сопряженности вулканизма и тектоники. В последнее время изучаются связи вулканических процессов с региональными геологическими структурами. Особо затрагиваются магнитные и гравитационные аномалии и тепловые потоки.

Помимо самих вулканов, в сферу изучения вулканологии входит обширный круг вопросов, связанных с вулканизмом. Среди них формирование магматических пород, образование магмы, подъем ее к поверхности, термальные источники и вулканические газы, воздействие вулканизма на окружающую среду и человечество.

Вулканология наиболее тесно связана с прочими науками геологического цикла.

Так, ввиду того, что палеовулканология занимается изучением древних геологических тел и процессов она особо тесно взаимодействует с исторической геологией. Также со многими прочими геологическими дисциплинами она связана посредством использования их методов. Среди них петрография, стратиграфия, геологическое картирование.

Структурная вулканология наиболее тесно взаимодействует с структурной геологией. Также методологически она связана с геокартированием, а по сфере изучения взаимодействует с общей теорией развития планеты.

Предмет, задачи, методы

Предмет вулканологии представлен вулканами и связанными с ними структурами, историей их формирования и развития, продуктами выбросов. При этом каждый из разделов рассматривает определенный аспект данной темы. Так, для палеовулканологии это вулканические процессы и структуры прошлого, для структурной вулканологии — структуры вулканических сооружений и их фундамент и т. д.

Учитывая дифференциацию на несколько разделов, вулканология имеет множество задач, связанных с вулканическими структурами и процессами.

Так, для палеовулканологии задачи состоят в восстановлении истории развития регионального и эволюционного вулканизма, выяснении временных и пространственных закономерностей нахождения его продуктов.

Для структурной вулканологии основной задачей является исследование первичных форм залегания геологических тел вулканического происхождения, их фундамента и приведших к их формированию вулкано-тектонических процессов. Также данный раздел рассматривает связи региональных геологических структур с вулканическими процессами. Помимо этого, в ее сферу входит выяснение геологических условий локального накопления тепла для формирования вулканических очагов или перемещения в них магмы из недр. Таким образом, рассматриваются структурные условия тепло-массопереноса, проявляющегося в виде вулканических процессов.

Общие задачи вулканологии состоят в разработке методов предсказания вулканических извержений и способов применения вулканической энергии и продуктов.

В вулканологии используются традиционно-геологические методы.

Так, ввиду того, что основным объектом палеовулканологии являются горные породы, в ней обширно применяются петрографические методы. Так как породы входят в состав различных геологических тел, востребованы методы стратиграфии и геологического картирования. Приемы восстановления истории вулканизма с использованием различных геологических данных называют палеовулканологическими реконструкциями на основе актуалистических приемов. Вообще, методическая специфика палеовулканологии состоит в том, что реконструкция истории вулканизма осуществляется на основе исследования геологических тел и пород, в то время как в прочих разделах вулканологии изучение вулканических строений и их продуктов основано на наблюдениях за вулканическими процессами.

В структурной геологии для изучения формирования структуры вулканических тел использует микроструктурный анализ, относящийся к структурной петрологии. Формы залегания вулканических пород изучают с применением методов геокартирования. Происхождение и глубину вулканических очагов устанавливают с использованием геофизических методов.

Образование и работа

Профессия вулканолога очень редка, как и специальность. Ей обучают только в паре учебных заведений. Хотя вулканологом можно стать, получив образование геофизика или геолога. В дальнейшем у таких специалистов есть возможность трудоустройства в научной и образовательной сферах.

Заключение

Вулканология является узкоспециализированной дисциплиной геологического цикла, тесно связанной с прочими геологическими науками. Следовательно, данная профессия встречается весьма редко. Тем не менее она имеет практическое значение не только для вулканически активных регионов ввиду использования ее данных в геологоразведке.