Подводные вулканы — это подводные жерла или трещины на поверхности Земли , из которых может извергаться магма . Многие подводные вулканы расположены вблизи областей формирования тектонических плит , известных как срединно-океанические хребты . По оценкам, только на вулканы срединно-океанических хребтов приходится 75% выброса магмы на Земле. [1] Хотя большинство подводных вулканов расположены в глубинах морей и океанов , некоторые из них также существуют на мелководье, и они могут сбрасывать материал в атмосферу во время извержения . Общее количество подводных вулканов оценивается более чем в один миллион (большинство из них сейчас потухло), из которых около 75 000 возвышаются на высоту более 1 километра (0,62 мили) над морским дном . [1] Известно, что за последние 11 700 лет извергались только 119 подводных вулканов в океанах и морях Земли. [2] [3]
Гидротермальные жерла , места обильной биологической активности, обычно встречаются вблизи подводных вулканов.
Присутствие воды может значительно изменить характеристики извержения вулкана и взрывов подводных вулканов по сравнению с наземными.
Например, вода заставляет магму охлаждаться и затвердевать гораздо быстрее, чем при земном извержении, часто превращая ее в вулканическое стекло . Формы и текстура лавы, образуемой подводными вулканами, отличаются от лавы, извергаемой на суше. При контакте с водой вокруг лавы образуется твердая корка. Наступающая лава течет в эту кору, образуя так называемую подушечную лаву .
Ниже глубины океана около 2200 метров (7200 футов), где давление превышает критическое давление воды (22,06 МПа или около 218 атмосфер для чистой воды), она больше не может кипеть; он становится сверхкритической жидкостью . Без звуков кипения глубоководные вулканы может быть трудно обнаружить на больших расстояниях с помощью гидрофонов . [ нужна цитата ]
Критическое повышение температуры и давления растворов солей, обычно присутствующих в морской воде. Ожидается, что состав водного раствора вблизи горячего базальта и циркулирующего внутри каналов горячих пород будет отличаться от состава основной воды (т. е. морской воды вдали от горячих поверхностей). По одной из оценок, критическая точка составляет 407 ° C (765 ° F) и 29,9 МПа, а состав раствора соответствует составу примерно 3,2% NaCl. [4]
Ученым еще многое предстоит узнать о местонахождении и активности подводных вулканов. В первые два десятилетия этого столетия Управление по исследованию океана НОАА финансировало исследование подводных вулканов, причем особенно примечательны миссии «Огненного кольца» к Марианской дуге в Тихом океане. Используя аппараты с дистанционным управлением (ROV), ученые изучали подводные извержения, пруды с расплавленной серой , трубы черного дыма и даже морскую жизнь, адаптированную к этой глубокой и жаркой среде.
Исследования, проведенные с помощью ROV KAIKO у берегов Гавайских островов, показали, что потоки лавы пахоэхо возникают под водой, а степень уклона подводной местности и скорость поступления лавы определяют форму образующихся лепестков. [5]
В августе 2019 года средства массовой информации сообщили о большом плоте из пемзы , плавающем в южной части Тихого океана между Фиджи и Тонгой. [6] Последующие научные исследования показали, что плот пемзы возник в результате извержения близлежащего подводного вулкана, которое непосредственно наблюдалось как вулканический шлейф на спутниковых изображениях. [7] Это открытие поможет ученым лучше прогнозировать предвестники подводных извержений, такие как низкочастотные землетрясения или данные гидрофонов , с помощью машинного обучения . [7]
Многие подводные вулканы представляют собой подводные горы , обычно это потухшие вулканы , которые резко поднимаются с морского дна на глубину от 1000 метров (3300 футов) до 4000 метров (13000 футов). Океанографы определяют их как независимые объекты, возвышающиеся как минимум на 1000 метров (3300 футов) над морским дном. Пики часто находятся на глубине от сотен до тысяч метров под поверхностью и поэтому считаются расположенными в глубоком море . [8] По оценкам, по всему миру встречается 30 000 подводных гор, и лишь немногие из них изучены. [ нужна цитация ] Однако некоторые подводные горы также необычны. Например, хотя вершины подводных гор обычно находятся на сотни метров ниже уровня моря, подводная гора Боуи в тихоокеанских водах Канады поднимается с глубины около 3000 метров (9800 футов) до глубины 24 метров (79 футов) от поверхности моря. [ нужна цитата ]
Есть два типа звука, генерируемые подводными извержениями: один создается медленным высвобождением и разрывом больших пузырей лавы, а другой - быстрыми взрывами газовых пузырей. Использование этого метода для различения этих двух явлений может помочь измерить соответствующее воздействие на морских животных и экосистемы. Также можно оценить объем и состав потока лавы и включить его в модель для экстраполяции потенциальных последствий.
Ученые связали звуки со зрелищами в обоих типах извержений. В 2009 году видеокамера и гидрофон плавали на высоте 1200 метров (3900 футов) ниже уровня моря в Тихом океане недалеко от Самоа, наблюдая и слушая извержение вулкана Западный Мата несколькими способами. Объединение видео и аудио позволило исследователям изучить звуки, издаваемые медленным извержением лавы, и различные звуки, издаваемые сотнями пузырьков газа. [10] [11]
