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, вулканы только в срединно-океанических хребтах составляют 75% от общего объема магмы на Земле. [1] Хотя большинство подводных вулканов расположены в глубинах морей и океанов , некоторые также существуют на мелководье, и они могут выбрасывать материал в атмосферу во время извержения . Общее количество подводных вулканов оценивается более чем в один миллион (большинство из них в настоящее время потухли), из которых около 75 000 возвышаются более чем на 1 километр (0,62 мили) над морским дном . [1] Известно, что только 119 подводных вулканов в океанах и морях Земли извергались в течение последних 11 700 лет. [2] [3]
Гидротермальные источники , места бурной биологической активности, обычно встречаются вблизи подводных вулканов.
Присутствие воды может существенно изменить характеристики вулканического извержения и взрывов подводных вулканов по сравнению с наземными.
Например, вода заставляет магму остывать и затвердевать гораздо быстрее, чем при наземном извержении, часто превращая ее в вулканическое стекло . Формы и текстуры лавы, образованной подводными вулканами, отличаются от лавы, извергающейся на суше. При контакте с водой вокруг лавы образуется твердая корка. Продвигающаяся лава вливается в эту корку, образуя то, что известно как подушечная лава .
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; она становится сверхкритической жидкостью . Без звуков кипения глубоководные вулканы может быть трудно обнаружить на больших расстояниях с помощью гидрофонов . [ требуется цитата ]
Критическая температура и давление увеличиваются в растворах солей, которые обычно присутствуют в морской воде. Состав водного раствора вблизи горячего базальта и циркулирующего в каналах горячих пород, как ожидается, будет отличаться от состава объемной воды (т. е. морской воды вдали от горячих поверхностей). Одна из оценок заключается в том, что критическая точка составляет 407 °C (765 °F) и 29,9 МПа, в то время как состав раствора соответствует примерно 3,2% NaCl. [4]
Ученым еще многое предстоит узнать о местоположении и активности подводных вулканов. В первые два десятилетия этого века Управление океанических исследований NOAA финансировало исследования подводных вулканов, среди которых особо следует отметить миссии Ring of Fire в Марианской дуге в Тихом океане. Используя дистанционно управляемые аппараты (ROV), ученые изучали подводные извержения, пруды расплавленной серы , черные дымоходы и даже морскую жизнь, приспособившуюся к этой глубокой, жаркой среде.
Исследования, проведенные с помощью ROV KAIKO у берегов Гавайев, показали, что потоки лавы пахоэхоэ возникают под водой, а степень уклона подводного рельефа и скорость подачи лавы определяют форму образующихся долей. [5]
В августе 2019 года новостные СМИ сообщили о большом пемзовом плоту , плавающем в южной части Тихого океана между Фиджи и Тонга. [6] Последующие научные исследования показали, что пемзовый плот возник в результате извержения близлежащего подводного вулкана, который был непосредственно замечен как вулканический шлейф на спутниковых снимках. [7] Это открытие поможет ученым лучше прогнозировать предвестники подводного извержения, такие как низкочастотные землетрясения или данные гидрофона , с использованием машинного обучения . [7]
Многие подводные вулканы являются подводными горами , как правило, потухшими вулканами , которые резко поднимаются с морского дна на глубине 1000 метров (3300 футов) - 4000 метров (13 000 футов). Океанографы определяют их как независимые объекты, которые возвышаются по крайней мере на 1000 метров (3300 футов) над морским дном. Пики часто находятся на глубине от сотен до тысяч метров под поверхностью, и поэтому считаются находящимися в глубоком море . [8] По оценкам, по всему миру встречается 30 000 подводных гор, и только несколько из них были изучены. [ необходима цитата ] Однако некоторые подводные горы также необычны. Например, в то время как 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 24 метров (79 футов) от поверхности моря. [ необходима ссылка ]
Существует два типа звука, создаваемого подводными извержениями: один создается медленным высвобождением и лопанием больших пузырей лавы, в то время как быстрые взрывы газовых пузырей создают другой. Использование этого метода для различения двух может помочь измерить связанные воздействия на морских животных и экосистемы, объем и состав потока лавы также могут быть оценены и встроены в модель для экстраполяции потенциальных эффектов.
Ученые связали звуки с видами в обоих типах извержений. В 2009 году видеокамера и гидрофон плавали на глубине 1200 метров (3900 футов) ниже уровня моря в Тихом океане недалеко от Самоа, наблюдая и слушая, как вулкан Вест Мата извергался несколькими способами. Объединение видео и аудио позволило исследователям изучить звуки, издаваемые медленной лавой, и различные шумы, издаваемые сотнями газовых пузырьков. [10] [11]
