Вулканическая бомба

Вулканическая бомба — это обломок магматической породы (лавы), выброшенный во время извержения вулкана в жидком или пластичном состоянии и принявший свою окончательную форму в процессе полёта и застывания в воздухе. Вулканические бомбы относятся к классу пирокластических (обломочных) горных пород и являются одним из наиболее характерных продуктов эксплозивных извержений. Их размеры варьируются от нескольких сантиметров до нескольких метров, а масса может достигать десятков тонн.

Формирование и механизм образования

Вулканические бомбы образуются при извержениях, когда расплавленная магма, насыщенная газами, выбрасывается из жерла вулкана с большой скоростью. В момент выброса порция лавы находится в вязко-пластичном состоянии. Во время полёта в атмосфере она вращается, остывает с поверхности и под действием аэродинамических сил и сил поверхностного натяжения приобретает характерную форму. Внутренняя часть бомбы часто остаётся горячей и пористой, а внешняя корка застывает быстрее, образуя плотную стекловатую или мелкокристаллическую оболочку.

Основные факторы, влияющие на форму и структуру бомбы:

• Вязкость лавы: чем выше вязкость (например, у кислых лав — риолитов, дацитов), тем более грубые, угловатые и трещиноватые бомбы образуются. У низковязких базальтовых лав бомбы чаще имеют обтекаемые, каплевидные или лентовидные формы.
• Скорость выброса: при мощных взрывах бомбы могут приобретать сильно вытянутые, сплюснутые или закрученные формы.
• Расстояние полёта: чем дольше бомба находится в воздухе, тем больше времени она имеет для остывания и формирования корки. При падении на землю пластичная бомба может деформироваться, сплющиться или разбиться.

Классификация и морфология

Вулканические бомбы классифицируют по форме, структуре и составу. Наиболее распространённые морфологические типы:

• Эллипсоидальные (веретенообразные): имеют форму веретена, эллипса или капли. Образуются при вращении вязкой лавы в полёте. Характерны для базальтовых извержений.
• Ленточные (плоские): представляют собой длинные, изогнутые или скрученные ленты лавы, часто с ребристой поверхностью. Возникают при выбросе очень жидкой лавы, которая в полёте вытягивается и застывает в виде ленты.
• Шаровые (сферические): почти правильные шары, образующиеся при интенсивном вращении капли лавы в газовом потоке. Встречаются реже.
• Корковые (хлебные корки): имеют трещиноватую поверхность, напоминающую корку хлеба. Трещины образуются из-за расширения газов внутри ещё не застывшей бомбы при её остывании. Характерны для кислых, более вязких лав.
• Подушкообразные: образуются при подводных извержениях, когда лава быстро охлаждается водой, формируя округлые, подушкообразные тела. Хотя формально это не бомбы в классическом смысле, их иногда относят к этому типу по механизму образования.
• Агломератовые: состоят из спекшихся обломков лавы, пепла и других пирокластов. Часто имеют неправильную, угловатую форму.

По составу вулканические бомбы делятся на базальтовые, андезитовые, дацитовые, риолитовые и другие, в зависимости от химического состава исходной магмы. Структура бомбы может быть стекловатой (обсидиановая корка), мелкокристаллической или порфировой (с крупными вкрапленниками минералов).

Размеры и распространение

Размеры вулканических бомб варьируются в широких пределах. Мелкие бомбы (до 10 см) часто называют лапиллями, хотя граница между ними условна. Крупные бомбы могут достигать нескольких метров в поперечнике. Самые большие известные вулканические бомбы имеют массу до 10–15 тонн. Например, при извержении вулкана Ключевская Сопка (Камчатка) в 2013 году были зафиксированы бомбы диаметром до 5–6 метров. Вулканические бомбы распространены во всех вулканических регионах мира. Они являются характерным элементом шлаковых конусов, стратовулканов и щитовых вулканов. В России крупные скопления вулканических бомб встречаются на Камчатке (вулканы Ключевской, Толбачик, Карымский), Курильских островах, в Забайкалье и на Кавказе (Эльбрус, Казбек).

Структура и текстура

Вулканические бомбы имеют сложное внутреннее строение. Обычно выделяют три зоны:

1. Внешняя корка: застывшая, стекловатая или мелкозернистая, часто с трещинами. Толщина корки составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.
2. Промежуточная зона: частично раскристаллизованная, с более крупными кристаллами (вкрапленниками) и пузырьками газа (везикулами). Цвет может быть более светлым, чем у корки.
3. Внутренняя часть (ядро): наиболее пористая, часто содержит крупные пустоты (миаролы) и кристаллы, образовавшиеся при медленном остывании. Внутренняя часть может быть сложена тем же материалом, что и корка, но с большей степенью раскристаллизации.

Текстура бомбы может быть массивной, пористой, пенистой (пемзовой), миндалекаменной (с заполненными минералами пустотами). Окраска бомб варьируется от чёрной, тёмно-серой, красновато-бурой (из-за окисления железа) до светло-серой и белой (у кислых разностей).

Применение и значение

Вулканические бомбы имеют как научное, так и практическое значение.

• Научное значение: Изучение вулканических бомб позволяет вулканологам реконструировать параметры извержений (температуру, вязкость лавы, скорость выброса, силу взрыва). По составу бомб можно судить о составе магматического очага и глубине его залегания. Форма и размер бомб помогают определить тип извержения (эффузивное, эксплозивное, фреатическое).
• Практическое применение: Вулканические бомбы используются как строительный материал (в виде щебня, бутового камня), в качестве декоративного камня в ландшафтном дизайне, для изготовления сувениров и поделок. В некоторых регионах (например, в Италии, Исландии, на Гавайях) они являются популярным объектом туризма. В России вулканические бомбы добываются в карьерах на Камчатке и используются для дорожного строительства и производства бетона.
• Опасность: Вулканические бомбы представляют серьёзную опасность для людей и инфраструктуры во время извержений. Они могут падать на расстоянии до нескольких километров от жерла, разрушать здания, вызывать пожары и травмы. Известны случаи гибели людей от падения вулканических бомб (например, при извержении вулкана Мерапи в Индонезии в 2010 году).

Известные примеры и находки

• Вулкан Ключевской (Камчатка, Россия): при извержениях 2013–2014 годов были зафиксированы бомбы диаметром до 5–6 метров, что является одними из крупнейших в мире.
• Вулкан Этна (Сицилия, Италия): известен выбросом огромных бомб, одна из которых (весом около 10 тонн) была найдена в 2002 году.
• Вулкан Мауна-Лоа (Гавайи, США): характерны крупные ленточные бомбы, образующиеся при излиянии жидкой базальтовой лавы.
• Вулкан Везувий (Италия): при извержении 79 года н. э., уничтожившем Помпеи, были выброшены многочисленные вулканические бомбы, которые вместе с пеплом и лапиллями образовали пирокластические отложения.
• Вулкан Толбачик (Камчатка, Россия): при извержении 2012–2013 годов наблюдались выбросы бомб, образующих характерные «хлебные корки».

Интересные факты

• Вулканические бомбы могут содержать включения более древних пород (ксенолиты), захваченные магмой при подъёме.
• Некоторые бомбы, упавшие в воду или лёд, могут образовывать характерные «подушки» (подушечные лавы).
• Вулканические бомбы являются одним из основных источников информации о химическом составе магмы на глубине, так как их внутренняя часть часто не подвергается выветриванию.
• В России вулканические бомбы являются объектом геологических памятников природы (например, вулканические бомбы на склонах вулкана Ключевской).

Источники

• Геологический словарь. В 2-х томах. — М.: Недра, 1978.
• Петрографический словарь. — М.: Недра, 1981.
• Вулканология: учебник для вузов / Под ред. В. И. Влодавца. — М.: Изд-во МГУ, 1984.
• Материалы Камчатского филиала Геофизической службы РАН (извержения вулканов Ключевской и Толбачик).
• Данные Геологической службы США (USGS) по вулканам Этна, Мауна-Лоа, Везувий.