VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Неспокойный вулкан Эльбрус – возможная экологическая трагедия XXI века
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
На этих осенних каникулах я вместе со своими одноклассниками побывала в Приэльбрусье. Одной из главных достопримечательностей Приэльбрусья является гора Эльбрус - высочайшая вершина России и Европы, расположенная севернее Большого Кавказского хребта на границе двух республик: Карачаево-Черкесской и Кабардино-Балкарской.
Эльбрус – спящий двуглавый вулкан, чья активность проявлялась в последний раз более 900 лет назад.
Вопрос «Проснется или не проснется вулкан Эльбрус?» тревожит жителей Карачаево-Черкесии, Кабардино-Балкарии, Ставрополья не первый год.
Известные российские вулканологи, геологи и гляциологи говорят о возможном пробуждении вулкана. Об этом свидетельствуют таяние ледниковой шапки, мох на склонах, где температура ниже 50 градусов, выход газов, образование огромных трещин на склонах. В случае реального пробуждения Эльбруса, который находился в спячке 900 лет, мировая экологическая трагедия неизбежна.
Каким образом ученые наблюдают за вулканом? И удастся ли предупредить и спасти людей, если извержение все-таки начнется. Этим и объясняется актуальность выбранной нами темы исследования.
Цель исследования: изучить информацию СМИ, Интернета, телевидения и выявить насколько возможно извержение вулкана Эльбруса в ближайшие годы, и что произойдет в Карачаево-Черкесии, Кабардино-Балкарии Ставропольском, Краснодарском крае, если начнется извержение этого вулкана.
Предмет исследования: разрушительная деятельность вулкана
Объектом исследования: вулкан Эльбрус.
Предполагаемый результат работы над темой исследования: Я предполагаю, что вулкан смертельно опасен, если он проснется и начнет извергаться все это может привести к гибели живого мира. В результате выполненной работы я хотела бы ответить на вопрос, может ли человек контролировать извержение вулкана. Поэтому я поставила пред собой следующие задачи, чтобы прийти к результату:
Задачи исследования:
1. Найти в СМИ, Интернете, телевизионных передачах, литературе информацию по данной теме и проанализировать её;
2. Изучить строение и особенность и вулкана Эльбрус, его расположение, историю извержений;
3. Узнать какова вероятность скорого извержения;
4.Сформулировать и изложить полученные выводы.
Методы исследования:
Теоретический метод (изучение литературы по интересующему вопросу)
Практический метод (изготовление макета вулкана Эльбрус)
Теоретический анализ (изучение СМИ и периодической печати с целью сбора информации о вулкане Эльбрус).
Путешествие в Приэльбрусье на вулкан Эльбрус.
Глава 1.Вулканы: строители Земли
Как возникают вулканы и что они собою представляют?
В древние времена, когда люди были неграмотны и не умели объяснять явления природы, грозная и разрушительная деятельность вулканов вызывала в человеке суеверие и страх. О вулканах складывались самые невероятные легенды. Особенно много легенд и сказаний связано с вулканами, расположенными в Средиземном море, где раньше, чем в других местах, зародилась культура человечества.
По одной из легенд вулканы появились на Земле более 2тысяч лет назад в результате деятельности Гафеста, бога кузнечного дела. Если над вулканом появлялся пар или огонь, значит, Гефест принялся за работу - куёт оружие или украшения. В римской мифологии Vulcanus, так звали бога огня.
Слово «Вулкан» на латыни (vulcanus) означает «огонь» и «пламя», а кроме того, вулкан-это раскалённые камни, кипящая вода, горячий воздух. Все четыре стихии заключены в одном проявлении природы.
Со временем на смену этих наивных представлений людей приходит истинное знание. Греки, арабы, затем римляне ещё за две тысячи лет до наших дней задумываются над строением земной коры и происхождением вулканов. Позднее учёные делают много остроумных предположений и догадок о происхождении Земли, строении гор и возникновении вулканов. Появляется наука о строении Земли — геология. А в конце прошлого века изучение вулканических областей, самих вулканов и постоянное наблюдение за их деятельностью выделяются в отдельную науку — вулканологию.
В настоящее время в геологии под вулканом подразумевается геологическое образование, возникающее над каналами и трещинами в земной коре, по которым на земную поверхность извергается лава в раскаленном, жидком или вязком состоянии, пепел, горячие газы, пары воды и обломки горных пород.
В настоящее время вблизи некоторых действующих вулканов построены особые вулканологические станции (обсерватории), где учёные ведут постоянное наблюдение за поведением вулкана.
1.1. Вулканы их строение, виды, вулканическая деятельность
Около 1000 вулканов находятся на суше, и раз в десять больше в океане. Многие вулканы находятся в зонах стыка двух или нескольких плит. Астеносфера-это полурасплавленный слой, расположенный ниже литосферы. На дне океанов возвышаются горные хребты, сформированные из лавы, которая заполняет разломы, образовавшиеся при расхождении плит. В местах столкновений одна плита пододвигается под другую. Оказавшаяся внизу плита расплавляется, становясь источником магмы для вулканов.
Вулканы возникают там, где магма - горячее вещество из недр нашей планеты - находит слабое место в земной коре и может прорваться наверх. Большинство из вулканов появляются на месте стыка литосферных плит.
Вулкан представляет собой гору с очень глубоким отверстием на ее вершине, напоминающим по форме воронку. Эту воронку называют кратером. Через отверстие из недр Земли на ее поверхность изливается расплавленная масса горных пород — лава. Её температура около 1100 градусов (при такой температуре плавится даже сталь). При извержении вулкана на поверхность вырывается ещё пепел и дым или как ещё называют вулканические газы. Вулканический пепел разлетается на несколько километров и образует слой, который может покрыть поверхность земли от 2 метров до нескольких тысяч метров.
У вулкана есть отверстие - жерло, из которого могут вырываться раскалённые газы, расплавленные камни и пепел. Иногда они вытекают из вулкана, а иногда взлетают в небо, словно вынесенным взрывом. Такой взрыв называется извержением. Лава, осколки горных пород, вулканический пепел образуют вокруг отверстия конус. Поэтому в результате извержения на суше могут образовываться горы, а в океане — острова.
Известны три типа вулканов, название которых говорят сами за себя, - действующий, спящий и потухший.
Действующим вулканом принято считать вулкан, извергавшийся в исторический период времени. Спящими считаются недействующие вулканы, на которых возможно извержение, а потухшими – на которых они маловероятны.
Наибольшую загадку представляют из-за своей непредсказуемости «спящие» вулканы. И хотя из 100 «спящих» вулканов «просыпаются» всего 3-4, они очень опасны внезапной возможностью возобновления своей деятельности. Типичным примером «спящих» вулканов на территории России являются вулканы Эльбрус и Казбек на Кавказе. Вследствие этого в этом регионе проводится большая работа по их изучению и возможных масштабов извержения. К настоящему времени лучше всего изучен самый высокий в Европе вулкан Эльбрус. Учитывая современные геологические данные, некоторые ученые считают, что спящий вулкан находиться на восходящей ветви развития. Возникает непростой вопрос, какой же он всё-таки, вулкан Эльбрус - действующий или потухший?
Глава 2.Вулкан Эльбрус: его история и особенности
Человека всегда привлекает что-то новое, таинственное и неизведанное. Любая гора таит в себе массу секретов. Эльбрус - не исключение. Сотни лет он привлекает к себе внимание людей. Он возвышается перед Главным Кавказским хребтом и располагается на границе Карачаево-Черкесской и Кабардино-Балкарской республик.
Эльбрус - самая высокая гора в России. Его западная вершина имеет высоту 5642 метра, а восточная 5621 метр над уровнем моря.
По-кабардински Эльбрус - "Ошхамахо", по-балкарски - "Минги-тау". Общая площадь покрывающих его ледников составляет более 120 квадратных километров.
Эльбрус когда-то был вулканом, но сейчас он не действует. О его вулканическом происхождении лишь иногда напоминает легкий запах сернистых испарений в районе вершины. До высоты 3500 метров склоны Эльбруса покрывают многочисленные базальтовые осыпи.
Эльбрус не зря называют арктической вершиной мира. Снег находится и не покидает склоны вершин на протяжении всего года. Климат здесь очень суровый, особенно в межсезонье (весна, осень). Порывы ветра в этот период могут достигать до 100 км/ч., а температура воздуха снижается до -30˚С.
Существует несколько легенд, происхождение которых, связывают с вулканом Эльбрус. К наиболее древним можно отнести следующие придания:
Эльбрус стал первым увиденным сухим клочком земли, который встретил Ной после всемирного потопа на своем челне. По преданию, корабль ударился о вершину горы и расколол ее надвое;
к одной из скал вулкана был прикован Прометей, принесший людям огонь;
от Эльбруса отправился Ясон в путешествие на поиски Золотого руна;
по преданию, Эльбрус был богатым и знатным князем. Он, убив свою любимую дочь Машук, сбежавшую из дома с любимым человеком по имени Бештау, превратился от горя в каменную глыбу;
перед восхождением на Эльбрус, великий полководец Тамерлан, совершил ритуальную молитву. После этого похода, его войско не знало поражения.
Еще до нашей эры о вершине писал Геродот. У народов Ближнего Востока и Кавказа об Эльбрусе сложено много песен и легенд. Первое письменное упоминание об Эльбрусе сделал персидский историк XIV в. Шериф-ад-Дни Иезди в «Книге побед».
Александр Сергеевич Пушкин в своем произведении «Кавказский пленник» писал:
Престолы вечные снегов,
Очам казались их вершины
Недвижной цепью облаков,
И в их кругу колосс двуглавый,
В венце блистая ледяном,
Эльбрус огромный, величавый,
Белел на небе голубом.
Михаил Юрьевич Лермонтов ни разу не упомянул в стихотворной фразе имя Эльбрус, однако написал свою знаменитую картину – "Эльбрус на восходе солнца", которая открывает истинную красоту этой величественной вершины, манящей к себе людей.
Эльбрус – начало альпинистской истории России. Именно с покорения этой вершины во время экспедиции, организованной генералом Эммануэлем в 1829, году началась альпинистская история России. Генерал убедил царское правительство в необходимости проведения экспедиции Российской Академии наук для исследования и покорения Эльбруса, в 1829 году он её и возглавил. Базовый лагерь был установлен на высоте 2600 м на поляне у одного из минеральных источников. Эта поляна теперь носит название – Поляна Эммануэля. На одном из камней поляны, на которой располагался лагерем экспедиционный отряд, была высечена памятная надпись «1829 года съ 8 по 11 Июля лагерь под командою Генералъ от Кавалерии Емануель».
Происхождение Эльбруса отличается от возникновения горного массива Кавказских гор. Кавказская гряда возникла более пяти миллионов лет назад. Ее структура имеет складчатый характер. Сам вулкан возник и сформировался значительно позднее – около одного миллиона лет назад. В земной коре произошли сложные и длительные геологические процессы. В результате – изначально образовалась западная вершина, а потом, у бокового кратера с восточной стороны, начала образовываться вторая вершина. Начало его жизнедеятельности – 2,5 миллиона лет назад в период неогена. 800 лет назад произошло обрушение горных пород под своим весом.
Последнее крупное извержение произошло в 50 году нашей эры (около 120000 лет назад). Более слабое извержение – наблюдалось приблизительно 900 лет назад. Силу извержения можно сопоставить с извержением другого вулкана современности – Везувия. Пепел вулканического происхождения обнаруживается, и по сей день, на значительном удалении от Эльбруса (гора Машук, расстояние до 90 километров).
В истории вулкана можно насчитать до десяти периодов возникновения и размыва конуса. Места извержения все время меняли свою дислокацию. Скалы Хотю-Тау-Азау, расположенные на юго-западных склонах, являются самыми древними кратерами. А современные, западная и восточная вершины – самые молодые из существующих.
Вулканическая деятельность Эльбруса считается прекращенной около 2500 лет назад. Хотя, существуют географические карты 16 столетия, где гора изображена в виде огнедышащего вулкана.
Первые научные исследования вулкана начались в XIX веке, и продолжаются, по сей день. Учеными выдвинуто предположение, что потухший Эльбрус является «спящим» вулканом.
Глава 3. Современное состояние вулкана Эльбрус, и чем грозит Земле возможное извержение
Эльбрус — стратовулкан на Кавказе — самая высокая горная вершина России и Европы, входящая в список высочайших вершин планеты "Семь вершин".
Эльбрус отличается особенным темпераментом. Расположен он у истоков реки Кубань, диаметр основания примерно 15-18 км. С северной частью горной системы Большого Кавказа он связан через Боковой Хребет. Этот знаменитый «пятитысячник» не спутать ни с одним другим: его вершина состоит из двух пиков примерно равной высоты. Восточная вершина расположена на высоте 5621 м над уровнем моря, а западная еще выше 5642 м.
Мало где на Земле сохранились вулканы, имеющие такую же красивую, «классическую» конусовидную форму, как этот. Обычно кратеры очень быстро подвергаются процессам эрозии и всевозможным разрушениям. Картинную форму Эльбруса сохранила его мантия из снега и льда, которые не тают даже летом, за что «белую шапку» вулкана прозвали Малой Антарктидой.
Эльбрус считается угасшим вулканом. Но по геологическим меркам это молодой очаг вулканической деятельности. Ну что такое для истории Земли какие-то 1,5-2 миллиона лет? Геологические часы идут в другом ритме. Он просто мальчишка Северного Кавказа.
По мнению некоторых учёных, результаты обширного комплекса исследований, проведённых с начала 2000-х годов Институтом физики им. Ю.М. Шмидта РАН, Геологическим институтом, Геофизической службой РАН, Владикавказским научным центром РАН и РСО-А, МГУ им. М. В. Ломоносова и другими, позволяют сделать вывод, что вулканическая активность Эльбруса нарастает. Существуют предпосылки возникновения нового извержения уже в XXI веке. К ним можно отнести следующие факты:
в 2006 году на восточных склонах произошло обнажение скал (лед растаял, а скалы покрылись мхом и лишайником на высоте 5600 метров при температуре воздуха -20˚С);
на западной вершине, на месте образования мхов, температура поверхности земли достигла +21˚С, тогда как окружающая температура воздуха достигала отметки -20˚С;
в 2007 году в районе приюта «Бочки» образовалось маленькое незамерзающее озерцо (датчики температур, установленные учеными-исследователями, показывают постоянное прогревание поверхности);
в этот же период времени было установлено повышение сейсмической активности в районе вулкана («спусковой крючок» для извержений);
с 2007 года на Эльбрусе появляются столбы свечения – причиной послужила дегазация;
в 2012 году, свечение наблюдалось над ледником Азау, который имеет высоту всего 2300 метров над уровнем моря;
учеными подтверждено значительное ускорение таяния ледников (обнаружены горные породы, которые образовались в результате подвижки магмы);
происходит выделение сернокислых и хлористых газов на восточных склонах вулкана;
температура в термальных источниках «Горячий Нарзан» достигла 52-60˚С (магматический очаг вулкана находится на расстоянии до 6 км от поверхности земли).
С середины августа 2017-го грязевая лавина трижды обрушивалась на горные районы Кабардино-Балкарии. Последняя, и самая мощная, сошла в Приэльбрусье в ущелье Адыл-Су 1 сентября того же года.
Мониторинг сейсмической и вулканической активности ведется учеными постоянно.
1 апреля 2019 года туристов и местных жителей испугали информацией о проснувшемся вулкане Эльбрус. Сообщение было написано настолько грамотно, что большинство людей поверило в его правдивость и испугалось извержения. Фейковая информация стала распространяться в социальных сетях через WhatsApp, а потом и в «ВКонтакте» и Instagram. Ученые Высокогорного геофизического института Кабардино-Балкарии выступили с официальным опровержением информации о якобы проснувшемся вулкане Эльбрус. По их словам, Эльбрус - спящий вулкан. Это - известный научный факт, но сейчас никаких реальных предпосылок к его пробуждению нет.
Любой проснувшийся вулкан Кавказа может вызвать цепную реакцию у соседних вулканов. С учетом того, что из всех вулканов сейсмическую активность проявляет Эльбрус, то ученые предполагают следующий вариант развития событий.
При извержении вулкана Эльбрус, мощные взрывы создадут толчок для движения раскаленной магмы, которая начнет плавить тысячелетние ледники, которые повлекут грандиозные селевые потоки. Напомним, что со склонов Эльбруса стекают 23 ледника, общая площадь которых, за последние сто лет сократилась на 18% и составляет 134 км². Наибольшие из них Большой и Малый Азау, Терскоп, Кюкюртлю, Ирик. Максимальная длина Эльбрусских ледников 6—9 км.
Сход вулканогенного селя с восточного склона, распространится на 50 километров до города Тырныауз. А с учетом того, что Ледники Эльбруса, имеющих общую площадь 139 квадратных метров при средней толщине 60-80 метров, питают три наиболее крупные реки Кавказа и Ставрополья: Баксан, Малку и Кубань, произойдет резкий подъем уровня кавказских рек, таких как Баксан, Малка, Кубань, Терек, Подкумок и Кума, вызовет небывалые наводнения. По каньонообразным долинам Кубани, Малки и Баксана пойдут валы высотой в десятки метров, обладающие чудовищной разрушительной силой.
Эльбрус накопил на своих флангах столько льда, что от оползней могут пострадать Абхазия, Грузия, Владикавказ, Ставрополь и другие районы, простирающиеся в речных долинах. Тонны пепла покроют собой огромные территории. Раскаленная магма может достигнуть даже Черноморского побережья Кавказа.
По утверждению начальника Управления по недропользованию Карачаево-Черкесской Республики Ю.В.Карнауха, извержения вулканов не происходят внезапно, как землетрясения. В их недрах происходят процессы, готовящие извержение. При организации регулярного мониторинга изменений геофизических полей вокруг Эльбруса, можно надежно заблаговременно предсказать извержение.
Заключение
И так, проанализировав исторические данные об извержениях вулкана, Эльбрус и данные которые были представлены современными учеными о состоянии вулкана Эльбрус в наши дни, мы можем сделать вывод, что вероятность катастрофического извержения в современный период очень велика. Если проанализировать цепочку извержений Эльбруса, то можно обратить внимание на цикличность, позволяющую ориентировочно предсказать время следующего извержения.
"Чем длиннее у вулкана период покоя, тем сильнее он будет извергаться в будущем, - говорит кандидат геолого-минералогических наук, сотрудник геологического факультета МГУ Анатолий Гурбанов, - а следы катаклизмов прошлого можно увидеть на обширной территории и по сей день".
Сегодня дверца огненной топки Эльбруса закрыта. Но под огромной горой еще клокочет расплавленная магма. По сообщениям СМИ, недавно ученые Московского госуниверситета обнаружили на вершине Эльбруса, на высоте 5600 метров, колонии зеленых мхов. Температура почвы в этом месте поднимается до плюс 20 градусов, в то время как окружающий воздух остывает до минус 20. Кроме того зафиксированы выбросы фумарольных газов с характерным запахом сероводорода. Эти симптомы «пробуждения» вулкана игнорировать нельзя, однако и преувеличивать опасность, сеять панику не стоит. Не только в нашей стране, но и в мире до сих пор нет надежных методов выявления предстоящих землетрясений и извержений вулканов. Поэтому те признаки, что заметили ученые на Эльбрусе, возможно, еще многие годы, а то и десятилетия не получат никакого развития.
Учённым и властям России следует быть начеку и разработать стратегию эвакуации и спасения населения перед возможным извержением.
Но все-таки, несмотря на вероятные опасности, потухший Эльбрус каждый год притягивает многочисленных туристов и альпинистов. И кто знает, может это последние годы, в которые можно полюбоваться на «спящий» красавец Эльбрус. Действующие вулканы по-своему притягательны. Эльбрус проснется и вновь потрясет нас невиданной красотой.
Список литературы и интернет источники
Литература:
1.Апродов В.А. Вулканы. - М.: Мысль, 1982. Мархинин Е.К. Вулканизм. - М.: Недра, 1985.
2.Большая детская энциклопедия (ред. Рыльникова Н.). – М.: Махаон, 2007.
3.Гниловский В. Занимательное краеведение.- Ставропольское книжное издательство, 1974.
4.Гориславский И. А., Зюзин С. А., Хаширов А. В. Первосхождение на Эльбрус.- Издательство.: М.и В. Котляровы, г. Нальчик, 2007.
5.Новая детская энциклопедия (пер.санг.Н.С.Ляпковой, С.В.Морозова, В.В.Плешева и др.). - М.: РОСМЭН-ПРЕСС, 2013. - 320с.
6.Савельева В.В., Магомедов К.А. География ставропольского края.- Ставропольское книжное издательство, 1987.
7.Универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи: Древо Познания – М.: МС ИСТ ЛИМИТЕД, 2003. - 335с.
Интернет ресурсы:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Эльбрус
http://ecology-of.ru/vulkany/elbrus/
https://www.bvn.ru/blog/dva-kamnya-s-vershini-elbrusa
https://geocenter.info/article/sejsmicheskaja-aktivnost-vulkana-elbrus
http://vulkania.ru/vulkanyi/vulkanyi-rossii/vulkan-elbrus.html
https://awesomeworld.ru/prirodnye-yavleniya/opisanie-vulkana-elbrus.html
https://www.syl.ru/article/369841/kakoy-vulkan-elbrus---deystvuyuschiy-ili-potuhshiy-gde-on-nahoditsya
Приложение1.
Поездка с одноклассниками в Приэльбрусье.
Макет «Водружение советского флага над Эльбрусом13-17 февраля 1943 года советскими бойцами-альпинистами»