Czym jest wulkan i dlaczego wybucha. Wulkany – jak powstają, dlaczego wybuchają i dlaczego są niebezpieczne i przydatne

Nasza planeta Ziemia przypomina jajko: na wierzchu znajduje się cienka twarda skorupa - skorupa Ziemska, pod nim jest lepka warstwa gorąca szaty, a w środku - solidny rdzeń. Skorupa ziemska nazywa się litosfera, co po grecku oznacza „kamienną muszlę”. Grubość litosfery wynosi średnio około 1% promienia kuli ziemskiej. Na lądzie ma 70-80 kilometrów, a w głębinach oceanów może mieć tylko 20 kilometrów.

Temperatura płaszcza to tysiące stopni. Bliżej jądra temperatura płaszcza jest wyższa, bliżej skorupy jest niższa. Ze względu na różnicę temperatur substancja płaszcza jest mieszana: masy gorące unoszą się, a masy zimne opadają (tak jak gotowanie wody w garnku lub czajniku, ale dzieje się to tylko tysiąc razy wolniej). Płaszcz, wprawdzie rozgrzany do ogromnych temperatur, ale ze względu na kolosalne ciśnienie w centrum Ziemi nie jest płynny, ale lepki, jak bardzo gęsta żywica. Litosfera jakby unosi się w lepkim płaszczu, lekko zanurzona w niej pod ciężarem własnego ciężaru.

Sięgając do dna litosfery, stygnąca masa płaszcza przez pewien czas porusza się poziomo wzdłuż „skorupy” z litego kamienia, ale potem, po ochłodzeniu, ponownie opada w kierunku środka Ziemi. Podczas gdy płaszcz porusza się po litosferze, kawałki skorupy ziemskiej (płyty litosferyczne) poruszają się z nim, chcąc nie chcąc, podczas gdy poszczególne części kamiennej mozaiki zderzają się i pełzają jedna na drugiej.

Część płyty, która znajdowała się poniżej (po której wpełzła inna płyta) stopniowo zapada się w płaszcz i zaczyna się topić. Tak to powstaje magma - gęsta masa stopionych skał z gazami i parą wodną. Magma jest lżejsza niż otaczające ją skały, więc powoli unosi się na powierzchnię i gromadzi w tak zwanych komorach magmowych. Znajdują się one najczęściej na linii kolizji płyt.

Magma jest bardziej płynna niż płaszcz, ale wciąż dość gęsta. W tłumaczeniu z greckiego „magma” oznacza „gęstą pastę” lub „ciasto”.

Zachowanie rozgrzanej do czerwoności magmy w komorze magmowej naprawdę przypomina ciasto drożdżowe: magma zwiększa swoją objętość, zajmuje całą wolną przestrzeń i unosi się z głębi Ziemi wzdłuż szczelin, próbując się uwolnić. Gdy ciasto unosi wieko rondla i wypływa poza krawędź, tak magma przebija się przez skorupę ziemską w najsłabszych miejscach i wydostaje się na powierzchnię. To jest erupcja wulkanu.

Erupcja wulkanu jest spowodowana odgazowywanie magma, czyli uwalnianie z niej gazów. Wszyscy znają proces odgazowania: jeśli ostrożnie otworzysz butelkę z napojem gazowanym (lemoniada, coca-cola, kwas chlebowy lub szampan), słychać bawełnę, a z butelki wydobywa się dym, a czasem piana - to gaz wydobywający się napój (czyli jest odgazowany) . Jeśli butelka szampana zostanie wstrząśnięta lub podgrzana przed otwarciem, ucieknie z niej potężny strumień i nie da się utrzymać tego procesu. A jeśli butelka nie jest szczelnie zamknięta, to ten strumień może sam wybić korek z butelki.

Lawa podczas erupcji wulkanu

Magma w komorze magmowej jest pod ciśnieniem, tak jak napoje gazowane w zamkniętej butelce. W miejscu, gdzie skorupa ziemska okazała się „luźno zamknięta”, z wnętrzności Ziemi może wydostać się magma, wybijając „korek” wulkanu, a im silniejszy był „korek”, tym silniejsza erupcja wulkanu będzie. Unosząc się, magma traci gazy i parę wodną i zamienia się w lawa- magma zubożona w gazy.

W przeciwieństwie do napojów gazowanych, gazy uwalniane podczas erupcji wulkanu są palne, więc zapalają się i eksplodują w otworze wylotowym wulkanu. Siła wybuchu wulkanu może być tak potężna, że ​​po erupcji w miejscu góry pozostaje ogromny „lej” ( kaldera), a jeśli erupcja będzie trwała, w tej wnęce zacznie rosnąć nowy wulkan.

Zdarza się jednak, że magmie udaje się znaleźć łatwe wyjście na powierzchnię Ziemi, wtedy lawa wypływa z wulkanów bez żadnych eksplozji. Tak wrząca owsianka, bulgocząca, przelewa się przez krawędź patelni. Ten typ wybucha na przykład wulkanów na Wyspach Hawajskich. Magma nie zawsze ma dość siły, by wypłynąć na powierzchnię, a potem powoli krzepnie na głębokości. W tym przypadku wulkan w ogóle się nie tworzy.

Jak w ogóle działa wulkan?

Kiedy „zawór” w Ziemi się otwiera (korek wulkanu zostaje wybity), ciśnienie w górnej części komory magmowej gwałtownie spada. Poniżej, gdzie ciśnienie jest nadal wysokie, rozpuszczone gazy nadal są częścią magmy. W kraterze wulkanu bąbelki gazu zaczynają już wynurzać się z magmy: im wyżej, tym więcej; te lekkie „balony” unoszą się i niosą ze sobą lepką magmę. Już blisko powierzchni tworzy się ciągła pienista masa (utwardzona piana z kamienia wulkanicznego jest jeszcze lżejsza od wody - to wiadomo wszystkim pumeks). Odgazowanie magmy kończy się na powierzchni, gdzie uwalniając się zamienia się w lawę, popiół, gorące gazy, parę wodną i odłamki skalne.

Po szybkim procesie odgazowania ciśnienie w komorze magmowej spada, a erupcja wulkanu ustaje. Krater wulkanu jest zamknięty zastygłą lawą, ale czasami niezbyt mocno: w komorze magmowej pozostaje wystarczająco dużo ciepła, aby gazy wulkaniczne mogły wydostać się na powierzchnię przez pęknięcia ( fumarole) lub strumienie wrzącej wody ( gejzery). W takim przypadku wulkan nadal jest uważany za aktywny. W każdej chwili w komorze magmowej może zgromadzić się duża ilość magmy, a wtedy proces erupcji rozpocznie się od nowa.

Zdarzają się przypadki erupcji wulkanów milczących przez 300, 500 i 800 lat. Wulkany, które przynajmniej raz wybuchły w ludzkiej pamięci (i mogą zacząć się od nowa), nazywane są spanie.

Wygasłe (lub starożytne) wulkany to te, które były aktywne w odległej przeszłości geologicznej. Na przykład stolica Szkocji, miasto Edynburg, stoi na starożytnym wulkanie, który wybuchł ponad 300 milionów lat temu (wtedy nie było dinozaurów).

Podsumowując

W wyniku ruchu płyt litosferycznych mogą powstać komory magmowe. Jeśli płynna magma wybuchnie na powierzchnię Ziemi, rozpocznie się erupcja wulkanu. Często erupcji wulkanu towarzyszą potężne eksplozje, spowodowane jest to odgazowaniem magmy i wybuchem gazów palnych. Wulkan zasypia, jeśli dopływ nowych porcji magmy z komory magmowej ustanie, ale może się obudzić (ożyć), jeśli ruch płyt będzie kontynuowany, a komora magmowa zostanie ponownie napełniona. Wulkany całkowicie wygasają, jeśli ruch płyt w okolicy ustanie.

Schemat erupcji wulkanu

Kiedy wulkan budzi się i zaczyna wyrzucać strumienie gorącej lawy, następuje jedno z najbardziej niesamowitych zjawisk naturalnych. Dzieje się tak, gdy w skorupie ziemskiej znajduje się dziura, pęknięcie lub słaby punkt. Stopiona skała, zwana magmą, wznosi się z głębi Ziemi, gdzie panują niewiarygodnie wysokie temperatury i ciśnienia, na jej powierzchnię. Uciekająca magma nazywana jest lawą. Lawa chłodzi, twardnieje i tworzy skały wulkaniczne lub magmowe. Czasami lawa jest płynna i płynna. Wypływa z wulkanu jak wrzący syrop i rozlewa się na dużym obszarze. Kiedy taka lawa ochładza się, tworzy solidną skałę zwaną bazaltem. Podczas kolejnej erupcji grubość pokrywy zwiększa się, a każda nowa warstwa lawy może sięgać 10 m. Takie wulkany nazywane są liniowymi lub szczelinowymi, a ich erupcje są spokojne.

Podczas wybuchowych erupcji lawa jest gęsta i lepka. Wylewa się powoli i twardnieje w pobliżu krateru wulkanu. Wraz z okresowymi erupcjami tego typu wulkanu powstaje wysoka stożkowata góra o stromych zboczach, tzw. stratowulkan.

Temperatura lawy może przekroczyć 1000 °C. Niektóre wulkany wyrzucają chmury popiołu, które unoszą się wysoko w powietrze. Popiół może osiąść w pobliżu wylotu wulkanu, a wtedy pojawia się stożek popiołu. Wybuchowa moc niektórych wulkanów jest tak wielka, że ​​wyrzucane są ogromne bloki lawy wielkości domu. Te „bomby wulkaniczne” spadają w pobliżu wulkanu.

Wzdłuż całego grzbietu środkowego oceanu lawa sączy się na dno oceanu z wielu aktywnych wulkanów, wznoszących się z płaszcza. Z głębinowych kominów hydrotermalnych zlokalizowanych w pobliżu wulkanów biją bąbelki gazu i gorące wody z rozpuszczonymi w nich minerałami

Aktywny wulkan regularnie wybucha lawą, popiołem, dymem i innymi produktami. Jeśli nie ma erupcji przez wiele lat, a nawet wieków, ale w zasadzie może się zdarzyć, taki wulkan nazywamy uśpionym. Jeśli wulkan nie wybuchł przez dziesiątki tysięcy lat, uważa się go za wymarły. Niektóre wulkany wyrzucają gazy i strumienie lawy. Inne erupcje są bardziej gwałtowne i wytwarzają ogromne chmury popiołu. Najczęściej lawa powoli wypływa na powierzchnię Ziemi przez długi czas i nie dochodzi do wybuchów. Wylewa się z długich pęknięć w skorupie ziemskiej i rozprzestrzenia się, tworząc pola lawy.

Gdzie wybuchają wulkany?

Większość wulkanów znajduje się na krawędziach gigantycznych płyt litosferycznych. Szczególnie dużo wulkanów znajduje się w strefie subdukcji, gdzie jedna płyta zanurza się pod drugą. Kiedy dolna płyta topi się w płaszczu, zawarte w niej gazy i niskotopliwe skały „wrzą” i pod ogromnym ciśnieniem przebijają się w górę przez szczeliny, powodując erupcje.

Typowe dla lądu wulkany w kształcie stożka wyglądają na ogromne i potężne. Stanowią jednak mniej niż jedną setną całej aktywności wulkanicznej Ziemi. Większość magmy wypływa na powierzchnię głęboko pod wodą przez szczeliny w grzbietach śródoceanicznych. Jeśli podwodne wulkany wyrzucają wystarczająco dużo lawy, ich szczyty sięgają powierzchni wody i stają się wyspami. Przykładami są Wyspy Hawajskie na Pacyfiku czy Wyspy Kanaryjskie na Atlantyku.

Woda deszczowa może przedostawać się przez szczeliny w skale do głębszych warstw, gdzie jest ogrzewana przez magmę. Woda ta ponownie wypływa na powierzchnię w postaci fontanny pary, rozpylonej i gorącej wody. Taka fontanna nazywana jest gejzerem.

Santorini była wyspą z uśpionym wulkanem. Nagle potworna eksplozja zniszczyła szczyt wulkanu. Eksplozje następowały dzień po dniu, gdy woda morska wchodziła do ujścia roztopionej magmy. Ostatnia eksplozja prawie zniszczyła wyspę. Wszystko, co z niego pozostało, to pierścień małych wysepek.

Największe erupcje wulkanów

• 1450 pne np. Santorini, Grecja. Największa wybuchowa erupcja starożytności.
• 79, Wezuwiusz, Włochy. Opisany przez Pliniusza Młodszego. Pliniusz Starszy zginął podczas erupcji.
• 1815, Tambora, Indonezja. Ponad 90 000 ofiar śmiertelnych.
• 1883, Krakatua, Jawa. Ryk słychać było przez 5000 km.
• 1980, St. Helens, USA. Erupcja została sfilmowana.

Każdy z nas dużo słyszał o wulkanach, ktoś miał nawet szczęście odwiedzić któryś z nich, ale większość z nas ma bardzo powierzchowne wyobrażenie o tym, czym jest wulkan, jaka jest jego natura, jak powstają i co ich natura jest. O tym, czym są wulkany, czym są, do czego służą - wszystko o wulkanach znajdziesz w tym artykule poniżej.

Czym jest wulkan?

Zasadniczo wulkan to dziura w skorupie ziemskiej. Kiedy wulkan wybucha z wnętrzności Ziemi, bardzo gorące stopione skały są wyrzucane na powierzchnię przez ten otwór. Często aktywne wulkany nazywane są aktywnymi wulkanami. Wulkany, które mogą stać się aktywne w przyszłości, nazywane są uśpionymi. Wygasły wulkan to wulkan, którego aktywność ustała na zawsze.

Gdzie znajdują się wulkany?

Na świecie jest około 840 aktywnych wulkanów. Zwykle jest tylko 20-30 erupcji rocznie. Większość wulkanów znajduje się w pobliżu krawędzi gigantycznych płyt, które tworzą zewnętrzne warstwy Ziemi. Na świecie co 30 sekund dochodzi do trzęsień ziemi i tylko kilka z nich stanowi realne zagrożenie.

Struktura wulkanu

Tym, którzy chcą wiedzieć, z czego składa się wulkan, radzimy szczegółowo i dokładnie przestudiować następujące obrazy:

Jaki jest największy wulkan na świecie?

Największym wulkanem na świecie jest Mauna Loa na Hawajach w USA, którego kopuła ma 120 km długości i 50 km szerokości. Loihi Volcano to aktywny wulkan u wybrzeży Hawajów. Zanurza się pod wodę na odległość 900 m i wynurzy się na powierzchnię w okresie od 10 tys. do 100 tys. lat. Możesz zobaczyć ten wulkan na poniższym zdjęciu:

Czym są fale prędkości?

Fale o dużej prędkości to głębokie fale sejsmiczne rozchodzące się po ziemi z prędkością 18 tys. km/h. Są znacznie szybsze niż dźwięk.

Jaka jest największa powódź lawy?

W Islandii w 1783 r. doszło do bardzo silnej erupcji szczelinowej. W tym samym czasie rozgrzana do czerwoności masa rozprzestrzeniła się na dystansie 65-70 km.

Kiedy ludzie chodzili po morzu?

Wulkan Kat-mai na Alasce w USA w 1912 roku eksplodował tak dużą ilością pływającego pumeksu, że ludzie chodzili po tym morzu.

Ile aktywnych wulkanów jest na ziemi?

Obecnie na lądzie znajduje się około 1300 aktywnych wulkanów. Pod wodą też jest ich wiele, ale ich liczba waha się, gdy jedne przestają działać, a inne powstają. Każdy uśpiony wulkan może niespodziewanie wybuchnąć. Dlatego aktywne są te wulkany, które działały przynajmniej raz w ciągu ostatnich 10 tysięcy lat.

Co to jest erupcja wulkanu?

Erupcje wulkanów to seria eksplozji przypominających armaty. Utrzymują się w odstępach godzin i minut i powstają w wyniku nagromadzenia dużej ilości gazu pod zatyczką lawy. Podczas takich erupcji mogą odlecieć fragmenty krateru, których rozmiar może osiągnąć wielkość autobusu.

Co to jest erupcja Pliniusza?

Kiedy rozgrzana do czerwoności magma jest nasycona gazem i wypełnia wulkan, jej usta eksplodują, wyrzucając prędkość dwukrotnie większą niż prędkość dźwięku. Erupcja jest tak silna, że ​​magma rozpada się na drobne kawałki i za kilka godzin ziemia może znaleźć się pod warstwą popiołu. Erupcja Wezuwiusza w 79 roku miała ten sam charakter. W tym samym czasie rzymski pisarz Pliniusz nie mógł uciec, dlatego ten rodzaj erupcji nazywa się Pliniuszem.

Co to jest erupcja stombolityczna?

Jeśli magma jest wystarczająco płynna, nad jeziorem lawy w kraterze wulkanu może uformować się skorupa. W tym samym czasie pojawiają się duże bąbelki gazu i eksplodują skorupę, wyrzucając bomby wulkaniczne z na wpół stopionej lawy i fragmentów skał lawowych. Ten rodzaj erupcji nazywa się Strombolian z włoskiej wulkanicznej wyspy Stromboli.

Jaka była najpotężniejsza erupcja wulkanu?

Najpotężniejsza erupcja wulkanu miała miejsce około 20 tysięcy lat temu, kiedy na wyspie Sumatra w Indonezji szalał wulkan Toba. W jej centrum powstał krater o długości 100 km, a pozostała część wyspy została zasypana warstwą skał wulkanicznych o grubości ponad 300 m.

Dlaczego Pompeje umarły?

Przez całą historię ludzkości wulkany były niebezpieczne dla ludzi żyjących obok nich. W 79 roku rzymskie Pompeje zostały zrównane z ziemią przez wybuch wulkanu Wezuwiusz. Nawet obecnie najsilniejsze erupcje mogą zaszkodzić ludziom.

Kiedy powstała legenda o Atlantydzie?

Około 1645 pne. mi. eksplodowała grecka wyspa Santorini. W rezultacie cywilizacja minojska została zniszczona. Ten fakt był początkiem legendy o zaginionej Atlantydzie na stałym lądzie.

Przydatne informacje o wulkanach, gejzerach, zdjęcia wulkanów

Najbardziej niebezpieczne i nieprzewidywalne obiekty na powierzchni ziemi to wulkany- formacje geologiczne powstające nad szczelinami w skorupie ziemskiej, przez które wybucha gorąca magma, spalając całe życie na swojej drodze, gorące gazy i fragmenty skał.

Jednocześnie wulkany dzielą się na aktywny, uśpiony i wymarły. Wybuchająca magma nazywana jest lawą. Czasami powoli wylewa się ze szczelin, a czasami wulkan wybucha z gwałtowną eksplozją pary, popiołu, pyłu i popiołu wulkanicznego. To właśnie te procesy prowadzą do konsekwencji, które nie przynoszą korzyści ludziom. Dzisiejszy człowiek nie ma żadnych środków, by oprzeć się erupcji wulkanu, z wyjątkiem ucieczki.

Czym są przepływy piroklastyczne? Odsłonięty otwór wulkaniczny rozbija skały i tworzy kolosalną ilość gruzu, popiołu i pumeksu - materiałów piroklastycznych. Podczas erupcji jako pierwsze unoszą się wzdłuż otworu wentylacyjnego. Gdy dziura się rozszerza, magma zaczyna się z niej wylewać. Jednocześnie chmura piroklastyczna staje się tak gęsta, że ​​nie może zmieszać się z powietrzem, aby się unieść. Z tego powodu wypływa gorącymi lawinami - piroklastycznymi strumieniami, które poruszają się z ogromną prędkością, sięgając 200 km/h. Mogą pokryć duże obszary produktami erupcji.

Czym są wulkany?

Tam, gdzie płyty tektoniczne się rozchodzą, magma przepływa przez pęknięcia, tworząc wulkany szczelinowe. Powstaje szybko zestalona gęsta lawa wulkany kopcowe. Podczas potężnych erupcji wulkanicznych w kraterze osadza się kaldera. Często wpływa do niego woda, a następnie tworzy się jezioro. Najbardziej szczegółowe są stratowulkany, które są układane kolejno z warstw lawy i popiołu.

Lawa wybuchająca z wulkanów ogniskowych i szczelinowych jest zwykle płynna. Podczas ochładzania tworzy skały bazaltowe, takie jak bazalt, gabro i doleryt. Na miejscu staje się skałami, takimi jak andezyt, trachyt i ryolit.

Formacje podczas erupcji wulkanicznych

Kolumny bazaltowe. Gęsty strumień płynnej lawy po zestaleniu może rozbić się na sześciokątne kolumny bazaltowe, przypominające te, które stoją przy Wielkiej Tamie w Irlandii Północnej.

Lawa Pahoehoe. Czasami skały na powierzchni szybko zestalają się, tworząc cienką skorupę na wciąż lepkiej i rozgrzanej do czerwoności lawie. Jeśli skorupa ma grubość kilku centymetrów, to ochładza się do tego stopnia, że ​​można po niej chodzić. Jeśli jednak lawa nadal płynie, skorupa zaczyna się marszczyć. Hawajczycy nazywali tę lawę „pahoehoe”, co oznacza „falistą”.

Lawa ach. Jeśli lawa szybko zestala się w szorstką masę, nazywa się to „aa”. Podczas podwodnych erupcji wulkanicznych, na przykład na grzbietach śródoceanicznych, woda natychmiast się ochładza i rozbija lawę na małe, gładkie cząstki, zwane „poduszkami”.

Ogniskowe wulkany. Większość wulkanów leży na granicach skorupy ziemskiej, ponieważ znajdują się nad pojedynczym nagromadzeniem magmy wypływającym na powierzchnię. Nawet gdy płyta się porusza, takie ognisko nadal pozostaje na swoim miejscu, paląc się i przepalając je w różnych punktach, tworząc łańcuch wulkanów.

Jaką lawę mogą mieć wulkany?

Wulkany mogą wyrzucać dwa rodzaje lawy: lawa I falująca lawa.

Aa-lawa jest gęstsza i petryfikuje ostrymi fragmentami skał – żużlem wulkanicznym.

Lawa falista jest lawą bardziej płynną i gazową. Gdy twardnieje, tworzy skały o gładkiej powierzchni, a czasem spływa, tworząc długie stalaktyty. Chmury popiołu wulkanicznego to proszek lawy.

Jak pojawiają się gejzery?

Gorące źródła i gejzery powstają z wrzącej magmy. Gdy wycieka, woda deszczowa przenika pod ziemię i zderza się z gorącą magmą. Pod wpływem ciśnienia jego temperatura może wzrosnąć, a następnie magma ponownie się podniesie. Jeśli gorąca woda podczas wznoszenia miesza się z zimną, wypływa na powierzchnię w postaci gorącego źródła. Jeśli po drodze zderzy się z przeszkodą, to pozostaje pod ciśnieniem, a następnie rozpryskuje się silnym strumieniem zwanym gejzerem.

Siła erupcji

Poszczególne wulkany mogą eksplodować silniej niż bomba atomowa. Z reguły dzieje się tak, gdy magma zgęstniała i stała się tak lepka, że ​​zatkała ujście wulkanu. Wewnątrz ciśnienie stopniowo wzrasta, aż magma wybije taką zatyczkę. Siłę erupcji często mierzy się ilością popiołu, który został wyrzucony w powietrze. Kiedy magma spływa pod ziemią, dzięki skałom, przybiera różne formy. Zazwyczaj płynąca magma wpada do pęknięć w skałach, proces zwany intruzją spółgłosek. W tym przypadku powstają skały w kształcie spodka, takie jak lopolity, soczewkowate - fakolity, lub płaskie warstwy - parapety. Lepka magma może naciskać na skałę z taką siłą, że pojawiają się pęknięcia, proces zwany wtargnięciem niezgodności.

Prognoza erupcji. Jak prawdziwe?

Przewidywanie czasu przebudzenia wulkanu jest niezwykle trudne. Erupcje na Hawajach są dość spokojne, częste i stosunkowo przewidywalne, ale większość klęsk żywiołowych jest trudna do przewidzenia. Miernik przechyłu służy jako jeden ze środków do określenia zbliżającej się erupcji. Jest to urządzenie do określania stromości zboczy wulkanu. Jeśli wzrośnie, magma w środku wulkanu pęcznieje i może nastąpić erupcja. Należy jednak pamiętać, że takie zmiany są dokładne dopiero na krótko przed erupcją, przez co tego typu prognozowanie jest niezwykle niebezpieczne.

Ziemie położone u stóp wulkanów należą do najżyźniejszych obszarów naszej planety. A wszystko dlatego, że erupcje, które wywołuje wulkan, nasycają glebę ogromną ilością składników odżywczych i minerałów. Nawet jeśli wulkan od dawna spał i w żaden sposób się nie objawia, wiatr wiejący nad jego kamieniami niesie w różnych kierunkach substancje niezbędne dla ziemi.

Podobno dlatego ludzie nieustannie osiedlają się nie tylko u podnóża wulkanów, ale także na zboczach gór, nie zwracając najmniejszej uwagi na występujące okresowo w regionie wstrząsy. I zupełnie na próżno. Wszyscy znają smutny los mieszkańców Pompejów, którzy zginęli podczas słynnej erupcji Wezuwiusza prawie dwa tysiące lat temu. Tragedii można było uniknąć, gdyby choć trochę uwagi poświęcili częstszym trzęsieniom ziemi o sile piątej lub szóstej.

Skąd biorą się wulkany? Ziejące ogniem góry pojawiają się nad miejscami zderzenia płyt litosferycznych, w najsłabszych miejscach skorupy ziemskiej, przez które nasza planeta wyrzuca gorącą magmę, palne gazy i najróżnorodniejszy materiał wulkaniczny, który te góry następnie tworzą.

Jeśli chodzi o słowo „wulkan”, samo w sobie jest pochodzenia łacińskiego - tak miejscowi nazywali boga ognia w starożytnym Rzymie. Ciekawostką jest, że Etna jako pierwsza otrzymała taką nazwę (to właśnie tam, według miejscowych mieszkańców, znajdowała się kuźnia Wulkana).

Istnieją różne rodzaje wulkanów. Obecnie geolodzy liczą około półtora tysiąca aktywnych wulkanów na naszej planecie, nie licząc podwodnych. Jeśli chodzi o te ostatnie, około 20% ogólnej liczby wszystkich wulkanów na świecie, w tym wygasłych, znajduje się w głębinach oceanicznych i morskich. To im zawdzięczamy nowe obszary lądowe, czasem powstające w środku bezkresnego oceanu: po wybuchu podwodnych wulkanów ogromnej ilości lawy ich szczyty w końcu docierają do powierzchni oceanu i tworzą wyspy (np. hawajskie czy kanaryjskie).

Najwięcej wulkanów (dwie trzecie) znajduje się w tzw. Pacyficznym Pierścieniu Ognia, otaczającym krawędzie ogromnej płyty Pacyfiku, która jest w ciągłym ruchu i nieustannie zderza się z sąsiednimi płytami.

Rola wulkanów w życiu naszej planety

Nie da się zbagatelizować roli wulkanów w życiu naszej planety. Przede wszystkim dlatego, że gdyby nie oni, całkiem możliwe, że Ziemia nadal byłaby rozgrzaną kosmiczną kulą: to ziejące ogniem góry wyprowadzały kiedyś parę wodną z wnętrzności globu, ochładzając w ten sposób litosfera i atmosfera planety.

Według geologów pojedyncza erupcja ognistej góry na jednej z indonezyjskich wysp ponad 75 tysięcy lat temu pogrążyła całą naszą planetę w epoce lodowcowej, aw atmosferze utworzył się kwas siarkowy.

W całej historii globu aktywnie uczestniczyli w tworzeniu i niszczeniu różnych części ziemi. Na przykład całkiem niedawno, w 1963 roku, w pobliżu południowo-zachodniego wybrzeża Islandii, jeden z podziemnych wulkanów utworzył małą wyspę Surtsey o powierzchni 2,5 metra kwadratowego. km.

W odległej przeszłości (w XVI-XVII w. p.n.e.) inny podobny wulkan prawie całkowicie zniszczył wyspę Santorini (Morze Egejskie). W tym samym czasie decydującą rolę odegrał długo uśpiony wulkan, który nagle z niespodziewaną siłą zburzył wierzchołek góry i przez długie dni wypluwał lawę (aż prawie całkowicie zniszczył wyspę, niszcząc tym samym cywilizację minojską i powodując ogromną tsunami). Wszystko, co pozostało z wyspy po zakończeniu erupcji, to duża wyspa w kształcie półksiężyca z największą kalderą na świecie.

Jak działa wulkan

Zanim zrozumiesz ujście wulkanu i przyczyny erupcji wulkanu, musisz najpierw wyjaśnić sobie, jak wygląda nasza planeta w sekcji. Mówiąc prościej, w budowie przypomina trochę jajko, w środku którego, otoczony płaszczem i litosferą, znajduje się niezwykle twardy rdzeń.

Z góry naszą planetę chroni dość cienka, ale jednocześnie - twarda skorupa, czyli skorupa ziemska, litosfera. Na lądzie jego miąższość waha się zwykle od 70 do 80 km, na dnie oceanu około dwudziestu.

Pod litosferą znajduje się lepka, niczym gorąca żywica warstwa gorącego płaszcza: jego temperatura w głębi planety sięga tysięcy stopni (im bliżej środka Ziemi, tym jest gorętsza). Aby uzyskać wskaźniki temperatury, wulkanolodzy używają specjalnych termometrów elektrycznych „termopary” - urządzenia wykonane ze szkła topią się w nim niemal natychmiast. Życie naszej planety od środka wygląda tak:

• Część płaszcza, która jest bliżej litosfery i ta, która jest blisko jądra, nieustannie miesza się ze sobą: gorąca unosi się, zimna opada.
• Ponieważ sam płaszcz ma niezwykle lepką strukturę, z zewnątrz może się wydawać, że skorupa ziemska unosi się w nim, pogrążając się nieco głębiej pod naciskiem własnego ciężaru.
• Po dotarciu do skorupy ziemskiej stopniowo stygnąca lawa porusza się po niej przez pewien czas, po czym po ochłodzeniu opada.
• Poruszając się po litosferze, magma wprawia w ruch poszczególne sekcje skorupy ziemskiej (inaczej płyty litosfery), które z tego powodu okresowo zderzają się ze sobą.
• Część płyty litosferycznej, która znajduje się poniżej, pogrąża się w cieplejszym płaszczu i prawie natychmiast zaczyna się topić, tworząc magmę - lepką masę składającą się ze stopionych skał i zawierającą różne gazy i parę wodną. Pomimo tego, że uzyskana magma nie jest tak gęsta jak płaszcz, nadal pozostaje dość lepką konsystencją.
• Ponieważ magma ma znacznie lżejszą strukturę niż otaczające ją skały, ponownie unosi się i stopniowo gromadzi w komorach magmowych, które znajdują się wzdłuż wszystkich miejsc zderzenia płyt litosferycznych.

Rola magmy

Ale dalej magma, swoim zachowaniem, przypomina ciasto drożdżowe: zwiększa swoją objętość i zajmuje absolutnie całe wolne terytorium, do którego tylko może dotrzeć, unosząc się z wnętrzności naszej planety wzdłuż wszystkich dostępnych dla niej szczelin.

Docierając do najmniej gęsto zatkanych miejsc, pod wpływem zawartych w niej gazów, które próbują go w jakikolwiek sposób opuścić (proces ten nazywamy odgazowaniem magmy), przebija się przez skorupę ziemską i wybijając „korek” wulkanu, wybucha.

Wybuch

Im silniejsza góra jest zatkana, tym silniejsza będzie erupcja. Zazwyczaj siła ekspertów ds. emisji wulkanicznych (VEI) wyznacza od 0 (najsłabszy) do 8 (najsilniejszy) punktów. Na przykład aktywna aktywność wulkanu St. Helens w 1980 roku została oceniona przez wulkanologów jako umiarkowana, chociaż sama erupcja została zrównana pod względem mocy z wybuchem pięciuset bomb atomowych.

Unosząc się i uciekając z zamkniętej przestrzeni, magma niemal natychmiast traci gazy i parę wodną i staje się lawą (magmą zubożoną w gazy), zdolną do poruszania się z prędkością około 90 km/h.

Uwalniające się gazy są łatwopalne i eksplodują w kraterze wulkanu (krater wulkanu to zagłębienie w kształcie lejka na szczycie lub zboczu wulkanicznego stożka), pozostawiając ogromny lej (kalderę) w górze. Wulkan wybucha w następujący sposób:

• Po tym, jak magma wybije korek wulkanu, ciśnienie w komorze magmowej (jej górnej części) natychmiast spada. Rozpuszczone gazy znajdujące się poniżej nadal kipią i nadal stanowią integralną część magmy;
• Im bliżej odpowietrznika, tym więcej pęcherzyków gazu. Kiedy jest ich zbyt wiele, zdecydowanie pędzą w górę, na zewnątrz, podnosząc ze sobą stopioną magmę.
• Jednocześnie w pobliżu krateru wulkanu gromadzi się pienista masa w zamrożonej wersji znanej nam jako pumeks.
• Po uwolnieniu gazy całkowicie opuszczają magmę, która przez to zamienia się w lawę i przenosi z głębi globu popiół, parę i fragmenty skał (wśród których często znajdują się bloki wielkości domu). Jeśli chodzi o samą erupcję, charakteryzuje się ona również naprzemiennymi słabymi i potężnymi eksplozjami.
• Wysokość wznoszenia się substancji wyrzucanych z wnętrzności Ziemi zwykle waha się od jednego do pięciu kilometrów, ale może być również znacznie wyższa. Na przykład w latach 50. wysokość wyrzucanych materiałów klastycznych z wulkanu Bezymyanny (Kamczatka) sięgała 45 km, a same wyrzuty rozproszyły się po dzielnicy na dystansie kilkudziesięciu tysięcy kilometrów.
• W przypadku ekstremalnie silnej erupcji wielkość emisji wulkanicznych może wynosić kilkadziesiąt kilometrów sześciennych, a ilość popiołu może być tak duża, że ​​powstaje absolutna ciemność, którą zazwyczaj można zaobserwować tylko w przestrzeni całkowicie zamkniętej od światła.

Produkty erupcji wulkanicznych dzielą się na różne typy. Mogą być gazowe (gazy wulkaniczne), płynne (lawa) i stałe (skały wulkaniczne). W zależności od charakteru produktów erupcji wulkanicznych i składu magmy na powierzchni powstają struktury o różnych kształtach i wysokościach.

Zakończenie procesu

Kiedy gazy z hałasem i wybuchami opuszczają magmę, ciśnienie, które wcześniej powstało w komorze magmowej, znacznie spada, a erupcja ustaje. Potem stygnąca lawa zamyka wyrzutnię wulkanu, czasem dość mocno, a czasem nie do końca. A potem gazy (fumarole) lub fontanny wrzącej wody (gejzery) nadal w znikomej ilości uciekają na powierzchnię ziemi, a sam wulkan jest uważany za aktywny. Oznacza to, że magma wkrótce zacznie gromadzić się poniżej, a po osiągnięciu określonej objętości erupcja rozpocznie się ponownie.

Odmiany wulkanów

Wulkanolodzy często zastanawiali się, czym są wulkany? Podczas badań zidentyfikowano kilka gatunków.

Jak przetrwać katastrofę

Mimo niebezpieczeństwa ludzie nadal żyją u stóp niebezpiecznego sąsiada, wulkanolodzy opracowali cały szereg środków, których celem jest ostrzeżenie miejscowej ludności o zbliżającym się niebezpieczeństwie, a w przypadku znalezienia się w niebezpiecznej sytuacji, wiedzieć, jak postępować, aby ratować życie.

Przede wszystkim należy przestrzegać wszystkich ostrzeżeń wulkanologów o możliwym początku erupcji wulkanu.

Jeśli nie ma możliwości opuszczenia niebezpiecznego terytorium, przy pierwszym ostrzeżeniu o niebezpieczeństwie należy zaopatrzyć się w autonomiczne źródła światła i grzejników, a także wodę i żywność przez kilka dni. Jeśli nie było możliwe opuszczenie niebezpiecznego obszaru przed rozpoczęciem erupcji, należy szczelnie i bezpiecznie zamknąć wszystkie otwory okienne i drzwiowe, a także kanały wentylacyjne i dymowe.

Właściciele zwierząt muszą upewnić się, że są trzymane w domu. Jeśli emisje wulkaniczne złapały człowieka na ulicy, musi on w jakikolwiek sposób chronić ciało (przede wszystkim głowę) przed spadającymi kamieniami i popiołem.

Ponieważ erupcji wulkanu zwykle towarzyszą różne klęski żywiołowe (powodzie, błota), w tym czasie należy oddalić się od rzek i dolin, aby nie znaleźć się w strefie powodziowej lub nie zostać zasypanym błotem (wskazane jest być na jakimś wzgórzu w tym czasie).

Po przeżyciu erupcji, przed wyjściem na zewnątrz należy zakryć usta i nos bandażem z gazy, a także założyć okulary ochronne i odzież, która zapobiegnie poparzeniom. Nie należy wyjeżdżać samochodem ze strefy katastrofy zaraz po opadnięciu popiołu – zostanie on niemal natychmiast unieruchomiony. Po opuszczeniu lokalu konieczne jest oczyszczenie dachu domu (schronienia) z popiołu i innych emisji wulkanicznych, w przeciwnym razie może się zawalić, nie mogąc wytrzymać ogromnego obciążenia.

Wulkany to formacje geologiczne na powierzchni skorupy ziemskiej, z których magma wychodzi na powierzchnię, tworząc lawę, gazy wulkaniczne, „bomby wulkaniczne” i przepływy piroklastyczne. Nazwa „wulkan” dla tego typu formacji geologicznych pochodzi od imienia starożytnego rzymskiego boga ognia „Wulkan”.

Głęboko pod powierzchnią naszej planety Ziemia temperatura jest tak wysoka, że ​​skały zaczynają się topić, zamieniając w gęstą, lepką substancję – magmę. Stopiona substancja jest znacznie lżejsza niż otaczające ją lite skały, więc unosząca się magma gromadzi się w tzw. komorach magmowych. W końcu część magmy wydostaje się na powierzchnię Ziemi poprzez uskoki w skorupie ziemskiej – tak rodzi się wulkan – piękne, ale niezwykle niebezpieczne zjawisko naturalne, często niosące ze sobą zniszczenie i poświęcenie.

Magma, która wydostaje się na powierzchnię nazywana jest lawą, ma temperaturę około 1000°C i dość wolno spływa po zboczach wulkanu. Ze względu na niską prędkość lawa rzadko powoduje ofiary w ludziach, jednak wylewy lawy powodują znaczne zniszczenie wszelkich struktur, budynków i konstrukcji napotkanych na drodze tych „ognistych rzek”. Lawa ma bardzo słabą przewodność cieplną, więc stygnie bardzo wolno.

najwspanialszy niebezpieczeństwo reprezentują kamienie i popioły uciekające z ujścia wulkanu podczas erupcji. Gorące kamienie, wyrzucane z dużą prędkością w powietrze, spadają na ziemię, powodując liczne ofiary. Popiół spada na ziemię jako „luźny śnieg”, a jeśli ludzie, zwierzęta, rośliny, wszystko umiera z braku tlenu.

Tak stało się z niesławnym miastem Pompeje, rozwijającym się i prosperującym, zniszczonym przez wybuch Wezuwiusza w ciągu kilku godzin. Jednak przepływy piroklastyczne są słusznie uważane za najbardziej śmiercionośne ze wszystkich zjawisk wulkanicznych. Przepływy piroklastyczne to wrząca mieszanina twardych i półstałych skał oraz gorącego gazu spływającego po zboczach wulkanu. Strumienie w składzie są znacznie cięższe od powietrza, pędzą w dół jak lawina, tylko rozgrzane do czerwoności, wypełnione toksycznymi gazami i poruszające się z fenomenalną, huraganową prędkością.

Klasyfikacja wulkanów

Istnieje kilka klasyfikacji wulkanów opartych na pewnych cechach. Na przykład w zależności od stopnia aktywności naukowcy dzielą wulkany na trzy typy: wygasłe, uśpione i aktywne.

Uważa się, że aktywne wulkany wybuchły w okresie historycznym, w odniesieniu do którego istnieje możliwość powtórnej erupcji. Uśpione wulkany nazywane są tymi, które nie wybuchły przez długi czas, ale z istniejącą możliwością erupcji. Wygasłe wulkany – wulkany, które kiedykolwiek wybuchły, ale prawdopodobieństwo ich ponownej erupcji jest zerowe.

Klasyfikacja kształt wulkanu obejmuje cztery typy: stożki żużlowe, kopuły, wulkany tarczowe i stratowulkany.

• Stożek żużlowy - najpowszechniejszy typ wulkanu na lądzie - składa się z małych fragmentów zastygłej lawy, które wydostały się w powietrze, ochłodziły i spadły w pobliżu otworu wentylacyjnego. Z każdą erupcją takie wulkany stają się coraz wyższe.
• Wulkany kopułowe powstają, gdy lepka magma jest zbyt ciężka, aby spływać po zboczach wulkanu. Gromadzi się przy otworze wentylacyjnym, zatykając go i tworząc kopułę. Z biegiem czasu gazy wybijają taką kopułę jak korek.
• Wulkany tarczowe mają kształt misy lub tarczy z łagodnymi zboczami utworzonymi przez bazaltowe strumienie lawy - pułapki.
• Stratowulkany wybuchają mieszaniną gorącego gazu, popiołu i skał, a także lawy, która naprzemiennie osadza się na stożku wulkanu.

Klasyfikacja erupcji wulkanicznych

Erupcje wulkanów to sytuacja awaryjna dokładnie zbadana przez wulkanologów, aby móc przewidzieć możliwość i charakter erupcji w celu zminimalizowania skali klęski żywiołowej.

Istnieje kilka rodzajów erupcji:

• hawajski
• strombolian,
• pelejan,
• plinian,
• hydrowybuchowy.

Hawajski to najcichszy rodzaj erupcji, charakteryzujący się wyrzuceniem lawy z niewielką ilością gazu, która tworzy wulkan w kształcie tarczy. Erupcja typu Stromboli, nazwana na cześć wulkanu Stromboli, który wybucha nieprzerwanie od kilku stuleci, charakteryzuje się gromadzeniem się gazu w magmie i tworzeniem się w niej tzw. korków gazowych. Poruszając się w górę wraz z lawą, docierając do powierzchni, gigantyczne bąbelki gazu pękają z głośnym hukiem z powodu różnicy ciśnień. Podczas erupcji takie eksplozje zdarzają się raz na kilka minut.

Erupcja typu Peleian została nazwana po największej i destrukcyjnej erupcji XX wieku. - wulkan Montagne Pele. Wybuchające strumienie piroklastyczne w ciągu kilku sekund pochłonęły życie 30 000 osób. Typ Pelian jest charakterystyczny dla erupcji, która ma miejsce jak erupcja Wezuwiusza. Ten typ został nazwany na cześć kronikarza opisującego erupcję Wezuwiusza, która zniszczyła kilka miast. Ten typ charakteryzuje się wyrzucaniem mieszaniny kamieni, gazu i popiołu na bardzo dużą wysokość – często kolumna mieszaniny dociera do stratosfery. W zależności od typu wybuchu wulkany wybuchają w płytkiej wodzie w morzach i oceanach. W takich przypadkach podczas kontaktu magmy z wodą morską powstaje duża ilość pary.

Erupcje wulkanów mogą stwarzać wiele niebezpieczeństw, nie tylko w bezpośrednim sąsiedztwie wulkanu. Popiół wulkaniczny może stanowić zagrożenie dla lotnictwa, stwarzając ryzyko awarii silników turboodrzutowych samolotów.

Duże erupcje mogą również wpływać na temperaturę w całych regionach: cząstki popiołu i kwasu siarkowego tworzą w atmosferze obszary smogu i częściowo odbijając światło słoneczne, prowadzą do chłodzenia dolnych warstw atmosfery ziemskiej nad określonym regionem, w zależności od mocy wulkan, siła wiatru i kierunek ruchu mas powietrza.