 Tajemnice wulkanó
Skąd pochodzi nazwa -wulkan?
Tak naprawdę nie wiadomo z czego wzięto dla tej buchającej ogniem góry nazwę wulkan. Możemy się jedynie domyślać. Nazwa ta może pochodzić od starożytnych Rzymian, którzy nazwali ją tak ku czci ich boga ognia , wszechmocnego Wulkana. Według legendy, żył on na wyspie zwanej Vulcano, w bardzo przytulnej oraz ciepłej górze. Ogień, żarzące się iskry oraz dudnienie, które dochodziło z głębi ogromnej góry były powodem codziennej jego pracy, jako kowala. Odlewał on groty strzał między innymi dla boga wojny Marsa, ponadto robił on także zbroję dla jednego z herosów Herkulesa oraz piękne pioruny dla Jupitera. Czasami wykorzystywał on swe zdolności w trochę inny sposób. Bez żadnego uzasadnienia terroryzował ludność pobliskich wsi błyskawicami, potokami lawy oraz silnymi wybuchami.
Mając na myśli wulkan wyobrażamy sobie górę zakończoną kraterem, z której unosi się dym. Wulkany nie zawsze się tak prezentują. Wulkany są bardzo zróżnicowane - z jednych bucha ogień, inne wyrzucają kłęby popiołu, pary oraz gazów. Jedne wybuchają z ogromnym hukiem, zaś inne zaledwie cicho syczą. Niektóre z nich są płaskie oraz szerokie, a inne strzeliste i strome.
Jak dochodzi do powstania wulkanu ?
By się dowiedzieć jak tworzą się wulkany powinno się zapoznać z budową naszej Ziemi. Zbudowana jest z kilku warstw, które poniżej sobie objaśnimy.
1. Skorupa - buduje ją twarda skała. Duża jej część zajęta jest przez oceany. Pod względem geograficznym jest to bardzo cienka powłoka Ziemi, ale za to solidna. Ma ona ok. 40 kilometrów grubości na kontynentach oraz od 6 do 10 kilometrów na oceanach.
2. Płaszcz - jest bardzo gruby (ok. 2900 km) oraz miękki. Panująca w nim temperatura sięga 1970°C. To właśnie tutaj rozgrzane skały ulegają częściowemu stopieniu i przemieniają się w ciekłą magmę.
3. Jądro zewnętrzne - to niczym wielkie morze płynnego metalu (głównie niklu oraz żelaza) o grubości dochodzącej do około 2200 kilometrów.
4. Jądro wewnętrzne - jego średnica wynosi ok. 2500 kilometrów. Mimo temperatury dochodzącej do 4500°C jest twarde, czego wynikiem jest ogromne ciśnienie w nim panujące wskutek ucisku pokrywających go warstw.
Skorupa ziemska składa się z 7 dużych oraz 12 małych części, które są nazywane płytami tektonicznymi. Wędrują one ciągle po płynnej magmie co naukowo nazywa się dryfem kontynentalnym.
A tak pokrótce przebiega ten proces:
1. Magma podgrzewa się od bardzo gorącego jądra
2. Im jest bardziej gorąca, tym również lżejsza w wyniku czego podnosi się
3. Zbliżając się do powierzchni następuje jej ochładzanie i opadanie
4. Powstałe w ten sposób prądy konwekcyjne (wirowe) powodują ruchy płyt tektonicznych, który polega na popychaniu, ciągnięciu lub wypychaniu ich.
Wulkany mogą tworzyć się przez:
1. Rozszerzające się ciągle dno oceaniczne.
Ten sposób tworzenia się wulkanów ma ścisły związek ze zjawiskiem dryfu kontynentalnego. W pewnych miejscach 2 płyty rozchodzą się, rozgrzana magma wnika w utworzone w ten sposób szczeliny i styka się z morską zimną wodą, formując długie pasma podwodnych wulkanów. Erupcje wielu z nich następują głęboko pod powierzchnią wody.
2. Subdukcja.
W miejscu, gdzie następuje kolizja 2 płyt tektonicznych, jedna z nich wciska się pod przeciwną płytę. Gdy krańce płyty znajdą się głęboko pod powierzchnią, następuje ich stopienie się i powstanie magmy. Ta zaś zapełnia wszelkie pęknięcia i wybuchać. Wulkany tego typu można spotkać na wybrzeżach, gdzie oceaniczne płyty "wdrapują się" na kontynentalne.
3. Gorące plamy.
Ten rodzaj tworzenia się wulkanu nie wiąże się w żaden sposób z kontynentalnym dryfem. Powodem formowania się wulkanów są plamy gorąca, które budują najbardziej masywne wulkany na Ziemi. Są to punkty, gdzie następuje wypływ lawy w otworach w płytach tektonicznych. Magma wylewając się na powierzchnię krzepnie tworząc wulkan. Są to punkty trwające w jednym i tym samym miejscu przez miliardy lat. Pozostające w ruchu płyty tektoniczne przesuwając się nad nim tworzą ciągle nowe wulkany. Taka była na przykład geneza wysp hawajskich.
Pod względem aktywności dzielimy wulkany na:
- Czynne- częste erupcje przerywane okresami spokoju np. Wezuwiusz i Etna. Minimalną granicą pozwalającą zaliczyć wulkan do aktywnych jest okres krótszy od 10 tys. lat w którym nastąpiła ostatnia erupcja.
- Drzemiące- erupcje miały miejsce w czasach historycznych, od dłuższego okresu nie notowano erupcji, ani żadnej innej aktywności. Im dłuższy okres spokoju, tym silniejszy wybuch. Np. Fuji - jama
- Wygasłe- nie przejawiające już żadnej aktywności i najprawdopodobniej nigdy się już nie przebudzi, ale nigdy nie możemy być całkowicie pewni. Ludzie mieszkający na wyspie Tristan da Cunha, zostali w 1961 roku zaskoczeni wybuchem wulkanu, który tworzy tą wyspę. Uważany był on od dawna za wygasły.
Jak dochodzi do wybuchu.
- W głębi Ziemi płynna magma prze w górę. Spowodowane to jest tym, że mieści się tam wiele gazów, które wykazują się mniejszą masą od otaczających je skał.
- Magma jest coraz bliżej litosfery. Gdy przesuwa się w górę, podnosi się w niej ciśnienie.
- W końcu po przepchnięciu się gazów oraz magmy przez szczeliny dochodzi do ich wybuchu.
- Magmę na powierzchni ziemi zwykło nazywać się lawą. Jest bardzo gorąca, o konsystencji lepkiej lub płynnej. Może dojść do jej wybuchu, albo do jej spokojnego wylania się, tworząc wtedy potoki lawy, albo długie tunele. Zastygając tworzy mocne skały.
Elementy wulkanu
Krater, czyli wierzchołek wulkanu, który przypomina swoim kształtem wielką misę. Jego średnica może dochodzić do dziesiątek kilometrów.
Magma, która zbiera się we wnętrzu Ziemi. Jest to gorąca oraz płynna mieszanina gazów i skał.
Zbiornik magmowy, to tutaj właśnie zbiera się magma w wulkanie. Może być położony na głębokości nawet 65 kilometrów.
Lawa, czyli magma na powierzchni Ziemi.
Kominy, wyróżniamy główne oraz pasożytnicze, są to drogi, którymi wydostaje się magma.
Wyróżniamy 2 rodzaje erupcji ze wzg. na miejsce wydobywania się magmy:
LINIJNE - są to erupcje, podczas których magma wylewa się szczelinami. Możemy je spotkać np. w Islandii (w. Laki) oraz N. Zelandii (w. Waimangu). Cechą tych erupcji jest spokój oraz bardzo duże ilości wylewającej się lawy.
CENTRALNE - są to erupcje o gwałtownym przebiegu, podczas którego lawa lub materiał piroklastyczny wydostaje się przez krater wulkanu.
Erupcje jak również wulkany możemy podzielić na trzy rodzaje ze względu na wydobywające się materiały:
- EKSPLOZYWNE- podczas erupcji wyrzucany jest jedynie materiał piroklastyczny: lapille (materiał gruboziarnisty), popioły i pyły wulkaniczne, bomby wulkaniczne ( owalne bryły lawy), piasek wulkaniczny. Np. Aguan wulkan w Gwatemali.
- LAWOWE (efuzywne)- charakteryzują się jedynie wylewem lawy i wypuszczaniem gazów np. na Hawajach i Islandii. Tworzą się wulkany tarczowe (z lawy zasadowej) oraz stożkowe ( z kwaśnej lawy).
- MIESZANE ( stratowulkany)- Wylewy lawy występują na przemian lub jednocześnie z wyrzucaniem materiału piroklastycznego. Mają kształt stożków, które budują na przemian warstwy lawy oraz materiał piroklastyczny. Z powodu ogromnej erupcji może dojść do rozerwania wierzchołka wulkanu i powstaje wielka kaldera, czyli zagłębienie w stożku wulkanicznym. Może w nim utworzyć się całkiem nowy stożek
Do powstania kaldery może dojść także poprzez zapadnięcie się wulkanu. Dochodzi do tego w sytuacji, gdy zbiornik gazów i magmy danego wulkanu zostanie opróżniony. Kalderę mają takie wulkany, jak np.: Carter Lake i Wezuwiusz.
Plutoniczne procesy wywołuje magma przemieszczająca się we wnętrzu Ziemi. Występująca pod ciśnieniem gorąca magma kieruje się ku górze. Wciska się ona pomiędzy istniejące już skały i tworzy intruzje.
Lakkolity - intruzje magmy w formie bochenka wciśnięte między warstwy skał, dlatego należy do intruzji zgodnych.
Batolity - wielka intruzja o rozszerzających się ku dołowi ścianach zbudowana ze skał głębinowych, intruzja ta przebija warstwy skalne. Dobrym przykładem batolitu, który jest odsłonięty jest pasmo Karkonoszy.
Sille - intruzje w formie żyły pokładowej, ułożone zgodnie z przebiegiem warstw skalnych
Dajki - intruzje w formie żyły pokładowej, ułożone w poprzek warstw skalnych.
Kawerna - próżnia w skale wulkanicznej, nierzadko wypełniona kryształkami. Znaczna część z nich jest nieduża
Wyziewy gazu poza obszarem krateru możemy podzielić na:
- Fumarole - bardzo gorące (200-1000°C) ekshalacje gazów wulkanicznych, głównie dwutlenku węgla oraz pary wodnej. Występują w szczelinach czynnych wulkanów.
- Solfatary - są to chłodniejsze (100-300°C) wyziewy pary wodnej oraz siarkowodoru. Występują w pewnej odległości od wulkanu lub w kraterach drzemiących wulkanów.
- Mofety- to wyziewy o temp. do 100°C pary wodnej oraz dwutlenku węgla. Mogą istnieć bardzo długo po erupcji.
MATERIAŁ PIROKLASTYCZNY - jest kolejnym produktem działalności wulkanów. Stanowią go unoszące się w powietrzu fragmenty lawy, mogą one zastygnąć już w locie lub okruchy skał pochodzące z uszkodzonego krateru. Największe bryły lawy nazywa się bombami wulkanicznymi, natomiast mniejszy materiał gruboziarnisty (wielkości orzecha włoskiego) nosi nazwę lapilli. Najdrobniejszy materiał to pyłki i piaski wulkaniczne. Scementowane przez krzemionkę formują skały zwane tufami. Wulkaniczne bomby bardzo często poskręcane spiralnie pod wpływem ruchu wirowego w powietrzu. Największe bloki skalne mogą osiągać wagę do nawet kilku setek kilogramów. W przypadku, gdy nasycona gazami lawa zastyga w powietrzu z licznymi pęcherzykami świadczącymi o obecności gazu tworzy się pumeks. Popioły oraz piaski wulkaniczne wyrzucane podczas erupcji z wulkanu mogą być zawieszone w atmosferze na wysokości do kilkudziesięciu km przez długi okres czasu. Są one przyczyną barwnych opadów oraz świecenia obłoków. Podczas jednej z wielu erupcji ekwadorskiego Cotopaxi blok o niewyobrażalnie wysokiej wadze kilkunastu ton został wypchnięty w powietrze na około 10 kilometrów. Popiół wulkaniczny utworzony podczas erupcji Wezuwiusza w 1906 roku przywędrował aż nad Morze Bałtyckie. W trakcie słynnej erupcji indonezyjskiego wulkanu Krakatau w 1883 roku niewielkich rozmiarów bomby wulkaniczne wypychane były na znaczne wysokości i spadały na powierzchnię ziemi w odległości do nawet 2500 kilometrów od wulkanu.
Erupcjom wulkanicznym towarzyszą nieraz przedziwne spektakle związane z wybuchem dodające czasem grozy temu procesowi. Jak opisują świadkowie jednej z erupcji Wezuwiusza, jego szczyt zdawał się płonąć straszliwym ogniem, jego zbocza rozświetlało wiele ognisk rozgrzanej do czerwoności lawy. Nad wierzchołkiem wulkanu szalała bardzo silna elektryczna burza, która tworzyła niecodzienne efekty iluminacyjne. Ludzi mieszkających na sąsiednich wysepkach ogarnęła w połowie sierpnia wielka panika. Błyskawice nadal przelatywały przez wulkan, mimo że był już 26 sierpnia. Huki pochodzące z wulkanu były słyszalne nawet w oddalonej o 150 kilometrów Batawii. Dzień później nawet tam trzeba było oświecić lampy z powodu zapadłych ciemności. Przez cały czas można było słuchać grzmotów, niczym wystrzałów z armat oraz trzaski ocierających się w powietrzu skał. W niebo wzniósł się wielki słup pary, dochodząc do wysokości 30 kilometrów.
CHMURY GOREJĄCE- tworzą się podczas wybuchów eksplozywnych, kiedy ciśnienie gazów w magmie jest bliskie ciśnieniu powietrza. Dzięki temu w materiale piroklastycznym zachowane zostają fragmenty pęcherzyków gazowych. Dzięki temu możliwy jest transport gazu w formie zawiesiny w rozgrzanym strumieniu o temp. 700-1000 °C. Przemieszcza się on z prędkością dochodzącą nieraz do ponad 300 km/h. Chmury te niszczą wszystko w promieniu nawet do setek kilometrów.
1902 roku podczas erupcji wulkanu Mont Pelee na Martynice w archipelagu Małych Antyli, w ciągu paru minut została doszczętnie zniszczona stolica Martyniki Saint Pierre. Zginęło około 26 tysięcy osób.
Tego samego roku w tym samym archipelagu na wyspie Saint Vincent gorejąca chmura powstała podczas erupcji wulkanu Soufriere zabiła 1,6 tys. osób.
Kilka ciekawostek o wulkanach:
1. Ciekła lawa jest ogromnie gorąca. Jej temperatura dochodzi do minimum 800°C, a może osiągać nawet 1200°C, czyli około 12- razy więcej od wrzącej wody.
2. Najszybszy dotychczas potok lawowy dotarł do jeziora z afrykańskiego (Zair) wulkanu Nyirangogo w roku 1977. Poruszał się on z prędkością około 100 km/h i pochłonął setki ofiar.
3. Najdłuższym potokiem lawowym w ostatnim czasie był potok wylewający się z islandzkiego wulkanu Laki w roku 1983. Przebył aż 70 kilometrów zanim zakrzepł
4. Z najdłuższym wypływem lawy mieliśmy do czynienia na Hawajach, podczas gdy z jednego z hawajskich gigantów (Kilauea) przez 901 długich dni ciągle wydobywała się lawa. Dokładnie miało to miejsce od II. 1972 do VII.1974 roku.
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
