vulcan -Volcano

Vulcanul Sabancaya în erupție, Peru în 2017

Un vulcan este o ruptură în scoarța unui obiect de masă planetară , cum ar fi Pământul , care permite lavei fierbinți , cenușii vulcanice și gazelor să scape dintr-o cameră de magmă sub suprafață.

Pe Pământ, vulcanii se găsesc cel mai adesea acolo unde plăcile tectonice sunt divergente sau convergente , iar majoritatea se găsesc sub apă. De exemplu, o creasta mijlocie a oceanului , cum ar fi Creasta Mid-Atlantic , are vulcani cauzați de plăci tectonice divergente, în timp ce Cercul de Foc al Pacificului are vulcani cauzați de plăci tectonice convergente. Vulcanii se pot forma, de asemenea, acolo unde există întindere și subțiere a plăcilor scoarței, cum ar fi în Rift-ul Africii de Est și câmpul vulcanic Wells Gray-Clearwater și ruptura Rio Grande din America de Nord. S-a postulat că vulcanismul îndepărtat de granițele plăcilor provine din diapirele ascendente de la limita nucleu-manta , la 3.000 de kilometri (1.900 de mile) adâncime în Pământ. Acest lucru are ca rezultat vulcanismul hotspot , din care hotspot-ul hawaian este un exemplu. De obicei, vulcanii nu sunt creați acolo unde două plăci tectonice alunecă una pe lângă alta.

Erupțiile mari pot afecta temperatura atmosferică, deoarece cenușa și picăturile de acid sulfuric ascund Soarele și răcesc troposfera Pământului . Din punct de vedere istoric, erupțiile vulcanice mari au fost urmate de ierni vulcanice care au provocat foamete catastrofale.

Alte planete în afară de Pământ au vulcani. De exemplu, Mercur are depozite piroclastice formate prin activitatea vulcanică explozivă.

Etimologie

Cuvântul vulcan este derivat din numele Vulcano , o insulă vulcanică din Insulele Eoliene ale Italiei, al cărei nume provine la rândul său de la Vulcan , zeul focului în mitologia romană . Studiul vulcanilor se numește vulcanologie , uneori scrisă vulcanologie .

Placi tectonice

Hartă care arată limitele plăcilor divergente (crestele de răspândire oceanice) și vulcanii subaerieni recenti (mai ales la granițele convergente)

Conform teoriei tectonicii plăcilor, litosfera Pământului , învelișul său exterior rigid, este ruptă în șaisprezece plăci mai mari și mai multe plăci mai mici. Acestea sunt în mișcare lentă, din cauza convecției în mantaua ductilă subiacentă, iar cea mai mare parte a activității vulcanice de pe Pământ are loc de-a lungul limitelor plăcilor, unde plăcile converg (și litosfera este distrusă) sau diverg (și se creează o nouă litosferă).

Limite divergente ale plăcilor

Pe crestele oceanice , două plăci tectonice se depărtează una de cealaltă, în timp ce roca fierbinte a mantalei se strecoară în sus sub scoarța oceanică subțire . Scăderea presiunii în roca mantalei care se ridică duce la expansiunea adiabatică și la topirea parțială a rocii, provocând vulcanism și creând noi cruste oceanice. Cele mai multe granițe divergente ale plăcilor se află pe fundul oceanelor și, prin urmare, cea mai mare parte a activității vulcanice de pe Pământ este submarină, formând un nou fund marin . Fumatorii negri (cunoscuti si sub denumirea de orificii de aer de mare adanc) sunt dovada acestui tip de activitate vulcanica. Acolo unde creasta oceanică mijlocie este deasupra nivelului mării, se formează insule vulcanice, cum ar fi Islanda .

Limite convergente ale plăcilor

Zonele de subducție sunt locuri în care două plăci, de obicei o placă oceanică și una continentală, se ciocnesc. Placa oceanică se subduce (se scufundă sub placa continentală), formând un șanț oceanic adânc chiar în larg. Într-un proces numit topire prin flux , apa eliberată din placa de subducție scade temperatura de topire a panei de deasupra mantalei, creând astfel magma . Această magmă tinde să fie extrem de vâscoasă din cauza conținutului său ridicat de silice , astfel încât adesea nu ajunge la suprafață, ci se răcește și se solidifică la adâncime . Când ajunge la suprafață, totuși, se formează un vulcan. Astfel, zonele de subducție sunt mărginite de lanțuri de vulcani numite arcuri vulcanice . Exemple tipice sunt vulcanii din Cercul de Foc al Pacificului , cum ar fi Vulcanii Cascade sau Arhipelagul Japonez , sau insulele estice ale Indoneziei .

Hotspot-uri

Punctele fierbinți sunt zone vulcanice despre care se crede că sunt formate din penele mantalei , despre care se presupune că sunt coloane de material fierbinte care se ridică de la limita nucleu-manta. Ca și în cazul crestelor mijlocii oceanice, roca mantalei în creștere experimentează topirea prin decompresie care generează volume mari de magmă. Deoarece plăcile tectonice se mișcă de-a lungul penelor de manta, fiecare vulcan devine inactiv pe măsură ce se îndepărtează de pene și sunt creați noi vulcani acolo unde placa avansează peste penaj. Se crede că Insulele Hawaii s-au format într-un asemenea mod, la fel ca și Câmpia râului Snake , Caldera Yellowstone fiind o parte a plăcii nord-americane aflate în prezent deasupra hotspotului Yellowstone . Cu toate acestea, ipoteza penei mantalei a fost pusă la îndoială.

Riftul continental

Apariția susținută a rocii fierbinți a mantalei se poate dezvolta sub interiorul unui continent și poate duce la rifting. Stadiile incipiente ale rifting-ului sunt caracterizate de bazalt de inundație și pot progresa până la punctul în care o placă tectonică este complet scindată. Apoi se dezvoltă o limită divergentă a plăcii între cele două jumătăți ale plăcii despicate. Cu toate acestea, rifting-ul nu reușește adesea să despartă complet litosfera continentală (cum ar fi într-un aulacogen ), iar rupturile eșuate sunt caracterizate de vulcani care erup lavă alcalină neobișnuită sau carbonatiți . Exemplele includ vulcanii din Rift-ul Africii de Est .

Caracteristici vulcanice

Fisura Lakagigar din Islanda , sursa majorei modificări climatice mondiale din 1783–84 , are un lanț de conuri vulcanice de-a lungul lungimii sale.
Skjaldbreiður , un vulcan scut al cărui nume înseamnă „scut larg”

Cea mai obișnuită percepție a unui vulcan este cea a unui munte conic , care aruncă lavă și gaze otrăvitoare dintr-un crater la vârf; cu toate acestea, aceasta descrie doar unul dintre numeroasele tipuri de vulcani. Caracteristicile vulcanilor sunt mult mai complicate, iar structura și comportamentul lor depind de o serie de factori. Unii vulcani au vârfuri accidentate formate din cupole de lavă, mai degrabă decât un crater de vârf, în timp ce alții au caracteristici peisagistice , cum ar fi platouri masive . Gurile de ventilație care emit material vulcanic (inclusiv lavă și cenușă ) și gaze (în principal abur și gaze magmatice ) se pot dezvolta oriunde pe relief și pot da naștere la conuri mai mici, cum ar fi Puʻu ʻŌʻō pe un flanc al Kīlauea din Hawaii. Alte tipuri de vulcani includ criovulcanii (sau vulcanii de gheață), în special pe unele luni ale lui Jupiter , Saturn și Neptun ; și vulcanii noroioși , care sunt formațiuni care adesea nu sunt asociate cu activitatea magmatică cunoscută. Vulcanii noroiosi activi tind să implice temperaturi mult mai scăzute decât cele ale vulcanilor magmatici , cu excepția cazului în care vulcanul noroiesc este de fapt o evacuare a unui vulcan magmatic.

Gurile de ventilație cu fisuri

Gurile de fisuri vulcanice sunt fracturi plate, liniare prin care iese lava .

Scut vulcanii

Vulcanii scut, denumiți așa pentru profilurile lor largi, asemănătoare scutului, sunt formați prin erupția de lavă cu vâscozitate scăzută care poate curge la o distanță mare de la un aerisire. În general, nu explodează catastrofal, dar se caracterizează prin erupții efuzive relativ blânde . Deoarece magma cu vâscozitate scăzută are de obicei un conținut scăzut de silice, vulcanii de scut sunt mai des întâlniți în mediile oceanice decât continentale. Lanțul vulcanic hawaian este o serie de conuri de scut și sunt comune și în Islanda .

Domuri de lavă

Domurile de lavă sunt construite prin erupții lente de lavă foarte vâscoasă. Acestea sunt uneori formate în craterul unei erupții vulcanice anterioare, ca în cazul Muntelui St. Helens , dar se pot forma și independent, ca în cazul Vârfului Lassen . La fel ca stratovulcanii, ei pot produce erupții violente, explozive, dar lava, în general, nu curge departe de orificiul de evacuare.

Criptodomi

Criptodomii se formează atunci când lava vâscoasă este forțată în sus, provocând bombarea suprafeței. Erupția din 1980 a Muntelui St. Helens a fost un exemplu; lava de sub suprafața muntelui a creat o umflătură în sus, care mai târziu s-a prăbușit pe partea de nord a muntelui.

Conuri de cinder

Vulcanul Izalco , cel mai tânăr vulcan din El Salvador. Izalco a erupt aproape continuu din 1770 (când s-a format) până în 1958, câștigându-i porecla de „Farul Pacificului”.

Conurile de cenuşă rezultă din erupţiile de bucăţi în mare parte mici de scorie şi piroclastice (ambele seamănă cu cenuşă, de unde şi numele acestui tip de vulcan) care se acumulează în jurul orificiului de ventilaţie. Acestea pot fi erupții de durată relativ scurtă care produc un deal în formă de con, poate de 30 până la 400 de metri (100 până la 1.300 de picioare) înălțime. Majoritatea conurilor de cenuşă erup o singură dată . Conurile de cenuşă se pot forma ca orificii de aerisire pe vulcani mai mari sau pot apărea singure. Parícutin din Mexic și Sunset Crater din Arizona sunt exemple de conuri de cenuşă. În New Mexico , Caja del Rio este un câmp vulcanic de peste 60 de conuri de cenuşă.

Pe baza imaginilor din satelit, s-a sugerat că conurile de cenuşă ar putea apărea şi pe alte corpuri terestre din sistemul solar; pe suprafața lui Marte și a Lunii.

Stratovulcani (vulcani compoziți)

Secțiune transversală printr-un stratovulcan (scara verticală este exagerată) :
  1. Cameră mare de magmă
  2. Roca de bază
  3. Conductă (conductă)
  4. Baza
  5. prag
  6. Dig
  7. Straturi de cenusa emise de vulcan
  8. Flanc
  9. Straturi de lavă emise de vulcan
  10. Gât
  11. Con parazit
  12. Curgerea de lavă
  13. Aerisire
  14. Crater
  15. Nor de cenusa

Stratovulcanii (vulcanii compoziți) sunt munți conici înalți alcătuiți din fluxuri de lavă și tefra în straturi alternative, straturile care dă naștere numelui. Sunt cunoscuți și sub numele de vulcani compoziți, deoarece sunt creați din mai multe structuri în timpul diferitelor tipuri de erupții. Exemplele clasice includ Muntele Fuji din Japonia, Vulcanul Mayon din Filipine și Muntele Vezuvius și Stromboli din Italia.

Cenușa produsă de erupția explozivă a stratovulcanilor a reprezentat istoric cel mai mare pericol vulcanic pentru civilizații. Lavele stratovulcanilor sunt mai mari în silice și, prin urmare, mult mai vâscoase decât lavele vulcanilor scut. Lavele cu conținut ridicat de silice tind, de asemenea, să conțină mai mult gaz dizolvat. Combinația este mortală, promovând erupții explozive care produc cantități mari de cenușă, precum și valuri piroclastice precum cea care a distrus orașul Saint-Pierre din Martinica în 1902. Sunt, de asemenea, mai abrupte decât vulcanii scut, cu pante de 30–35. ° în comparație cu pante în general de 5–10°, iar tefrale lor libere sunt materiale pentru laharurile periculoase . Bucățile mari de tephra sunt numite bombe vulcanice . Bombele mari pot măsura mai mult de 4 picioare (1,2 metri) în diametru și pot cântări câteva tone.

Supervulcani

Un supervulcan este un vulcan care a experimentat una sau mai multe erupții care au produs peste 1.000 de kilometri cubi (240 cu mi) de depozite vulcanice într-un singur eveniment exploziv. Astfel de erupții apar atunci când o cameră de magmă foarte mare plină de magmă silicică bogată în gaz este golită într-o erupție catastrofală care formează caldera . Tufurile de curgere de cenușă instalate de astfel de erupții sunt singurul produs vulcanic cu volume care rivalizează cu cele ale bazalților de inundație .

Un supervulcan poate produce devastare la scară continentală. Astfel de vulcani sunt capabili să răcească puternic temperatura globală timp de mulți ani după erupție, datorită volumelor uriașe de sulf și cenușă eliberate în atmosferă. Sunt cel mai periculos tip de vulcan. Exemplele includ Yellowstone Caldera din Parcul Național Yellowstone și Valles Caldera din New Mexico (ambele vestul Statelor Unite); Lacul Taupō din Noua Zeelandă; Lacul Toba din Sumatra , Indonezia; și craterul Ngorongoro din Tanzania. Din fericire, erupțiile supervulcanilor sunt evenimente foarte rare, deși din cauza suprafeței enorme pe care o acoperă și a ascunsării ulterioare sub vegetație și depozite glaciare, supervulcanii pot fi dificil de identificat în înregistrarea geologică fără o cartografiere geologică atentă .

Vulcani submarini

Imagini din satelit ale erupției din 15 ianuarie 2022 din Hunga Tonga-Hunga Haʻapai

Vulcanii submarini sunt caracteristici comune ale fundului oceanului. Activitatea vulcanică din timpul Holocenului a fost documentată la doar 119 vulcani submarini, dar ar putea exista mai mult de un milion de vulcani submarini tineri din punct de vedere geologic pe fundul oceanului. În apele puțin adânci, vulcanii activi își dezvăluie prezența prin explozia de abur și resturi stâncoase deasupra suprafeței oceanului. În bazinele oceanice adânci, greutatea extraordinară a apei împiedică eliberarea explozivă de abur și gaze; cu toate acestea, erupțiile submarine pot fi detectate de hidrofoane și prin decolorarea apei din cauza gazelor vulcanice . Lava de pernă este un produs eruptiv comun al vulcanilor submarini și se caracterizează prin secvențe groase de mase discontinue în formă de pernă care se formează sub apă. Chiar și erupțiile mari submarine pot să nu perturbe suprafața oceanului, din cauza efectului de răcire rapidă și a plutirii crescute în apă (în comparație cu aer), ceea ce determină adesea orificiile vulcanice să formeze stâlpi abrupți pe fundul oceanului. Gurile hidrotermale sunt comune în apropierea acestor vulcani, iar unele susțin ecosisteme deosebite bazate pe chimiotrofe care se hrănesc cu minerale dizolvate. În timp, formațiunile create de vulcanii submarini pot deveni atât de mari încât sparg suprafața oceanului ca noi insule sau plute plutitoare de piatră ponce .

În mai și iunie 2018, o multitudine de semnale seismice au fost detectate de agențiile de monitorizare a cutremurelor din întreaga lume. Acestea au luat forma unor zumzete neobișnuite, iar unele dintre semnalele detectate în noiembrie acelui an au avut o durată de până la 20 de minute. O campanie de cercetare oceanografică din mai 2019 a arătat că zgomotele de zumzet misterioase anterior au fost cauzate de formarea unui vulcan submarin în largul coastei Mayotte .

Vulcani subglaciari

Vulcanii subglaciari se dezvoltă sub calotele glaciare . Ele sunt alcătuite din platouri de lavă acoperind lave de pernă extinse și palagonite . Acești vulcani mai sunt numiți și munți de masă, tuyas sau (în Islanda) mobergs. Exemple foarte bune de acest tip de vulcan pot fi văzute în Islanda și în Columbia Britanică . Originea termenului provine de la Tuya Butte , care este una dintre numeroasele tuyas din zona râului Tuya și Tuya Range din nordul Columbia Britanică. Tuya Butte a fost primul astfel de relief analizat și astfel numele său a intrat în literatura geologică pentru acest tip de formațiune vulcanică. Parcul provincial Munții Tuya a fost recent înființat pentru a proteja acest peisaj neobișnuit, care se află la nord de Lacul Tuya și la sud de râul Jennings , lângă granița cu Teritoriul Yukon .

Vulcani noroiosi

Vulcanii de noroi (domurile de noroi) sunt formațiuni create de lichide și gaze geo-excretate, deși există mai multe procese care pot provoca o astfel de activitate. Cele mai mari structuri au 10 kilometri în diametru și ajung la 700 de metri înălțime.

Material a erupt

Flux de lavă Pāhoehoe pe Hawaii . Imaginea prezintă revărsări ale unui canal principal de lavă .
Stratovulcanul Stromboli de lângă coasta Siciliei a erupt continuu de mii de ani, dând naștere poreclei sale „Farul Mediteranei”.

Materialul care este expulzat într-o erupție vulcanică poate fi clasificat în trei tipuri:

  1. Gaze vulcanice , un amestec format în principal din abur , dioxid de carbon și un compus al sulfului (fie dioxid de sulf , SO2 , fie hidrogen sulfurat , H2S , în funcție de temperatură)
  2. Lavă , numele magmei atunci când iese și curge pe suprafață
  3. Tephra , particule de material solid de toate formele și dimensiunile aruncate și aruncate prin aer

Gaze vulcanice

Concentrațiile diferitelor gaze vulcanice pot varia considerabil de la un vulcan la altul. Vaporii de apă sunt de obicei cel mai abundent gaz vulcanic, urmat de dioxid de carbon și dioxid de sulf . Alte gaze vulcanice principale includ hidrogen sulfurat , acid clorhidric și fluorură de hidrogen . Un număr mare de gaze minore și urme se găsesc și în emisiile vulcanice, de exemplu hidrogen , monoxid de carbon , halocarburi , compuși organici și cloruri de metal volatile.

Curge de lavă

Forma și stilul erupției unui vulcan este determinată în mare măsură de compoziția lavei pe care o erupe. Vâscozitatea (cât de fluidă este lava) și cantitatea de gaz dizolvat sunt cele mai importante caracteristici ale magmei și ambele sunt în mare măsură determinate de cantitatea de silice din magmă. Magma bogată în silice este mult mai vâscoasă decât magma săracă în silice, iar magma bogată în silice tinde, de asemenea, să conțină mai multe gaze dizolvate.

Lava poate fi clasificată în patru compoziții diferite:

  • Dacă magma eruptă conține un procent mare (>63%) de silice , lava este descrisă ca felsică . Lavele felsice ( dacite sau riolite ) sunt foarte vâscoase și sunt erupte sub formă de cupole sau fluxuri scurte, stupoase. Vârful Lassen din California este un exemplu de vulcan format din lavă felsică și este de fapt un dom mare de lavă.
Deoarece magmele felsice sunt atât de vâscoase, au tendința de a capta substanțele volatile (gaze) care sunt prezente, ceea ce duce la vulcanism exploziv. Fluxurile piroclastice ( ignimbritele ) sunt produse extrem de periculoase ale unor astfel de vulcani, deoarece îmbrățișează versanții vulcanului și călătoresc departe de orificiile lor în timpul erupțiilor mari. Se știe că în fluxurile piroclastice apar temperaturi de până la 850 °C (1.560 °F), care vor incinera tot ce este inflamabil în calea lor, și pot fi așezate straturi groase de depozite de flux piroclastic fierbinte, adesea de mulți metri grosime. Valea celor zece mii de fum din Alaska , formată prin erupția Novaruptei lângă Katmai în 1912, este un exemplu de flux piroclastic gros sau depozit de ignimbrită. Cenușa vulcanică suficient de ușoară pentru a erupe sus în atmosfera Pământului , deoarece o coloană de erupție poate parcurge sute de kilometri înainte de a cădea înapoi la pământ sub formă de tuf . Gazele vulcanice pot rămâne în stratosferă ani de zile.
Magmele felsice se formează în interiorul crustei, de obicei prin topirea rocii de crustă de la căldura magmelor mafice subiacente. Magma felsică mai ușoară plutește pe magma mafică fără amestecare semnificativă. Mai rar, magmele felsice sunt produse prin cristalizarea fracțională extremă a magmelor mai mafice. Acesta este un proces în care mineralele mafice cristalizează din magma care se răcește încet, care îmbogățește lichidul rămas în silice.
  • Dacă magma eruptă conține 52-63% silice, lava este de compoziție intermediară sau andezitică . Magmele intermediare sunt caracteristice stratovulcanilor. Ele sunt cel mai frecvent formate la granițele convergente dintre plăcile tectonice , prin mai multe procese. Un proces este topirea prin hidratare a peridotitei de manta urmată de cristalizarea fracționată. Apa dintr-o placă de subducție se ridică în mantaua de deasupra, scăzând punctul său de topire, în special pentru mineralele mai bogate în silice. Cristalizarea fracționată îmbogățește și mai mult magma în silice. De asemenea, sa sugerat că magmele intermediare sunt produse prin topirea sedimentelor transportate în jos de placa subdusă. Un alt proces este amestecarea magmei între magmele riolitice felsice și magmele bazaltice mafice într-un rezervor intermediar înainte de amplasare sau flux de lavă.
  • Dacă magma eruptă conține <52% și >45% silice, lava se numește mafic (deoarece conține procente mai mari de magneziu (Mg) și fier (Fe)) sau bazaltică . Aceste lave sunt de obicei mai fierbinți și mult mai puțin vâscoase decât lavele felsice. Magmele mafice se formează prin topirea parțială a mantalei uscate, cu cristalizare fracțională limitată și asimilarea materialului crustal.
Lavele mafice apar într-o gamă largă de situații. Acestea includ crestele oceanice de mijloc ; Vulcanii scut (cum ar fi Insulele Hawaii , inclusiv Mauna Loa și Kilauea ), atât pe crusta oceanică , cât și pe crusta continentală ; si ca bazalti de inundatii continentale .
  • Unele magme erupte conțin ≤45% silice și produc lavă ultramafică . Fluxurile ultramafice, cunoscute și sub numele de komatiite , sunt foarte rare; într-adevăr, foarte puține au erupt la suprafața Pământului de la Proterozoic , când fluxul de căldură al planetei era mai mare. Ele sunt (sau au fost) cele mai fierbinți lave și au fost probabil mai fluide decât lavele mafice obișnuite, cu o vâscozitate mai mică de o zecime din cea a magmei bazaltice fierbinți.

Fluxurile de lavă mafice arată două varietăți de textură a suprafeței: ʻAʻa (pronunțat[ˈʔaʔa] ) și pāhoehoe ([paːˈho.eˈho.e] ), ambele cuvinte hawaiene . ʻAʻa se caracterizează printr-o suprafață aspră, clincher și este textura tipică a fluxurilor de lavă de bazalt mai reci. Pāhoehoe se caracterizează prin suprafața sa netedă și adesea încrețită sau încrețită și este în general format din fluxuri de lavă mai fluide. Se observă uneori că curgerile Pāhoehoe trec la fluxuri ʻaʻa pe măsură ce se îndepărtează de orificiu, dar niciodată invers.

Mai multe fluxuri de lavă silicică iau forma blocurilor de lavă, unde fluxul este acoperit cu blocuri unghiulare, sărace în vezicule. Fluxurile riolitice constau în mare parte din obsidian .

Tephra

Imaginea cu microscop luminos a tufului văzută în secțiune subțire (dimensiunea lungă este de câțiva mm): formele curbe ale cioburilor de sticlă alterate (fragmente de cenușă) sunt bine conservate, deși sticla este parțial alterată. Formele s-au format în jurul bulelor de gaz în expansiune, bogat în apă.

Tephra este produsă atunci când magma din interiorul vulcanului este dezintegrată de expansiunea rapidă a gazelor vulcanice fierbinți. Magma explodează în mod obișnuit când gazul dizolvat în el iese din soluție, deoarece presiunea scade atunci când curge la suprafață . Aceste explozii violente produc particule de material care pot zbura apoi din vulcan. Particulele solide mai mici de 2 mm în diametru ( de dimensiunea nisipului sau mai mici) sunt numite cenușă vulcanică.

Tephra și alte vulcaniclastice (material vulcanic spart) alcătuiesc mai mult din volumul multor vulcani decât fluxurile de lavă. Este posibil ca vulcaniclasticele să fi contribuit cu până la o treime din toată sedimentarea din înregistrarea geologică. Producerea unor volume mari de tephra este caracteristică vulcanismului exploziv.

Tipuri de erupții vulcanice

Schema injectării vulcanilor de aerosoli și gaze

Stilurile de erupție sunt împărțite în general în erupții magmatice, freatomagmatice și freatice. Intensitatea vulcanismului exploziv este exprimată folosind Indexul de Explosivitate Vulcanică (VEI), care variază de la 0 pentru erupțiile de tip hawaian până la 8 pentru erupțiile supervulcanice.

  • Erupțiile magmatice sunt determinate în principal de eliberarea de gaze datorată decompresiei. Magma cu vâscozitate scăzută cu puțin gaz dizolvat produce erupții efuzive relativ blânde. Magma de înaltă vâscozitate cu un conținut ridicat de gaz dizolvat produce erupții explozive violente . Gama de stiluri de erupție observate este exprimată din exemple istorice.
  • Erupțiile hawaiene sunt tipice vulcanilor care erup lavă mafică cu un conținut relativ scăzut de gaze. Acestea sunt aproape în întregime efuzive, producând fântâni locale de foc și fluxuri de lavă foarte fluide, dar relativ puțină tephra. Ele sunt numite după vulcanii hawaiani .
  • Erupțiile stromboliene sunt caracterizate prin vâscozități moderate și niveluri de gaz dizolvat. Se caracterizează prin erupții frecvente, dar de scurtă durată, care pot produce coloane eruptive de sute de metri înălțime. Produsul lor principal este scoria . Ele sunt numite după Stromboli .
  • Erupțiile vulcaniene sunt caracterizate prin vâscozități încă mai mari și cristalizarea parțială a magmei, care este adesea intermediară ca compoziție. Erupțiile iau forma unor explozii de scurtă durată pe parcursul mai multor ore, care distrug o cupolă centrală și ejectează blocuri mari de lavă și bombe. Aceasta este urmată de o fază efuzivă care reconstruiește cupola centrală. Erupțiile vulcaniene poartă numele lui Vulcano .
  • Erupțiile peleene sunt și mai violente, fiind caracterizate prin creșterea și prăbușirea domului care produce diferite tipuri de fluxuri piroclastice. Ele sunt numite după Muntele Pelée .
  • Erupțiile pliniene sunt cele mai violente dintre toate erupțiile vulcanice. Ele sunt caracterizate prin coloane de erupție uriașe susținute a căror prăbușire produce fluxuri piroclastice catastrofale. Ele sunt numite după Pliniu cel Tânăr , care a relatat erupția plinică a Muntelui Vezuviu în anul 79 d.Hr.
  • Erupțiile freatomagmatice sunt caracterizate prin interacțiunea magmei în creștere cu apele subterane . Ele sunt conduse de acumularea rapidă rezultată a presiunii în apa subterană supraîncălzită .
  • Erupțiile freatice sunt caracterizate prin supraîncălzirea apei subterane care intră în contact cu roca fierbinte sau cu magma. Ele se deosebesc de erupțiile freatomagmatice deoarece materialul erupt este tot rocă de țară ; nu se erupe magma.

Activitate vulcanica

Frescă cu Muntele Vezuviu în spatele lui Bacchus și Agathodaemon , așa cum se vede în Casa Centenarului din Pompei

În decembrie 2022, baza de date a Programului Global de Vulcanism a Instituției Smithsonian a erupțiilor vulcanice din epoca Holocenului (ultimii 11.700 de ani) enumeră 9.901 erupții confirmate de la 859 de vulcani. Baza de date enumeră, de asemenea, 1.113 de erupții incerte și 168 de erupții discreditate pentru același interval de timp.

Vulcanii variază foarte mult în ceea ce privește nivelul lor de activitate, sistemele vulcanice individuale având o recurență a erupțiilor variind de la câteva ori pe an până la o dată la zeci de mii de ani. Vulcanii sunt descriși în mod informal ca fiind în erupție , activi , inactivi sau dispăruți , dar definițiile acestor termeni nu sunt în întregime uniforme în rândul vulcanologilor. Nivelul de activitate al majorității vulcanilor se încadrează într-un spectru gradat, cu multă suprapunere între categorii și nu se încadrează întotdeauna perfect doar într-una dintre aceste trei categorii separate.

în erupție

USGS definește un vulcan ca „in erupție” ori de câte ori este vizibilă ejecția de magmă din orice punct al vulcanului, inclusiv magma vizibilă încă conținută în pereții craterului de vârf.

Activ

Deși nu există un consens internațional între vulcanologi cu privire la modul de definire a unui vulcan „activ”, USGS definește un vulcan ca fiind „activ” ori de câte ori indicatorii subterani, cum ar fi roiuri de cutremur, inflație la sol sau niveluri neobișnuit de ridicate de dioxid de carbon și/sau sulf. dioxidul sunt prezenti.

Inactiv și reactivat

Insula Narcondam , India, este clasificată ca vulcan inactiv de către Geological Survey of India .

USGS definește un „vulcan inactiv” ca Orice vulcan care nu prezintă semne de neliniște, cum ar fi roiuri de cutremur, umflarea solului sau emisii excesive de gaze nocive, dar care arată semne că ar putea deveni încă activ din nou. Mulți vulcani inactivi nu au erupt de mii de ani, dar încă au dat semne că ar putea erupe din nou în viitor.

Într-un articol care justifică reclasificarea vulcanului Mount Edgecumbe din Alaska de la „latent” la „activ”, vulcanologii de la Observatorul Vulcanilor din Alaska au subliniat că termenul „latent” cu referire la vulcani a fost depreciat în ultimele decenii și că „[T]ul termen „vulcan latent” este atât de puțin folosit și nedefinit în vulcanologia modernă, încât Encyclopedia of Volcanes (2000) nu îl conține în glosare sau index”, totuși USGS încă folosește pe scară largă termenul.

Anterior, un vulcan era adesea considerat a fi dispărut dacă nu existau înregistrări scrise ale activității sale. Cu tehnicile moderne de monitorizare a activității vulcanice, acum se înțelege că vulcanii pot rămâne latenți pentru o perioadă lungă de timp și apoi devin din nou activi în mod neașteptat. De exemplu, Yellowstone are o perioadă de repaus/reîncărcare de aproximativ 700.000 de ani, iar Toba de aproximativ 380.000 de ani. Vezuviul a fost descris de scriitorii romani ca fiind acoperit cu grădini și vii înainte de erupția sa din 79 d.Hr. , care a distrus orașele Herculaneum și Pompeii .

Uneori poate fi dificil să faci distincția între un vulcan stins și unul latent (inactiv). Pinatubo a fost un vulcan discret, necunoscut de majoritatea oamenilor din zonele înconjurătoare și inițial nemonitorizat din punct de vedere seismic înainte de erupția sa neprevăzută și catastrofală din 1991. Alte două exemple de vulcani despre care s-a considerat cândva dispăruți, înainte de a reveni în activitate eruptivă au fost: vulcanul Soufrière Hills de pe insula Montserrat , considerat a fi dispărut până la reluarea activității în 1995 (transformându-și capitala Plymouth într-un oraș fantomă ) și Muntele Fourpeaked din Alaska, care, înainte de erupția din septembrie 2006, nu mai erupsese înainte. 8000 î.Hr.

Dispărut

Vulcanii dispăruți sunt cei pe care oamenii de știință consideră că este puțin probabil să erupă din nou, deoarece vulcanul nu mai are o sursă de magmă. Exemple de vulcani dispăruți sunt mulți vulcani de pe lanțul de munți submarini Hawaiian – Emperor din Oceanul Pacific (deși unii vulcani de la capătul de est al lanțului sunt activi), Hohentwiel în Germania , Shiprock în New Mexico , SUA , Capulin în New Mexico, SUA , vulcanul Zuidwal din Olanda și mulți vulcani din Italia , cum ar fi Monte Vulture . Castelul Edinburgh din Scoția este situat pe vârful unui vulcan stins, care formează Castle Rock . Este adesea dificil de stabilit dacă un vulcan este cu adevărat stins. Deoarece calderele „supervulcanilor” pot avea o durată de viață eruptivă măsurată uneori în milioane de ani, o calderă care nu a produs o erupție în zeci de mii de ani poate fi considerată inactivă în loc de dispărută.

Nivel de alertă vulcanică

Cele trei clasificări populare comune ale vulcanilor pot fi subiective și unii vulcani despre care se crede că au dispărut au erupt din nou. Pentru a preveni oamenii să creadă în mod fals că nu sunt expuși riscului atunci când locuiesc pe sau în apropierea unui vulcan, țările au adoptat noi clasificări pentru a descrie diferitele niveluri și etape ale activității vulcanice. Unele sisteme de alertă folosesc numere sau culori diferite pentru a desemna diferitele etape. Alte sisteme folosesc culori și cuvinte. Unele sisteme folosesc o combinație a ambelor.

Vulcani deceniu

Vulcanul Koryaksky care se ridică deasupra Petropavlovsk-Kamchatsky pe Peninsula Kamceatka , Orientul Îndepărtat al Rusiei

Vulcanii deceniului sunt 16 vulcani identificați de Asociația Internațională de Vulcanologie și Chimie a Interiorului Pământului (IAVCEI) ca fiind demni de un studiu special, în lumina istoriei lor de erupții mari, distructive și a proximității de zonele populate. Aceștia sunt denumiți Decade Volcanes deoarece proiectul a fost inițiat ca parte a Deceniului Internațional pentru Reducerea Dezastrelor Naturale, sponsorizat de Națiunile Unite (anii 1990). Cei 16 vulcani decenii actuali sunt:

Proiectul de degazare a carbonului Deep Earth , o inițiativă a Observatorului Deep Carbon , monitorizează nouă vulcani, dintre care doi sunt vulcani Decade. Obiectivul Proiectului de degazare a carbonului Deep Earth este utilizarea instrumentelor sistemului de analiză a gazelor cu mai multe componente pentru a măsura raporturile CO 2 /SO 2 în timp real și la rezoluție înaltă pentru a permite detectarea degazării pre-eruptive a magmelor în creștere, îmbunătățind predictia activitatii vulcanice .

Vulcani și oameni

Graficul radiației solare 1958–2008, care arată modul în care radiația este redusă după erupții vulcanice majore
Concentrația de dioxid de sulf peste vulcanul Sierra Negra , Insulele Galapagos , în timpul unei erupții din octombrie 2005

Erupțiile vulcanice reprezintă o amenințare semnificativă pentru civilizația umană. Cu toate acestea, activitatea vulcanică a oferit oamenilor resurse importante.

Pericole

Există multe tipuri diferite de erupții vulcanice și activități asociate: erupții freatice (erupții generate de abur), erupții explozive de lave cu conținut ridicat de siliciu (de exemplu, riolit ), erupții efuzive de lave cu conținut scăzut de siliciu (de exemplu, bazalt ), colapsuri de sector , fluxuri piroclastice , lahars (flux de resturi) și emisie de dioxid de carbon . Toate aceste activități pot reprezenta un pericol pentru oameni. Cutremurele, izvoarele termale , fumarolele , vasele de noroi și gheizerele însoțesc adesea activitatea vulcanică.

Gazele vulcanice pot ajunge în stratosferă, unde formează aerosoli de acid sulfuric care pot reflecta radiația solară și pot scădea semnificativ temperaturile de suprafață. Dioxidul de sulf de la erupția Huaynaputinei poate fi cauzat foametea Rusiei din 1601–1603 . Reacțiile chimice ale aerosolilor de sulfat din stratosferă pot deteriora, de asemenea, stratul de ozon , iar acizi precum clorura de hidrogen (HCl) și fluorura de hidrogen (HF) pot cădea pe pământ sub formă de ploaie acide . Erupțiile vulcanice explozive eliberează dioxid de carbon din gazul cu efect de seră și oferă astfel o sursă profundă de carbon pentru ciclurile biogeochimice .

Cenușa aruncată în aer de erupții poate prezenta un pericol pentru aeronave, în special pentru aeronavele cu reacție , unde particulele se pot topi la temperatura ridicată de funcționare; particulele topite aderă apoi la paletele turbinei și își modifică forma, perturbând funcționarea turbinei. Acest lucru poate cauza perturbări majore în călătoriile aeriene.

Comparația dintre supererupțiile majore din Statele Unite ( VEI 7 și 8 ) cu erupțiile vulcanice istorice majore din secolul al XIX-lea și al XX-lea. De la stânga la dreapta: Yellowstone 2,1 Ma, Yellowstone 1,3 Ma, Long Valley 6,26 Ma, Yellowstone 0,64 Ma. Erupții secolului XIX: Tambora 1815, Krakatoa 1883. Erupții secolului XX: Novarupta 1912, St. Helens 1980, Pinatubo 1991.

Se crede că o iarnă vulcanică a avut loc în urmă cu aproximativ 70.000 de ani, după supraerupția lacului Toba de pe insula Sumatra din Indonezia, aceasta ar fi creat un blocaj populației care a afectat moștenirea genetică a tuturor oamenilor de astăzi. Este posibil ca erupțiile vulcanice să fi contribuit la evenimente majore de extincție, cum ar fi extincțiile în masă ale Ordovicianului Sfârșit , Permian-Triasic și Devonianului târziu .

Erupția din 1815 a Muntelui Tambora a creat anomalii climatice globale care au devenit cunoscute sub numele de „ Anul fără vară ” din cauza efectului asupra vremii nord-americane și europene. Iarna înghețată din 1740–41, care a dus la foamete larg răspândită în nordul Europei, își poate datora, de asemenea, originile unei erupții vulcanice.

Beneficii

Deși erupțiile vulcanice prezintă pericole considerabile pentru oameni, activitatea vulcanică din trecut a creat resurse economice importante. Tuful format din cenușă vulcanică este o rocă relativ moale și a fost folosită pentru construcții din cele mai vechi timpuri. Romanii foloseau adesea tuful, care este din belșug în Italia, pentru construcții. Oamenii Rapa Nui au folosit tuf pentru a face majoritatea statuilor moai din Insula Paștelui .

Cenușa vulcanică și bazaltul deteriorat produc unele dintre cele mai fertile soluri din lume, bogate în nutrienți precum fier, magneziu, potasiu, calciu și fosfor. Activitatea vulcanică este responsabilă pentru amplasarea resurselor minerale valoroase, cum ar fi minereurile metalice. Este însoțită de rate mari de flux de căldură din interiorul Pământului. Acestea pot fi valorificate ca energie geotermală .

Considerații de siguranță

Mulți vulcani din apropierea așezărilor umane sunt monitorizați intens cu scopul de a furniza avertismente adecvate în avans privind erupțiile iminente populațiilor din apropiere. De asemenea, o mai bună înțelegere modernă a vulcanologiei a condus la unele răspunsuri guvernamentale mai bine informate la activitățile vulcanice neprevăzute. În timp ce știința vulcanologiei ar putea să nu fie încă capabilă să prezică orele și datele exacte ale erupțiilor în viitor, în cazul vulcanilor monitorizați corespunzător, monitorizarea indicatorilor vulcanici în curs este, în general, capabilă să prezică erupții iminente cu avertismente în avans minim de ore și, de obicei, de zile înaintea oricăror erupții iminente.

Astfel, în multe cazuri, în timp ce erupțiile vulcanice pot provoca în continuare distrugeri majore de proprietăți, pierderile periodice pe scară largă de vieți umane care au fost asociate cândva cu multe erupții vulcanice au fost recent reduse semnificativ în zonele în care vulcanii sunt monitorizați în mod adecvat. Această capacitate de salvare a vieții este derivată prin astfel de programe de monitorizare a activității vulcanice, prin abilitățile mai mari ale oficialilor locali de a facilita evacuările în timp util, bazate pe cunoștințele moderne mai bune despre vulcanism care sunt acum disponibile și pe tehnologii de comunicații îmbunătățite, cum ar fi telefoanele mobile. . Astfel de operațiuni tind să ofere suficient timp pentru ca oamenii să scape cel puțin cu viața înainte de o erupție în așteptare. Un exemplu de evacuare vulcanică cu succes recent a fost evacuarea Muntelui Pinatubo din 1991. Se crede că această evacuare a salvat 20.000 de vieți.

Cetățenii care ar putea fi îngrijorați de propria expunere la riscul din activitatea vulcanică din apropiere ar trebui să se familiarizeze cu tipurile și calitatea procedurilor de monitorizare și notificare publică a vulcanilor utilizate de autoritățile guvernamentale din zonele lor.

Vulcani pe alte corpuri cerești

Vulcanul Tvashtar erupe un penaj la 330 km (205 mi) deasupra suprafeței lunii Io a lui Jupiter .

Luna Pământului nu are vulcani mari și nici activitate vulcanică actuală, deși dovezile recente sugerează că ar putea avea încă un nucleu parțial topit. Cu toate acestea, Luna are multe trăsături vulcanice, cum ar fi maria (petele mai întunecate văzute pe Lună), rigole și cupole .

Planeta Venus are o suprafață care este 90% bazalt , ceea ce indică faptul că vulcanismul a jucat un rol major în modelarea suprafeței sale. Este posibil ca planeta să fi avut un eveniment major de refacere la suprafață cu aproximativ 500 de milioane de ani în urmă, din ceea ce oamenii de știință pot spune din densitatea craterelor de impact de la suprafață. Fluxurile de lavă sunt larg răspândite și apar și forme de vulcanism care nu sunt prezente pe Pământ. Schimbările în atmosfera planetei și observațiile fulgerelor au fost atribuite erupțiilor vulcanice în curs, deși nu există nicio confirmare dacă Venus este sau nu încă activ vulcanic. Cu toate acestea, sondele radar ale sondei Magellan au dezvăluit dovezi pentru o activitate vulcanică relativ recentă la cel mai înalt vulcan al lui Venus, Maat Mons , sub formă de fluxuri de cenușă în apropierea vârfului și pe flancul nordic. Cu toate acestea, interpretarea fluxurilor ca fluxuri de cenuşă a fost pusă sub semnul întrebării.

Olympus Mons ( în latină , „Muntele Olimp”), situat pe planeta Marte , este cel mai înalt munte cunoscut din Sistemul Solar .

Există mai mulți vulcani dispăruți pe Marte , dintre care patru sunt vulcani scut uriași mult mai mari decât oricare pe Pământ. Printre acestea se numără Arsia Mons , Ascraeus Mons , Hecates Tholus , Olympus Mons și Pavonis Mons . Acești vulcani au dispărut de multe milioane de ani, dar sonda spațială europeană Mars Express a găsit dovezi că activitatea vulcanică ar fi putut avea loc și pe Marte în trecutul recent.

Luna Io a lui Jupiter este obiectul cel mai activ din punct de vedere vulcanic din Sistemul Solar din cauza interacțiunii mareelor ​​cu Jupiter. Este acoperit cu vulcani care erup cu sulf , dioxid de sulf și roci silicate și, în consecință, Io este în mod constant reapare la suprafață. Lavele sale sunt cele mai fierbinți cunoscute oriunde în Sistemul Solar, cu temperaturi de peste 1.800 K (1.500 °C). În februarie 2001, pe Io au avut loc cele mai mari erupții vulcanice înregistrate în Sistemul Solar. Europa , cea mai mică dintre lunile galileene ale lui Jupiter , pare să aibă, de asemenea, un sistem vulcanic activ, cu excepția faptului că activitatea sa vulcanică este în întregime sub formă de apă, care îngheață în gheață pe suprafața rece. Acest proces este cunoscut sub numele de criovulcanism și se pare că este cel mai comun pe lunile planetelor exterioare ale Sistemului Solar .

În 1989, sonda spațială Voyager 2 a observat criovulcani (vulcani de gheață) pe Triton , o lună a lui Neptun , iar în 2005 sonda Cassini-Huygens a fotografiat fântâni de particule înghețate care erup din Enceladus , o lună a lui Saturn . Ejecta poate fi compusă din apă, azot lichid , amoniac , praf sau compuși metan . Cassini-Huygens a găsit, de asemenea, dovezi ale unui criovulcan care aruncă metan pe luna Saturnian Titan , despre care se crede că este o sursă semnificativă de metan găsit în atmosfera sa. Se teoretizează că criovulcanismul poate fi prezent și pe Quaoar -ul obiectului Centura Kuiper .

Un studiu din 2010 al exoplanetei COROT-7b , care a fost detectată prin tranzit în 2009, a sugerat că încălzirea mareelor ​​de la steaua gazdă foarte aproape de planetă și de planetele învecinate ar putea genera o activitate vulcanică intensă similară cu cea găsită pe Io.

Istoria vulcanologiei

Multe relatări antice atribuie erupțiile vulcanice cauze supranaturale , cum ar fi acțiunile zeilor sau semizeilor . Pentru grecii antici, puterea capricioasă a vulcanilor nu putea fi explicată decât ca acte ale zeilor, în timp ce astronomul german din secolele al XVI-lea/XVII Johannes Kepler credea că acestea sunt canale pentru lacrimile Pământului. O idee timpurie contrară acestui lucru a fost propusă de iezuitul Athanasius Kircher (1602–1680), care a fost martor la erupțiile Muntelui Etna și Stromboli , apoi a vizitat craterul Vezuviului și și-a publicat viziunea asupra unui Pământ cu un foc central conectat la numeroase altele cauzate de arderea sulfului , bitumului și cărbunelui .

Au fost propuse diverse explicații pentru comportamentul vulcanului înainte de a se dezvolta înțelegerea modernă a structurii mantalei Pământului ca material semisolid. Timp de zeci de ani, după conștientizarea faptului că materialele de compresie și radioactive pot fi surse de căldură, contribuțiile lor au fost reduse în mod special. Acțiunea vulcanică a fost adesea atribuită reacțiilor chimice și unui strat subțire de rocă topită lângă suprafață.

Vezi si

Referințe

Lectură în continuare

  • Macdonald, Gordon; Abbott, Agatin (1970). Vulcani în mare: Geologia Hawaii . University of Hawaii Press. ISBN 978-0-870-22495-9.
  • Marti, Joan și Ernst, Gerald. (2005). Vulcanii și mediul înconjurător . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-59254-3.
  • Ollier, Cliff (1969). Vulcani . Australian National University Press. ISBN 978-0-7081-0532-0.
  • Sigurðsson, Haraldur, ed. (2015). Enciclopedia vulcanilor (ed. 2). Presa Academică. ISBN 978-0-12-385938-9.Aceasta este o referință destinată geologilor, dar multe articole sunt accesibile persoanelor care nu sunt profesioniști.

linkuri externe