Vulkan -Volcano

Sabancaya- vulkanen har utbrudd, Peru i 2017

En vulkan er et brudd i skorpen til et objekt med planetmasse , for eksempel Jorden , som lar varm lava , vulkansk aske og gasser unnslippe fra et magmakammer under overflaten.

På jorden er vulkaner oftest funnet der tektoniske plater divergerer eller konvergerer , og de fleste finnes under vann . For eksempel har en midthavsrygg , slik som Mid-Atlantic Ridge , vulkaner forårsaket av divergerende tektoniske plater, mens Pacific Ring of Fire har vulkaner forårsaket av konvergerende tektoniske plater. Vulkaner kan også dannes der det er strekking og tynning av jordskorpenes plater, som i den østafrikanske Rift og Wells Gray-Clearwater vulkanske felt og Rio Grande rift i Nord-Amerika. Vulkanisme vekk fra plategrensene har blitt postulert å oppstå fra oppstrømmende diapirer fra grensen mellom kjerne og mantel , 3000 kilometer (1900 mi) dypt i jorden. Dette resulterer i hotspot-vulkanisme , som Hawaiian hotspot er et eksempel på. Vulkaner skapes vanligvis ikke der to tektoniske plater glir forbi hverandre.

Store utbrudd kan påvirke atmosfærisk temperatur ettersom aske og dråper av svovelsyre skjuler solen og avkjøler jordens troposfære . Historisk sett har store vulkanutbrudd blitt fulgt av vulkanske vintre som har forårsaket katastrofal hungersnød.

Andre planeter foruten Jorden har vulkaner. For eksempel har Merkur pyroklastiske forekomster dannet av eksplosiv vulkansk aktivitet.

Etymologi

Ordet vulkan er avledet fra navnet Vulcano , en vulkansk øy på de eoliske øyer i Italia, hvis navn igjen kommer fra Vulcan , ildguden i romersk mytologi . Studiet av vulkaner kalles vulkanologi , noen ganger stavet vulkanologi .

Platetektonikk

Kart som viser de divergerende plategrensene (oseaniske spredningsrygger) og nylige underjordiske vulkaner (for det meste ved konvergerende grenser)

I følge teorien om platetektonikk er jordens litosfære , dens stive ytre skall, delt inn i seksten større og flere mindre plater. Disse er i sakte bevegelse, på grunn av konveksjon i den underliggende duktile mantelen , og mesteparten av vulkansk aktivitet på jorden foregår langs plategrenser, der plater konvergerer (og litosfæren blir ødelagt) eller divergerer (og ny litosfære blir skapt).

Divergerende plategrenser

Ved midthavsryggene divergerer to tektoniske plater fra hverandre mens varm mantelstein kryper oppover under den tynne havskorpen . Reduseringen av trykket i den stigende mantelbergarten fører til adiabatisk ekspansjon og delvis smelting av bergarten, forårsaker vulkanisme og skaper ny havskorpe. De fleste divergerende plategrensene er på bunnen av havene, og derfor er mest vulkansk aktivitet på jorden undersjøisk, og danner ny havbunn . Svarte røykere (også kjent som dyphavsventiler) er bevis på denne typen vulkansk aktivitet. Der den midthavsryggen er over havet, dannes det vulkanske øyer, som Island .

Konvergerende plategrenser

Subduksjonssoner er steder der to plater, vanligvis en oseanisk plate og en kontinentalplate, kolliderer. Den oseaniske platen subdukterer (dykker under kontinentalplaten), og danner en dyp havgrøft like utenfor kysten. I en prosess som kalles flukssmelting , senker vann som frigjøres fra subduksjonsplaten smeltetemperaturen til den overliggende mantelkilen, og skaper dermed magma . Denne magmaen har en tendens til å være ekstremt tyktflytende på grunn av dens høye silikainnhold , så den når ofte ikke overflaten, men avkjøles og stivner i dybden . Når den når overflaten, dannes det imidlertid en vulkan. Subduksjonssoner er derfor avgrenset av kjeder av vulkaner kalt vulkanske buer . Typiske eksempler er vulkanene i Stillehavets Ring of Fire , som Cascade Volcanoes eller den japanske skjærgården , eller de østlige øyene i Indonesia .

Hotspots

Hotspots er vulkanske områder som antas å være dannet av mantelplumer , som antas å være søyler av varmt materiale som stiger opp fra kjerne-mantel-grensen. Som med midthavsrygger, opplever den stigende mantelbergarten dekompresjonssmelting som genererer store volumer magma. Fordi tektoniske plater beveger seg på tvers av mantelfjær, blir hver vulkan inaktiv når den driver av plymen, og nye vulkaner dannes der platen beveger seg over plymen. Hawaii -øyene antas å ha blitt dannet på en slik måte, det samme har Snake River Plain , med Yellowstone-calderaen som den delen av den nordamerikanske platen som for tiden er over Yellowstone-hotspotet . Imidlertid har man stilt spørsmål ved mantelfjærhypotesen.

Kontinental rifting

Vedvarende oppstrømning av varm mantelbergart kan utvikle seg under det indre av et kontinent og føre til rift. Tidlige stadier av rifting er preget av flombasalter og kan utvikle seg til det punktet hvor en tektonisk plate er helt splittet. En divergerende plategrense utvikles da mellom de to halvdelene av den delte platen. Imidlertid klarer rifting ofte ikke å splitte den kontinentale litosfæren fullstendig (som i en aulacogen ), og mislykkede rifter er preget av vulkaner som bryter ut uvanlig alkalisk lava eller karbonatitter . Eksempler inkluderer vulkanene i den østafrikanske Rift .

Vulkaniske trekk

Lakagigar sprekkåpning på Island , kilden til den store klimaendringen i verden i 1783–84 , har en kjede av vulkanske kjegler langs sin lengde.
Skjaldbreiður , en skjoldvulkan hvis navn betyr "bredt skjold"

Den vanligste oppfatningen av en vulkan er et konisk fjell som spyr ut lava og giftige gasser fra et krater på toppen; Dette beskriver imidlertid bare en av de mange typer vulkaner. Egenskapene til vulkaner er mye mer kompliserte og deres struktur og oppførsel avhenger av en rekke faktorer. Noen vulkaner har robuste topper dannet av lavakupler i stedet for et toppkrater, mens andre har landskapstrekk som massive platåer . Ventiler som avgir vulkansk materiale (inkludert lava og aske ) og gasser (hovedsakelig damp og magmatiske gasser ) kan utvikle seg hvor som helst på landformen og kan gi opphav til mindre kjegler som Puʻu ʻŌʻō på en flanke av Kīlauea på Hawaii. Andre typer vulkaner inkluderer kryovulkaner (eller isvulkaner), spesielt på noen måner av Jupiter , Saturn og Neptun ; og gjørmevulkaner , som er formasjoner som ofte ikke er assosiert med kjent magmatisk aktivitet. Aktive gjørmevulkaner har en tendens til å involvere temperaturer som er mye lavere enn de for magmatiske vulkaner, bortsett fra når gjørmevulkanen faktisk er en ventil fra en vulkansk vulkan.

Spalteventiler

Vulkaniske sprekker er flate, lineære brudd som lava kommer ut gjennom.

Skjold vulkaner

Skjoldvulkaner, så oppkalt etter sine brede, skjoldlignende profiler, dannes ved utbrudd av lava med lav viskositet som kan strømme langt fra en ventil. De eksploderer vanligvis ikke katastrofalt, men er preget av relativt milde utbrudd . Siden lavviskøs magma vanligvis er lav i silika, er skjoldvulkaner mer vanlige i oseaniske enn kontinentale omgivelser. Den hawaiiske vulkankjeden er en serie med skjoldkjegler, og de er også vanlige på Island .

Lava kupler

Lavakupler er bygget av langsomme utbrudd av svært viskøs lava. De er noen ganger dannet innenfor krateret til et tidligere vulkanutbrudd, som i tilfellet med Mount St. Helens , men kan også dannes uavhengig, som i tilfellet med Lassen Peak . I likhet med stratovulkaner kan de produsere voldsomme, eksplosive utbrudd, men lavaen renner vanligvis ikke langt fra den opprinnelige ventilen.

Kryptodomer

Kryptodomer dannes når viskøs lava presses oppover og får overflaten til å bule. Utbruddet av Mount St. Helens i 1980 var et eksempel; lava under overflaten av fjellet skapte en oppadgående bule, som senere kollapset ned nordsiden av fjellet.

Cinder kjegler

Izalco-vulkanen , den yngste vulkanen i El Salvador. Izalco brøt ut nesten kontinuerlig fra 1770 (da den ble dannet) til 1958, og ga den kallenavnet "Lighthouse of the Pacific".

Cinder-kjegler er et resultat av utbrudd av for det meste små biter av scoria og pyroklastiske stoffer (begge ligner asker, derav navnet på denne vulkantypen) som bygger seg opp rundt ventilen. Dette kan være relativt kortvarige utbrudd som produserer en kjegleformet høyde på kanskje 30 til 400 meter (100 til 1300 fot). De fleste slaggkjegler bryter ut bare én gang . Cinder-kjegler kan dannes som flankeventiler på større vulkaner, eller oppstå av seg selv. Parícutin i Mexico og Sunset Crater i Arizona er eksempler på slaggkjegler. I New Mexico er Caja del Rio et vulkansk felt med over 60 slaggkegler.

Basert på satellittbilder ble det antydet at slaggkjegler også kan forekomme på andre terrestriske kropper i solsystemet; på overflaten av Mars og Månen.

Stratovulkaner (sammensatte vulkaner)

Tverrsnitt gjennom en stratovulkan (vertikal skala er overdrevet) :
  1. Stort magmakammer
  2. Berggrunn
  3. Rør (rør)
  4. Utgangspunkt
  5. Sill
  6. Dike
  7. Lag av aske som slippes ut av vulkanen
  8. Flanke
  9. Lag av lava som slippes ut av vulkanen
  10. Hals
  11. Parasittisk kjegle
  12. Lavaflyt
  13. Vent
  14. Krater
  15. Ask sky

Stratovulkaner (sammensatte vulkaner) er høye koniske fjell sammensatt av lavastrømmer og tefra i alternerende lag, lagene som gir opphav til navnet. De er også kjent som sammensatte vulkaner fordi de er skapt fra flere strukturer under forskjellige typer utbrudd. Klassiske eksempler inkluderer Mount Fuji i Japan, Mayon Volcano på Filippinene, og Mount Vesuvius og Stromboli i Italia.

Aske produsert av det eksplosive utbruddet av stratovulkaner har historisk sett utgjort den største vulkanske faren for sivilisasjoner. Lavasen til stratovulkaner er høyere i silika, og derfor mye mer tyktflytende, enn lavaene fra skjoldvulkaner. Lavaer med høyt silika har også en tendens til å inneholde mer oppløst gass. Kombinasjonen er dødelig, og fremmer eksplosive utbrudd som produserer store mengder aske, samt pyroklastiske bølger som den som ødela byen Saint-Pierre på Martinique i 1902. De er også brattere enn skjoldvulkaner, med skråninger på 30–35 ° sammenlignet med skråninger på generelt 5–10 °, og deres løse tephra er materiale for farlige laharer . Store biter av tefra kalles vulkanske bomber . Store bomber kan være mer enn 1,2 meter i diameter og veie flere tonn.

Supervulkaner

En supervulkan er en vulkan som har opplevd ett eller flere utbrudd som produserte over 1000 kubikkkilometer (240 cu mi) vulkanske avsetninger i en enkelt eksplosiv hendelse. Slike utbrudd oppstår når et veldig stort magmakammer fullt av gassrik, kiselholdig magma tømmes i et katastrofalt kalderadannende utbrudd. Askestrømstuffer som er plassert av slike utbrudd er det eneste vulkanske produktet med volumer som kan måle seg med flombasaltene .

En supervulkan kan produsere ødeleggelser på kontinental skala. Slike vulkaner er i stand til å kjøle ned globale temperaturer i mange år etter utbruddet på grunn av de enorme volumene av svovel og aske som slippes ut i atmosfæren. De er den farligste typen vulkaner. Eksempler inkluderer Yellowstone Caldera i Yellowstone National Park og Valles Caldera i New Mexico (begge vestlige USA); Lake Taupō i New Zealand; Lake Toba i Sumatra , Indonesia; og Ngorongoro-krateret i Tanzania. Heldigvis er supervulkanutbrudd svært sjeldne hendelser, men på grunn av det enorme området de dekker, og påfølgende skjult under vegetasjon og breavsetninger, kan supervulkaner være vanskelig å identifisere i den geologiske oversikten uten nøye geologisk kartlegging .

Ubåtvulkaner

Satellittbilder av utbruddet av Hunga Tonga-Hunga Haʻapai 15. januar 2022

Ubåtvulkaner er vanlige trekk ved havbunnen. Vulkansk aktivitet under Holocene- epoken har blitt dokumentert ved bare 119 undersjøiske vulkaner, men det kan være mer enn én million geologisk unge undersjøiske vulkaner på havbunnen. På grunt vann avslører aktive vulkaner deres tilstedeværelse ved å sprenge damp og steinete rusk høyt over havets overflate. I de dype havbassengene hindrer den enorme vekten av vannet eksplosiv utslipp av damp og gasser; Imidlertid kan ubåtutbrudd oppdages av hydrofoner og ved misfarging av vann på grunn av vulkanske gasser . Putelava er et vanlig eruptivt produkt fra undersjøiske vulkaner og er preget av tykke sekvenser av diskontinuerlige puteformede masser som dannes under vann. Selv store ubåtutbrudd vil kanskje ikke forstyrre havoverflaten, på grunn av den raske kjøleeffekten og økt oppdrift i vann (sammenlignet med luft), som ofte fører til at vulkanske ventiler danner bratte søyler på havbunnen. Hydrotermiske ventiler er vanlige i nærheten av disse vulkanene, og noen støtter særegne økosystemer basert på kjemotrofer som lever av oppløste mineraler. Over tid kan formasjonene skapt av undersjøiske vulkaner bli så store at de bryter havoverflaten som nye øyer eller flytende pimpsteinflåter .

I mai og juni 2018 ble en mengde seismiske signaler oppdaget av jordskjelvovervåkingsbyråer over hele verden. De tok form av uvanlige summende lyder, og noen av signalene som ble oppdaget i november samme år hadde en varighet på opptil 20 minutter. En oseanografisk forskningskampanje i mai 2019 viste at de tidligere mystiske summende lydene ble forårsaket av dannelsen av en ubåtvulkan utenfor kysten av Mayotte .

Subglasiale vulkaner

Subglasiale vulkaner utvikles under iskappene . De består av lavaplatåer som dekker omfattende putelavaer og palagonitt . Disse vulkanene kalles også bordfjell, tuyaer eller (på Island) moberger. Veldig gode eksempler på denne typen vulkaner kan sees på Island og i British Columbia . Opprinnelsen til begrepet kommer fra Tuya Butte , som er en av flere tuyaer i området ved Tuya River og Tuya Range i det nordlige Britisk Columbia. Tuya Butte var den første slike landform som ble analysert, og derfor har navnet kommet inn i den geologiske litteraturen for denne typen vulkansk formasjon. Tuya Mountains Provincial Park ble nylig opprettet for å beskytte dette uvanlige landskapet, som ligger nord for Tuya Lake og sør for Jennings-elven nær grensen til Yukon-territoriet .

Gjørmevulkaner

Slamvulkaner (slamkupler) er formasjoner skapt av geo-utskilte væsker og gasser, selv om det er flere prosesser som kan forårsake slik aktivitet. De største strukturene er 10 kilometer i diameter og når 700 meter høye.

Utbrutt materiale

Pāhoehoe lavastrøm på Hawaii . Bildet viser overløp av en hovedlavakanal .
Stratovulkanen Stromboli utenfor kysten av Sicilia har hatt utbrudd kontinuerlig i tusenvis av år, og har gitt opphav til kallenavnet "Fyrtårnet i Middelhavet".

Materialet som blir kastet ut i et vulkanutbrudd kan klassifiseres i tre typer:

  1. Vulkangasser , en blanding laget hovedsakelig av damp , karbondioksid og en svovelforbindelse (enten svoveldioksid , SO 2 eller hydrogensulfid , H 2 S, avhengig av temperaturen)
  2. Lava , navnet på magma når den dukker opp og strømmer over overflaten
  3. Tephra , partikler av fast materiale av alle former og størrelser som kastes ut og kastes gjennom luften

Vulkaniske gasser

Konsentrasjonene av forskjellige vulkanske gasser kan variere betydelig fra vulkan til vulkan. Vanndamp er typisk den vulkanske gassen som er vanligst, etterfulgt av karbondioksid og svoveldioksid . Andre viktigste vulkanske gasser inkluderer hydrogensulfid , hydrogenklorid og hydrogenfluorid . Et stort antall mindre gasser og sporgasser finnes også i vulkanske utslipp, for eksempel hydrogen , karbonmonoksid , halokarboner , organiske forbindelser og flyktige metallklorider.

Lavastrømmer

Mount Rinjani -utbruddet i 1994, i Lombok , Indonesia

Formen og stilen for utbruddet til en vulkan bestemmes i stor grad av sammensetningen av lavaen den bryter ut. Viskositeten (hvor flytende lavaen er) og mengden oppløst gass er de viktigste egenskapene til magma, og begge bestemmes i stor grad av mengden silika i magmaen. Magma rik på silika er mye mer viskøs enn silikafattig magma, og silikarik magma har også en tendens til å inneholde mer oppløste gasser.

Lava kan grovt klassifiseres i fire forskjellige komposisjoner:

  • Hvis det utbrøte magmaet inneholder en høy prosentandel (>63%) silika , beskrives lavaen som felsisk . Felsiske lavaer ( dacites eller rhyolitter ) er svært tyktflytende og brytes ut som kupler eller korte, tette strømmer. Lassen Peak i California er et eksempel på en vulkan dannet av felsisk lava og er faktisk en stor lavakuppel.
Fordi felsiske magmaer er så viskøse, har de en tendens til å fange flyktige stoffer (gasser) som er tilstede, noe som fører til eksplosiv vulkanisme. Pyroklastiske strømmer ( ignimbrites ) er svært farlige produkter av slike vulkaner, siden de omslutter vulkanens skråninger og beveger seg langt fra deres ventiler under store utbrudd. Temperaturer så høye som 850 °C (1560 °F) er kjent for å forekomme i pyroklastiske strømmer, som vil forbrenne alt brennbart i deres vei, og tykke lag med varme pyroklastiske strømningsavsetninger kan legges ned, ofte mange meter tykke. Alaska 's Valley of Ten Thousand Smokes , dannet av utbruddet av Novarupta nær Katmai i 1912, er et eksempel på en tykk pyroklastisk strømning eller ignimbrittavsetning. Vulkansk aske som er lett nok til å bryte ut høyt opp i jordens atmosfære som en utbruddssøyle kan reise hundrevis av kilometer før den faller tilbake til bakken som en nedfallstuff . Vulkangasser kan forbli i stratosfæren i årevis.
Felsiske magmaer dannes i skorpen, vanligvis gjennom smelting av jordskorpe fra varmen fra underliggende mafiske magmaer. Den lettere felsiske magmaen flyter på den mafiske magmaen uten betydelig blanding. Mindre vanlig produseres felsiske magmaer ved ekstrem fraksjonert krystallisering av mer mafiske magmaer. Dette er en prosess der mafiske mineraler krystalliserer ut av den sakte avkjølende magmaen, som beriker den gjenværende væsken i silika.
  • Hvis magmaen som bryter ut inneholder 52–63 % silika, er lavaen av middels sammensetning eller andesitt . Mellomliggende magmaer er karakteristiske for stratovulkaner. De dannes oftest ved konvergerende grenser mellom tektoniske plater , ved flere prosesser. En prosess er hydratiseringssmelting av mantelperidotitt etterfulgt av fraksjonert krystallisering. Vann fra en subduksjonsplate stiger inn i den overliggende mantelen, og senker smeltepunktet, spesielt for de mer silikarike mineralene. Fraksjonert krystallisering beriker magmaet ytterligere i silika. Det har også blitt antydet at mellomliggende magmaer produseres ved smelting av sedimenter båret nedover av den subdukte hellen. En annen prosess er magmablanding mellom felsisk rhyolitisk og mafisk basaltisk magma i et mellomreservoar før plassering eller lavastrøm.
  • Hvis magmaen som bryter ut inneholder <52% og >45% silika, kalles lavaen mafisk (fordi den inneholder høyere prosentandeler av magnesium (Mg) og jern (Fe)) eller basaltisk . Disse lavaene er vanligvis varmere og mye mindre tyktflytende enn felsiske lavaer. Mafiske magmaer dannes ved delvis smelting av tørr mantel, med begrenset fraksjonert krystallisering og assimilering av jordskorpemateriale.
Mafisk lava forekommer i et bredt spekter av omgivelser. Disse inkluderer midthavsrygger ; Skjold vulkaner (som Hawaii-øyene , inkludert Mauna Loa og Kilauea ), på både oseanisk og kontinental skorpe ; og som kontinentale flombasalter .
  • Noen utbrutt magma inneholder ≤45 % silika og produserer ultramafisk lava. Ultramafiske strømmer, også kjent som komatiitter , er svært sjeldne; faktisk svært få har vært utbrudd på jordens overflate siden proterozoikum , da planetens varmestrøm var høyere. De er (eller var) de varmeste lavaene, og var sannsynligvis mer flytende enn vanlige mafiske lavaer, med en viskositet mindre enn en tiendedel av varm basaltmagma.

Mafiske lavastrømmer viser to varianter av overflatetekstur: ʻAʻa (uttales[ˈʔaʔa] ) og pāhoehoe ([paːˈho.eˈho.e] ), begge hawaiiske ord. ʻAʻa er preget av en ru, klinkete overflate og er den typiske teksturen til kjøligere basaltlavastrømmer. Pāhoehoe kjennetegnes av sin glatte og ofte repete eller rynkete overflate og er generelt dannet av mer flytende lavastrømmer. Pāhoehoe-strømmer er noen ganger observert å gå over til ʻaʻa-strømmer når de beveger seg bort fra ventilen, men aldri omvendt.

Mer kiselholdige lavastrømmer har form av blokklava, hvor strømmen er dekket med kantete, vesikkelfattige blokker. Rhyolitiske strømmer består vanligvis i stor grad av obsidian .

Tephra

Lysmikroskopbilde av tuff sett i tynt snitt (lang dimensjon er flere mm): de buede formene til endrede glasskår (askefragmenter) er godt bevart, selv om glasset er delvis endret. Formene ble dannet rundt bobler av ekspanderende, vannrik gass.

Tephra dannes når magma inne i vulkanen blåses fra hverandre av den raske utvidelsen av varme vulkanske gasser. Magma eksploderer vanligvis når gassen som er oppløst i den kommer ut av løsningen ettersom trykket avtar når den strømmer til overflaten . Disse voldsomme eksplosjonene produserer partikler av materiale som deretter kan fly fra vulkanen. Faste partikler som er mindre enn 2 mm i diameter ( sandstørrelse eller mindre) kalles vulkansk aske.

Tefra og andre vulkaner (knust vulkansk materiale) utgjør mer av volumet til mange vulkaner enn lavastrømmer. Vulkanilastikk kan ha bidratt med så mye som en tredjedel av all sedimentasjon i den geologiske registreringen. Produksjonen av store volumer tephra er karakteristisk for eksplosiv vulkanisme.

Typer av vulkanutbrudd

Skjematisk over vulkaninjeksjon av aerosoler og gasser

Utbruddsstiler er stort sett delt inn i magmatiske, phreatomagmatiske og phreatiske utbrudd. Intensiteten til eksplosiv vulkanisme uttrykkes ved hjelp av Volcanic Explosivity Index (VEI), som varierer fra 0 for utbrudd av Hawaii-typen til 8 for supervulkaniske utbrudd.

  • Magmatiske utbrudd drives først og fremst av gassutslipp på grunn av dekompresjon. Magma med lav viskositet med lite oppløst gass gir relativt milde utbrudd. Magma med høy viskositet med høyt innhold av oppløst gass gir voldsomme eksplosive utbrudd . Utvalget av observerte utbruddsstiler er uttrykt fra historiske eksempler.
  • Hawaii-utbrudd er typiske for vulkaner som bryter ut mafisk lava med relativt lavt gassinnhold. Disse er nesten helt overstrømmende, og produserer lokale brannfontener og svært flytende lavastrømmer, men relativt lite tefra. De er oppkalt etter Hawaii-vulkanene .
  • Stromboliske utbrudd er preget av moderate viskositeter og nivåer av oppløst gass. De er preget av hyppige, men kortvarige utbrudd som kan produsere eruptive søyler som er hundrevis av meter høye. Deres primære produkt er Scoria . De er oppkalt etter Stromboli .
  • Vulkanutbrudd er preget av enda høyere viskositeter og delvis krystallisering av magma, som ofte er middels i sammensetning. Utbrudd har form av kortvarige eksplosjoner i løpet av flere timer, som ødelegger en sentral kuppel og kaster ut store lavablokker og bomber. Dette etterfølges av en effusive fase som gjenoppbygger den sentrale kuppelen. Vulkanutbrudd er oppkalt etter Vulcano .
  • Peléan-utbrudd er fortsatt mer voldelige, og preges av kuppelvekst og kollaps som produserer ulike typer pyroklastiske strømmer. De er oppkalt etter Mount Pelée .
  • Plinianske utbrudd er de mest voldelige av alle vulkanutbrudd. De er preget av vedvarende enorme utbruddssøyler hvis kollaps produserer katastrofale pyroklastiske strømmer. De er oppkalt etter Plinius den yngre , som kroniserte det Plinianske utbruddet av Vesuv i 79 e.Kr.
  • Freatomagmatiske utbrudd er preget av interaksjon mellom stigende magma og grunnvann . De drives av den resulterende raske oppbyggingen av trykk i det overopphetede grunnvannet.
  • Freatiske utbrudd er preget av overoppheting av grunnvann som kommer i kontakt med varm stein eller magma. De skiller seg fra phreatomagmatiske utbrudd fordi det utbrøte materialet er alt av country rock ; ingen magma brytes ut.

Vulkanisk aktivitet

Freskomaleri med Vesuv bak Bacchus og Agathodaemon , sett i Pompeiis hundreårshus

Fra desember 2022 viser Smithsonian Institutions Global Volcanism Program- database over vulkanutbrudd i Holocene -epoken (de siste 11 700 årene) 9 901 bekreftede utbrudd fra 859 vulkaner. Databasen viser også 1113 usikre utbrudd og 168 miskrediterte utbrudd for samme tidsintervall.

Vulkaner varierer sterkt i aktivitetsnivå, med individuelle vulkanske systemer som har en gjentakelse av utbrudd fra flere ganger i året til én gang i titusenvis av år. Vulkaner beskrives uformelt som utbrudd , aktive , sovende eller utdødde , men definisjonene av disse begrepene er ikke helt ensartede blant vulkanologer. Aktivitetsnivået til de fleste vulkaner faller på et gradert spektrum, med mye overlapping mellom kategorier, og passer ikke alltid pent inn i bare én av disse tre separate kategoriene.

Utbrudd

USGS definerer en vulkan som "utbrudd" når utstøtingen av magma fra et hvilket som helst punkt på vulkanen er synlig, inkludert synlig magma som fortsatt finnes innenfor veggene til toppkrateret.

Aktiv

Selv om det ikke er internasjonal konsensus blant vulkanologer om hvordan man definerer en "aktiv" vulkan, definerer USGS en vulkan som "aktiv" når underjordiske indikatorer, som jordskjelvsvermer, bakkeinflasjon eller uvanlig høye nivåer av karbondioksid og/eller svovel dioksid er tilstede.

Sovende og reaktivert

Narcondam Island , India, er klassifisert som en sovende vulkan av Geological Survey of India .

USGS definerer en "hvilende vulkan" som enhver vulkan som ikke viser noen tegn på uro som jordskjelvsvermer, bakkehevelser eller overdreven skadelige gassutslipp, men som viser tegn på at den ennå kan bli aktiv igjen. Mange sovende vulkaner har ikke hatt utbrudd på tusenvis av år, men har fortsatt vist tegn på at det kan være sannsynlig at de vil få utbrudd igjen i fremtiden.

I en artikkel som rettferdiggjorde omklassifiseringen av Alaskas Mount Edgecumbe -vulkan fra "sovende" til "aktiv", påpekte vulkanologer ved Alaska Volcano Observatory at begrepet "sovende" med henvisning til vulkaner har blitt avskrevet i løpet av de siste tiårene, og at "[Begrepet "hvilende vulkan" er så lite brukt og udefinert i moderne vulkanologi at Encyclopedia of Volcanoes (2000) ikke inneholder det i ordlistene eller indeksen," men USGS bruker fortsatt begrepet i stor utstrekning.

Tidligere ble en vulkan ofte ansett for å være utdødd hvis det ikke fantes skriftlige registreringer av dens aktivitet. Med moderne teknikker for overvåking av vulkansk aktivitet er det nå forstått at vulkaner kan forbli i dvale i lang tid, og deretter bli uventet aktive igjen. For eksempel har Yellowstone en hvile-/oppladningsperiode på rundt 700 000 år, og Toba på rundt 380 000 år. Vesuv ble beskrevet av romerske forfattere som å ha blitt dekket med hager og vingårder før utbruddet i 79 e.Kr. , som ødela byene Herculaneum og Pompeii .

Noen ganger kan det være vanskelig å skille mellom en utdødd vulkan og en sovende (inaktiv) vulkan. Pinatubo var en lite iøynefallende vulkan, ukjent for folk flest i de omkringliggende områdene, og i utgangspunktet ikke seismisk overvåket før det uventede og katastrofale utbruddet i 1991. To andre eksempler på vulkaner som en gang ble antatt å være utryddet, før de sprang tilbake til eruptiv aktivitet var lenge sovende Soufrière Hills -vulkanen på øya Montserrat , antatt å være utdødd inntil aktiviteten ble gjenopptatt i 1995 (som gjorde hovedstaden Plymouth til en spøkelsesby ) og Fourpeaked Mountain i Alaska, som før utbruddet i september 2006 ikke hadde hatt utbrudd siden før 8000 fvt.

Utryddet

Utdødde vulkaner er de som forskerne anser som usannsynlig å få et utbrudd igjen fordi vulkanen ikke lenger har magmaforsyning. Eksempler på utdødde vulkaner er mange vulkaner på havfjellkjeden Hawaiian – Emperor i Stillehavet (selv om noen vulkaner i den østlige enden av kjeden er aktive), Hohentwiel i Tyskland , Shiprock i New Mexico , USA , Capulin i New Mexico, USA , Zuidwal vulkanen i Nederland , og mange vulkaner i Italia som Monte Vulture . Edinburgh Castle i Skottland ligger på toppen av en utdødd vulkan, som danner Castle Rock . Om en vulkan virkelig er utdødd er ofte vanskelig å avgjøre. Siden "supervulkan" kalderaer kan ha eruptive levetider noen ganger målt i millioner av år, kan en kaldera som ikke har produsert et utbrudd på titusenvis av år betraktes som sovende i stedet for utdødd.

Vulkanvarslingsnivå

De tre vanlige populære klassifiseringene av vulkaner kan være subjektive, og noen vulkaner som antas å ha vært utdødd, har fått et utbrudd igjen. For å forhindre at folk feilaktig tror at de ikke er i faresonen når de bor på eller i nærheten av en vulkan, har land tatt i bruk nye klassifiseringer for å beskrive de ulike nivåene og stadiene av vulkansk aktivitet. Noen varslingssystemer bruker forskjellige tall eller farger for å angi de forskjellige stadiene. Andre systemer bruker farger og ord. Noen systemer bruker en kombinasjon av begge.

Tiår vulkaner

Koryaksky- vulkanen ruver over Petropavlovsk-KamchatskyKamchatka-halvøya , Fjernøsten Russland

Tiårvulkanene er 16 vulkaner identifisert av International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior (IAVCEI) som verdige til spesiell undersøkelse i lys av deres historie med store, ødeleggende utbrudd og nærhet til befolkede områder. De heter Decade Volcanoes fordi prosjektet ble initiert som en del av FN-sponsede International Decade for Natural Disaster Reduction (1990-tallet). De 16 nåværende tiårsvulkanene er:

The Deep Earth Carbon Degassing Project , et initiativ fra Deep Carbon Observatory , overvåker ni vulkaner, hvorav to er tiårsvulkaner. Fokuset til Deep Earth Carbon Degassing Project er å bruke multi-komponent gassanalysatorsystem instrumenter for å måle CO 2 /SO 2 forhold i sanntid og i høy oppløsning for å tillate deteksjon av pre-eruptiv avgassing av stigende magmaer, og forbedre prediksjon av vulkansk aktivitet .

Vulkaner og mennesker

Solstrålingsgraf 1958–2008, som viser hvordan strålingen reduseres etter store vulkanutbrudd
Svoveldioksidkonsentrasjon over Sierra Negra-vulkanen , Galapagosøyene , under et utbrudd i oktober 2005

Vulkanutbrudd utgjør en betydelig trussel mot menneskelig sivilisasjon. Imidlertid har vulkansk aktivitet også gitt mennesker viktige ressurser.

Farer

Det er mange forskjellige typer vulkanutbrudd og tilhørende aktivitet: freatiske utbrudd (dampgenererte utbrudd), eksplosivt utbrudd av lava med høy silika (f.eks. rhyolitt ), oversvømmende utbrudd av lava med lav silika (f.eks. basalt ), sektorkollapser , pyroklastiske strømmer , lahars (avfallsstrøm) og utslipp av karbondioksid . Alle disse aktivitetene kan utgjøre en fare for mennesker. Jordskjelv, varme kilder , fumaroler , gjørmepotter og geysirer følger ofte med vulkansk aktivitet.

Vulkangasser kan nå stratosfæren, hvor de danner svovelsyreaerosoler som kan reflektere solstråling og senke overflatetemperaturer betydelig. Svoveldioksid fra utbruddet av Huaynaputina kan ha forårsaket den russiske hungersnøden 1601–1603 . Kjemiske reaksjoner av sulfataerosoler i stratosfæren kan også skade ozonlaget , og syrer som hydrogenklorid (HCl) og hydrogenfluorid (HF) kan falle til bakken som sur nedbør . Eksplosive vulkanutbrudd frigjør drivhusgassen karbondioksid og gir dermed en dyp kilde til karbon for biogeokjemiske sykluser .

Aske som kastes i luften av utbrudd kan utgjøre en fare for fly, spesielt jetfly der partiklene kan smeltes av den høye driftstemperaturen; de smeltede partiklene fester seg deretter til turbinbladene og endrer formen, og forstyrrer driften av turbinen. Dette kan føre til store forstyrrelser i flytrafikken.

Sammenligning av store superutbrudd i USA ( VEI 7 og 8 ) med store historiske vulkanutbrudd på 1800- og 1900-tallet. Fra venstre til høyre: Yellowstone 2,1 Ma, Yellowstone 1,3 Ma, Long Valley 6,26 Ma, Yellowstone 0,64 Ma. 1800-tallsutbrudd: Tambora 1815, Krakatoa 1883. 1900-tallsutbrudd: Novarupta 1912, St. Helens 1980, Pinatubo 1991.

En vulkansk vinter antas å ha funnet sted for rundt 70 000 år siden etter superutbruddet av Lake Toba på øya Sumatra i Indonesia. Dette kan ha skapt en flaskehals i befolkningen som påvirket den genetiske arven til alle mennesker i dag. Vulkanutbrudd kan ha bidratt til store utryddelseshendelser, for eksempel End-Ordovician , Permian-Triasic og Sen Devonian masseutryddelser .

Utbruddet av Mount Tambora i 1815 skapte globale klimaanomalier som ble kjent som " året uten sommer " på grunn av effekten på nordamerikansk og europeisk vær. Den iskalde vinteren 1740–41, som førte til omfattende hungersnød i Nord-Europa, kan også skyldes et vulkanutbrudd.

fordeler

Selv om vulkanutbrudd utgjør betydelige farer for mennesker, har tidligere vulkansk aktivitet skapt viktige økonomiske ressurser. Tuff dannet av vulkansk aske er en relativt myk bergart, og den har blitt brukt til konstruksjon siden antikken. Romerne brukte ofte tuff, som er rikelig i Italia, til bygging. Rapa Nui- folket brukte tuff til å lage de fleste moai- statuene på Påskeøya .

Vulkansk aske og forvitret basalt produserer noe av det mest fruktbare jordsmonnet i verden, rik på næringsstoffer som jern, magnesium, kalium, kalsium og fosfor. Vulkanisk aktivitet er ansvarlig for å plassere verdifulle mineralressurser, for eksempel metallmalm. Det er ledsaget av høye varmestrømmer fra jordens indre. Disse kan utnyttes som geotermisk kraft .

Sikkerhetshensyn

Mange vulkaner i nærheten av menneskelige bosetninger er sterkt overvåket med sikte på å gi tilstrekkelige forhåndsvarsler om forestående utbrudd til nærliggende befolkninger. En bedre moderne forståelse av vulkanologi har også ført til noen bedre informerte myndigheters svar på uforutsette vulkanske aktiviteter. Selv om vitenskapen om vulkanologi ennå ikke er i stand til å forutsi de nøyaktige tidspunktene og datoene for utbrudd langt inn i fremtiden, er overvåkingen av pågående vulkanske indikatorer på passende overvåkede vulkaner generelt i stand til å forutsi forestående utbrudd med forhåndsvarsler på et minimum av timer, og vanligvis dager før eventuelle forestående utbrudd.

I mange tilfeller, mens vulkanutbrudd fortsatt kan føre til store ødeleggelser av eiendom, har det periodiske store tapet av menneskeliv som en gang var assosiert med mange vulkanutbrudd nylig blitt betydelig redusert i områder der vulkaner er tilstrekkelig overvåket. Denne livreddende evnen er avledet via slike overvåkingsprogrammer for vulkansk aktivitet, gjennom lokale tjenestemenns større evner til å lette rettidig evakuering basert på den større moderne kunnskapen om vulkanisme som nå er tilgjengelig, og på forbedrede kommunikasjonsteknologier som mobiltelefoner . Slike operasjoner har en tendens til å gi nok tid for mennesker til å rømme i det minste med livet i behold før et ventende utbrudd. Et eksempel på en slik nylig vellykket vulkansk evakuering var Mount Pinatubo -evakueringen i 1991. Denne evakueringen antas å ha reddet 20 000 liv.

Innbyggere som kan være bekymret for sin egen eksponering for risiko fra vulkansk aktivitet i nærheten bør gjøre seg kjent med typene og kvaliteten på vulkanovervåking og offentlige varslingsprosedyrer som brukes av offentlige myndigheter i deres områder.

Vulkaner på andre himmellegemer

Tvashtar - vulkanen får et utbrudd 330 km (205 mi) over overflaten av Jupiters måne Io .

Jordens måne har ingen store vulkaner og ingen gjeldende vulkansk aktivitet, selv om nyere bevis tyder på at den fortsatt kan ha en delvis smeltet kjerne. Månen har imidlertid mange vulkanske funksjoner som maria (de mørkere flekker sett på månen), riller og kupler .

Planeten Venus har en overflate som er 90 % basalt , noe som indikerer at vulkanisme spilte en stor rolle i utformingen av overflaten. Planeten kan ha hatt en stor global gjenoppbyggingsbegivenhet for rundt 500 millioner år siden, fra hva forskere kan fortelle fra tettheten av nedslagskratere på overflaten. Lavastrømmer er utbredt og former for vulkanisme som ikke finnes på jorden forekommer også. Endringer i planetens atmosfære og observasjoner av lyn har blitt tilskrevet pågående vulkanutbrudd, selv om det ikke er noen bekreftelse på om Venus fortsatt er vulkansk aktiv eller ikke. Imidlertid avslørte radar fra Magellan-sonden bevis for relativt nylig vulkansk aktivitet ved Venus høyeste vulkan Maat Mons , i form av askestrømmer nær toppen og på den nordlige flanken. Det er imidlertid stilt spørsmål ved tolkningen av strømmene som askestrømmer.

Olympus Mons ( latin , "Mount Olympus"), som ligger på planeten Mars , er det høyeste kjente fjellet i solsystemet .

Det er flere utdødde vulkaner på Mars , hvorav fire er enorme skjoldvulkaner som er langt større enn noen på jorden. De inkluderer Arsia Mons , Ascraeus Mons , Hecates Tholus , Olympus Mons og Pavonis Mons . Disse vulkanene har vært utryddet i mange millioner år, men det europeiske romfartøyet Mars Express har funnet bevis på at vulkansk aktivitet kan ha skjedd på Mars i den siste tiden også.

Jupiters måne Io er det mest vulkansk aktive objektet i solsystemet på grunn av tidevannsinteraksjon med Jupiter . Den er dekket med vulkaner som bryter ut svovel , svoveldioksid og silikatbergart , og som et resultat blir Io stadig gjenopprettet. Lavaene er de varmeste kjent noe sted i solsystemet, med temperaturer over 1800 K (1500 °C). I februar 2001 skjedde de største registrerte vulkanutbruddene i solsystemet på Io. Europa , den minste av Jupiters galileiske måner , ser også ut til å ha et aktivt vulkansk system, bortsett fra at dens vulkanske aktivitet er helt i form av vann, som fryser til is på den iskalde overflaten. Denne prosessen er kjent som kryovulkanisme , og er tilsynelatende mest vanlig på månene til de ytre planetene i solsystemet .

I 1989 observerte romfartøyet Voyager 2 kryovulkaner (isvulkaner) på Triton , en måne til Neptun , og i 2005 fotograferte Cassini-Huygens- sonden fontener av frosne partikler som brøt ut fra Enceladus , en måne til Saturn . Utkastet kan være sammensatt av vann, flytende nitrogen , ammoniakk , støv eller metanforbindelser . Cassini–Huygens fant også bevis på en metan-spytende kryovulkan på den saturnske månen Titan , som antas å være en betydelig kilde til metan som finnes i atmosfæren. Det er teoretisert at kryovulkanisme også kan være tilstede på Kuiper Belt Object Quaoar .

En studie fra 2010 av eksoplaneten COROT-7b , som ble oppdaget ved transitt i 2009, antydet at tidevannsoppvarming fra vertsstjernen svært nær planeten og naboplaneter kunne generere intens vulkansk aktivitet lik den som ble funnet på Io.

Vulkanologiens historie

Mange eldgamle beretninger tilskriver vulkanutbrudd til overnaturlige årsaker, for eksempel handlingene til guder eller halvguder . For de gamle grekerne kunne vulkaners lunefulle kraft bare forklares som gudenes handlinger, mens den tyske astronomen Johannes Kepler fra 1500- og 1600-tallet mente at de var kanaler for jordens tårer. En tidlig ide i motsetning til dette ble foreslått av jesuitten Athanasius Kircher (1602–1680), som var vitne til utbrudd av Etna og Stromboli , deretter besøkte krateret til Vesuv og publiserte sitt syn på en jord med en sentral brann knyttet til en rekke andre forårsaket av brenning av svovel , bitumen og kull .

Ulike forklaringer ble foreslått for vulkanadferd før den moderne forståelsen av jordens mantelstruktur som et halvfast materiale ble utviklet. I flere tiår etter bevisstheten om at kompresjon og radioaktive materialer kan være varmekilder, ble deres bidrag spesifikt diskontert. Vulkanvirkning ble ofte tilskrevet kjemiske reaksjoner og et tynt lag med smeltet stein nær overflaten.

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker