Oblikovanje in struktura vulkanov

Vulkanski izbruh je pojav, ki jasno ponazarja moč narave in človeške nemoči. Vulkani so lahko hkrati veličastni, smrtonosni, skrivnostni in hkrati zelo slikoviti in celo koristni. Danes bomo podrobno analizirali nastanek in strukturo vulkana ter se seznanili z mnogimi drugimi zanimivostmi na to temo.

Kaj je vulkan?

Vulkan - geološka formacija, ki se pojavi na mestu zloma zemeljske skorje in izbira vrsto izdelkov: lava, pepel, gorljivi plini, fragmenti kamnin. Ko je naš planet šele začel obstajati, je bil skoraj popolnoma prekrit z vulkani. Zdaj na Zemlji obstaja več območij, na katerih je koncentrirana večina vulkanov. Vsi se nahajajo vzdolž tektonsko aktivnih območij in velikih napak.

Magma in plošče

Kakšna je vnetljiva tekočina, ki izbruhne iz vulkana? Gre za mešanico staljene kamnine s strdki več ognjevzdržnih kamnin in plinskih mehurčkov. Da bi razumeli, od kod prihaja lava, se morate spomniti strukturo zemeljske skorje. Volkane je treba obravnavati kot zadnjo povezavo velikega sistema.

Torej, Zemlja je sestavljena iz več različnih plasti, ki so združene v tri tako imenovane mega-plasti: jedro, plašč, skorjo. Ljudje živijo na zunanji površini skorje, njena debelina se lahko giblje od 5 km pod oceani do 70 km pod zemljo. Zdi se, da je to zelo trdna debelina, če pa jo primerjamo z dimenzijami Zemlje, lubje spominja na kožo na jabolku.

Pod zunanjo skorjo je najdebelejša mega-plast - plašč. Ima visoko temperaturo, vendar se praktično ne topi in se ne širi, ker je pritisk znotraj planeta zelo visok. Včasih se plašč še vedno topi in tvori magmo, ki se prebija skozi Zemljino skorjo. Leta 1960 so znanstveniki ustvarili revolucionarno teorijo, po kateri tektonske plošče pokrivajo Zemljo. V skladu s to teorijo je litosfera trden material, ki sestoji iz skorje in zgornje plasti plašča, razdeljenega na sedem velikih in več manjših plošč. Počasi se premikajo po površini plašča, »zamazana« astenosfera - mehka plast. Kar se zgodi na stičišču plošč, je glavni vzrok za sprostitev magme. Na mestu, kjer se plošče srečujejo, obstaja več možnosti za njihovo interakcijo.

Ločevanje plošč med seboj

Na mestu, kjer se obe plošči razprostirata, se oblikuje greben. To se lahko zgodi na kopnem in pod vodo. Nastala vrzel je napolnjena z usedlinami astenosfere. Ker je pritisk tukaj nizek, se na isti ravni oblikuje trdna površina. Ko se ohladi, se magma, ki se je dvignila, zamrzne in oblikuje lubje.

Ena plošča je pod drugo

Če bi ob udarcu po ploščah eden od njih šel pod drugo in se potopil v plašč, se na tem mestu ustvari velika votlina. Praviloma je to mogoče najti na dno oceana. Ko se trdi rob plošče potisne v plašč, se segreje in topi.

Kora je zdrobljena

To se zgodi, če med vplivom tektonskih plošč nobeden od njiju ne najde mesta zase pod drugo. Zaradi tega medsebojnega delovanja plošč se oblikujejo gore. Tak proces ne pomeni vulkanske dejavnosti. Sčasoma lahko gorovje, ki je nastalo na stičišču plošč, ki plazijo drug proti drugemu, rastejo, neopazne za ljudi.

Nastanek vulkana

Večina vulkanov se oblikuje na mestih, kjer je ena druga tektonska plošča. Ko se trdni rob topi v magmi, se poveča volumen. Zato se stopljena skala z veliko močjo nagiba k vrhu. Če tlak doseže zadostno raven ali če v vroči mešanici najdemo razpoko v lubju, se sprošča navzven. Istočasno nastajajoča magma (oziroma že lava) tvori stožčasto strukturo vulkanov. Kateri vulkan ima strukturo in kako intenzivno izbruhne, je odvisen od sestave magme in drugih dejavnikov.

Včasih magma pride ven sredi plošče. Prekomerna aktivnost magme zaradi pregrevanja. Snov plašča postopoma topi vodnjak in ustvari vročo točko pod določenim terenom zemeljske površine. Od časa do časa se magma prebija skozi skorjo in pride do izbruha. Že samo po sebi je vroča točka fiksirana, kar ne moremo reči za tektonske plošče. Torej, s tisočletji, se na takih mestih oblikuje »niz mrtvih vulkanov«. Podobno so nastali havajski vulkani, katerih starost po mnenju raziskovalcev znaša 70 milijonov let. Zdaj pa poglejmo strukturo vulkana. V tem nam bodo pomagale fotografije.

Kaj je vulkan?

Kot lahko vidite na zgornji fotografiji, je struktura vulkana zelo preprosta. Glavne sestavine vulkana so: ognjišče, odprtina in krater. Poudarek je na mestu, kjer nastane presežek magme. V odprtini se dviguje magma. Tako so usta kanal, ki združuje ognjišče in površino zemlje. Na poti oblikuje zamrznjeno magmo in se zoži, ko se približuje površini Zemlje. In nazadnje, krater je depresija na površini vulkana, ki je oblikovan kot skleda. Premer kraterja lahko doseže nekaj kilometrov. Tako je notranja struktura vulkana nekoliko bolj zapletena kot zunanja, vendar v njem ni nič posebnega.

Sila izbruha

V nekaterih vulkanih magma izhaja tako počasi, da je varno hoditi po njih. Obstajajo pa tudi takšni vulkani, katerih izbruh v nekaj minutah uniči vse na svoji poti, v polmeru nekaj kilometrov. Resnost izbruha povzroča sestava magme in notranji tlak plinov. V magmi raztopi zelo impresivno količino plina. Ko tlak v kamnini začne presegati parni tlak plina, se razširi in oblikuje mehurčke, ki se imenujejo vezikli. Poskušajo se osvoboditi in razstreliti skalo. Po izbruhu se del mehurčkov strdi v magmi, zaradi česar nastane porozna kamnina, iz katere nastane plavut.

Narava izbruha je odvisna tudi od viskoznosti magme. Kot je znano, je viskoznost zmožnost upora pretoku. Je nasprotje fluidnosti. Če ima magma visoko viskoznost, bo težko plinskim mehurčkom priti ven iz njega, in bodo potisnili večjo količino kamnin, kar bo privedlo do močnega izbruha. Ko je viskoznost magme nizka, se plin hitro sprosti iz njega, tako da lava ni izločena s tako silo. Tipično je viskoznost magme odvisna od vsebnosti silicija. Vsebnost plina v magmi ima prav tako pomembno vlogo. Večji kot je, močnejši bo izbruh. Količina plina v magmi je odvisna od kamenja, ki ga sestavljajo. Struktura vulkanov ne vpliva na uničujočo moč izbruha.

Glavno število izbruhov se odvija v fazah. Na vsaki stopnji je stopnja uničenja. Če je viskoznost magme in vsebnost plinov v njem majhna, se bo lava počasi spuščala po tleh z minimalnim številom eksplozij. Tokovi trgovine lahko poškodujejo lokalno naravo in infrastrukturo, vendar zaradi majhne hitrosti niso nevarni za ljudi. V nasprotnem primeru vulkan intenzivno izloči magmo v zrak. Stolpec izbruha je običajno sestavljen iz gorljivega plina, trdnega vulkanskega materiala in pepela. V tem primeru se lava hitro premika in uniči vse na svoji poti. Nad vulkanom se oblikuje oblak, katerega premer lahko doseže več sto kilometrov. To so posledice, ki lahko povzročijo vulkane.

Vrste, struktura kalder in trgovskih kupol

Ko slišimo o izbruhu vulkana, oseba takoj predstavlja konično goro, iz katere se na vrhu izliva oranžna lava. To je klasična shema strukture vulkana. Toda pravzaprav tako vulkan opisuje veliko širši krog geoloških pojavov. Zato se lahko vulkan načeloma imenuje katerikoli kraj na Zemlji, kjer se iz notranjosti planeta izvržejo določene skale.

Zgoraj opisana struktura vulkana je najpogostejša, vendar ne edina. Obstajajo tudi kaldere in trgovske kupole.

Kaldera se od kraterja razlikuje po svoji velikosti (premer lahko doseže nekaj deset kilometrov). Vulkanski kalderi nastanejo iz dveh razlogov: eksplozivnih vulkanskih izbruhov, razpada kamnin v votlini, osvobojenega magme.

Kaldere kolapsa se pojavijo tam, kjer je prišlo do množičnega izbruha lave, zaradi česar je bila magma komora popolnoma izpuščena. Lupina, ki se je izoblikovala nad to praznino, se sčasoma sesuje in pojavi se ogromen krater, znotraj katerega najverjetneje nastane nov vulkan. Eden od najbolj znanih kolaps kalder je krater Caldera v Oregonu. Nastala je pred 7700 leti. Njegova širina je približno 8 km. Sčasoma se je kaldera napolnila z odtajanjem in deževnico, ki je tvorila slikovito jezero.

Eksplozivne kaldere oblikujejo nekoliko drugače. Velika površina magme se dvigne na površje, ki zaradi gosto skorjo ne more puščati. Magma se stisne, in ko se zaradi padca tlaka v »rezervoarju« plini razširijo, pride do velike eksplozije, ki povzroči nastanek velike votline na Zemlji.

Kar se tiče klopi, se oblikujejo, če ni dovolj pritiska, da bi zlomili kamnine zemlje. Posledično se v zgornjem delu vulkana ustvari izboklina, ki se lahko sčasoma poveča. Tako zanimiva je lahko struktura vulkana. Slike nekaterih kalder je videti bolj kot oaza, ne pa kot kraj, kjer se je nekoč zgodil izbruh - uničujoč proces za vse žive stvari.

Koliko vulkanov na zemlji?

Že poznamo strukturo vulkanov, zdaj pa govorimo o trenutnih razmerah z vulkani. Na našem planetu je več kot 500 aktivnih vulkanov. Nekateri se štejejo za spanje. Veliko število vulkanov velja za mrtve. To ločevanje velja za zelo subjektivno. Merilo za določanje aktivnosti vulkana je datum zadnjega izbruha. Domneva se, da če je zadnji izbruh prišlo v zgodovinskem obdobju (čas, ko ljudje beležijo dogodke), potem je vulkan aktiven. Če se je to zgodilo izven zgodovinskega obdobja, vendar pred 10.000 leti, potem se vulkan šteje za spanje. In nazadnje, tisti vulkani, ki niso izbruhnili v zadnjih 10.000 letih, se imenujejo izumrli.

Od 500 aktivnih 10 vulkanov izbruhne vsak dan. Običajno ti izbruhi niso dovolj veliki, da bi ogrozili človeško življenje. Vendar se včasih pojavijo veliki izbruhi. V zadnjih dveh stoletjih jih je bilo 19, umrlo je nekaj več kot 1000 ljudi.

Uporaba vulkana

To se verjetno ne verjame, toda tako grozljiv pojav, kot je vulkan, je lahko koristen. Zaradi svojih edinstvenih lastnosti se vulkanski proizvodi uporabljajo na številnih področjih človekove dejavnosti.

Najstarejša uporaba vulkanskih kamnin je gradnja. Slavna francoska katedrala Clermont-Ferranda je v celoti zgrajena iz temne lave. Bazalt, ki je del eruptivnega materiala, se pogosto uporablja za tlakovanje cest. Majhni delci lave se uporabljajo v proizvodnji betona in za filtriranje vode. Plovec je odličen zvočni izolator. Delci so tudi del pisarniškega gumija in nekaterih vrst zobne paste.

Vulkani izbirajo veliko dragocenih kovin za industrijo: baker, železo, cink. Žveplo, pridobljeno iz vulkanskih izdelkov, se uporablja za izdelavo žogic, barvil in gnojil. Topla voda, pridobljena naravno ali umetno iz gejzirjev, na posebnih geotermalnih postajah zagotavlja električno energijo. Diamanti, zlato, opal, ametist in topaz so pogosto najdeni v vulkanih.

Skozi vulkansko kamnino je voda nasičena z žveplom, ogljikovim dioksidom in silicijevim dioksidom, ki pomagajo pri astmi in boleznih dihal. Na toplotnih postajah bolniki ne pijejo le zdravilne vode, temveč se tudi kopajo v ločenih izvirih, jemljejo blatne kopeli in se dodatno zdravijo.

Zaključek

Danes smo razpravljali o tako fascinantnem vprašanju, kot je nastanek in struktura vulkanov. Če povzamemo zgoraj navedeno, lahko rečemo, da vulkani izhajajo iz gibanja tektonskih plošč in so emisije magme, ki je po drugi strani staljeni plašč. Torej, glede na vulkane, je koristno spomniti strukturo Zemlje. Vulkane sestavljajo ognjišče, odprtina in krater. Lahko prinesejo tako uničujoče ukrepe kot prednost za različna področja industrije.