Vulkan

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. september 2022; checks kræver 3 redigeringer .

Vulkan (fra lat.  Vulcanus ) - en udstrømmende geologisk formation, der har et udløb (vent, krater , caldera ) eller sprækker, hvorfra varm lava og vulkanske gasser kommer til overfladen fra planetens indvolde, eller er kommet før. Højland sammensat af udstrømmende klipper [1] .

Vulkaner forekommer på jordskorpen og andre planeter , hvor magma kommer til overfladen og frigiver forskellige vulkanske produkter, der danner bakker og bjerge .

Udtrykket

Ordet "vulkan" kommer fra navnet på den gamle romerske ildgud  - Vulcan ( lat. Vulcanus eller lat. Volcanus [ 2] ). Hans værksted var på øen Vulcano (Italien).   

Vulkanologi  er videnskaben, der studerer vulkaner. En vulkanolog  er en videnskabsmand, der studerer vulkaner.

Afledte begreber:

Vulkanisk aktivitet

Den mest intense vulkanisme manifesteres i følgende geologiske omgivelser:

Vulkaner på Jorden er opdelt i to typer:

Der er omkring 900 aktive vulkaner på land (se listen over de største vulkaner nedenfor), i havene og oceanerne bliver deres antal angivet.

Perioden for et vulkanudbrud kan vare fra flere dage til flere millioner år.

På andre planeter

Astrofysikere , i et historisk aspekt, mener, at vulkansk aktivitet, forårsaget af tidevandspåvirkningen fra andre himmellegemer, kan bidrage til livets fremkomst . Især var det vulkaner, der bidrog til dannelsen af ​​jordens atmosfære og hydrosfære , og frigav en betydelig mængde kuldioxid og vanddamp . Så, for eksempel, i 1963, som et resultat af udbruddet af en undervandsvulkan , dukkede øen Surtsey op ud for den sydlige del af Island , som i øjeblikket er et sted for videnskabelig forskning for at observere livets oprindelse.

Forskere bemærker også, at for aktiv vulkanisme, såsom på Jupiters måne Io , kan gøre planetens overflade ubeboelig. Samtidig fører for lidt tektonisk aktivitet til forsvinden af ​​kuldioxid og sterilisering af planeten. "Disse to tilfælde repræsenterer potentielle beboelighedsgrænser for planeter og eksisterer sammen med traditionelle livszoneparametre for hovedsekvensstjernesystemer med lav masse " [3] .

Typer af vulkanske bygningsværker

Generelt er vulkaner opdelt i lineære og centrale , dog er denne opdeling betinget, da de fleste vulkaner er begrænset til lineære tektoniske forstyrrelser ( fejl ) i jordskorpen .

Formerne for vulkaner af den centrale type afhænger af magmaens sammensætning og viskositet. Varme og let mobile basaltiske magmaer skaber store og flade skjoldvulkaner ( Mauna Loa , Mauna Kea , Kilauea ). Hvis vulkanen periodisk bryder ud enten lava eller pyroklastisk materiale , opstår en kegleformet lagdelt struktur, en stratovulkan. Skråningerne af en sådan vulkan er normalt dækket af dybe radiale kløfter  - barrancos. Vulkaner af den centrale type kan være rent lava, eller kun dannet af vulkanske produkter - vulkanske slagger, tufs , etc. formationer, eller være blandede - stratovulkaner.

Der er også monogene og polygene vulkaner. Den første opstod som følge af et enkelt udbrud, den anden - flere udbrud. Viskøs, sur i sammensætningen, lavtemperaturmagma, der presses ud fra åbningen, danner ekstruderende kupler ( Montagne-Pele nål , 1902 ).

Negative landformer forbundet med vulkaner af den centrale type er repræsenteret af calderaer  - store afrundede fejl, flere kilometer i diameter. Ud over calderaer er der også store negative landformer forbundet med en udbøjning under påvirkning af vægten af ​​det udbrudte vulkanske materiale og et trykunderskud i dybden, der opstod under aflæsningen af ​​magmakammeret. Sådanne strukturer kaldes vulkantektoniske fordybninger . Vulkan-tektoniske depressioner er meget udbredte og ledsager ofte dannelsen af ​​tykke lag af ignimbriter  - vulkanske klipper med sur sammensætning med forskellig genese . De er lava eller dannet af bagt eller svejset tufs. De er karakteriseret ved linseformede adskillelser af vulkansk glas, pimpsten, lava, kaldet fiamme , og en tuf- eller tof- lignende struktur af grundmassen . Som regel er store mængder ignimbrit forbundet med lavvandede magmakamre dannet på grund af smeltning og udskiftning af værtsbjergarter.

Klassificering efter form

Formen af ​​en vulkan afhænger af sammensætningen af ​​lavaen, den bryder ud; fem typer vulkaner betragtes normalt [4] :

Vulkanudbrud

Vulkanudbrud er geologiske nødsituationer , der ofte fører til naturkatastrofer . Udbrudsprocessen kan vare fra flere timer til mange år.

Et udbrud forstås som processen med at komme fra dybet til overfladen af ​​en betydelig mængde glødende og varme vulkanske produkter i en gasformig, flydende og fast tilstand. Under udbrud dannes vulkanske strukturer - en karakteristisk form for forhøjning, begrænset til kanaler og revner, gennem hvilke udbrudsprodukter kommer til overfladen fra magmakamre. Normalt har de form som en kegle med en fordybning - et krater i toppen. I tilfælde af dets nedsynkning og kollaps dannes en caldera  - et stort cirkelformet bassin med stejle vægge og en forholdsvis flad bund [6] .

Den generelt accepterede vurdering af udbruddets styrke eller eksplosivitet, uden at tage højde for vulkanens individuelle karakteristika, er foretaget på Volcanic Explosivity Index (VEI) skalaen . Det blev foreslået i 1982 af de amerikanske videnskabsmænd K. Newhall (CA Newhall) og S. Self (S. Self), hvilket gør det muligt at give en generel vurdering af udbruddet med hensyn til indvirkning på jordens atmosfære. En indikator for styrken af ​​et vulkanudbrud, uanset dets volumen og placering, i VEI-skalaen er volumenet af udbrudte produkter - tephra og højden af ​​askesøjlen - en eruptivsøjle [6] .

Blandt de forskellige klassifikationer skiller generelle typer af udbrud sig ud:

Ifølge vulkanologer bringes der årligt omkring gram magma, vulkansk aske, gasser og forskellige dampe til jordens overflade. Hvis vi antager, at Jordens vulkanisme gennem hele dens geologiske historie havde samme intensitet, blev der på 5 milliarder år bragt omkring gram vulkanske materialer med en tæthed på omkring 34 kilometer til overfladen. Jordens moderne skorpe er således resultatet af en langvarig bearbejdning af stoffet i den øvre kappe ved forvitring, genfældning og oxidation af klipper af jordens atmosfære og hydrosfære, såvel som omdannelsen af ​​klipper ved hjælp af organismers vitale aktivitet [7] .

Post-vulkaniske fænomener

Efter udbrud, når vulkanens aktivitet enten ophører for evigt, eller den "døver" i tusinder af år, fortsætter processer forbundet med afkøling af magmakammeret og kaldet postvulkaniske processer på selve vulkanen og dens omgivelser . Disse omfatter:

Under udbrud forekommer sammenbruddet af en vulkansk struktur nogle gange med dannelsen af ​​en caldera  - en stor fordybning med en diameter på op til 16 km og en dybde på op til 1000 m . Når magma stiger , svækkes det ydre tryk, gasser og flydende produkter forbundet med det bryder ud til overfladen, og en vulkan går i udbrud. Hvis ikke magma bringes til overfladen, men gamle klipper og vanddamp, dannet under opvarmning af grundvand, dominerer blandt gasserne, så kaldes et sådant udbrud phreatic .

Lava, der er steget til jordens overflade, kommer ikke altid ud til denne overflade. Den rejser kun lag af sedimentære bjergarter og størkner i form af en kompakt krop ( laccolith ), der danner et ejendommeligt system af lave bjerge. I Tyskland omfatter sådanne systemer Rhön- og Eifel- regionerne . På sidstnævnte observeres et andet post-vulkanisk fænomen i form af søer, der fylder kratere fra tidligere vulkaner, der ikke formåede at danne en karakteristisk vulkankegle (de såkaldte maars ).

Gejsere findes i områder med vulkansk aktivitet, hvor varme sten er placeret tæt på jordens overflade. På sådanne steder opvarmes grundvandet til kogepunktet, og en fontæne af varmt vand og damp kastes med jævne mellemrum i luften. I New Zealand og Island bruges gejser og varme kilder til at generere elektricitet. En af de mest berømte gejsere i verden er Old Faithful Geyser i Yellowstone National Park (USA), som skyder en strøm af vand og damp hvert 70. minut til en højde af 45 m .

Muddervulkaner er små vulkaner, hvorigennem der ikke kommer magma til overfladen, men flydende mudder og gasser fra jordskorpen. Muddervulkaner er meget mindre end almindelige vulkaner. Mudderet kommer normalt koldt til overfladen, men de gasser, der er udbrudt af muddervulkaner, indeholder ofte metan og kan antændes under udbruddet og skabe et billede, der ligner et miniatureudbrud af en almindelig vulkan.

I Rusland er muddervulkaner almindelige på Taman-halvøen ; de findes også på Krim-halvøen , i Sibirien , nær Det Kaspiske Hav , på Baikal og i Kamchatka . På Eurasiens territorium findes muddervulkaner ofte i Aserbajdsjan , Georgien , Island , Turkmenistan og Indonesien .

Varmekilder

Et af de uløste problemer med manifestation af vulkansk aktivitet er bestemmelsen af ​​den varmekilde, der er nødvendig for den lokale smeltning af basaltlaget eller kappen. En sådan smeltning skal være meget lokaliseret, eftersom passagen af ​​seismiske bølger viser, at skorpen og den øvre kappe normalt er i fast tilstand. Desuden skal den termiske energi være tilstrækkelig til at smelte store mængder fast materiale. For eksempel i USA i Columbia River-bassinet ( staterne Washington og Oregon ) er volumenet af basalt mere end 820 tusinde km³; de samme store basaltlag findes i Argentina ( Patagonien ), Indien ( Decan Plateau ) og Sydafrika ( Great Karoo Upland ). Der er i øjeblikket tre hypoteser . Nogle geologer mener, at afsmeltningen skyldes lokale høje koncentrationer af radioaktive grundstoffer, men sådanne koncentrationer i naturen virker usandsynlige; andre tyder på, at tektoniske forstyrrelser i form af forskydninger og fejl er ledsaget af frigivelse af termisk energi. Der er et andet synspunkt, ifølge hvilket den øvre kappe er i fast tilstand under forhold med høje tryk, og når trykket falder på grund af revnedannelse, sker den såkaldte faseovergang - de faste klipper i klippekappen smelter og flydende lava strømmer ud af sprækkerne og ud på jordens overflade.

Udenjordiske vulkaner

Vulkaner eksisterer ikke kun på Jorden , men også på andre planeter og deres satellitter. Det første højeste bjerg i solsystemet er Mars - vulkanen Olympus 21,2 km høj .

Jupiters måne Io har den mest vulkanske aktivitet i solsystemet . Længden af ​​stoffanerne, der er udbrudt af vulkanerne i Io, når en højde på 330 km og en radius på 700 km ( Tvashtar Patera ), lavastrømme - 330 km lange ( Amirani og Masubi vulkaner ).

På nogle af planeternes satellitter ( Enceladus og Triton ) består den udbrudte "magma" ved lave temperaturer ikke af smeltede sten, men af ​​vand og lette stoffer. Denne type udbrud kan ikke tilskrives almindelig vulkanisme, derfor kaldes dette fænomen kryovulkanisme .

Seneste udbrud

Forskere har observeret udbrud på 560 vulkaner [8] . Den sidste største af dem er præsenteret på listen:

De højeste vulkaner på Jorden

De største områder med vulkansk aktivitet er Sydamerika , Mellemamerika , Java , Melanesien , de japanske øer , Kuriløerne , Kamchatka , den nordvestlige del af USA , Alaska , Hawaii øerne , Aleuterne , Island osv.

Liste over højeste aktive vulkaner
Navnet på vulkanen Beliggenhed Højde, m Område
Ojos del Salado Chilenske Andesbjerge 6887 Sydamerika
Llullaillaco Chilenske Andesbjerge 6723 Sydamerika
San Pedro Centrale Andesbjerge 6159 Sydamerika
Cotopaxi Ækvatoriale Andesbjerge 5911 Sydamerika
kilimanjaro Masai plateau 5895 Afrika
tåget Centrale Andesbjerge (det sydlige Peru ) 5821 Sydamerika
Orizaba Mexicansk højland 5700 Nord- og Mellemamerika
Elbrus Større Kaukasus 5642 Europa [12]
popocatepetl Mexicansk højland 5455 Nord- og Mellemamerika
Sangay Ækvatoriale Andesbjerge 5230 Sydamerika
Tolima Nordvestlige Andesbjerge 5215 Sydamerika
Klyuchevskaya Sopka halvøen Kamchatka 4850 Asien
Rainier Cordillera 4392 Nord- og Mellemamerika
Tahumulco Mellemamerika 4217 Nord- og Mellemamerika
mauna loa om. Hawaii 4169 Oceanien
Cameroun Massif Cameroun 4100 Afrika
Erciyes Anatolsk plateau 3916 Asien
Kerinci om. Sumatra 3805 Asien
Erebus om. Ross 3794 Antarktis
Fujiyama om. Honshu 3776 Asien
Teide Kanariske øer 3718 Afrika
Syv om. Java 3676 Asien
Ichinskaya Sopka halvøen Kamchatka 3621 Asien
Kronotskaya Sopka halvøen Kamchatka 3528 Asien
Koryakskaya Sopka halvøen Kamchatka 3456 Asien
Etna om. Sicilien 3340 Europa
Shiveluch halvøen Kamchatka 3283 Asien
Lassen Peak Cordillera 3187 Nord- og Mellemamerika
Liaima Sydlige Andesbjerge 3060 Sydamerika
apo om. Mindanao 2954 Asien
Ruapehu New Zealand 2796 Australien Oceanien
paektusan koreansk halvø 2750 Asien
Avachinskaya Sopka halvøen Kamchatka 2741 Asien
Alaid Kuriløerne 2339 Asien
Katmai Alaska halvøen 2047 Nord- og Mellemamerika
tyatya Kuriløerne 1819 Asien
Haleakala om. Maui 1750 Oceanien
Hekla om. Island 1491 Europa
Montagne Pele om. Martinique 1397 Nord- og Mellemamerika
Vesuv Appenninerne halvøen 1277 Europa
Kilauea om. Hawaii 1247 Oceanien
Stromboli De æoliske øer 926 Europa
Krakatoa Sunda Strædet 813 Asien
Taal Filippinerne 311 Sydøstasien

Listen over de største udbrud i Jordens historie bliver konstant opdateret, efterhånden som problemet studeres [13] .

I kultur

Betydning for økonomien

Fumaroliske gasser og vulkansk magma indeholder store mængder rhenium , indium , bismuth og andre sjældne grundstoffer. Der er projekter for at bruge fumaroliske gasser og vulkansk magma til at udvinde sjældne grundstoffer fra dem [14] [15] [16] [17] .

Den såkaldte romerske beton (opus caementicium) er lavet af vulkanske produkter, berømt for sin holdbarhed [18] [19] .

Se også

Noter

  1. Volcano // Geologisk ordbog. - T. 1. - St. Petersborg. : VSEGEI , 2017. - S. 181.
  2. Volcano / E. M. Shtaerman  // Myter om verdens folk  : Encyclopedia. i 2 bind / kap. udg. S. A. Tokarev . - 2. udg. - M  .: Soviet Encyclopedia , 1987. - T. 1: A-K. - S. 253.
  3. "Vulkaner skal tages i betragtning, når man søger efter beboelige planeter", artikel dateret 17/06/2009 på den officielle hjemmeside Arkivkopi dateret 8. juni 2011 på Wayback Machine of the Russian Academy of Sciences
  4. Auf dem Campe, 2013 , s. 52.
  5. Auf dem Campe, 2013 , s. halvtreds.
  6. ↑ 1 2 Katastrofer i naturen: vulkaner - Batyr Karryev - Ridero . ridero.ru Hentet 8. december 2016. Arkiveret fra originalen 14. august 2019.
  7. O. V. Bogdankevich - Forelæsninger om økologi. — M.: FIZMATLIT, 2002, s.77.
  8. Hvad vi ved om vulkaner . "postnauka.ru". Hentet 16. august 2016. Arkiveret fra originalen 2. februar 2017.
  9. De kraftigste vulkanudbrud i det 20. århundrede . Hentet 18. oktober 2008. Arkiveret fra originalen 22. maj 2009.
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 De stærkeste vulkanudbrud i det 20. århundrede . Hentet 18. oktober 2008. Arkiveret fra originalen 24. maj 2009.
  11. Vulkaner i Kamchatka (utilgængeligt link) . kamchatka.org.ru. Hentet 1. april 2017. Arkiveret fra originalen 22. maj 2018. 
  12. Ifølge andre kilder - Asien (se Grænse mellem Europa og Asien ).
  13. "Størrelsen og hyppigheden af ​​de største eksplosive udbrud på Jorden" . Hentet 25. juli 2017. Arkiveret fra originalen 25. juli 2017.
  14. Aprodov V. A. Vulkaner. - M .: Tanke, 1982. - 361 s.
  15. Sinegribov V.A. Gifts of the Underworld // Kemi og liv . - 2002. - Nr. 8 .
  16. Kremenetsky A. Plant på vulkanen  // Videnskab og liv . - 2000. - Nr. 11 .
  17. Vladimir Bodyakin. Vulkaner vil berige Rusland // Teknik for ungdom . - 2017. - Nr. 7-8 . - S. 10-13 .
  18. V. A. Kochetov - romersk beton.
  19. Marie D. Jackson, Sean R. Mulcahy, Heng Chen, Yao Li, Qinfei Li, Piergiulio Cappelletti, Hans-Rudolf Wenk - Phillipsite og Al-tobermorite mineralcementer produceret gennem lavtemperatur vand-sten reaktioner i romersk havbeton.

Litteratur

Links