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 .
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:
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.
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] .
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.
Formen af en vulkan afhænger af sammensætningen af lavaen, den bryder ud; fem typer vulkaner betragtes normalt [4] :
Vulkanerne Chirip (til venstre) og Bogdan Khmelnitsky (til højre). Iturup Ø .
Vulkan Baransky. Iturup Ø.
Vesuv og ruinerne af Pompeji (Havporten).
Vulkanen Tyatya. Kunashir øen .
Vesuv fra Ercolano .
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] .
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 .
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.
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 .
Forskere har observeret udbrud på 560 vulkaner [8] . Den sidste største af dem er præsenteret på listen:
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.
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] .
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] .
Ordbøger og encyklopædier |
| |||
---|---|---|---|---|
|
Vulkaner | |
---|---|
Vulkaniske strukturer og formationer |
|
Vulkanudbrud | |
Vulkaniske sten og udbrudsprodukter |
|
Manifestationer af geotermisk aktivitet |
|