Jak powstaje wulkan? Mówimy tu o wrotach łączących powierzchnię z wnętrzem Ziemi, a ich wybuchy, mimo że często towarzyszą im tragiczne następstwa, mają w sobie pewien element tajemniczego piękna. Człowiekowi od zawsze towarzyszy zainteresowanie zjawiskami przyrodniczymi, a te najniebezpieczniejsze zwykle wzbudzają największą ciekawość.
Jak tworzą się wulkany?
Proces powstawania wulkanu można podzielić na dwa etapy. Pierwszy to plutonizm, a drugi - wulkanizm. Pod pojęciem plutonizmu należy rozumieć zjawiska związane z powstawaniem, ruchem i zastyganiem magmy, czyli lawy, która jeszcze nie wydostała się na powierzchnię. Procesy, o których mowa, zachodzą w obrębie skorupy ziemskiej i płaszcza ziemskiego (jego górnej części).
Wskazane warstwy litosfery składają się ze skał, jednak w pewnych warunkach następuje ich upłynnienie. Może do tego dojść pod wpływem:
- lokalnego wzrostu temperatury i/lub zmiany ciśnienia,
- napływu fluidów wpływających na zmianę temperatury topnienia materiału skalnego,
- skoku stężenia pierwiastków promieniotwórczych,
- napływu ciepła z dolnych obszarów płaszcza ziemskiego.
W następstwie tych czynników dochodzi do zmiany stanu skupienia skał na płynny. Powstaje magma, która następnie przesuwa się ku górze. Najczęściej dochodzi do jej zastygnięcia w szczelinach skalnych, w następstwie czego powstają formy skalne zwane intruzjami. Te tworzą coś w rodzaju zbiornika gromadzącego płynną magmę. W większości przypadków, ulega ona zastygnięciu i nie wydostaje się na powierzchnię. Zdarza się jednak, że intruzja tworzy ognisko magmowe, w którym znajduje się magma w stanie ciekłym. Wówczas, będzie wydostawała się na powierzchnię do momentu, aż zakrzepnie.
Wyżej opisane procesy zachodzą pod powierzchnią Ziemi. Kolejny etap powstawania wulkanu - wulkanizm - ma związek ze zjawiskami zachodzącymi na powierzchni. Mianem wulkanu określane jest miejsce, z którego punktowo wydobywają się produkty wulkaniczne. Ich występowanie ma związek z przebiegiem płyt tektonicznych oraz uskoków transformacyjnych - w miejscach, gdzie skorupa jest stosunkowo cienka, może ulec przerwaniu. Produkty wulkaniczne mają postać ciekłą (lawa), stałą (materiały piroklastyczne, takie jak popioły, pyły i piaski) oraz gazową (dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, siarkowodór, amoniak, chlorowodór i para wodna). Pod wpływem gwałtownej erupcji lub zapadnięcia się stropu komory wulkanicznej, powstają kratery.
Elementy wulkanu
Budowa wulkanu jest uzależniona przede wszystkim od jego typu. Klasyfikacja obejmująca rodzaje wulkanów uwzględnia:
- dominujący materiał wydobywający się na powierzchnię - wulkany efuzywne, eksplozywne, maary, stratowulkany, wulkany błotne,
- aktywność - wulkany czynne, wygasłe i drzemiące,
- miejsce, z którego wydobywa się magma - wulkany linijne, stożkowe i tarczowe.
Elementem wspólnym każdego wulkanu jest komora wulkaniczna (ognisko magmowe), znajdująca się pod powierzchnią i zasilająca wulkan. Budowa powierzchniowa zależy natomiast od rodzaju magmy. W miejscach, gdzie dominuje magma gęsta, tworzą się wulkany stożkowe. Magma rzadka tworzy wulkany tarczowe.
Wulkan stożkowy ma budowę warstwową, na którą składają się naprzemienne pasy lawy, popiołu, piasku i pyłu wulkanicznego. W pełni wykształcony składa się z kanału lawowego, który łączy się z komorą wulkaniczną. W górnej części kanału powstaje krater wulkaniczny, mogący ulegać rozgałęzieniu.
Wulkan tarczowy charakteryzuje się łagodnymi zboczami i niewielką wysokością. Jest zbudowany przede wszystkim z warstwy zastygłej lawy, materiał piroklastyczny występuje tylko w formie cienkich pasków.
Wulkany linijne występują głównie na dnie oceanicznym i mają postać długiej szczeliny, z której wypływa magma.
Ciekawostki o wulkanach
Najbardziej aktywne wulkany na świecie można znaleźć na terenie Indonezji. To właśnie tam miała miejsce najtragiczniejsza erupcja w historii - w 1815 roku doszło do erupcji wulkanu Tambora, znajdującego się na wyspie Sumbawa. W następstwie tego wydarzenia, śmierć poniosło ok. 100 tys. osób.
Erupcje wulkanów wpływają na ziemski klimat. W 1991 roku doszło do wybuchu Mount Pinatubo - czynnego wulkanu na wyspie Luzon. Erupcja, w następstwie której śmierć poniosło ok. 800 osób, wyniosła do atmosfery 22 mln ton dwutlenku siarki, co doprowadziło do globalnego obniżenia temperatury o ok. 0,5 stopnia Celsjusza.
Znacznie poważniejsze konsekwencje miałaby erupcja jednego z superwulkanów, np. znajdującego się na obszarze parku Yellowstone. Zdaniem naukowców, eksplozja pokryłaby popiołem całą powierzchnię Stanów Zjednoczonych. W następstwie wyrzucenia ogromnych ilości tlenków siarki do atmosfery, temperatura na Ziemi uległaby znacznemu obniżeniu. Gazy odbijałyby światło słoneczne, a to z kolei mogłoby doprowadzić do załamania produkcji rolnej i w konsekwencji - do śmierci miliardów ludzi.
Większość osób kojarzy kratery wulkanów z jeziorami wulkanicznymi. W rzeczywistości, są one w większości suche. Obecnie, jedyne wulkany, w których występują jeziora lawowe, to Erta Ale, Nyiragongo i Erebus. Okresowo pojawiają się też w kraterach: Masaya, Villarrica i Marum.
Czynne wulkany w Europie nie są zjawiskiem niezwykłym. Najwięcej jest ich na Islandii - wyspie wulkanicznej na Oceanie Atlantyckim. Na kontynencie, głównie we Włoszech jest ich 5 (w tym Etna, Wezuwiusz, Marsili i Stromboli).