Vulkano
- Ĉi tiu artikolo temas pri malfermaĵo en planed-krusto. Por la aiaj signifoj de Vulkano vidu Vulkano (apartigilo).
Vulkano estas malfermaĵo en la krusto de planedo, kiu lasas magmon, cindron kaj gasojn eliri al la planeda surfaco. Sur la tero la vulkanoj troviĝas laŭlonge laŭ limoj de tektonaj platoj kaj en la tiel nomataj varmaj makuloj. La vorto vulkano devenas de la nomo de la vulkan-insulo "Vulcano" en la Tirena Maro, kies nomo venas de la romia dio Vulkano. La scienco, esploranta la vulkanan agadon, nomiĝas vulkanoscienco aŭ vulkanologio.
Aliaj formoj estas ŝlimaj vulkanoj (kiuj krom kelkaj esceptoj ne estas ligitaj kun vulkana agado) kaj glaciaj vulkanoj (ili troviĝas sur kelkaj lunoj de la sunsistemo - Eŭropo, Encelado, Tritono, Titano).
Kaŭzoj kaj lokoj de vulkana agado
Tiel, kiel plimulto de procezoj en la interno de Tero, ankaŭ dinameco de la magmo estas malbone esplorita per rektaj observadoj. Sed malgraŭ tio, estas konate, ke la erupcio povas sekvi la transiron de magmo tra terkrusto sub la vulkanon, kie ĝi plenigas lokon, nomata magma kameno. La eliro de magmo el la kameno al la surfaco povas esti trankvila - efuziva aŭ ĝi povas havi eksplodan karakteron. (Se okazas abrupta sinko de temperaturo, el la magmo rapide liberiĝas solvitaj gasoj, kio kaŭzigos grandegan premon; eventuale tiu ĉi premo estas kaŭzita per ŝanĝo de akvo en akvan vaporon en la ĉirkaŭaĵo de eliro). Produktoj de la efuziva erupcio estas ĉefe lafaj fluoj; dum eksplodado aliĝas diversaj vulkanoklastoj (vulkana cindro, pumiko, lafaj bomboj).
Verŝajne la plej konata vulkana formacio estas vulkana kratero. Tio estas proksimume ronda formacio, en kies mezo faŭkas vulkana fumtubo. Ĝi povas atingi grandajn dimensiojn, se sekve de forta erupcio trafalas ties muroj, ĝi nomiĝas kaldero. El kratero la magmo estas elsputata sur la ĉirkaŭaĵon. La kratero estas kutime lokigita sur pinto de la vulkano, la vulkano havas ofte formon de konusa monto.
Se vulkano estas tro alta, iam kreiĝas parazitaj (flankaj) krateroj sur deklivoj. Pluaj vulkanaj formacioj estas malkovreblaj post erozio de supraj tavoloj de vulkano - diversaj lafaj vejnoj, katedraloj, kavernoj kreitaj per vulkanaj kanaloj, kaj multaj aliaj.
Tektonaj medioj
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Plata tektoniko.La vulkanoj aperas en tri tektonaj medioj:
- Diverĝaj randoj de la platoj.
- Konverĝaj randoj de la platoj.
- Varmaj makuloj.
Diverĝaj randoj de la platoj
Vulkanismo aperas plej ofte sur limoj de du malproksimiĝantaj platoj, kio okazas plejparte sub la surfaco de oceanoj. Sole en kelkaj lokoj la vulkana aktiveco estas rimarkebla ankaŭ sur surfaco - insulo Saint Helena, insularo Tristan da Cunha en Atlantiko, eventuale kelke da insuloj en Pacifiko kaj Hinda Oceano.
Sur limo de la malproksimiĝantaj platoj la magmo facile trapenetras tra malfortigita terkrusto kaj sur la surfacon ĝi venas per sistemo de rompoj en mezoceana dorso - rifto. La eliro de magmo laŭ geologoj okazas el grandaj profundaĵoj (ĝis el limo de termantelo), konkretaj magmoj ne tre diferenciĝas per sia konsisto (ili nomiĝas primitivaj, kaj angle ili estas markataj per mallongigo MORB - Mid-Ocean Ridge Basalt).
Vulkanoj de Granda Rifto diferenciĝas de vulkanismo de mezoceanaj dorsoj. La diferencaĵoj estas kaŭzitaj de ĉeesto de kontinenta krusto, kio kaŭzas modifon de primitivaj magmoj de la mezoceanaj dorsoj.
Konverĝaj randoj de la platoj
Kiam renkontiĝas du platoj, la vulkana agado estas denove ofta. Kiam la oceana plato estas sinkanta (subdukcianta) sub alian platon (kun oceana aŭ kontinenta krusto), okazas - proksimume en profundaĵo 100 km - ties varmiĝo kaj sekva dehidriĝo. La eskapinta akvo en aspekto de vaporo trairas tra la ĉirkaŭa mantelo, kiu havas alian konsiston ol la oceana krusto. Alta premo kaj temperaturo de la akva vaporo kaŭzas partan fandiĝon de la ĉirkaŭaj mineraloj. Magmoj de tiu ĉi tipo nomiĝas kalk-alkalaj (laŭ ties konsisto). Ili havas altan viskozecon enhavantaj tre solvitajn gasojn, kaj iliaj erupcioj estas ofte tre eksplodemaj.
Varmaj makuloj
En la kategorion vulkanismo de varmaj makuloj falas ĉiuj ceteraj aperaĵoj de vulkana agado sur la tera surfaco, kiuj estas neenvicigeblaj en la unuajn du. Ili principe konsistas en eliro de varmaj magmaj plumoj rekte el la mantelo tra la terkrusto. Klasika ekzemplo estas la havaja insularo, kiu estis kreita de varma makulo sub Pacifiko. Plua ekzemplo estas Yellowstone. Islando kiel produkto de tia ĉi vulkanismo estas iom pli komplika ekzemplo, ĉar ĉi tie troviĝas kombinaĵo de varma makulo kaj diverĝa rando, tial la kemia kaj la minerala konsisto de la magmoj estas diferenca.
Klasifikado kaj formoj de vulkanoj
La vulkanoj (aŭ vulkana agado) dividiĝas laŭ pluraj faktoroj:
- laŭ erupciita materialo
- laŭ paso de la erupcioj
- laŭ formo
- laŭ aktiveco
Erupciita materialo
La divido de erupcioj surbaze de tipo de materialo estas unu el la plej oftaj dividoj. Se la magmo enhavas tre multan (>65 %) kvarcan oksigenon, ĝi nomiĝas felŝtona. La felŝtonaj lafoj estas tre viskozaj kaj ili erupcias en aspekto de katedraloj aŭ mallongaj lafaj fluoj, la plej ofta formo de vulkano estas stratovulkano. Tiu ĉi tipo de vulkanismo estas tre eksplodema, dum kio la viskoza magmo tenas en si grandan enhavon de fluidaĵoj (gasoj). Ofta estas ankaŭ apero de piroklastaj fluoj, enhavantaj ardiĝintajn erojn (preskaŭ 800 °C) kaj gasojn. Tiuj ĉi fluoj moviĝas per granda rapideco sur la deklivo de la vulkano neniigante ĉion, kio staras en ilia vojo. Bona ekzemplo estas vulkano Pelée en Karibio aŭ Pinatubo sur Filipinoj.
En alia flanko, mala ekzemplo estas erupcioj de magmoj enhavantaj malgrandan kvanton de SiO2 (<45 %). La magmo de tiu ĉi tipo enhavas malmulte da solvitaj gasoj kaj ties viskozeco estas multe pli malgranda. Lafoj kreitaj el tiu ĉi magmo havas tendencon flui sufiĉe rapide kaj ili estas elsputataj sen ekstremaj eksplodoj. La vulkanoj kun tiu ĉi tipo de magmo nomiĝas ŝildaj vulkanoj, klasika ekzemplo estas havajaj vulkanoj Mauna Loa kaj Kilauea.
Tipoj de erupcioj
Laŭ volumeno, konduto de la erupcianta lafo kaj la eksteraj montroj de erupcio, ni distingas la sekvantajn tipojn de vulkanaj erupcioj:
- Havaja erupcio (trankvila erupcio de fluida lafo)
- Vulkana erupcio (elsputado de pecoj de firma lafo - lafaj ŝtonegoj kaj kreado de cindra nubo en formo de brasiko)
- Strombola erupcio (regula elsputado de arda materio el la kratero)
- Peleja erupcio (fluoj de ardiĝintaj eroj, moviĝantaj malsupren sur la deklivo de vulkano)
- Plinija erupcio (eksplodema erupcio kun grandega polvo-cindra nubo)
Formo
Ŝilda vulkano
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Ŝilda vulkano.
Bonegaj ekzemploj de lokoj, kie vulkanoj elsputas grandegan kvanton de rapide fluantaj lafoj, per kio ili konstruas montojn en formo de ŝildo (vulkanoj kun larĝa bazo kaj malalta angulo de kliniĝo de la deklivo) estas Havajo kaj Islando. Lafaj fluoj atingas grandan longecon (ekz. la plej longan lafan fluon - averaĝe 120 km - elproduktis vulkano Manua Loa) kaj Piton de la Fournaise estas aktiva vulkano sur insulo Reunio. Ŝilda vulkano estas ankaŭ Olympus Mons, la plej alta monto en la sunsistemo. Malpli grandaj versioj de ŝildaj vulkanoj estas lafaj konusoj aŭ lafaj amasoj.
Ruina konuso
Per ruinaj konusoj estas nomataj pli malgrandaj (40 – 400 m altaj) vulkanoj akirantaj formon de konuso, kiuj estas kreitaj per eksplodemaj erupcioj de ruinoj kaj piroklastoj. Ilia alteco kontraŭe al aliaj formoj estas malgranda; kutime ili fariĝas neaktivaj post mallonga tempo. Iuj el ili erupcias nur unufoje.
Stratovulkano
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Stratovulkano..jpg)
Stratovulkanoj (ili estas nomataj ankaŭ konsistitaj aŭ tavolitaj vulkanoj) estas altaj montoj (ekz. andaj vulkanoj apartenas al la plej altaj sur la tero), ilia konstruo estas kreita per alternado de tavoloj de piroklastoj kaj lafaj fluoj. Ofta tipo estas eksplodemaj erupcioj, dum kiuj la magmo estas pli viskoza, kio propre ankaŭ respondas al ilia formo, la lafo ne havas tendencon disfluiĝi malproksimen kiel ĉe ŝildaj vulkanoj, kaj ĝi firmiĝos jam sur la deklivo. Per stratovulkanoj estas kreita la vulkana zono de Pacifiko, kiu estas ankaŭ nomata Fajra rondo.
Bona ekzemplo de tiu ĉi tipo de vulkanoj estas Fuĵi-Monto en Japanio.
Supervulkano
Per la termino supervulkano oni kutimas nomi grandegajn vulkanojn, kies erupcioj estis neniigaj, ofte ili influis la tutan kontinenton (ili kaŭzis ankaŭ klimatajn ŝanĝojn en la tuta Tero). Kiel supervulkano estas klasitaj la kaldero de vulkano en Nacia Parko Yellowstone, eventuale Krakatoa en Indonezio.
Submaraj vulkanoj
La submara vulkanismo estas ĉefa fenomeno de mezoceanaj dorsoj. Plimulto da erupcioj estas nerimarkebla sur surfaco, ili estas detekteblaj per hidrofonoj. Ofta formo estas abruptaj kolonoj, nur malofte kreiĝas vulkanaj insuloj. Karakteriza formo de lafaj fluoj estas la t.n. kapkusenaj lafoj.
Subglaciaj vulkanoj
La subglaciaj vulkanoj estas vulkanaj formoj, kiuj erupcias sub glacia kovraĵo. Ili aperas en Antarkto kaj sur Islando, de pasinteco ili estas konataj ankaŭ en Kanado. Karakteriza por ili estas egaligita pinto kaj terasaj deklivoj. Degelanta neĝo kaj glacio rapide malvarmigas lafon, tial la rezultaj strukturoj de lafaj fluoj estas similaj al la strukturoj de submaraj vulkanoj. Pro sia formo ili estas foje nomataj ankaŭ tabulaj montoj; en Brita Kolumbio estas alkutimiĝinta loka nomo tuya.
Aktiveco
Inter vulkanologoj ne ekzistas ĝenerala konsento por defini tion, ĉu la vulkano estas aktiva. La problemo estas en tio, ke tempo inter unuopaj erupcioj ne estas regula.
Sciencistoj konsideras vulkanon aktiva, se dum antaŭ ne longa historio ĝi almenaŭ unufoje erupciis (kio ne estas unusignifa, ĉar diversaj institutoj definas donitan tempon diverse - ekde 200 ĝis 10 000 jaroj). Ankaŭ, oni kiel aktivan konsideras vulkanon kun ĝuste okazanta erupcio aŭ kun plialtigita aktiveco (eskapo) de gasoj el la kratero, eventuale kun apero de oftaj tertremoj.
- Kiel dormanta estas markata vulkano, kiu estis ja aktiva, sed momente ĝi vidigas neniajn markojn de aktiveco.
- Estingiĝinta aŭ neaktiva estas tia vulkano, dum kiu sciencistoj interkonsentis, ke ĝi jam plu neniam erupcios (t.e. ĝi vidigas neniajn markojn de aktiveco menciataj pli supre).
Tiu ĉi divido iam alportas kuriozajn situaciojn. Ekzemple la jam menciita vulkano en Yellowstone lastfoje erupciis antaŭ pli ol 10000 jaroj, sed se en la donita regiono estas ankoraŭ senĉese aktivaj tertremoj kaj hidrotermala agado, do ĝi devis esti konsiderata kiel aktiva (dormanta). Eventuale monto Puy de Dôme en Franca Mezmontaro, eĉ kiam lasta erupcio okazis en la jaro 5760 antaŭ Kristo ankaŭ devus esti konsiderata kiel aktiva.
La mondo travivis jam plurajn tragediojn, kiam estis neniigitaj urboj dum eksplodo de vulkano konsiderata kiel estingiĝinta. La plej malnova estas eble tragedio, kiu okazis en antikva Pompejo, kie eksplodo de Vezuvio, ĝis tiam konsiderata kiel neaktiva vulkano, neniigis urbon Pompejon, samkiel ankaŭ pluajn urbojn en la ĉirkaŭaĵo.
Montroj kaj produktoj de vulkana agado
La vulkana agado povas havi diversajn formojn:
- efuzivaj erupcioj (bazaltaj magmoj)
- eksplodemaj erupcioj de altviskoza magmo (riolita magmo)
- freatikaj erupcioj (eksplodemaj erupcioj kun granda enhavo de akvaj vaporoj)
- piroklastaj fluoj
- laharoj
- emisioj de gasoj (CO2, SO2 kaj aliaj)
La elsputado de magmo el la kratero kaj la emisioj de gasoj estas bone rimarkeblaj fenomenoj de vulkana agado.
La unua el ili, la elsputado de magmo, povas esti trankvila, tiam ni parolas pri efuziva erupcio. Tiel ĉi elsputata magmo havas malaltan viskozecon kaj malaltan enhavon de solvitaj gasoj. Kutime tio estas erupcioj de bazaltoj (Havajo, Islando). Malo estas eksplodema erupcio - tiam la elsputadon akompanas elflugado de pli grandaj (ni nomas ilin ankaŭ vulkanaj bomboj) aŭ malpli grandaj (piroklastoj) rompoj de arda lafo el la kratero. Influe de altaj temperaturoj kaj premoj en la interno de Tero, okazas en la magmo alta enhavo de solvitaj gasoj. Elirante el la vulkana fumtubo okazas malaltigo de premo, kio kaŭzos mekanismon simila al malfermo de sodakva botelo, la solvitaj gasoj rapide liberiĝos kaj kaŭzos eksplodon. Tiu ĉi tipo de erupcio troviĝas en aktivaj (konverĝaj) randoj de tektonaj platoj.
Al eksplodemaj erupcioj ni vicigas ankaŭ freatikajn erupciojn. Ili okazas, se la magmo elirante kunpuŝiĝos kun pli granda volumeno de akvo (surfaca aŭ subtera). Influe de altaj temperaturoj la akvo tujege ŝanĝiĝas en vaporon kaŭzante eksplodon de la akvaj vaporoj, polvo, rokoj kaj vulkanaj bomboj.
La vulkana erupcio montriĝas ankaŭ per emisio de grandega kvanto de gasoj en atmosferon. Ilia konsisto estas diversa, ĝi diferenciĝas de unu vulkano al la alia. La plej grandan aperon havas akvaj vaporoj, poste karbona dioksido (CO2) kaj sulfura dioksido (SO2). Pluaj vulkanaj gasoj estas sulfida acido (H2S), klorhidrogeno (HCl) kaj fluorhidrogeno (HF).
Grandaj, eksplodemaj erupcioj elsputas la menciitajn gasojn komune kun vulkana polvo ĝis stratosfero (~20 km super la surfaco de Tero), kio influas veteron sur Tero: sulfura dioksido ŝanĝiĝas en aerosolon de vitriolo (H2SO4) kaj tiu plialtigas albedon de Tero. HCl kaj HF solviĝas en la akvo kaj falas reen kiel acidaj pluvoj. Per la vulkana aktiveco liberiĝas en la atmosferon pojare 145-230 milionoj da tunoj de karbona dioksido.
Piroklastaj fluoj estas fluidigitaj miksaĵoj de arda polvo, gasoj kaj cindro (temperaturo ĝis 800 °C), kiuj per granda rapideco (150 km.hod−1) fluegas malsupren tra la deklivo de stratovulkanoj en grandan distancon neniigante ĉion, kio troviĝas en ilia vojo. Similaj al ili estas laharoj: sed temas pri ŝlimaj miksaĵoj el degelanta neĝa kovraĵo sur vulkanopinto kaj polvo-cindraj sedimentoj sur la deklivoj. Ili ankaŭ defluas sur la deklivoj per granda rapideco en grandajn distancojn (ankaŭ 50 km).
Kun vulkana agado havas konekson ankaŭ aliaj fenomenoj: tertremoj, fumaroloj, gejseroj kaj brulantaj fontoj.
Prognozado de vulkanaj erupcioj
Nuntempe sciencistoj ne kapablas precize prognozi, kiam iu vulkano eksplodos, eĉ kiam indicoj pri ebla erupcio facile akireblas (temas prefere pri prognozo, kiam precize okazos la erupcio). Por tio estas uzataj la jenaj indicoj:
Sisma aktiveco
Tremetoj de grundo okazas ĉiam, kiam la vulkano vekiĝas al la vivo. Kelkaj vulkanoj havas permanente malfortan sisman aktivecon, sed ties plialtiĝo estas signalo de la komenco de erupcio. La sisma aktiveco de vulkanoj havas tri ĉefajn formojn: mallongtempe daŭrantajn ektremojn, longtempe daŭrantajn ektremojn kaj harminiajn tremetojn.
- La mallongtempe daŭrantaj ektremoj estas similaj al normalaj tertremoj en rompoj. Ili koneksas kun difektoj en mineraloj, kiam la magmo trapremas sin al la surfaco. Ili estas signalo, ke la magmo estas en la proksimeco de la surfaco.
- La longtempe daŭrantaj ektremoj indikas plialtiĝon de premo de gasoj. Tiuj ĉi osciloj estas similaj al vibradoj de sono en ĉambro.
- Harmoniajn tremetojn kaŭzas la premo de magmo en la ĉirkaŭajn firmajn mineralojn. Tio ĉi povas montriĝi kiel "muĝado" aŭ "murmurado", kion sentas ankaŭ bestoj kaj homoj.
La leĝoj de la sismaj aktivecoj estas sufiĉe komplikaj, sed ĝenerale validas la principo, ke plialtiĝo de la sisma aktiveco okazas mallonge antaŭ erupcio, precipe se antaŭe estis periodo de trankvilo.
Plialtigita emisio de gasoj
Kiel la magmo ascendas al la surfaco, sinkas en ĝi premo, kio kaŭzos ties elgasigon. La tuta procezo similas al sodakva botelo.
Deformigo de surfaco
Ŝveliĝo de vulkano rezultas de akumulado de magmo sub la surfaco. Sciencistoj monitorantaj vulkanojn ofte registrante mezuras ŝanĝon de kliniĝo de deklivo de la vulkano spertanta tiujn ĉi ŝveliĝojn. Ŝanĝo de bazo komune kun plialtiĝo de emisioj SO2 kaj pli ofta apero de tremoj en la ĉirkaŭaĵo de vulkano kun granda verŝajneco signalas proksiman erupcion. Iam la deformigoj estas malfacile rimarkeblaj, sed senĉese ili estas uzataj por prognozado de erupcioj.
Signifaj vulkanoj
Vulkanoj sur Tero
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Listo de vulkanoj.
Vulkana agado sur la aliaj objektoj de sunsistemo
Sur Luno estas pruvita nenia vulkana agado, sed oni trovis restaĵojn de kelkaj vulkanaj formoj.
Vulkana aktiveco estis observata ankaŭ sur la aliaj planedoj de sunsistemo. Surfaco de Venuso estas el 90 % kreita per bazaltoj, kio indikas, ke vulkanismo ludas grandan rolon dum la formigado de ties surfaco. Kvankam kelkaj indicoj signas tion, nuntempe ne estas vulkana aktiveco sur Venuso konfirmita.
Sur surfaco de Marso estis identigitaj kelke da vulkanoj:
Tiuj ĉi vulkanoj estas estingiĝintaj jam milionoj da jaroj, sed eŭropa sondilo Mars Express trovis pruvaĵojn pri vulkana agado en antaŭnelonga pasinteco de Marso.
La plej grandan vulkanan aktivecon en la sunsistemo havas Ioo, luno de Jupitero. Ĝi estas plene kovrita de vulkanoj kun nesilentiĝantaj erupcioj de siliciaj mineraloj, sulfura dioksido kaj sulfuro. La surfaco de Ioo senĉese ŝanĝiĝas. Lafoj sur ties surfaco havas la plej grandan temperaturon en la tuta sunsistemo - ili atingas ĝis 1500 °C.
La plej granda ĝis nun observita erupcio okazis en februaro de 1991 sur alia luno de Jupitero - Eŭropo. Sed ĉi tie la vulkana aktiveco havas alian aspekton. La erupciaĵo estas akvo; tio ankaŭ nomiĝas glacivulkanismo. Tiu ĉi procezo estas konata sur pluraj lunoj de gasaj gigantoj.
En la jaro 1989 Voyager 2 observis glaciajn vulkanojn sur Tritono - luno de Neptuno. Kaj en la jaro 1995 sondilo Cassini-Huygens fotografis erupciojn de glacio sur Encelado - luno de Saturno. La elsputata materialo konsistas el glacio, fluida nitrogeno, metano kaj polvo. La sondilo same trovis pruvaĵon pri kriovulkanismo sur plua luno de Saturno - Titano, kies atmosfero konsistas el metano. Estas supozo pri apero de kriovulkanismo ankaŭ en Kujper-zono.
Interesaj lokoj
Vulkanaj fenomenoj
Faktoj pri vulkanoj
- En Indonezio, en Sunda Markolo, inter insuloj Sumatro kaj Javo troviĝas vulkandevena insulo Krakatoa. En 1883 jaro Krakatoa erupciis. Vulkana bruo aŭdeblis eĉ en Aŭstralio, kiu distancas je 5 000 km. Hodiaŭ en ĝia loko estas nova vulkano, kiun oni nomis 'Krakatoa-filo'.
- Estas interese, ke en 1973 subite “vekiĝis” vulkano Hejmej, en Islando. Ĝis tiam oni kredis, ke ĝi estis estingiĝinta.
- La unua al ni konata erupcio de vulkano Vezuvio okazis en 79 p.K. Tiam la lafo, kotfluoj kaj cindro enfosis tri urbojn - Pompejon, Stambion kaj Herkulanon. Oni pensas, ke antaŭe ĝi eruptis en 8 a.K. La fortaj eruptoj okazis en 1631, 1794, 1822, 1872, 1906 kaj 1944 jaroj.
Vidu ankaŭ
Eksteraj ligiloj
greke angle Vortaro de vulkanaj terminoj
