Wulkanizm: przyczyny, produkty, cechy, efekty i dystrybucja

Wulkanizm odnosi się do aktywności wulkanu i wyników tej działalności.

Wulkan jest w zasadzie szczeliną szczeliny w skorupie ziemskiej, komunikującą się ze skorupą ziemską, komunikującą się z wnętrzem ziemi, z której płyną strumienie płynnego materiału skalnego (lawy), fontanny rozpalonego do czerwoności strumienia lub wybuchowych wybuchów gazów i wulkanicznych " popioły "wybuchają na powierzchni. WM Davis (1905) traktował wulkanizm jako "wypadek", który zdarza się tak arbitralnie w czasie i miejscu i jest tak destrukcyjny dla erozji krajobrazu, że form krajobrazu nie można traktować w sposób systematyczny.

Na podstawie częstotliwości erupcji istnieją aktywne, uśpione i wymarłe lub starożytne wulkany. Wulkany, które wybuchają dość często w porównaniu do innych, są aktywne. Tylko kilka wulkanów pozostaje w stanie ciągłego erupcji przez długi czas, ale okresowa aktywność jest bardziej powszechna. Uśpione (z łacińskiego słowa dromir, oznaczające "spać") wulkany to te, w których erupcja nie pojawiała się ostatnio regularnie.

Wulkany te przechodzą długie okresy odpoczynku, podczas których ustają wszelkie zewnętrzne oznaki aktywności. Uważa się, że te wulkany, w których nie odnotowano erupcji w czasach historycznych, wymarły. Zanim wulkan wygaśnie, przechodzi przez fazę zaniku, podczas której wydobywa się para i inne gorące gazy i opary. Są one znane jako fumarole lub solfataras.

Czasami nagle wydaje się, że wulkan wyginął. Przykładami są: Barren Island na Wyspach Andamańskich i Nikobarskich w Indiach, Wezuwiusz (Włochy) i Krakata (Indonezja). Wyspa Barren nagle zaczęła wściekać się gorącymi gazami i lawą w ostatnich latach, podczas gdy wulkan Krakatao zaczął działać w 1883 roku, zabijając 36 000 ludzi w zachodniej Jawie. Mówi się, że odgłos wybuchu był słyszalny aż do Turcji na zachodzie i Tokio na wschodzie. Dzisiaj, Krakatao jest niczym więcej jak niską wyspą z jeziorem kaldery w jej kraterze.

Przyczyny aktywności wulkanicznej:

Substancje radioaktywne wewnątrz ziemi generują dużo ciepła w wyniku rozkładu i reakcji chemicznych. W rezultacie materiał we wnętrzu Ziemi nieustannie się zmienia. Ten stopiony, częściowo stopiony i czasami gazowy materiał pojawia się na Ziemi przy pierwszej dostępnej okazji.

Taką możliwość zapewniają słabe strefy wzdłuż powierzchni ziemi. Trzęsienia ziemi, na przykład, mogą ujawnić strefy uskoków, przez które może uciec magma. Ze względu na wysokie ciśnienie we wnętrzu Ziemi, magma i gazy uciekają z wielką prędkością, gdy ciśnienie jest uwalniane przez erupcje.

Produkty aktywności wulkanicznej:

Zasadniczo można zidentyfikować cztery typy aktywności wulkanicznej:

1. Wydech:

Obejmuje to odprowadzanie materiału w postaci gazowej, takiego jak para wodna, opary i kwas chlorowodorowy, chlorek amonu, ditlenek siarki, siarkowodór, wodór, dwutlenek węgla, azot i tlenek węgla. Gazy te mogą uciekać przez otwory wentylacyjne w postaci gorących źródeł, gejzerów, fumaroli i solfataras - które nie są powszechnie uważane za wulkany, mimo że ich aktywność jest podobna do erupcji wulkanu.

Wydolność wydechowa powoduje powstawanie form terenu, takich jak kopce spiekane, szyszki wytrąconych minerałów i wulkany błotne. Wulkany błotne w dorzeczu Capper River na Alasce mają wysokość od 45 do 95 mi rozmineralizowano ciepłą wodę i gaz, w tym lekkie węglowodory pochodzące prawdopodobnie z rozpadu zakopanych złóż torfowych lub węgla.

2. Effusionive:

Ten rodzaj aktywności odnosi się do obfitych wylewów lawy z otworu wentylacyjnego lub szczeliny. Lawa to nazwa nadana roztopionej stopionej skale, a następnie ochłodzonemu, stałemu odpowiednikowi. Podczas gdy większość lawa jest stopionym krzemianem, lawa wolna od krzemionki jest również powszechna - tak jak we wschodniej Afryce. Lawa na bazie siarki jest wydobywana komercyjnie w Japonii. Lica bogata w krzemionkę (a więc kwaśna) jest bardziej lepka (tj. Gęsta) niż lawa uboga (w związku z tym zasadowa). Lepkość lawy jest kluczowym czynnikiem rozwoju ukształtowania terenu. Dwa inne czynniki oprócz krzemionki, które określają lepkość lawy, to temperatura i rozpuszczone gazy.

Niskie silikatowe lawendy bazaltowe są bardzo mobilne i swobodnie przepływają na duże odległości. Pułapki Dekan, które składają się dziś z takich law, zajmują powierzchnię 5 000 000 km kwadratowych. Ich obecny podział nie jest jednak miarą ich przeszłego przedłużenia, ponieważ denudacja działa od tysięcy lat, przecinając bazalty i oddzielając szereg wartości odstających, które są oddzielone od głównego obszaru na duże odległości.

Te wartości odstające wskazują, że pierwotny rozmiar formacji musiał wynosić co najmniej 14 lakh kwadratowych km. Z drugiej strony kwaśne lawy nie są zbyt daleko idące. Struktura kolumnowa rozwija się czasem w drobnoziarnistych bazaltowych bazaltach o jednolitej teksturze (ryc. 1.35). Bardzo dobre kolumny bazaltowe są widoczne w pułapkach Deccan w pobliżu Bombaju.

3. Materiał wybuchowy:

Ten rodzaj aktywności powoduje fragmentację i wyrzucanie stałego materiału przez otwory wentylacyjne. Wycieki wulkaniczne, które osiadają z powietrza lub wody, są czasami nazywane osiami piroklastycznymi lub wulkanicznymi lub skałami. Tephra jest mniej kłopotliwym zbiorowym określeniem dla wszystkich fragmentarycznych wyrzutów z wulkanów. Fragmenty zaklasyfikowane pod tephra mogą mieć różne rozmiary i kształty ziaren. Najdelikatniejszy tephra wielkości piasku nazywany jest popiołem. Większe popioły nazywają się lapilli. Są to żwirowe rozmiary i albo stopione albo stałe.

Klocki są bryłowatymi bryłami lub wielkościami bryłowymi. Skręcone, wyrzucane przez powietrze wyrzucane zwane są bombami. Tephra przechodzi sortowanie podczas transportu w powietrzu. Mniejsze cząsteczki, takie jak lapilli i popiół, przemieszczają się w powietrzu przez wiele kilometrów i mogą pozostawać zawieszone w powietrzu przez długi czas. Cięższe cząstki, takie jak bomby i bloki, spadają tak daleko od otworu wentylacyjnego lub szczeliny, jak siła wybuchu jest w stanie je rzucić. Warstwy wulkanicznego pyłu i popiołu często są zagęszczane w skale zwaną tufem.

4. Podwodny wulkanizm:

Ten rodzaj aktywności wulkanicznej ma miejsce pod powierzchnią wody. Kiedy lawa przepływa przez głęboki dno oceanu lub w inny sposób styka się z wodą, ulega konsolidacji, tworząc strukturę podobną do tej z rozrzuconych stert poduszek, i dlatego jest opisywana jako lawa poduszkowa.

Doskonałe przykłady lawy na poduszki z okresu przedkambryjskiego można zobaczyć w częściach Karnataki. Bardziej lepkie lawy i te wybuchające na mniejszej głębokości tworzą strzaskane, szkliste marginesy na poduszkach i powierzchniach przepływu. Związany produkt wulkaniczny to hialoklastyt (dosłownie, szklisty fragment skalny). Większość hyaloklastów zidentyfikowanych do tej pory znajduje się na Islandii. W Marie Byrd Land of Antarctica, hialoklastity stanowią znaczną część kilku szczytów wulkanicznych, które wystają z lodu.

Charakterystyczne typy erupcyjne:

W oparciu o typowy wzorzec lub rodzaj erupcji niektórych znanych wulkanów można zidentyfikować cztery podstawowe rodzaje erupcji. Żaden z wulkanów nie wybucha jednak tylko jedną z opisanych czynności.

1. Erupcja Hawajów:

Wymagało to wylewnego wylania lawy bazaltowej z kraterów, jezior lawy lub szczelin. Pojedynczy przepływ ma grubość około 10 mi rozprzestrzenia się szeroko na otwartych zboczach lub spływa w dolinach jako rzeka lawy. Wytwarzany jest niewielki gaz lub tephra. Przykłady: Wielkie bazaltowe płaskowyże Kolumbii i Islandii.

2. Erupcja Strombolian:

W tym przypadku bardziej lepka lawa jest wyrzucana w górę w sposób podobny do fontanny z jeziora lawy w kraterze w regularnych odstępach czasu wynoszących około 15 minut. Stromboli leży na wyspach Lipari niedaleko Włoch. Nazywa się "latarnią Morza Śródziemnego".

3. Wybuch wulkanu:

Erupcja w tym trybie jest wybuchowa. Stopiona lawa, która wypełnia krater, zestala się i wybuchowo zostaje wyrzucona jako wielka kalafiorowa chmura ciemnych tefr. Bomby, bloki, lapilli spływają po okolicy. Tylko niewielkie przepływy lawy. Po każdym cyklu erupcji wulkan jest uśpiony przez dekady lub wieki.

4. Erupcja pelean:

Ten rodzaj erupcji jest wynikiem bardzo lepkiej, bogatej w gaz, kwaśnej lawy, która zatyka otwór wentylacyjny i albo spienia się gwałtownie ponad krawędzią krateru, albo pęka w bok. Wybuch typu Pelean różni się od erupcji wulkanu tym, że bardzo gorący gaz i mieszanina lawy nie są przenoszone w niebo przez prąd wznoszący, aby stać się zimnym tefrą, ale rozprzestrzenia się w dół jako nefrytowa, kontynuując ewolucję gazu, który zatrzymuje przepływające fragmenty.

Wpływ wulkanizmu na działalność człowieka:

Niszczące skutki:

Erupcje wulkaniczne należą do wielkich katastrof naturalnych na Ziemi. Hurtowa utrata życia i zniszczenie miast są częste w historii ludów żyjących w pobliżu aktywnych wulkanów. Uszkodzenie spowodowane jest lawiną, która przenika całe miasta, od natrysków popiołów, popiołów i bomb, lawin żarzących się gazów opadających w dół zbocza wulkanów, gwałtownych trzęsień ziemi związanych z aktywnością wulkaniczną i błota z popiołu wulkanicznego nasyconego przez ulewny deszcz.

W strefach przybrzeżnych sejsmiczne fale morskie (zwane tsunami w Japonii) są dodatkowymi zagrożeniami powodowanymi przez uziemienie podmorskie. Wulkan w Meksyku w 1943 roku wyrzucił cztery lakh ton lawy i popiołów dziennie w pierwszym roku. Wyludnił obszar o powierzchni ponad 750 km2 i spowodował ogromne straty.

Pozytywne efekty:

Popiół i pył wulkaniczny są bardzo żyzne dla gospodarstw i sadów. Skały wulkaniczne dają bardzo żyzną glebę po wietrzeniu i rozkładzie. Chociaż strome zbocza wulkanów uniemożliwiają ekstensywne rolnictwo, operacje leśne na nich zapewniają cenne zasoby drewna. Aktywność wulkaniczna dodaje do naszej planety rozległe płaskowyże i góry wulkaniczne. Zasoby mineralne, w szczególności rudy metali, są wyraźnie pozbawione wulkanów i lawy, chyba że późniejsze zdarzenia geologiczne doprowadziły do ​​wlewu minerałów rudy do skał wulkanicznych. Czasami miedź i inne rudy wypełniają przestrzenie bąbelków gazu.

Słynna skała Kimberlite w RPA, źródło diamentów, jest fajką starożytnego wulkanu. W pobliżu aktywnych wulkanów wody w głębi są ogrzewane od kontaktu z gorącą magmą. Ciepło z wnętrza Ziemi w obszarach aktywności wulkanicznej służy do generowania energii geotermalnej. Kraje wytwarzające energię geotermalną to USA, Rosja, Japonia, Włochy, Nowa Zelandia i Meksyk.

W Indiach zidentyfikowano 340 gorących źródeł w zakresie temperatur 90 ° C-130 ° C. W Manikaran (Himachal Pradesh) została utworzona instalacja pilotażowa produkująca 5 kilowatów energii elektrycznej, głównie w celach badawczych. Dolina Puga w regionie Ladakh to kolejne obiecujące miejsce, które zostało zidentyfikowane. Potencjał geotermiczny może być również wykorzystany do ogrzewania pomieszczeń.

Jako malownicze obiekty o wielkiej urodzie, przyciągające ciężki handel turystyczny, niewiele form terenu przewyższało wulkany. W kilku miejscach utworzono parki narodowe, skupione wokół wulkanów. Jako źródło kruszyw do kruszyw betonowych lub balastów kolejowych, a także do innych celów inżynieryjnych, kamień lawowy jest często szeroko stosowany.

Dystrybucja wulkanów:

Od roku 1500 ne odnotowano aktywność 486 wulkanów. Spośród nich 403 znajduje się w Oceanie Spokojnym i jego okolicach, a 83 w pasie środkowym na całym Morzu Śródziemnym, pasie alpejsko-himalajskim oraz na Oceanie Atlantyckim i Indyjskim. Nawet w wysokiej koncentracji

Pas pacyficzny, istnieją różnice. Pasy o najwyższej koncentracji to pasma alejatycko-kurylskie, pas melanezyjski i pas Nowej Zelandii-Tonga. W pasie Pacyfiku USA-Kanada w czasach historycznych działało tylko 7 wulkanów.

Jeśli uwzględni się więcej starożytnych erupcji, otrzymamy w sumie 522 wulkany, a ponad 1300 prawdopodobnie wybuchło w czasie holocenu (ostatnie 10 000 lat).

Pas Pacyfiku znany jest jako "Pierścień Ognia" z powodu największej liczby aktywnych wulkanów wzdłuż wybrzeży obu Ameryk i Azji na tym oceanie. Środkowy pas wulkaniczny zajmuje drugie miejsce. Afryka zajmuje trzecie miejsce z jednym wulkanem na zachodnim wybrzeżu, wymarłym w Kilimandżaro w Tanzanii i kilkoma takimi w pasie jeziornym przełomu doliny, przepływającym przez Morze Czerwone i rozciągającym się aż do Palestyny ​​na północy.

W Australii nie ma wulkanów. Tylko 10% do 20% całej aktywności wulkanicznej znajduje się powyżej poziomu morza, a lądowe góry wulkaniczne są niewielkie w porównaniu do ich podwodnych odpowiedników. Spośród wszystkich aktywnych wulkanów podwodnych 62% znajduje się w strefie subdukcji wokół basenu Pacyfiku (Pacyficzny Pierścień Ognia), 22% w Indonezji, 10% w Oceanie Atlantyckim (w tym w Morzu Karaibskim), a reszta to w Afryce, pasie śródziemnomorsko-środkowo-wschodnim, wyspach hawajskich i środkowych oceanach.

Najbardziej znana aktywność wulkaniczna i trzęsienia ziemi występują wzdłuż zbieżnych marginesów płyt i grzbietów środkowo-oceanicznych, gdzie spotykają się rosnące kończyny prądów konwekcyjnych w płaszczu ziemi. Istnieje uderzająco bliskie porozumienie pomiędzy strefami wulkanicznymi i strefami trzęsienia ziemi, które wskazują, że istnieje pewna zależność między tymi dwoma grupami zjawisk. Lokalizacja wulkanów na stromych granicach kontynentalnych w pobliżu wielkich głębin oceanicznych oraz w górach młodocianych lub blisko nich koreluje je zdecydowanie ze strefami słabości skorupy ziemskiej.

Wulkaniczne formy terenu są zbudowane niezależnie od procesów kontrolowanych klimatycznie. Struktury wulkaniczne budowane są w lub na antarktycznej czapce lodowej, w tropikalnych lasach Melanezji i Indonezji, na pustyniach iw każdym innym geomorficznie znaczącym klimacie. W każdym przypadku początkowa struktura i forma skonstruowanej formy terenu są podobne.

Wulkany w Indiach:

W regionie Himalajów lub na półwyspie indyjskim nie ma wulkanów. Wyspa Barren, leżąca 135 km na północny wschód od Port Blair, uważana była za uśpioną od czasu jej ostatniego wybuchu na początku XIX wieku. Nagle zaczął działać ponownie w marcu 1991 roku. Druga faza erupcji rozpoczęła się w styczniu 1995 roku. Wyspa ma swoją bazę 2000 metrów poniżej poziomu morza, a jej krater znajduje się około 350 metrów nad poziomem morza.

Po przejściu w XIX wieku przeszła ona przez łagodny stan solfatyjski, o czym świadczyły sublimacje siarki na ścianach krateru. Drugą wulkaniczną wyspą na terytorium Indii jest Narcondam, około 150 km na północny wschód od wyspy 3arren; to prawdopodobnie wymarły. Ściana krateru została całkowicie zniszczona (ryc. 1. 37).