Tworzenie i struktura wulkanów

Erupcja wulkanu jest zjawiskiem, które wyraźnie ilustruje siłę natury i ludzką bezradność. Wulkany mogą być jednocześnie majestatyczne, zabójcze, tajemnicze i jednocześnie bardzo malownicze, a nawet użyteczne. Dzisiaj przeanalizujemy szczegółowo budowę i strukturę wulkanu, a także zapoznamy się z wieloma innymi interesującymi faktami na ten temat.

Co to jest wulkan?

Wulkan - formacja geologiczna występująca w miejscu pęknięcia skorupy ziemskiej i wypluwająca szereg produktów: lawę, popiół, gazy palne, fragmenty skał. Kiedy nasza planeta dopiero zaczynała swoje istnienie, była prawie całkowicie pokryta wulkanami. Teraz na Ziemi jest kilka obszarów, w których skupia się większość wulkanów. Wszystkie znajdują się wzdłuż tektonicznie aktywnych regionów i dużych usterek.

Magma i płyty

Co to jest łatwopalny płyn, który wybucha z wulkanu? Jest to mieszanina stopionej skały ze skrzepami bardziej ogniotrwałych skał i pęcherzyków gazu. Aby zrozumieć, skąd bierze się lawa, musisz pamiętać struktura skorupy ziemskiej. Wulkany należy traktować jako ostatnie ogniwo dużego systemu.

Ziemia składa się z wielu różnych warstw, które są podzielone na trzy tak zwane mega-warstwy: rdzeń, płaszcz, skorupa. Ludzie żyją na zewnętrznej powierzchni skorupy, jej grubość może wahać się od 5 km pod oceanami do 70 km pod ziemią. Wydaje się, że jest to bardzo solidna grubość, ale jeśli porównamy ją z wymiarami Ziemi, kora przypomina skórę na jabłku.

Pod zewnętrzną skórką znajduje się najgrubsza mega-warstwa - płaszcz. Ma wysoką temperaturę, ale praktycznie nie topi się i nie rozprzestrzenia, ponieważ ciśnienie wewnątrz planety jest bardzo wysokie. Czasami płaszcz wciąż topnieje, tworząc magmę, która przechodzi przez skorupę Ziemi. W 1960 r. Naukowcy stworzyli rewolucyjną teorię, zgodnie z którą płyty tektoniczne pokrywają Ziemię. Zgodnie z tą teorią, litosfera jest sztywnym materiałem składającym się ze skorupy i górnej warstwy płaszcza, podzielonej na siedem dużych i kilku mniejszych płytek. Powoli dryfują po powierzchni płaszcza, "rozmazanej" astenosferze - miękkiej warstwie. To, co dzieje się na skrzyżowaniu płytek, jest główną przyczyną uwolnienia magmy. W miejscu, w którym spotykają się tablice, istnieje kilka możliwości ich interakcji.

Rozdzielanie płytek od siebie

W miejscu, w którym dwie płyty rozpościerają się, powstaje grzbiet. Może to wystąpić zarówno na lądzie, jak i pod wodą. Powstała szczelina jest wypełniona osadami astenosfery. Ponieważ ciśnienie jest tu niskie, na tym samym poziomie tworzy się stała powierzchnia. Po ochłodzeniu, magma, która wzniosła się, zamarza i tworzy kora.

Jedna płyta wchodzi pod inną

Jeśli uderzając w talerze, jeden z nich znalazł się pod drugim i pogrążył się w płaszczu, w tym miejscu tworzy się wielka pustka. Z reguły można to znaleźć na dno oceanu. Kiedy twarda krawędź płyty zostanie wepchnięta w płaszcz, nagrzewa się i topi.

Kora zmiażdżyła się

Dzieje się tak, gdy podczas uderzenia płyt tektonicznych żadne z nich nie znajdzie sobie miejsca pod drugim. W wyniku tej interakcji płyt powstają góry. Taki proces nie implikuje aktywności wulkanicznej. Z biegiem czasu pasmo górskie, które powstało na skrzyżowaniu płyt czołgających się ku sobie, może rosnąć, niedostrzegalne dla ludzi.

Formacja wulkaniczna

Większość wulkanów powstaje w miejscach, gdzie jedna tektoniczna płyta zanurzyła się pod drugą. Kiedy stała krawędź topi się w magmie, zwiększa się jej objętość. Dlatego stopiona skała z wielką siłą dąży do wierzchołka. Jeśli ciśnienie osiągnie wystarczający poziom lub gorąca mieszanina znajdzie pęknięcie w korze, zostaje wypuszczona na zewnątrz. W tym samym czasie wychodząca magma (a raczej już lawa) tworzy stożkową strukturę wulkanów. Który wulkan ma strukturę i jak intensywnie wybucha, zależy od składu magmy i innych czynników.

Czasami magma wychodzi prosto w środku płyty. Nadmierna aktywność magmy spowodowana przegrzaniem. Substancja płaszcza stopniowo topi studnię i tworzy gorący punkt pod pewnym obszarem powierzchni ziemi. Od czasu do czasu magma przedziera się przez skorupę i następuje erupcja. Sam w sobie jest ustalony gorący punkt, którego nie można powiedzieć o płytach tektonicznych. Dlatego w tysiącleciach powstają w takich miejscach "ciąg martwych wulkanów". Podobnie powstały wulkany hawajskie, których wiek według naukowców sięga 70 milionów lat. Teraz spójrzmy na strukturę wulkanu. Zdjęcia pomogą nam w tym.

Co to jest wulkan?

Jak widać na powyższym zdjęciu, struktura wulkanu jest bardzo prosta. Głównymi składnikami wulkanu są: ognisko, otwór wentylacyjny i krater. Nacisk położony jest na miejsce, w którym powstaje nadmiar magmy. W otworze wentylacyjnym unosi się magma wznosząca się w górę. W ten sposób usta są kanałem, który łączy ognisko i powierzchnię ziemi. Po drodze tworzy mrożącą magmę i zwęża się, gdy zbliża się do powierzchni Ziemi. I wreszcie, krater jest depresją na powierzchni wulkanu, który ma kształt miski. Średnica krateru może sięgać kilku kilometrów. Tak więc wewnętrzna struktura wulkanu jest nieco bardziej skomplikowana niż zewnętrzna, ale nie ma w tym nic szczególnego.

Siła erupcji

W niektórych wulkanach magma jest tak wolna, że ​​można bezpiecznie na niej chodzić. Ale są też takie wulkany, których erupcja w ciągu kilku minut niszczy wszystko na swojej drodze, w promieniu kilku kilometrów. Nasilenie erupcji jest spowodowane składem magmy i wewnętrznym ciśnieniem gazów. W magmie rozpuszcza się bardzo imponująca ilość gazu. Kiedy ciśnienie skał zaczyna przekraczać prężność par gazu, rozszerza się i tworzy pęcherzyki, które nazywane są pęcherzykami. Próbują uwolnić się na zewnątrz i wysadzić skałę. Po erupcji część pęcherzyków zestala się w magmie, w wyniku czego powstaje porowata skała, z której wytwarza się pumeks.

Charakter erupcji zależy również od lepkości magmy. Jak wiadomo, lepkość to zdolność oporu przed przepływem. Jest przeciwieństwem płynności. Jeśli magma ma wysoką lepkość, trudno będzie wydostać się z niej bąbelków gazu i będą one wypychać większą ilość skały, co doprowadzi do silnej erupcji. Kiedy lepkość magmy jest niska, gaz jest szybko uwalniany z niej, więc lawa nie jest wyrzucana z taką siłą. Zazwyczaj lepkość magmy zależy od zawartości krzemu. Zawartość gazu w magmie również odgrywa ważną rolę. Im większy, tym silniejsza będzie erupcja. Ilość gazu w magmie zależy od skał, które ją tworzą. Struktura wulkanów nie wpływa na niszczycielską siłę erupcji.

Główna liczba erupcji następuje etapami. Na każdym etapie jego stopień zniszczenia. Jeżeli lepkość magmy i zawartość w niej gazów są małe, to lawa będzie powoli płynąć po ziemi z minimalną liczbą wybuchów. Przepływy sklepów mogą zniszczyć lokalną przyrodę i infrastrukturę, ale z powodu niskiej prędkości nie są niebezpieczne dla ludzi. W przeciwnym razie wulkan intensywnie wyrzuca magmę w powietrze. Kolumna erupcyjna składa się zwykle z palnego gazu, stałego materiału wulkanicznego i popiołu. W tym przypadku lawa porusza się szybko, niszcząc wszystko na swojej drodze. Ponad wulkanem powstaje chmura, której średnica może sięgać setek kilometrów. To są konsekwencje, które mogą powodować wulkany.

Rodzaje, budowa kaldery i sklepowe kopuły

Słysząc o erupcji wulkanu, osoba natychmiast przedstawia stożkowatą górę, z której góry płynie pomarańczowa lawa. Jest to klasyczny schemat struktury wulkanu. Ale w rzeczywistości coś takiego jak wulkan opisuje znacznie szerszy zakres zjawisk geologicznych. Dlatego w zasadzie można nazwać wulkan dowolnym miejscem na Ziemi, gdzie niektóre skały są wyrzucane z wnętrza planety na zewnątrz.

Struktura wulkanu, opisana powyżej, jest najpowszechniejsza, ale nie jedyna. Są też kaldery i sklepowe kopuły.

Kaldera różni się od krateru swoim ogromnym rozmiarem (średnica może sięgać kilkudziesięciu kilometrów). Wulkaniczne kaldery powstają z dwóch powodów: wybuchowych erupcji wulkanicznych, zapadania się skał we wnęce, uwolnionych od magmy.

Kaldery zawalenia występują w miejscach, gdzie doszło do masowej erupcji lawy, dzięki czemu komora magmy została całkowicie uwolniona. Powłoka, która utworzyła się nad tą pustką, z czasem się rozpada i powstaje ogromny krater, w którym prawdopodobnie powstanie nowy wulkan. Jedną z najbardziej znanych zawalonych kaldery jest kaldera kraterowa w Oregonie. Powstał 7700 lat temu. Jego szerokość wynosi około 8 km. Z czasem kaldera wypełniła się rozmrożoną i deszczową wodą, tworząc malownicze jezioro.

Wybuchowe kaldery powstają w nieco inny sposób. Duża komora magmy unosi się na powierzchnię, nie może przeciekać z powodu gęstej skorupy. Magma jest ściśnięta, a gdy z powodu spadku ciśnienia w "zbiorniku" gazy się rozszerzają, następuje wielka eksplozja, która pociąga za sobą tworzenie dużej wnęki w Ziemi.

Jeśli chodzi o kopuły ławkowe, powstają one, jeśli nie ma wystarczającej siły nacisku, aby rozbić skały ziemi. W rezultacie w górnej części wulkanu powstaje wybrzuszenie, które z czasem może wzrosnąć. Tak interesująca może być struktura wulkanu. Zdjęcia niektórych kalderów wyglądają bardziej jak oaza, niż jako miejsce, w którym kiedyś wybuchła erupcja - destrukcyjny proces dla wszystkich żywych istot.

Ile wulkanów na ziemi?

Znamy już strukturę wulkanów, teraz porozmawiajmy o obecnej sytuacji z wulkanami. Na naszej planecie znajduje się ponad 500 aktywnych wulkanów. Gdzieś tak wielu uważa się za śpiących. Wiele wulkanów uważa się za martwe. To oddzielenie jest uważane za wysoce subiektywne. Kryterium określającym aktywność wulkanu jest data ostatniej erupcji. Uważa się, że jeśli ostatnia erupcja nastąpiła w okresie historycznym (czas, w którym ludzie nagrywają wydarzenia), wówczas wulkan jest aktywny. Jeśli wydarzyło się to poza okresem historycznym, ale wcześniej 10 000 lat temu, wówczas wulkan uważany jest za śpiący. I w końcu te wulkany, które nie wybuchły w ciągu ostatnich 10 000 lat, nazywa się wymarłe.

Z 500 aktywnych 10 wulkanów wybuchają codziennie. Zazwyczaj erupcje te nie są wystarczająco duże, by zagrozić ludzkiemu życiu. Jednak czasami dochodzi do dużych erupcji. W ciągu ostatnich dwóch stuleci było ich 19, zmarło nieco ponad 1000 osób.

Używanie wulkanu

Trudno w to uwierzyć, ale takie straszne zjawisko jak wulkan może się przydać. Produkty wulkaniczne, ze względu na swoje unikalne właściwości, są wykorzystywane w wielu obszarach ludzkiej działalności.

Najstarszym zastosowaniem skał wulkanicznych jest budowa. Słynna francuska katedra Clermont-Ferrand jest całkowicie zbudowana z ciemnej lawy. Bazalt, który jest częścią materiału erupcyjnego, jest często wykorzystywany w nawierzchniach drogowych. Małe cząstki lawy używane są do produkcji betonu i do filtrowania wody. Pumeks służy jako doskonały izolator akustyczny. Jego cząstki są również częścią gumy papierniczej i niektórych rodzajów pasty do zębów.

Wulkany wypluwają wiele cennych metali dla przemysłu: miedź, żelazo, cynk. Siarka zebrana z produktów wulkanicznych służy do produkcji zapałek, barwników i nawozów. Gorąca woda, pozyskiwana naturalnie lub sztucznie z gejzerów, na specjalnych stacjach geotermalnych dostarcza energię elektryczną. Diamenty, złoto, opal, ametyst i topaz często występują w wulkanach.

Przechodząc przez skałę wulkaniczną, woda nasycona jest siarką, dwutlenkiem węgla i krzemionką, które pomagają w astmie i chorobach układu oddechowego. Na stacjach termicznych pacjenci piją nie tylko uzdrawiającą wodę, ale także kąpią się w oddzielnych źródłach, kąpią się w błocie i poddają się kuracji dodatkowej.

Wniosek

Dzisiaj omówiliśmy tak fascynujące zagadnienie, jak tworzenie i struktura wulkanów. Podsumowując powyższe, można powiedzieć, że wulkany powstają z ruchu płyt tektonicznych i są emisjami magmy, która z kolei jest stopionym płaszczem. Tak więc, biorąc pod uwagę wulkany, warto przypomnieć struktura Ziemi. Wulkany składają się z paleniska, otworu wentylacyjnego i krateru. Mogą przynieść zarówno niszczycielskie działania, jak i korzyści dla różnych dziedzin przemysłu.