Földtudomány

lecke célok

• magyarázza el, hogyan törnek ki a vulkánok.
• írja le és hasonlítsa össze a vulkánkitörések típusait.
• különbséget tenni a különböző típusú láva és megérteni a különbséget a magma és a láva.
• ismertesse a vulkánkitörések előrejelzésének módszerét.

hogyan törnek ki a vulkánok

minden vulkánnak ugyanazok az alapvető jellemzői vannak. A magma magmakamrákban gyűlik össze, amelyek 160 kilométer (100 mérföld) lehetnek a felszín alatt. Ahogy a szikla felmelegszik, kitágul, ami még nagyobb nyomást eredményez. Ennek eredményeként a magma a felszín felé tolva keresi a kiutat, a magma a földkéreg repedésein keresztül szivárog, amelyet szellőzőnyílásoknak neveznek. Végül a magma eléri a felszínt; amikor kijön, kitörésnek nevezzük. A kitörés szót más összefüggésekben is használják. A kitörés lehet kitörés vagy robbanás, erőszakos és hirtelen esemény, mint amikor a tömeg dühében kitör. De egy kitörés is terjedhet valami, mint egy kiütés a bőrön, fokozatos és viszonylag nyugodt. Ez a két meghatározás hasonló a vulkánokban látható kétféle kitöréshez.

a kitörések típusai

minden geológiai formáció egyedi. Összetételük és felépítésük olyan sok tényezőtől függ, hogy lehetetlen, hogy két formáció pontosan egyforma legyen. Ugyanígy minden vulkán és kitörése egyedi. Hajlamosak vagyunk azonban a kitörések két fő típusát látni. Beszéltünk a kitörésről, amely egyszerre jelent erőszakos robbanást vagy egyfajta csendes terjedést. Ez a vulkánkitörések két típusa, amelyeket látunk–robbanásveszélyes és nem robbanásveszélyes kitörések. Amikor a vulkánkitörésekre gondolunk, gyakran a vulkáni hamu hatalmas felhőire gondolunk, amelyek magasan a légkörbe kerülnek, majd vastag vörös láva folyók kígyóznak le a hegyoldalon. A valóságban ez a két jelenség ritkán fordul elő ugyanabban a vulkánban. A vulkánkitörések általában az egyik vagy a másik.

robbanásveszélyes kitörések

képzelje el, milyen pusztítást és erőt okozott a Nagaszakira ledobott atombomba a második világháború végén, amelyben több mint 40 000 ember halt meg. Képzeljünk el egy 10 000-szer nagyobb erejű robbanást. A robbanásveszélyes vulkánkitörések olyan erősek lehetnek (8.9 ábra). Ahogy a felszín alatti forró magma kölcsönhatásba lép a vízzel, a gázok felhalmozódnak, és a magma nyomása felhalmozódik. Ez a nyomás egyre növekszik, amíg ezek az oldott gázok hatalmas robbanást nem okoznak.

ez a nagy robbanás magával viszi a magmát és a vulkáni gázokat, amelyek sok kilométert képesek lőni az égbe, és gombafelhőt képeznek, hasonlóan a nukleáris robbanáshoz (8.10 ábra). A törmelék nagyon nagy sebességgel halad fel a levegőbe, és lehűl a légkörben, hogy szilárd részecskéket, úgynevezett piroklasztokat képezzen. Ezen részecskék némelyike évekig a légkörben maradhat, ami megzavarhatja az időjárási mintákat és befolyásolhatja a Föld hőmérsékletét. A törmelék többi része visszatér a Földre, ahol kilométereken át esik az eső.

néha másodlagos robbanások fordulnak elő, amelyek még nagyobbak, mint az első. Ezenkívül a vulkáni gázok, mint a vízgőz, a szén-dioxid, a kén-dioxid, a hidrogén-szulfid és a hidrogén-klorid mérgező és láthatatlan felhőket képezhetnek, amelyek a légkörben járnak. Ezek a gázok hozzájárulnak olyan környezeti problémákhoz, mint a savas eső és az ózon pusztulása, és valójában hűthetik a Föld légkörét.

a Cascade tartományban a St. Helens-hegy robbanásveszélyes kitörését a Lassen-csúcs kitörése előzte meg, amely az észak-kaliforniai három kaszkád vulkán egyike. Május 22-én, 1915, egy robbanásveszélyes kitörés küldött egy oszlop hamu és gáz 30.000 láb a levegőbe, és kiváltotta a nagy sebességű piroklasztikus áramlás, amely elolvadt a hó és létrehozott egy lahar. Lassennek továbbra is geotermikus aktivitása van, és ismét robbanásszerűen kitörhet. Mt. A Shasta 600-800 évente kitör. Egy kitörés nagy valószínűséggel nagy piroklasztikus áramlást hozna létre, és talán egy lahart. A vulkán azonban felrobbanhat, mint a Mt. Mazama, amely körülbelül 42-szer erősebb kitörésben robbant fel, mint a St. Helens-hegy 1980-ban, hogy létrehozzon Kráter-tó.

nem robbanásveszélyes kitörések

a vulkánkitörések második típusa nem robbanásveszélyes vagy effuzív kitörés (8.11.ábra). Mivel a magma összetétele különböző a különböző vulkánokban, a láva tulajdonságai eltérőek. Az effuzív kitöréseknél a lávafolyások viszonylag nyugodtak, és nem robbannak ki a vulkánból. Ennek eredményeként az emberek általában nagy figyelmeztetést kapnak, mielőtt a láva eléri őket, így a nem robbanásveszélyes kitörések sokkal kevésbé halálosak. Ez azonban nem akadályozza meg őket abban, hogy rombolóak legyenek. Még akkor is, ha tudjuk, hogy egy lávaáramlás közeledik, kevés módja van annak megállítására, tekintettel a láva hatalmas mennyiségére és hőmérsékletére.

Magma és láva

a vulkánok közel sem lennének olyan érdekesek az általuk létrehozott nagy robbanások és az izzó vörös láva folyók nélkül. Minden magmás kőzet magmából vagy lávából származik. A következő alkalommal, amikor egy vulkáni zóna közelében túrázik, megpróbálhatja azonosítani a vulkán által kitört láva típusait, a talált magmás kőzetek típusai alapján.

Magma

mélyen a föld alatt a magma a vulkán létrehozásának első szakaszaként alakul ki. Ez azért fordul elő, mert a felszín alatti kőzet nagy mennyiségű gravitációs nyomásnak van kitéve. A radioaktív anyagok bomlása további hőt termel. A jelentős hő és nyomás megolvasztja a kőzetet a felszín alatt, hogy karamellszerű anyagot képezzen. Lehet, hogy látott egy gyertyát, amelyet túl sokáig hagytak ki a forró napon. Lágyabbá válik, mint egy folyadék. Ahogy a molekulák elnyelik a hőt, elkezdenek csúszni egymás mellett, egyre folyékonyabbá válnak. Hasonló folyamat történik a magmával. A különböző anyagok azonban különböző hőmérsékleten olvadnak. Amiatt, abból az okból, a sziklák olvadásának hőmérséklete az adott kőzettípustól függ. A földkéreg és a köpeny sok anyagból áll, így a magma létrehozásához szükséges hőmérséklet változó. A legtöbb Magma 600 C és 1300 C között alakul (8.13. ábra).

olvadt kőzet vagy magma található a föld alatti magmakamrákban. Mivel a magma kamrák olyan messze vannak a Föld felszíne alatt, a tudósok számára nehéz tanulmányozni őket. A tudósok tudják, hogy a magma kamrák ott jönnek létre, ahol a legnagyobb a hő és a nyomás. Amikor a tektonikus lemezek összeütköznek és egymáshoz dörzsölődnek, ott magma képződik. Így jött létre a csendes-óceáni Tűzgyűrű. Azt is tudjuk, hogy vannak vulkánok messze a lemezhatároktól, tehát tudjuk, hogy ezeken a területeken is vannak magmakamrák. Magma kamrák találhatók, ahol köpenyek vagy forró pontok vannak.

hogy ezek a forró pontok hogyan vagy miért jönnek létre, nem pontosan ismert. Mivel azonban a különböző anyagok különböző hőmérsékleteken olvadnak, a magma létrehozása attól függ, hogy milyen anyagok alkotják—összetételét. Csakúgy, mint egy torta íze attól függ, hogy milyen összetevőket teszel bele, a magma és a láva viselkedése az összetételétől függ. Bizonyos olvadt kőzetek bizonyos módon hatnak. Tehát amikor a magma lávává válik, nem minden láva működik ugyanúgy.

Láva

amint a magma eléri a felszínt, lávává válik. Fontolja meg a különböző folyadékokat, amelyeket a házában láthat—például mézet és egy üveg kólát. Lehet, hogy egyetért azzal, hogy a két folyadék sok tekintetben különbözik. Különböző ízűek, különböző színűek, különböző gázok vannak bennük, és másképp áramlanak. Valójában a méz olyan folyadék, amely ellenáll az áramlásnak, míg a kóla könnyen áramlik. A méz viszkozitása nagyobb, mint a kóla; ellenáll az áramlásnak (8.14. A Cola viszkozitása alacsony, mert könnyen áramlik. A különböző típusú lávák egyik fő különbsége a viszkozitásuk.

az erősen viszkózus láva nem hajlamos könnyen folyni. Hajlamos a helyén maradni. A magas szilícium-dioxid-tartalmú lávák általában viszkózusabbak. Mivel annyira ellenáll a mozgásnak, eltömíti a vulkán szellőzőnyílásait. A nyomás egyre nagyobb lesz, amíg a vulkán végül felrobban. Ez a fajta láva robbanásveszélyes kitörésekben található. Ez is hajlamos sok gázt csapdába ejteni. Amikor a gáz felszabadul, robbanékonyabbá teszi a kitörést. Ennek a lávának a nagy részét a levegőbe lövik, ahol megkeményedik és szilárd kőzetré válik. Ez az olvadt kőzet, amely megszilárdul a levegőben, piroklasztikus anyagként ismert. Egy magmás kőzetben, mint a habkő, a szilárd kőzet kis lyukai azt mutatják, hogy hol voltak a gázbuborékok, amikor a kőzet még folyékony láva volt.

alacsony viszkozitású láva csúszik vagy folyik le a hegyoldalakon. Az alacsony viszkozitású lávának egynél több típusa van. A köztük lévő különbségek a lávák eltérő összetételéből és a felszínre kerülő különböző pontokból származnak. A kialakult magmás képződmények típusa attól függ, hogy milyen típusú láva van. A három fő kategória az a ‘ A, a pahoehoe és a pillow lava.

A ‘ A láva

az A láva a nem robbanásveszélyes lávák közül a viszkózusabb (8.15.ábra). Ez a láva vastag és törékeny kérget képez, amely durva és egyenetlen darabokra szakad. A megszilárdult felület egyenetlen és éles. Nagy területeken terjedhet, mivel a láva tovább folyik alatta.

O 6462 >

O A Hoehoe láva kevésbé viszkózus, mint az a ‘ A láva, és könnyebben folyik. Felülete ráncosabb és simább, mint a szaggatott a ‘ A láva. P Enterprises láva folyik egy sor lebeny vagy lekerekített területek alkotnak furcsa csavart formák és természetes kő szobrok (ábra 8.16). A P 6 hoehoe láva lávacsöveket is képezhet a föld alatt (8.17.ábra).

párna láva

párna láva láva, hogy jön ki a vulkáni szellőzők víz alatti (ábra 8.18). Amikor a víz alá kerül, nagyon gyorsan lehűl, és nagyjából gömb alakú sziklákat képez, amelyek hasonlítanak a párnákra, amelyekből több láva szivárog, és több párnát hoz létre. A párna láva különösen gyakori a víz alatti terjedési központok mentén.

a vulkánkitörések előrejelzése

a vulkánkitörések pusztítóak lehetnek, különösen azok számára, akik közelebb vannak a vulkánokhoz. Ahogy a meteorológusok megpróbálják megjósolni vagy előrejelezni a hurrikánokat és tornádókat, úgy a vulkanológusok is megpróbálják előrejelezni a vulkánkitöréseket. Bár a vulkánkitörések előrejelzése korántsem tökéletes, sok bizonyíték arra utalhat, hogy egy vulkán kitörni készül. Ezen tényezők egy részét nehéz mérni, hozzájárulva a kitörések előrejelzésének nehézségéhez.

a vulkáni tevékenységek története

a kitörések előrejelzésének egyik fontos tényezője a vulkán története. Ez azt jelenti, hogy figyelembe vesszük, hogy mennyi ideig tört ki, és az előző kitörések közötti időtartamot. A vulkánokat három alosztályba sorolják: aktív, alvó és kihalt. Az aktív vulkán az, amely jelenleg kitör, vagy a közeljövőben kitörés jeleit mutatja. A szunnyadó vulkán már nem mutat aktivitási jeleket, de a közelmúltban kitört (8.19 ábra). Végül egy kihalt vulkán olyan, amely a közelmúltban nem tört ki, és valószínűleg nem fog kitörni a jövőben. Mind az aktív, mind a szunnyadó vulkánokat erősen figyelik, mert még az alvó vulkánok is hirtelen tevékenység jeleit mutathatják.

földrengések

ahogy a vulkán alatt lévő magma felfelé tolódik, megrázza a talajt és földrengéseket okoz. Bár a földrengések valószínűleg minden nap előfordulnak egy vulkán közelében, a földrengések mennyisége és mérete növekszik a kitörés előtt. Valójában egy kitörni készülő vulkán folyamatos földrengéssorozatot eredményezhet, mivel a föld alatt mozgó magma stresszt okoz a szomszédos sziklákon. A földrengések mérésére a tudósok szeizmográfokat használnak, amelyek rögzítik az egyes földrengések hosszát és erősségét.

lejtő deformáció

mindaz, amit a magma és a gáz felfelé nyom, a talaj vagy a vulkán lejtése megduzzadhat. Néha a talaj duzzanata hatalmas változásokat tár fel a vulkán alakjában. A talaj deformációjának legtöbb esete azonban finom, és csak billentésmérőkkel lehet kimutatni, amelyek olyan eszközök, amelyek mérik a vulkán lejtésének szögét. Ezenkívül a talaj duzzanata fokozott sziklaeséseket és földcsuszamlásokat okozhat.

gázkibocsátás

gyakran a gázok képesek elmenekülni egy vulkánból, mielőtt a magma kitörés közben eléri a felszínt. Tehát a tudósok mérhetik a gázkibocsátást vagy a gázkibocsátást a vulkánon vagy annak környékén lévő szellőzőnyílásokban. Gázok, például kén-dioxid (SO2), szén-dioxid (CO2), sósav (HCl), sőt vízgőz is mérhető a helyszínen, vagy egyes esetekben műholdakkal távol. A gázok mennyiségét és arányait úgy számítják ki, hogy segítsék a kitörések előrejelzését.

távfelügyelet

mint említettük, egyes gázok műholdas technológiával is megfigyelhetők (8.20.ábra). A műholdak más tényezőket is képesek mérni, például a vulkán helyén vagy azokon a területeken, ahol a vulkán felülete változik, különösen meleg foltok hőmérsékleti értékeit. Ahogy technológiánk folyamatosan fejlődik, a tudósok jobban képesek pontosan és biztonságosan észlelni a változásokat.

bár a megfigyelési módszerek egyre jobbak, még mindig nehéz biztosan megjósolni a vulkánkitörést. Egyetlen tudós vagy kormányzati ügynökség sem akar riasztónak tekinteni azzal, hogy bejelenti, hogy kitörés fog bekövetkezni, majd valójában nem. A tömeges evakuálás költsége és a társadalom megzavarása sok embert elégedetlenné és a tudósokat zavarba hozná. Az életek és a vagyon megmentésének lehetősége azonban minden bizonnyal méltó ügyvé teszi a kitörés előrejelzésének törekvését.

lecke összefoglaló

• vulkánok keletkeznek, amikor a magma a Föld felszíne felé emelkedik, mert kevésbé sűrű, mint a környező kőzet.
• a vulkánkitörések a magma viszkozitásától függően nem robbanásveszélyesek vagy robbanásveszélyesek lehetnek.
• robbanásszerű kitörések történnek a kontinensek peremén, és hatalmas mennyiségű anyagot bocsátanak ki a levegőbe.
• a nem robbanásveszélyes típusú kitörések többnyire különböző típusú lávákat hoznak létre, mint például az a ‘ A, A P ons és a párna lávák.
• néhány jele annak, hogy egy vulkán hamarosan kitörhet, földrengések, felszíni kidudorodások, kibocsátott gázok, valamint egyéb változások, amelyeket a tudósok nyomon követhetnek.

felülvizsgálati kérdések

1. mi a vulkánkitörések két alapvető típusa?
2. több száz évvel ezelőtt egy vulkán tört ki Pompei város közelében. A régészek olyan emberek maradványait találták meg, akik egymást ölelték, elfojtották a hamu és a szikla, amely mindent borított. Miféle kitörés lehetett ez?
3. mi a piroklasztikus anyag?
4. nevezzen meg három alacsony viszkozitású és három magas viszkozitású folyadékot.
5. mi a különbség a magmakamra és a köpenycsóva között?
6. a víz forráspontja 100 db C. miért tehet a víz robbanékonyabbá egy kitörést?
7. mi a nem robbanásveszélyes láva három neve?
8. milyen tényezőket veszünk figyelembe a vulkánkitörések előrejelzésében?
9. miért olyan fontos a vulkánok előrejelzése?
10. tekintettel arra, hogy a csillagászok messze vannak a vizsgált alanyoktól, milyen bizonyítékokat kereshetnek egy bolygó összetételének meghatározásához, amelyen egy vulkán található?

szókincs

aktív vulkán egy vulkán, amely jelenleg kitör, vagy éppen kitörni készül. szunnyadó vulkán olyan vulkán, amely jelenleg nem tör ki, de a rögzített múltban kitört. effusive eruption viszonylag enyhe, nem robbanásveszélyes vulkánkitörés. kitörés a magma felszabadulása a Föld felszínére. A kitörést általában gázok kibocsátása is kíséri. robbanásveszélyes kitörés olyan vulkánkitörés, amely nagy mennyiségű gázt bocsát ki, így a magma hevesen feldobódik a levegőbe. kihalt vulkán egy vulkán, amely nem tört ki a feljegyzett történelemben, és nem valószínű, hogy újra kitör. magmakamra a Föld egy szilárd kőzetekkel körülvett régiója, amely magmát tartalmaz. pyroclast a vulkáni kitörések által a levegőbe dobott vulkáni kőzet töredékeiből álló kőzet. viszkozitás a folyadék” vastagsága” vagy “tapadása”. Minél viszkózusabb a folyadék, annál nehezebb lesz a folyadék áramlása.

megfontolandó pontok

• Ön szerint milyen típusú bizonyítékok mondanák meg a tudósoknak, hogy egy ősi vulkánkitörés robbanásveszélyes vagy nem robbanásveszélyes volt-e?
• minden vulkán magas hegy alakú, kráterrel a csúcson?
• Ön szerint mi az A ‘ A és a P név eredete?
• a földrengések nem mindig jelzik, hogy vulkán fog kitörni. Milyen tényezők jelezhetik a földrengés kapcsolatát a vulkánkitöréssel?