Geovitenskap

Leksjonsmål

• Forklar hvordan vulkaner bryter ut.
• Beskrive og sammenligne typer vulkanutbrudd.
• Skille mellom ulike typer lava og forstå forskjellen mellom magma og lava.
• Beskriv en metode for å forutsi vulkanutbrudd.

Hvordan Vulkaner Bryter Ut

alle vulkaner har de samme grunnleggende trekkene. Magma samler i magma kamre som kan være 160 kilometer (100 miles) under overflaten. Når fjellet varmer, ekspanderer det, noe som skaper enda mer press. Som et resultat søker magmaen en vei ut som skyver mot overflaten, magmaen siver gjennom sprekker i Jordskorpen som kalles vents. Til slutt når magmaen overflaten; når den kommer ut, kaller vi det et utbrudd. Ordet utbrudd brukes også i andre sammenhenger. Et utbrudd kan være et utbrudd eller eksplosjon, en voldsom og plutselig forekomst, som når en folkemengde bryter ut i sinne. Men et utbrudd kan også være en spredning av noe som utslett på huden din, gradvis og relativt rolig. Disse to definisjonene ligner de to typer utbrudd som vi ser i vulkaner.

Typer Utbrudd

hver geologisk formasjon er unik. Deres sammensetning og konstruksjon er avhengig av så mange faktorer, at det ville være umulig for to formasjoner å være helt like. På samme måte er hver vulkan og dens utbrudd unike. Vi har imidlertid en tendens til å se to store typer utbrudd. Vi snakket om utbrudd for å bety både en voldsom eksplosjon eller en slags stille spredning. Dette er de to typer vulkanutbrudd som vi ser-eksplosive og ikke-eksplosive utbrudd. Når vi tenker på vulkanutbrudd, tenker vi ofte på store skyer av vulkansk aske kastet ut høyt i atmosfæren og deretter tykke elver av rød lava snaking nedover fjellsiden. I virkeligheten forekommer disse to fenomenene sjelden i samme vulkan. Vulkanutbrudd har en tendens til å være den ene eller den andre.

Eksplosive Utbrudd

Tenk deg ødeleggelsen og kraften forårsaket av atombomben droppet På Nagasaki i slutten av Andre Verdenskrig der over 40.000 mennesker døde. Forestill deg nå en eksplosjon 10.000 ganger så kraftig. Eksplosive vulkanutbrudd kan være så kraftige (Figur 8.9). Som varm magma under overflaten samhandler med vann, gasser akkumuleres og magma trykket bygger seg opp. Dette trykket vokser og vokser til disse oppløste gassene får det til å briste i en enorm eksplosjon.

denne store eksplosjonen tar med seg magma og vulkanske gasser, som kan skyte mange kilometer inn i himmelen og danner en soppsky, som ligner den som dannes av en atomeksplosjon (Figur 8.10). Ruskene beveger seg opp i luften med svært høye hastigheter og kjøler seg ned i atmosfæren for å danne faste partikler kalt pyroklaster. Noen av disse partiklene kan holde seg i atmosfæren i mange år, noe som kan forstyrre værmønstre og påvirke jordens temperatur. Resten av ruskene kommer til Å falle tilbake til Jorden der det regner ned i kilometer og kilometer rundt.

noen ganger oppstår sekundære eksplosjoner som er enda større enn de første. I tillegg kan vulkanske gasser som vanndamp, karbondioksid, svoveldioksid, hydrogensulfid og hydrogenklorid danne giftige og usynlige skyer som streifer rundt i atmosfæren. Disse gassene bidrar til miljøproblemer som sur nedbør og ozon ødeleggelse, og kan faktisk kjøle Jordens atmosfære.

I Cascade Range ble det eksplosive utbruddet Av Mount St. Helens foran utbruddet Av Lassen Peak, en av de tre Cascade Vulkanene i nord-California. Den 22. Mai 1915 sendte en eksplosiv utbrudd en kolonne av aske og gass 30.000 fot inn i luften og utløste en høyhastighets pyroklastisk strøm, som smeltet snø og skapte en lahar. Lassen fortsetter å ha geotermisk aktivitet og kan bryte ut eksplosivt igjen. Tonn. Shasta har utbrudd hvert 600. til 800. år. Et utbrudd vil mest sannsynlig skape en stor pyroklastisk strøm, og kanskje en lahar. Vulkanen kan eksplodere Som Mt. Mazama, som blåste seg selv i et utbrudd om 42 ganger kraftigere Enn Mount St. Helens i 1980, for å skape Crater Lake.

Ikke-eksplosive Utbrudd

en annen type vulkanutbrudd er et ikke-eksplosivt eller overstrømmende utbrudd (Figur 8.11). Fordi sammensetningen av magma er forskjellig i forskjellige vulkaner, er lavaegenskapene forskjellige. I effusive utbrudd er lavastrømmer relativt rolige og eksploderer ikke ut av vulkanen. Som et resultat har folk generelt mye advarsel før lava når dem, så ikke-eksplosive utbrudd er mye mindre dødelige. Men det hindrer dem ikke i å være destruktive. Selv når vi vet at en lavastrøm nærmer seg, er det få måter å stoppe det på, gitt den enorme mengden og temperaturen på lava.

Magma Og Lava

Vulkaner ville ikke være nesten like interessante uten de store eksplosjonene de skaper og de glødende røde lavaelvene. Alle vulkanske bergarter kommer fra magma eller lava. Neste gang du går tur i nærheten av en vulkansk sone, kan du prøve å identifisere hvilke typer lava som vulkanen brøt ut, basert på hvilke typer vulkanske bergarter du finner.

Magma

Dypt under Jorden danner magma som den første fasen i å skape en vulkan. Dette skjer fordi stein under overflaten er utsatt for store mengder press fra tyngdekraften. Forfallet av radioaktive materialer genererer ekstra varme. Den betydelige varme og trykk smelte stein under overflaten for å danne en taffy-lignende stoff. Du har kanskje sett et lys som har blitt utelatt i den varme solen for lenge. Det blir mykere og mer som en væske. Når molekylene absorberer varme, begynner de å glide forbi hverandre og blir mer flytende. En lignende prosess skjer med magma. Imidlertid smelter forskjellige stoffer ved forskjellige temperaturer. Av den grunn, temperaturen som bergarter smelte avhenger av bestemte typer bergarter. Jordskorpen og mantelen er laget av mange stoffer, slik at temperaturen som kreves for å skape magma varierer. De fleste magmer er dannet mellom 600°C Og 1300 hryvnias C (Figur 8.13).

Smeltet stein eller magma kan bli funnet i magma kamre under Jorden. Siden magmakamrene er så langt under Jordens overflate, er det vanskelig for forskere å studere dem. Forskere vet at magmakamre er opprettet der varmen og trykket er størst. Når tektoniske plater kolliderer og gni mot hverandre, dannes magma der. Det Er hvordan Pacific Ring Of Fire ble opprettet. Vi vet også at det er vulkaner langt borte fra plategrensene, så vi vet at det er magmakamre i disse områdene også. Magmakamre kan bli funnet der det er mantelplumes eller hot spots.

Bare hvordan eller hvorfor disse hot spots er opprettet, er ikke akkurat kjent. Men fordi forskjellige stoffer smelter ved forskjellige temperaturer, avhenger opprettelsen av magma av hvilke stoffer som utgjør det-dets sammensetning. På samme måte som smaken av en kake avhenger av ingrediensene du legger i den, avhenger magma og lavas oppførsel av sammensetningen. Visse smeltede bergarter virker på visse måter. Så når magmaen blir lava, virker ikke alle lava det samme.

Lava

når magma når overflaten, blir det lava. Tenk på forskjellige væsker som du kanskje ser i huset ditt-honning og en flaske cola, for eksempel. Du kan være enig i at de to væskene er forskjellige i mange forhold. De smaker annerledes, har forskjellige farger, har forskjellige gasser i dem, og de flyter annerledes. Faktisk er honning en væske som motstår å flyte, mens cola flyter lett. Honning har en høyere viskositet enn cola; det motstår strømmer (Figur 8.14). Cola har lav viskositet fordi den flyter lett. En av de store forskjellene i forskjellige typer lava er deres viskositet.

en svært viskøs lava er en som ikke pleier å flyte lett. Det har en tendens til å holde seg på plass. Lavas med høyt silisiuminnhold har en tendens til å være mer viskøs. Siden den er så motstandsdyktig mot bevegelse, tetter den ventilasjonene i en vulkan. Trykket blir større og større til vulkanen endelig eksploderer. Denne typen lava finnes i eksplosive utbrudd. Det har også en tendens til å fange mye gass. Når gassen slippes ut, gjør det utbruddet mer eksplosivt. Det meste av denne lavaen blir skutt opp i luften der den herdes og blir solid rock. Denne smeltede steinen som størkner i luften er kjent som pyroklastisk materiale. I en vulkansk bergart som pimpstein viser små hull i den faste steinen hvor gassbobler var da steinen fortsatt var flytende lava.

lavviskositet lava glir eller strømmer ned fjellsidene. Det er mer enn en type lavviskositet lava. Forskjellene mellom dem kommer fra lavas forskjellige sammensetning og forskjellige steder hvor de kommer til overflaten. Typen av vulkanske formasjoner dannet avhenger av hvilken type lava den er. De tre hovedkategoriene er a ‘ a, pahoehoe og pillow lava.

A ‘A Lava

A’ a lava er den mer viskøse av de ikke-eksplosive lavaene (Figur 8.15). Denne lavaen danner en tykk og sprø skorpe som er revet i grove og hakkede stykker. Den størknede overflaten er ujevn og skarp. Det kan spre seg over store områder som lava fortsetter å strømme under.

Pā Lava

Pā Lava er mindre viskøs enn a ‘ a lava, og flyter lettere. Overflaten ser mer rynkete og glatt enn taggete a ‘ a lava. P ③hoehoe lavastrømmer i en serie av lober eller avrundede områder som danner merkelige vridde former og naturlige steinskulpturer (Figur 8.16). Pā lava kan også danne lavarør under bakken (Figur 8.17).

Pillow Lava

Pillow lava er lava som kommer ut fra vulkanske ventiler under vann (Figur 8.18). Når den kommer ut under vann, kjøler den seg veldig raskt og danner omtrent sfæriske bergarter som ligner puter, hvorfra mer lava lekker og skaper flere puter. Pute lava er spesielt vanlig langs undervannsspredningssentre.

Forutsi Vulkanutbrudd

Vulkanutbrudd Kan være ødeleggende, spesielt for folk som er nærmere vulkaner. Som meteorologer forsøke å forutsi, eller prognose, orkaner og tornadoer, så også gjøre vulcanologist forsøk på å forutsi vulkanutbrudd. Selv forutsi vulkanutbrudd er langt fra perfekt, kan mange biter av bevis tyder på at en vulkan er i ferd med å bryte ut. Noen av disse faktorene er vanskelige å måle, noe som bidrar til vanskeligheten med å forutsi utbrudd.

Historie Av Vulkanske Aktiviteter

en viktig faktor for å forutsi utbrudd er vulkanens historie. Det vil si, vi vurderer hvor lenge siden det har brutt ut og tidsperioden mellom sine tidligere utbrudd. Vulkaner er delt inn i tre undergrupper: aktive, sovende og utdødde. En aktiv vulkan er en som for tiden bryter ut eller viser tegn på utbrudd i nær fremtid. En sovende vulkan viser ikke lenger tegn på aktivitet, men har hatt utbrudd i nyere historie (Figur 8.19). Endelig er en utdødd vulkan en som ikke har brutt ut i nyere historie, og vil trolig ikke bryte ut igjen i fremtiden. Både aktive og sovende vulkaner overvåkes tungt fordi selv sovende vulkaner plutselig kan vise tegn på aktivitet.

Jordskjelv

som magma under en vulkan skyver oppover, rister den bakken og forårsaker jordskjelv. Selv om jordskjelv sannsynligvis forekommer hver dag i nærheten av en vulkan, øker mengden og størrelsen på jordskjelvene før et utbrudd. Faktisk kan en vulkan som er i ferd med å bryte ut produsere en kontinuerlig rekke jordskjelv, da magma som beveger seg under jorden, skaper stress på de nærliggende bergarter. For å måle disse jordskjelvene bruker forskere seismografer som registrerer lengden og styrken til hvert jordskjelv.

Helling Deformasjon

alt som magma og gass presser oppover kan gjøre bakken eller vulkanens skråning begynner å svulme. Noen ganger avslører bakken hevelse store forandringer i form av en vulkan. De fleste tilfeller av bakken deformasjon er subtile, skjønt, og kan bare oppdages av tiltmeters, som er instrumenter som måler vinkelen på skråningen av en vulkan. I tillegg kan bakken hevelse føre til økt rock faller og skred.

Gassutslipp

ofte er gasser i stand til å unnslippe en vulkan før magma når overflaten i et utbrudd. Så, forskere kan måle gassutgang, eller gassutslipp, i ventiler på eller rundt vulkanen. Gasser, som svoveldioksid (SO2), karbondioksid (CO2), saltsyre (HCl) og jevn vanndamp kan måles på stedet eller i noen tilfeller på avstand med satellitter. Mengdene av gasser og deres forhold er beregnet for å bidra til å forutsi utbrudd.

Fjernovervåking

som nevnt kan enkelte gasser overvåkes ved hjelp av satellitteknologi (Figur 8.20). Satellitter kan også måle andre faktorer, som temperaturavlesninger av spesielt varme flekker på et vulkanområde eller områder der vulkanoverflaten endrer seg. Som vår teknologi fortsetter å forbedre, forskere er bedre i stand til å oppdage endringer nøyaktig og trygt.

selv om overvåkingsmetodene blir bedre og bedre, er det fortsatt vanskelig å forutsi et vulkanutbrudd med sikkerhet. Ingen forsker eller offentlig etat ønsker å bli vurdert alarmist ved å annonsere at et utbrudd kommer til å skje, og da er det egentlig ikke. Kostnaden og forstyrrelsen for samfunnet av en stor evakuering ville etterlate mange mennesker misfornøyde og forskerne flau. Men muligheten for å redde liv og eiendom gjør absolutt jakten på utbruddsprognose en verdig sak.

Leksjonssammendrag

• Vulkaner dannes når magma stiger opp mot Jordens overflate fordi den er mindre tett enn den omkringliggende steinen.
• Vulkanutbrudd kan være ikke-eksplosive eller eksplosive avhengig av viskositeten til magmaen.
• Eksplosive utbrudd skjer langs kantene på kontinenter og produserer enorme mengder materiale som kastes ut i luften.
• utbrudd av ikke-eksplosive typer produserer for det meste ulike typer lava, som a ‘ a, p@hoehoe og pillow lavas.
• noen tegn på at en vulkan snart kan bryte ut, inkluderer jordskjelv, overflatebulging, gasser som slippes ut, samt andre endringer som kan overvåkes av forskere.

Gjennomgå Spørsmål

1. hva er de to grunnleggende typer vulkanutbrudd?
2. for flere hundre år siden brøt en vulkan ut nær Byen Pompeii. Arkeologer har funnet restene av folk som omfavner hverandre, kvalt av aske og stein som dekket alt. Hva slags utbrudd må dette ha vært?
3. hva er pyroklastisk materiale?
4. Nevn tre væsker med lav viskositet og tre med høy viskositet.
5. hva er forskjellen mellom et magmakammer og en mantelplume?
6. vannets kokepunkt er 100°C. hvorfor kan vann gjøre et utbrudd mer eksplosivt?
7. hva er tre navn for ikke-eksplosiv lava?
8. Hvilke faktorer vurderes for å forutsi vulkanutbrudd?
9. hvorfor er det så viktig å forutsi vulkaner?
10. gitt at astronomer er langt borte fra fagene de studerer, hvilke bevis kan de se etter for å bestemme sammensetningen av en planet som en vulkan er funnet på?

Vokabular

aktiv vulkan en vulkan som er i ferd med å bryte ut. sovende vulkan en vulkan som for øyeblikket ikke er utbrudd, men som har utbrudd i den registrerte fortiden. et relativt mildt, ikke-eksplosivt vulkanutbrudd. utbrudd utgivelsen av magma på Jordens overflate. Vanligvis er en utbrudd ledsaget av utslipp av gasser også. eksplosive utbrudd et vulkanutbrudd som frigjør store mengder gass, slik at magma blir voldsomt kastet opp i luften. utdødd vulkan en vulkan som ikke har hatt utbrudd i nedtegnet historie, og anses usannsynlig å bryte ut igjen. magmakammer en region I Jorden omgitt av solid stein og inneholder magma. pyroklast en stein som består av fragmenter av vulkansk stein kastet i luften av vulkanutbrudd. viskositet «tykkelse » eller» klebrighet » av en væske. Jo mer viskøs en væske er, desto vanskeligere blir det for væsken å strømme.

Poeng Å Vurdere

• Hvilke typer bevis tror du ville fortelle forskere om en gammel vulkansk utbrudd var eksplosiv eller ikke-eksplosiv?
• er alle vulkaner formet som høye fjell med et krater på toppen?
• hva tror du er opprinnelsen Til navnene A ‘ a og Pā?
• Jordskjelv indikerer ikke alltid at en vulkan kommer til å bryte ut. Hvilke faktorer om et jordskjelv kan indikere et forhold til et vulkanutbrudd?