știința Pământului

obiectivele lecției

• explică modul în care erupe vulcanii.
• descrieți și comparați tipurile de erupții vulcanice.
• distingeți între diferite tipuri de lavă și înțelegeți diferența dintre magmă și lavă.
• descrie o metodă pentru prezicerea erupțiilor vulcanice.

cum erupe Vulcanii

toți vulcanii au aceleași caracteristici de bază. Magma se colectează în camere de magmă care pot fi la 160 de kilometri (100 de mile) sub suprafață. Pe măsură ce roca se încălzește, se extinde, ceea ce creează și mai multă presiune. Ca urmare, magma caută o cale de ieșire împingând spre suprafață, magma se scurge prin fisuri în scoarța terestră numite guri de aerisire. În cele din urmă, magma ajunge la suprafață; când iese, o numim Erupție. Cuvântul Erupție este folosit și în alte contexte. O erupție poate fi o izbucnire sau o explozie, o apariție violentă și bruscă, ca atunci când o mulțime erupe în furie. Dar o erupție poate fi, de asemenea, o răspândire a ceva de genul unei erupții pe piele, treptată și relativ calmă. Aceste două definiții sunt similare cu cele două tipuri de erupții pe care le vedem în vulcani.

tipuri de erupții

fiecare formațiune geologică este unică. Compoziția și construcția lor depind de atât de mulți factori, încât ar fi imposibil ca două formațiuni să fie exact la fel. În același mod, fiecare vulcan și erupțiile sale sunt unice. Cu toate acestea, avem tendința de a vedea două tipuri majore de erupții. Am vorbit despre Erupție pentru a însemna atât o explozie violentă, cât și un fel de răspândire tăcută. Acestea sunt cele două tipuri de erupții vulcanice pe care le vedem–erupții explozive și non-explozive. Când ne gândim la erupții vulcanice, ne gândim adesea la nori uriași de cenușă vulcanică ejectați în atmosferă și apoi la râuri groase de lavă roșie care se strecoară pe malul muntelui. În realitate, aceste două fenomene apar rar în același vulcan. Erupțiile vulcanice tind să fie una sau alta.

erupții explozive

Imaginați-vă devastarea și forța cauzată de bomba atomică aruncată asupra Nagasaki la sfârșitul celui de-al doilea război mondial, în care au murit peste 40.000 de oameni. Acum imaginați-vă o explozie de 10.000 de ori mai puternică. Erupțiile vulcanice explozive pot fi atât de puternice (figura 8.9). Pe măsură ce magma fierbinte de sub suprafață interacționează cu apa, gazele se acumulează și presiunea magmei se acumulează. Această presiune crește și crește până când aceste gaze dizolvate o fac să explodeze într-o explozie enormă.

această mare explozie ia cu ea magma și gazele vulcanice, care pot trage mulți kilometri în cer și formează un nor de ciuperci, similar cu cel format de o explozie nucleară (figura 8.10). Resturile se deplasează în aer la viteze foarte mari și se răcesc în atmosferă pentru a forma particule solide numite piroclaste. Unele dintre aceste particule pot rămâne în atmosferă ani de zile, ceea ce poate perturba tiparele meteorologice și poate afecta temperatura Pământului. Restul resturilor cade înapoi pe Pământ, unde plouă kilometri și kilometri în jur.

uneori apar explozii secundare care sunt chiar mai mari decât primele. În plus, gazele vulcanice precum vaporii de apă, dioxidul de carbon, dioxidul de sulf, hidrogenul sulfurat și clorura de hidrogen pot forma nori otrăvitori și invizibili care cutreieră atmosfera. Aceste gaze contribuie la probleme de mediu, cum ar fi ploaia acidă și distrugerea ozonului, și pot răci atmosfera Pământului.

în gama Cascade, erupția explozivă a muntelui St.Helens a fost precedată de erupția vârfului Lassen, unul dintre cei trei vulcani Cascade din nordul Californiei. La 22 mai 1915, o erupție explozivă a trimis o coloană de cenușă și gaz la 30.000 de picioare în aer și a declanșat un flux piroclastic de mare viteză, care a topit zăpada și a creat un lahar. Lassen continuă să aibă activitate geotermală și ar putea erupe din nou exploziv. Mt. Shasta erupe la fiecare 600-800 de ani. O erupție ar crea cel mai probabil un flux piroclastic mare și poate un lahar. Cu toate acestea, vulcanul ar putea exploda ca Mt. Mazama, care s-a suflat într-o erupție de aproximativ 42 de ori mai puternică decât Muntele St.Helens în 1980, pentru a crea Lacul Crater.

erupții neexplozive

un al doilea tip de erupție vulcanică este o erupție neexplozivă sau efuzivă (figura 8.11). Deoarece compoziția magmei este diferită în vulcani diferiți, proprietățile lavei sunt diferite. În erupțiile efuzive, fluxurile de lavă sunt relativ calme și nu explodează din vulcan. Drept urmare, oamenii au, în general, o mare avertizare înainte ca lava să ajungă la ei, astfel încât erupțiile neexplozive sunt mult mai puțin mortale. Acest lucru nu-i împiedică să fie distructivi. Chiar și atunci când știm că se apropie un flux de lavă, există puține modalități de oprire a acestuia, având în vedere cantitatea și temperatura imensă a lavei.

Magma și Lava

Vulcanii nu ar fi la fel de interesanți fără marile explozii pe care le creează și râurile roșii strălucitoare de lavă. Toate rocile magmatice provin din magmă sau lavă. Data viitoare când faceți drumeții în apropierea unei zone vulcanice, ați putea încerca să identificați tipurile de lavă pe care a erupt vulcanul, pe baza tipurilor de roci magmatice pe care le găsiți.

Magma

adânc sub pământ, magma se formează ca prima etapă în crearea unui vulcan. Acest lucru se întâmplă deoarece roca de sub suprafață este supusă unor cantități mari de presiune din cauza gravitației. Degradarea materialelor radioactive generează căldură suplimentară. Căldura și presiunea substanțială topesc roca de sub suprafață pentru a forma o substanță asemănătoare cu taffy. Este posibil să fi văzut o lumânare care a fost lăsată prea mult timp în soarele fierbinte. Ea devine mai moale și mai mult ca un lichid. Pe măsură ce moleculele absorb căldura, ele încep să alunece una peste alta devenind mai fluide. Un proces similar are loc cu magma. Cu toate acestea, diferite substanțe se topesc la temperaturi diferite. Din acest motiv, temperatura la care se topesc rocile depinde de tipurile specifice de roci. Scoarța și mantaua Pământului sunt formate din multe substanțe, astfel încât temperatura necesară pentru a crea magmă variază. Cele mai multe magme se formează între 600 și 1300 și 1300 (figura 8.13).

roca topită sau magma pot fi găsite în camerele de magmă de sub pământ. Deoarece camerele de magmă sunt atât de departe sub suprafața Pământului, este dificil pentru oamenii de știință să le studieze. Oamenii de știință știu că camerele de magmă sunt create acolo unde căldura și presiunea sunt cele mai mari. Când plăcile tectonice se ciocnesc și se freacă una de cealaltă, se formează magma acolo. Așa a fost creat inelul de foc al Pacificului. Știm, de asemenea, că există vulcani departe de granițele plăcilor, așa că știm că există camere de magmă și în aceste zone. Camerele de magmă pot fi găsite acolo unde există pene de manta sau puncte fierbinți.

nu se știe exact cum sau de ce sunt create aceste puncte fierbinți. Cu toate acestea, deoarece diferite substanțe se topesc la temperaturi diferite, crearea magmei depinde de ce substanțe o compun—compoziția sa. La fel cum aroma unui tort depinde de ingredientele pe care le puneți în el, comportamentul magmei și lavei depinde de compoziția sa. Anumite roci topite acționează în anumite moduri. Deci, atunci când magma devine lavă, nu toată lava acționează la fel.

Lavă

odată ce magma ajunge la suprafață, devine lavă. Luați în considerare diferite lichide pe care le—ați putea vedea în casa dvs.-miere și o sticlă de cola, de exemplu. S-ar putea să fiți de acord că cele două lichide sunt diferite în multe privințe. Au gust diferit, au culori diferite, au gaze diferite în ele și curg diferit. De fapt, mierea este un lichid care rezistă curgerii, în timp ce cola curge ușor. Mierea are o vâscozitate mai mare decât cola; rezistă curgerii (figura 8.14). Cola are o vâscozitate scăzută, deoarece curge ușor. Una dintre diferențele majore în diferite tipuri de lavă este vâscozitatea lor.

o lavă foarte vâscoasă este una care nu tinde să curgă ușor. Tinde să rămână pe loc. Lavele cu conținut ridicat de silice tind să fie mai vâscoase. Deoarece este atât de rezistent la mișcare, înfundă orificiile de aerisire dintr-un vulcan. Presiunea devine din ce în ce mai mare până când vulcanul explodează în cele din urmă. Acest tip de lavă se găsește în erupții explozive. De asemenea, tinde să prindă mult gaz. Când gazul este eliberat, face erupția mai explozivă. Cea mai mare parte a acestei lave este împușcată în aer, unde se întărește și devine rocă solidă. Această rocă topită care se solidifică în aer este cunoscută sub numele de material piroclastic. Într-o rocă magmatică ca piatra ponce, mici găuri în roca solidă arată unde erau bule de gaz când roca era încă lavă lichidă.

lava cu vâscozitate scăzută alunecă sau curge pe versanții munților. Există mai multe tipuri de lavă cu vâscozitate scăzută. Diferențele dintre ele provin din compoziția diferită a lavelor și din diferite locuri în care acestea ies la suprafață. Tipul formațiunilor magmatice formate depinde de tipul de lavă. Cele trei categorii majore sunt a ‘ a, pahoehoe și pillow lava.

a ‘a Lava

a’ a lava este cea mai vâscoasă dintre lavele neexplozive (figura 8.15). Această lavă formează o crustă groasă și fragilă, care este sfâșiată în bucăți aspre și zimțate. Suprafața solidificată este zimțată și ascuțită. Se poate răspândi pe suprafețe mari, pe măsură ce lava continuă să curgă dedesubt.

P Lava Lava

P Lava Lava Lava este mai puțin vâscoasă decât lava a ‘ a și curge mai ușor. Suprafața sa arată mai încrețită și mai netedă decât lava a ‘ a zimțată. P lava curge într-o serie de lobi sau zone rotunjite care formează forme ciudate răsucite și sculpturi în rocă naturală (figura 8.16). P lava de lavă poate forma, de asemenea, tuburi de lavă sub pământ (figura 8.17).

Lava pernei

lava pernei este lava care iese din orificiile vulcanice sub apă (figura 8.18). Când iese sub apă, se răcește foarte repede și formează roci aproximativ sferice care seamănă cu perne, din care se scurge mai multă lavă și creează mai multe perne. Perna de lavă este deosebit de comună de-a lungul centrelor de răspândire subacvatice.

prezicerea erupțiilor vulcanice

erupțiile vulcanice pot fi devastatoare, în special pentru oamenii care sunt mai aproape de vulcani. Pe măsură ce meteorologii încearcă să prezică sau să prognozeze uragane și tornade, la fel și vulcanologii încearcă să prognozeze erupțiile vulcanice. Deși prezicerea erupțiilor vulcanice este departe de a fi perfectă, multe dovezi pot indica faptul că un vulcan este pe cale să erupă. Unii dintre acești factori sunt greu de măsurat, contribuind la dificultatea de a prezice erupțiile.

istoria activităților vulcanice

un factor important în prezicerea erupțiilor este istoria unui vulcan. Adică, luăm în considerare cât timp a erupt și intervalul de timp dintre erupțiile sale anterioare. Vulcanii sunt clasificați în trei subdiviziuni—active, latente și dispărute. Un vulcan activ este unul care erupe în prezent sau prezintă semne de erupție în viitorul apropiat. Un vulcan inactiv nu mai prezintă semne de activitate, dar a erupt în istoria recentă (figura 8.19). În cele din urmă, un vulcan dispărut este unul care nu a erupt în istoria recentă și probabil că nu va mai erupe în viitor. Atât vulcanii activi, cât și cei latenți sunt puternic monitorizați, deoarece chiar și vulcanii latenți ar putea prezenta brusc semne de activitate.

cutremure

în timp ce magma de sub un vulcan împinge în sus, ea scutură pământul și provoacă cutremure. Deși cutremurele apar probabil în fiecare zi lângă un vulcan, cantitatea și dimensiunea cutremurelor cresc înainte de o erupție. De fapt, un vulcan care este pe cale să erupă poate produce un șir continuu de cutremure, deoarece magma care se mișcă în subteran creează stres pe rocile vecine. Pentru a măsura aceste cutremure, oamenii de știință folosesc seismografe care înregistrează lungimea și puterea fiecărui cutremur.

deformarea pantei

toate acele magme și gaze care împing în sus pot face ca solul sau panta vulcanului să înceapă să se umfle. Uneori, umflarea solului dezvăluie schimbări uriașe în forma unui vulcan. Cele mai multe cazuri de deformare la sol sunt subtile, deși, și pot fi detectate numai de tiltmeters, care sunt instrumente care măsoară unghiul de panta unui vulcan. În plus, umflarea solului poate provoca căderi de roci și alunecări de teren crescute.

emisiile de gaze

deseori, gazele sunt capabile să scape de un vulcan înainte ca magma să ajungă la suprafață într-o erupție. Deci, oamenii de știință pot măsura producția de gaze, sau emisiile de gaze, în orificiile de aerisire de pe sau în jurul vulcanului. Gazele, cum ar fi dioxidul de sulf (SO2), dioxidul de carbon (CO2), acidul clorhidric (HCl) și chiar vaporii de apă pot fi măsurate la fața locului sau, în unele cazuri, la distanță cu sateliții. Cantitățile de gaze și rapoartele lor sunt calculate pentru a ajuta la prezicerea erupțiilor.

monitorizare la distanță

după cum s-a menționat, unele gaze pot fi monitorizate folosind tehnologia prin satelit (figura 8.20). Sateliții sunt capabili să măsoare și alți factori, cum ar fi citirile de temperatură ale unor locuri deosebit de calde la un sit vulcan sau zone în care suprafața vulcanului se schimbă. Pe măsură ce tehnologia noastră continuă să se îmbunătățească, oamenii de știință sunt mai capabili să detecteze schimbările cu precizie și siguranță.

deși metodele de monitorizare sunt din ce în ce mai bune, este încă dificil să se prevadă cu certitudine o erupție vulcanică. Niciun om de știință sau agenție guvernamentală nu vrea să fie considerat alarmist anunțând că va avea loc o erupție și atunci chiar nu. Costul și perturbarea societății unei evacuări pe scară largă ar lăsa mulți oameni nemulțumiți și oamenii de știință jenați. Cu toate acestea, posibilitatea de a salva vieți și proprietăți face cu siguranță urmărirea predicției erupției o cauză demnă.

Rezumatul lecției

• vulcanii sunt produși atunci când magma se ridică spre suprafața Pământului, deoarece este mai puțin densă decât roca din jur.
• erupțiile vulcanice pot fi neexplozive sau explozive în funcție de vâscozitatea magmei.
• erupțiile de tip exploziv au loc de-a lungul marginilor continentelor și produc cantități uriașe de material ejectat în aer.
• erupțiile de tip non-exploziv produc în mare parte diferite tipuri de lavă, cum ar fi A ‘ A, P oktihoehoe și lavă de pernă.
• unele semne că un vulcan ar putea erupe în curând includ cutremure, bulgări de suprafață, gaze emise, precum și alte modificări care pot fi monitorizate de oamenii de știință.

întrebări de revizuire

1. care sunt cele două tipuri de bază de erupții vulcanice?
2. acum câteva sute de ani, un vulcan a erupt în apropierea orașului Pompei. Arheologii au găsit rămășițele oamenilor care se îmbrățișau, sufocați de cenușă și stâncă care acopereau totul. Ce fel de erupție trebuie să fi fost asta?
3. ce este materialul piroclastic?
4. denumiți trei lichide care au vâscozitate scăzută și trei care au vâscozitate ridicată.
5. care este diferența dintre o cameră de magmă și o pană de manta?
6. punctul de fierbere al apei este de 100 centimetrii C. De ce apa ar putea face o erupție mai explozivă?
7. care sunt trei nume pentru lava neexplozivă?
8. ce factori sunt luați în considerare în prezicerea erupțiilor vulcanice?
9. de ce este atât de importantă prezicerea vulcanilor?
10. având în vedere că astronomii sunt departe de subiecții pe care îi studiază, ce dovezi ar putea căuta pentru a determina compoziția unei planete pe care se găsește un vulcan?

vocabular

vulcan activ un vulcan care erupe în prezent sau este pe cale să erupă. vulcan inactiv un vulcan care nu erupe în prezent, dar care a erupt în trecutul înregistrat. Erupție efuzivă o erupție vulcanică relativ blândă, neexplozivă. Erupție eliberarea magmei pe suprafața Pământului. De obicei, o erupție este însoțită și de eliberarea de gaze. Erupție explozivă o erupție vulcanică care eliberează cantități mari de gaz, astfel încât magma este aruncată violent în aer. vulcan stins un vulcan care nu a erupt în istoria înregistrată și este considerat puțin probabil să erupă din nou. camera de magmă o regiune din interiorul Pământului înconjurată de rocă solidă și care conține magmă. piroclast o rocă formată din fragmente de rocă vulcanică aruncate în aer de erupțiile vulcanice. vâscozitate ” grosimea „sau” lipirea ” unui lichid. Cu cât este mai vâscos un lichid, cu atât va fi mai greu ca lichidul să curgă.

puncte de luat în considerare

• ce tipuri de dovezi credeți că ar spune oamenilor de știință dacă o erupție vulcanică antică a fost explozivă sau non-explozivă?
• sunt toți vulcanii în formă de munți înalți cu un crater pe vârf?
• care credeți că este Originea numelor A ‘ A și P Inktihoehoe?
• cutremurele nu indică întotdeauna că un vulcan va erupe. Ce factori despre un cutremur ar putea indica o relație cu o erupție vulcanică?