Wulkanizm

Wulkanizmem nazwiemy zjawisko związane z wydostawaniem się lawy i szeregu procesów biorących w tym „przedstawieniu” udział, wyziewy gazów, ciosanie kul ognia, rzeki lawy, które z czasem zastygają dając badaczom materiał do badań o naszej planecie.


WULKAN

Wulkan - mniej lub bardziej regularny stożek wyrzucający z krateru lawę i materiały piroklastyczne (bomby, lapille i popiół), często zwięczony pióropuszem dymu - to jedno z najbardziej efektownych zjawisk natury. O wulkanach wspominał już Herodot - w wierzeniach jego ziomków były podziemną kuźnią, w której Hefajstos kuł oręż dla bogów i ludzi. Już w starożytności szukano racjonalnego wyjaśnienia tego zjawiska. Za pierwszą ofiarę nauki jest uważany Empedokles z Akragas, który pragnąc zgłębić tajemnice wnętrza Etny wpadł do jej krateru. W basenie Morza Śródziemnego - kolebce cywilizacji - wulkany budziły nie tylko ciekawość, ale i grozę. Wybuch wulkanu na wyspie Thera około 1500 roku p.n.e. przyczynił się do upadku cywilizacji minojskiej. Obłok popiołów wulkanicznych, zasłaniających Słońce w odległym o przeszło 1000 km Egipcie, spowodował słynne "egipskie ciemności". Jeszcze większe wrażenie wywarł wybuch Wezuwiusza w 79 roku, który zniszczył okoliczne miasta: Pompeje, Herkulanum i Stabiae.



PROCESY WULKANICZNE

W wnętrzu ziemie pod wulkanami gromadzi się magma, po wydostaniu się na powierzchnie przyjmuje nazwę – Lawa. Lawa, która się wydostaje na zewnątrz gromadzi się wokoło i tworzy stożki o różnych nachyleniach zwane oczywiście wulkanami lub pokrywami skał wylewnych – Trappy. Składniki, jakie możemy odszukać w lawie to tlenki krzemu, glinu, krzemiany, glinokrzemiany i gazy. Zawartość krzemionki ma znaczenie na to czy lawa będzie kwaśna czy zasadowa. 1100 – 14000 C to temperatura, jaką zmierzono z wydostającej się lawy.
Lawa kwaśna – krzemionka zawarta w niej jest w bardzo dużych ilościach, posiada również dużą lepkość, co jest przyczyną tego, że płynie powoli, nie szybciej niż kilka kilometrów na godzinę. Tworzy jasne skały jak riolity czy porfiry.

Lawa zasadowa – jest uboższa w krzemionkę, lepkość jest mniejsza, co daje lawie dużą szybkość spływu dochodzącą nie rzadko do kilkudziesięciu kilometrów na godzinę, tworząc długie potoki lub pokrywy lawowe o kolosalnej powierzchni. Po zastygnięciu takiej lawy powstają skały o ciemnej barwie jak na przykład bazalty.

Produktami erupcji wulkanicznych oprócz lawy są również gazy, najczęstszymi są: para wodna, tlenek i dwutlenek węgla, fluor, chlor, wodór, siarkowodór, azot i metan. Oprócz gazów elementami erupcji są utwory piroklastyczne.

Utwory piroklastyczne – są to rozpylone w powietrzu fragmenty lawy, które zastygają w locie lub już na ziemi, fragmenty skał wyrwanych z komina wulkanicznego lub krateru. Bombami są nazywane największe okazy spadających kamieni, a te malutkie, najmniejsze – lapilliiami. Oprócz tego wydostają się ogromne ilości piasków i popiołów wulkanicznych. Piaski i popioły, które spadły ulegają scementowaniu tworząc w ten sposób skały nazywane tufami, w przypadku, gdy są przemieszczane z materiałem osadowym i scementowane, tworzą tuffity. Tuffity przypadku, gdy bogata w gazy nie zastygła lawa zostaje wyrzucona w powietrze i tam zastyga, tworzy się z licznymi próżniami po pęcherzykach gazów – pumeks. Pyły i piaski będąc najdrobniejszymi materiałami piroklastycznymi, mogą być wyrzucone na wysokość nawet kilkudziesięciu kilometrów i pozostawać tam przez wiele, wiele dni. Będąc tak wysoko przyczyniają się do zjawiska świecenia obłoków i rórzno kolorowych opadów atmosferycznych.

Erupcje linijne – mamy z nimi do czynienia w momencie, gdy lawa wydobywa się wzdłuż szczelin. Takie typy erupcji można spotkać w Islandii – wulkan laki czy w Nowej Zelandii – wulkan Waimangu. Tego typu erupcje są najczęściej spokojne a lawa wydobywająca się ze szczelin jest w bardzo dużych ilościach.

Erupcje centralne – mają miejsce w momencie, gdy lawa wydobywa się z krateru wulkanicznego, mogą one być wylewne, eksplozywne i mieszane.

Erupcje wylewne – wydostanie się lawy w zależności od jej typu, mogą powstać wulkany stożkowe ( lawa kwaśna) oraz wulkany tarczowe ( lawa zasadowa), maja one kształt płaskiej rozległej tarczy o niewielkim nachyleniu stoków.

Wulkany eksplozywne – cechuje je tylko wyrzucanie materiału piroklastycznego, przedstawicielem może być na przykład wulkan Aguan w Gwatemali.

Stratowulkan – wulkan o erupcjach mieszanych, posiadają one kształt regularnych stożków, zbudowanych z potoków lawy i utworów piroklastycznych leżących na przemian na przykład wulkan Wezuwiusz. Zdarza się, że na skutek ogromnego wybuchu szczyt wulkany zostaje rozerwany i w wyniku tego powstaje zagłębienie w szczytowej warstwie stożka wulkanicznego, zajście to zostało nazwane kaldera, jest w tedy możliwość wyrośnięcia nowego małego stożka wulkanicznego. Przyczyną powstania kaldery może być również zapadnięcie się części wulkany po opróżnieniu zbiornika z lawy i gazów znajdującego się pod ziemią. Kalderę posiadają między innymi Wezuwiusz, Carter Lake ( o średnicy sięgającej prawie 10 km). Kaldera istnieje również na miejscu wulkanu Krakatau.

Około 20% istniejących wulkanów na kuli ziemskiej znajduje się na dnie mórz i oceanów. Większość nich ma formę wulkanów tarczowych. Często powstaje lawa poduszkowa ( pillow lava) w wyniku ich erupcji, zastygła w postaci spłaszczonych buł przypominających poduszkę.

Wulkany możemy również podzielić ze względu na ich aktywność. Możemy wyróżnić wulkany o rzadkich erupcjach, czyli wulkany czynne i drzemiące, oraz te gdzie działalność wulkaniczna już skończyła swoją działalność wulkany wygasłe. Położenie płyt litosfery ( strefy subdukcji) ma wpływ na rozmieszczenie i występowanie wulkanów, wpływ ma również strefa grzbietów śródoceanicznych. W strefach subdukcji występuje około 80 % wulkanów.

Ogólną liczbę czynnych jeszcze wulkanów ocenia się na nieco ponad 450 sztuk i na pewno nie jest to wartość dokładna, ponieważ wiele wulkanów występuje pod poziomem mórz i oceanów, a ich erupcje nie zawsze są odnotowane i zauważone.
Gaz, który się wydobywa podczas erupcji wulkanu nie zawsze wydobywa się poprzez krater, ale również z licznych okolicznych szczelin znajdujących na zboczu wulkanu i u jego podnóża. Ekshalacja taka nazwę nosi właśnie to zjawisko. Wyziewy gazów mają miejsce na obszarach czynnej działalności wulkanicznej, jak i na obszarach, na których procesy te zakończyły się stosunkowo nie dawno. Mogą to być gorące fumorole fumorole temperaturze dochodzącej do 10000C, o temperaturze 100 – 3000 C chłodniejsze, solfatary, ze związkami siarki, która może się w pobliżu wytracać oraz zimne mofety, które złożone są głównie z dwutlenku węgla. Ekshalacje znane są głównie z obszarów Nowej Zelandii, Islandii i Japonii.

Termy – gorące źródła spotykane również na terenach wulkanicznych, posiadają wiele rozpuszczonych soli, które mogą się wytracać w ich pobliżu tworząc – nawary. Szczególną i efektowną odmianą tego są – gejzery,





wyrzucające regularnie gorącą wodę. Największym gejzerem był Waimangu w Nowej Zelandii, który wyrzucał w ciągu jednego wybuchu 800 tyś. Litrów wody na wysokość 460 metrów, niestety jednak zamarł w 1904 roku. Liczne gejzery występują na Islandii – wulkan Hekla, w Yellowstone, we wschodniej Kalifornii, Nowej Zelandii, na Kamczatce i Japonii.




PROCESY PLUTONICZNE


Procesy plutoniczne są wywołane przemieszczeniem się magmy w obrębie skorupy ziemskiej. Gorąca magma ma tendencje do ruchu w kierunku powierzchnie ziemie. Magma wkraczająca między istniejące wcześniej skały tworzy tak zwaną intruzje. Zastygając tworzy dużych rozmiarów ciała skalne złożone ze skał głębinowych nazywane batolitami. Rozmiary batolitów mogą sięgać kilku do kilkuset kilometrów wzdłuż w wszerz oraz kilka kilometrów w wzwyż, przy czym położenie spągu (dolnej części) jest trudne do określenia. Przykładem odsłoniętego batolitu jest masyw Karkonoszy. Innym często spotykanym rodzajem intruzji jest, lakolit, który wypełnia przestrzeń w kształcie soczewy, prowadząc często do nabrzmienia powierzchni. Przemieszczająca się magma tworzy również żyły, które mogą biec zgodnie z uwarstwieniem skał otaczających, tak zwane sille lub żyły przecinające skały niezgodnie z ich uwarstwieniem, tak zwane dajki. Magma krążąca na styku z istniejącymi skałami powoduje ich przeobrażenie.



ROZMIESZCZENIE WULKANÓW



Zjawiska wulkaniczne zachodzą tam, gdzie nad ogniskami magmowymi znajdują się spękania i słabsze miejsca w skorupie ziemskiej, pozwalająca na przedarcie się magmy. Rozmieszczenie czynnych wulkanów na Ziemi wyraźnie nawiązuje do przebiegu stref kontaktu płyt litosfery. Szczególnie w obszarach, gdzie jedna płyty oceaniczne podsuwają się pod inna płyty tektoniczne jak na przykład na łukach wysp Japońskich, Indonezyjskich, czy pod płyty kontynentalne, na przykład na pacyficznym wybrzeżu Ameryki. Wzdłuż Pacyfiku tworzy się tak zwany pas ogniowy. Wulkany czynne do dziś występują również w basenie Morza Śródziemnego a dokładniej w miejscu nasuwania się dwóch płyt: afrykańskiej i euroazjatyckiej. Również w strefach rozsuwania się płyt, jak na przykład w Wielkich Rowach Afrykańskich i w Grzbietach Śródoceanicznych maja miejsce wylewy law. Poza strefami kontaktu płyt, wulkanizm rozwija się nad „plamami gorąca”, jak na przykład na Hawajach, te rozciągnięte wyspy wulkaniczne są świadectwem przesuwania się płyty oceanicznej nad ogniskiem magmowym. W przeszłości geologicznej nasilenie działalności wulkanicznej związane było głównie z okresami góro twórczymi. Ponieważ w wyniku zbieżnego ruchu płyt litosfery powstały pasma górskie – wulkanizm zawsze towarzyszy powstawaniu gór. Na największą jednak skalę wulkanizm zachodzi w początkowych okresach formowania się litosfery.



WULKANY W EUROPIE



Etna - zwana Mongibello (w średniowieczu), czynny wulkan we Włoszech, na Sycylii. Najwyższy i największy w Europie. Wysokość 3323 m (wskutek wybuchów ulega zmianom). Powstał w trzeciorzędzie. Zbudowany głównie z trachitów i bazaltów. Z krateru na szczycie wydobywają się pary i gazy, w czasie erupcji - bomby wulkaniczne i popiół. Ponad 270 kraterów bocznych. Na wschodnim stoku rozpadlina (Valle del Bove) o stromych ścianach, głębokości do 1000 m. Dolne stoki są gęsto zaludnione, pola uprawne, sady i winnice sięgają ok. 800-900 m. Górna granica lasu na wysokości 2200 m (lasy zrzucające liście: dębowe i kasztanowe oraz bukowe). Do 3000 m murawy wysokogórskie, powyżej zastygła lawa, w górnym piętrze przez większą część roku pokryta śniegiem (miejscami pola firnowe). Na wysokości 2942 m znajduje się obserwatorium wulkanologiczne. Od 6190 p.n.e. Zanotowano 203 wybuchy wulkanu. Najsilniejszy w 1669 (zniszczona Katania), ostatni 14.XII.1991. Rozwijająca się turystyka (droga z Katanii do wysokości 1880 m i kolejka linowa).




Hekla - czynny wulkan w południowej Islandii. Wysokość 1491 m. w czasach historycznych zanotowano ponad 20 silnych wybuchów (pierwszy 1104, ostatni 1980/81). Podczas wielkiego wybuchu 1947/48 wysokość Hekli zwiększyła się z 1447 m do 1502 m, następnie obniżyła się przez obrywy na ścianach krateru.

Wezuwiusz - (1277 m n.p.m.), położony nad Zatoką Neapolitańską, jest jedynym czynnym wulkanem na lądzie Europy. Powstał w plejstocenie, około 200 tysięcy lat temu. Jego krater ma głębokość 30 m, średnicę 700 m. Położony jest w kalderze utworzonej zapewne w 79 roku. Na otaczającej ją krawędzi dawnego, większego stożka wulkanicznego (zwanej Monte Somma) znajduje się obecnie obserwatorium wulkanologiczne. Wezuwiusz należy do wulkanów mieszanych: wyrzuca zarówno lawę, jak i materiały piroklastyczne (np. popioły, lapille, bomby wulkaniczne). Okazuje zmienną aktywność: jego gwałtowny wybuch w 79 r. n.e., po długim okresie spokoju, spowodował katastrofalne spływy przesyconych wodą popiołów, które zalały Herkulanum i Stabie. W tym samym czasie zostały zasypane pumeksem Pompeje. Po wybuchach 472 i 512 Wezuwiusz był przez ponad tysiąc lat wulkanem mało aktywnym. Następne silne erupcje nastąpiły 1631, 1794, 1872, 1906 i 1944.


Stromboli - stale czynny wulkan na Morzu Tyrreńskim, w grupie Wysp Liparyjskich (Włochy). Wysokość 926 m (część podwodna sięga do głęb. 2300 m), nadwodna część tworzy wyspę o powierzchni 12,6 km2, około 600 mieszkańców. Typ stratowulkanu, zbudowany z ryolitów, andezytów i bazaltów; z przerwami, co 10 min wyrzuca popioły, lapille i bomby wulkaniczne, z kraterów stale wznosi się chmura dymu. Ostatni silny wybuch miał miejsce w 1954 roku. Na stokach znajdują się liczne winnice oraz jest szeroko rozpowszechniona turystyka.




CIEKAWOSTKI

CZY WULKANY MOGĄ WYBUCHAĆ POD WODĄ?


Pewien rybak dokładnie dnia 14 listopada roku 1963, będąc na łowach dostrzegł u wybrzeży Islandii, wydobywające się z morza chmury dymu. Wkrótce potem potężne kłęby pary dymu i popiołu wzbiły się w powietrze na wysokość 3,5 kilometra. Później się okazało, po opadnięciu zawiesiny, że w miejscu gdzie nigdy przedtem nie było żadnego lądu pojawiła się niewielka wysepka. To był podmorski wulkan, który swoją aktywnością przebił się ponad powierzchnię wody. Wybuchy na tej już wysepce powtarzały się w ciągu następnych miesięcy, miesięcy, gdy ustały okazało się, że wysepka miała powierzchnie 2,5 kilometra kwadratowego i wznosiła się nad poziom morza aż na wysokość 150 metrów. Miejscowa ludność nazwała ją Surtsey od nordyckiego boga ognia Surtra.
W podobny sposób powstały tysiące innych wysp, jak na przykład Hawaje, wyspy Galapagos, Azory czy Wyspy Kanaryjskie. Wszystkie są wystającymi nad powierzchnię wody szczytami podmorskich wulkanów. Surtsey jest jednak wyjątkowa, ponieważ jest pierwszą wyspą wulkaniczną, której narodziny odbyły się na oczach wielu ludzi i zostały uwiecznione na taśmie filmowej.


CZY MAGMA MOŻE ZASTYGAĆ POD ZIEMIĄ?


Masy lawy w we wnętrzu ziemi często poruszają się ku górze, wciskają się miedzy leżące wyżej warstwy skalne i tam zastygają, nie wydostając się na powierzchnie. Odsłaniane są dopiero później, wskutek niszczenia sąsiednich skał, tworzą niekiedy całe góry. Przykładem jest kopuła Stone Mountain w stanie Georgia.
Znajdująca się w stanie Wyoming Diabelska Wieża (Devils Tower) powstała także w wyniku intruzji płynnej magmy, między głęboko zalegające warstwy skał osadowych. Magma uległa ochłodzeniu i popękała, tworząc cienkie, podłużne słupy twardej skały wulkanicznej. Pozostały one nietknięte, gdy tym czasem mniej odporne sąsiednie skały uległy zniszczeniu. Dziś Devils Tower wygląda jak gigantyczny, prawie 300 metrowy pniak.
Pionowe intruzje płynnej magmy w kształcie płyt noszą nazwę dajek, jak już to było omawiane w wcześniejszym dziale o procesach plutonicznych. Wierzchołki wielu z nich wystają niczym mury z podstawy Ship Rock w Nowym Meksyku. Sille powstały jako ogromne urwiska nad rzeką Hudson w amerykańskich stanach New Jersey i Nowy Jork. Są one wystającą krawędzią żyły płynnej niegdyś magmy, która dawno temu wcisnęła się między starsze warstwy skał pod ziemią.


CZY WULKANY MOGĄ BYĆ POŻYTECZNE?


Wybuchy wulkanów budzą zrozumiały strach, ponieważ powodują liczne ofiary śmiertelne, niszczą całe miasta i zamieniają rozległe obszary w jałowe pustkowia. Efekty ich działalności mogą być jednak czasami korzystne. Bogaty w minerały materiał wulkaniczny przekształca się z czasem w żyzną glebę, wraca naturalna roślinność, roślinność ludzie ponownie osiedlają się na terenach wulkanicznych, wabieni perspektywami wysokich plonów.
Lawa i inne materiały wulkaniczne są stosowane jako materiał budowlany, zaś niektóre stare wulkany są ważnym źródłem siarki i innych cennych minerałów. Wielu uczonych sądzi, że większość naszych zasobów wodnych pochodzi z pary wodnej i innych gazów wyrzucanych przez wulkany.

I tak cały proces wulkaniczny budzi w nas strach i obawę a zarazem piękno jedyne w swoim rodzaju, niepowtarzalne, monstrualne, silne. Niesie ze sobą śmierć i zniszczenie a zarazem daje początek nowemu stworzeniu.


BIBLIOGRAFIA.


„ABC Przyrody. W pytaniach i odpowiedziach”.
"Geografia od A do Z” – Paweł Libner i Gerard Stefaniak.
„Ziemia i człowiek” – Anna Dylikowa, Dorota Makowska, Jerzy Makowski i Tadeusz Olszewski.
„Geografia Świata” – Sławomir Piskorz, Stanisław Zając.