Nastanak i struktura vulkana

Vulkanska erupcija je fenomen koji jasno ilustrira moć prirode i ljudske bespomoćnosti. Vulkani mogu biti istodobno veličanstveni, smrtonosni, tajanstveni i istovremeno vrlo slikoviti, pa čak i korisni. Danas ćemo detaljno analizirati formiranje i strukturu vulkana, kao i upoznati se s mnogim drugim zanimljivim činjenicama o ovoj temi.

Što je vulkan?

Vulkan - geološka formacija koja se pojavljuje na mjestu loma zemljine kore i izbacuje niz proizvoda: lava, pepeo, zapaljivi plinovi, fragmenti stijene. Kada je naš planet tek počeo postojati, bio je gotovo potpuno prekriven vulkanima. Sada na Zemlji postoji nekoliko područja u kojima je koncentrirana većina vulkana. Svi su smješteni uz tektonski aktivne regije i velike rasjede.

Magma i ploče

Koja je zapaljiva tekućina koja izbija iz vulkana? To je mješavina rastaljene stijene, sa ugrušcima više vatrostalnih stijena i mjehurića plina. Da biste razumjeli odakle dolazi lava, morate se sjetiti struktura zemljine kore. Vulkane treba smatrati posljednjom vezom velikog sustava.

Dakle, Zemlja se sastoji od mnogo različitih slojeva, koji su grupirani u tri takozvana mega-sloja: jezgru, plašt, koru. Ljudi žive na vanjskoj površini kore, a njezina debljina može varirati od 5 km ispod oceana do 70 km ispod kopna. Čini se da je ovo vrlo čvrsta debljina, ali ako je usporedimo s dimenzijama Zemlje, kora podsjeća na kožu na jabuci.

Ispod vanjske kore najdeblji mega-sloj - plašt. Ima visoku temperaturu, ali se praktički ne topi i ne širi se, jer je pritisak unutar planeta vrlo visok. Ponekad se plašt još uvijek topi, tvoreći magmu koja se probija kroz Zemljinu koru. Godine 1960. znanstvenici su stvorili revolucionarnu teoriju prema kojoj tektonske ploče pokrivaju Zemlju. Prema toj teoriji, litosfera je kruti materijal koji se sastoji od kore i gornjeg sloja plašta, podijeljenih u sedam velikih i nekoliko manjih ploča. Polako se prelijevaju po površini plašta, "zamrljana" astenosfera - mekani sloj. Ono što se događa na spoju ploča glavni je uzrok oslobađanja magme. Na mjestu gdje se ploče susreću, postoji nekoliko mogućnosti njihove interakcije.

Razdvajanje ploča jedna od druge

Na mjestu gdje se dvije ploče razmaknu, formira se greben. To se može dogoditi i na kopnu i pod vodom. Nastala praznina ispunjena je naslagama astenosfere. Budući da je pritisak ovdje nizak, čvrsta površina se formira na istoj razini. Kad se ohladi, magma koja se uzdigla zamrzava i oblikuje koru.

Jedna ploča dolazi pod drugu

Ako je jedan od njih, kada udara u ploče, otišao ispod drugog i uronio u plašt, na tom se mjestu formira ogromna šupljina. To se u pravilu može pronaći na dno oceana. Kada se tvrdi rub ploče gurne u plašt, zagrijava se i topi.

Kora je zgnječena

To se događa ako za vrijeme utjecaja tektonskih ploča nijedno od njih ne pronađe mjesto za sebe pod drugim. Kao rezultat ove interakcije ploča, formiraju se planine. Takav proces ne podrazumijeva vulkansku aktivnost. Vremenom, planinski lanac, koji je nastao na spoju ploča koji puze jedni prema drugima, može rasti, neprimjetan za ljude.

Formiranje vulkana

Većina vulkana formirana je na mjestima gdje je jedna tektonska ploča utonula ispod druge. Kada se čvrsti rub topi u magmi, povećava se volumen. Dakle, rastopljena stijena s velikom silom teži prema vrhu. Ako tlak dostigne dovoljnu razinu, ili vruća smjesa pronađe pukotinu u kori, ona se ispušta prema van. U isto vrijeme, izlazna magma (ili bolje rečeno, već lava) oblikuje stožastu strukturu vulkana. Koji vulkan ima strukturu i koliko intenzivno eruptira ovisi o sastavu magme i drugih čimbenika.

Ponekad magma izlazi točno na sredinu ploče. Prekomjerna aktivnost magme zbog pregrijavanja. Tvar plašta postupno topi bunar i stvara vruću točku ispod određenog terena zemljine površine. S vremena na vrijeme magma probija koru i pojavljuje se erupcija. Samo po sebi, vruće mjesto je fiksno, što se ne može reći za tektonske ploče. Stoga, s tisućljećima, na takvim mjestima nastaje "niz mrtvih vulkana". Isto tako, stvoreni su havajski vulkani, čija starost, prema istraživačima, dosežu 70 milijuna godina. Pogledajmo sada strukturu vulkana. Fotografije će nam pomoći u tome.

Što je vulkan?

Kao što možete vidjeti na slici gore, struktura vulkana je vrlo jednostavna. Glavne komponente vulkana su: ognjište, odušak i krater. Fokus je mjesto gdje nastaje višak magme. Magma se pali prema gore u odušku. Dakle, usta su kanal koji ujedinjuje ognjište i površinu zemlje. Oblikuje smrznutu magmu uz put i sužava se dok se približava površini Zemlje. I na kraju, krater je depresija na površini vulkana koji je u obliku zdjele. Promjer kratera može doseći nekoliko kilometara. Tako je unutarnja struktura vulkana nešto složenija od vanjske, ali u tome nema ništa posebno.

Sila erupcije

U nekim vulkanima, magma izlazi tako polako da je sigurno hodati po njima. Ali postoje i takvi vulkani, erupcija kojih u nekoliko minuta uništava sve na svom putu, u radijusu od nekoliko kilometara. Ozbiljnost erupcije uzrokovana je sastavom magme i unutarnjim tlakom plinova. U magmi otapa vrlo impresivnu količinu plina. Kada tlak stijene počne prelaziti tlak pare plina, on se širi i stvara mjehuriće, koji se nazivaju vezikule. Pokušavaju se osloboditi i raznijeti stijenu. Nakon erupcije dio mjehurića se stvrdnjava u magmi, zbog čega se formira porozna stijena iz koje se stvara plavac.

Priroda erupcije također ovisi o viskoznosti magme. Kao što je poznato, viskoznost je sposobnost da se odupre protoku. To je suprotno od fluidnosti. Ako magma ima visoku viskoznost, mjehurićima plina teško će se izvući iz njega, a oni će potisnuti veću količinu stijene, što će dovesti do jake erupcije. Kada je viskoznost magme niska, plin se brzo oslobađa, pa se lava ne izbacuje s takvom silom. Tipično, viskoznost magme ovisi o sadržaju silicija. Sadržaj plina u magmi također ima važnu ulogu. Što je veća, erupcija će biti jača. Količina plina u magmi ovisi o stijenama koje ga čine. Struktura vulkana ne utječe na destruktivnu silu erupcije.

Glavni broj erupcija javlja se u fazama. U svakoj fazi, njegov stupanj uništenja. Ako je viskoznost magme i sadržaj plinova u njoj mali, lava će polako teći uz tlo s minimalnim brojem eksplozija. Tokovi trgovine mogu oštetiti lokalnu prirodu i infrastrukturu, ali zbog male brzine nisu opasni za ljude. Inače vulkan intenzivno izbacuje magmu u zrak. Stupac erupcije obično se sastoji od zapaljivog plina, čvrstog vulkanskog materijala i pepela. U ovom slučaju, lava se kreće brzo, uništavajući sve na svom putu. A iznad vulkana nastaje oblak čiji promjer može doseći stotine kilometara. To su posljedice koje mogu izazvati vulkane.

Vrste, struktura kaldera i trgovačkih kupola

Slušajući o erupciji vulkana, osoba odmah predstavlja koničnu planinu, s vrha koji teče narančastom lavom. Ovo je klasična shema strukture vulkana. No, zapravo, takav vulkan opisuje mnogo širi spektar geoloških fenomena. Stoga se, u načelu, vulkan može nazvati bilo kojim mjestom na Zemlji, gdje su određene stijene izbačene iz unutrašnjosti planete prema van.

Struktura gore opisanog vulkana je najčešća, ali ne i jedina. Tu su i kaldere i trgovačke kupole.

Kaldera se razlikuje od kratera u svojoj golemoj veličini (promjer može doseći nekoliko desetaka kilometara). Vulkanski kalderi nastaju iz dva razloga: eksplozivnih vulkanskih erupcija, kolapsa stijena u šupljini, oslobođenih magme.

Kaldere kolapsa javljaju se na mjestima gdje je došlo do masivne erupcije lave, zbog čega je komora magme potpuno oslobođena. Ljuska koja se formirala iznad te praznine sruši se s vremenom i pojavljuje se golemi krater, unutar kojeg će vjerojatno nastati novi vulkan. Jedna od najpoznatijih kaldera kolapsa je kaldera kratera u Oregonu. Nastala je prije 7700 godina. Njegova širina je oko 8 km. Tijekom vremena, kaldera je bila ispunjena odmrznutom i kišnicom, tvoreći slikovito jezero.

Eksplozivne kaldere oblikuju se na malo drugačiji način. Velika komora magme uzdiže se na površinu i ne može propuštati zbog guste kore. Magma se komprimira, a kad se zbog pada tlaka u "spremniku" plinovi šire, dolazi do velike eksplozije, što podrazumijeva stvaranje velike šupljine na Zemlji.

Što se tiče klupe, one se formiraju ako nema dovoljno pritiska da se razbije stijena zemlje. Kao rezultat toga, u gornjem dijelu vulkana nastaje izbočina koja se s vremenom može povećati. Tako zanimljiva može biti struktura vulkana. Slike nekih kaldera više izgledaju kao oaza, nego kao mjesto gdje se jednom dogodila erupcija - destruktivni proces za sva živa bića.

Koliko vulkana na zemlji?

Već znamo strukturu vulkana, a sada ćemo govoriti o trenutnoj situaciji s vulkanima. Postoji više od 500 aktivnih vulkana na našem planetu. Negdje se smatra da mnogi spavaju. Veliki broj vulkana smatra se mrtvim. Ovo razdvajanje smatra se vrlo subjektivnim. Kriterij za određivanje aktivnosti vulkana je datum posljednje erupcije. Smatra se da je, ako se posljednja erupcija dogodila u povijesnom razdoblju (vrijeme kada ljudi bilježe događaje), tada aktivan vulkan. Ako se to dogodilo izvan povijesnog razdoblja, ali prije 10.000 godina, tada se vulkan smatra spavanjem. I na kraju, oni vulkani koji nisu izbili u posljednjih 10.000 godina nazivaju se izumrlim.

Od 500 aktivnih 10 vulkana svakodnevno izbija. Obično te erupcije nisu dovoljno velike da ugroze ljudski život. Međutim, ponekad se javljaju velike erupcije. U posljednja dva stoljeća bilo ih je 19, poginulo je nešto više od 1000 ljudi.

Upotreba vulkana

To se ne vjeruje, ali takav strašan fenomen kao vulkan može biti koristan. Vulkanski proizvodi, zbog svojih jedinstvenih svojstava, koriste se u mnogim područjima ljudske djelatnosti.

Najstarija uporaba vulkanskih stijena je gradnja. Poznata francuska katedrala Clermont-Ferranda u potpunosti je izgrađena od tamne lave. Bazalt, koji je dio eruptivnog materijala, često se koristi u asfaltiranju cesta. Male čestice lave koriste se u proizvodnji betona i za filtriranje vode. Pluta služi kao izvrstan zvučni izolator. Čestice su također dio tiskanice i neke vrste pasta za zube.

Vulkani izbacuju mnogo vrijednih metala za industriju: bakar, željezo, cink. Sumpor sakupljen iz vulkanskih proizvoda koristi se za izradu šibica, boja i gnojiva. Topla voda, dobivena prirodno ili umjetno od gejzira, na posebnim geotermalnim postajama osigurava električnu energiju. Dijamanti, zlato, opal, ametist i topaz često se nalaze u vulkanima.

Prolazeći kroz vulkansku stijenu, voda je zasićena sumporom, ugljičnim dioksidom i silicijevim dioksidom koji pomažu kod astme i respiratornih bolesti. Na toplinskim stanicama pacijenti ne samo da piju ljekovitu vodu, nego se i kupaju u odvojenim izvorima, uzimaju blatne kupke i prolaze kroz dodatni tretman.

zaključak

Danas smo raspravljali o tako fascinantnom pitanju kao što je formiranje i struktura vulkana. Sumirajući gore navedeno, može se reći da vulkani proizlaze iz kretanja tektonskih ploča, a to su emisije magme, koja je zauzvrat rastaljeni plašt. Dakle, s obzirom na vulkane, korisno je prisjetiti se struktura Zemlje. Vulkani se sastoje od ognjišta, oduška i kratera. Oni mogu donijeti destruktivno djelovanje i prednost za različita područja industrije.