Wulkanizm

Wulkanizm to ogół procesów związanych z przemieszczaniem się magmy z głębokich warstw Ziemi ku jej powierzchni. Kresem tej wędrówki jest erupcja czyli wylew lawy lub wybuchy gazów wynoszących fragmenty ciekłej lawy i rozkruszone skały podłoża. Badaniem tych procesów zajmuje się wulkanologia .

Ze względu na rodzaj materiałów wydostających się na powierzchnię ziemi w czasie erupcji dzieli się wulkany na: wulkany lawowe czyli efuzywne , wulkany gazowe czyli eksplozywne oraz wulkany mieszane czyli stratowulkany . Ze względu na charakter wydostawania się na powierzchnię ziemi materiałów wulkanicznych wyróżnia się erupcje centralne , erupcje szczelinowe, oraz erupcje arealne . Erupcje centralne związane są z jednym punktem , stanowiącym centrum wybuchu . Kanałem kształtu cylindrycznego , który powierzchnię ziemi łączy z podziemnym ogniskiem magmowym , wydobywają się materiały wulkaniczne . Kanał zakończony jest na powierzchni najczęściej lejowatym zagłębieniem , powstałym przez rozrywanie się skał w czasie wybuchu nosi on nazwę krateru .Erupcje centralne mogą mieć charakter erupcji lawowych , eksplozywnych lub mieszanych . Erupcje , w czasie których tylko lawa wydobywa się z wulkanu , dają początek wulkanom lawowym . Gdy ruchliwa , o małej lepkości , lawa wydobywa się z krateru wulkanu , erupcja ma charakter spokojnego wylewu , który naokoło krateru tworzy rozległe wzniesienie o słabo nachylonych stokach . W ten sposób tworzy się wulkan tarczowy . Kratery wulkanów tarczowych stanowią płaskie zagłębienia , wypełnione roztopioną lawą która od czasu do czasu wylewa się przez ich brzegi . Lawa wulkanów tarczowych jest z reguły lawą bazaltową . Bardziej kwaśne lawy , o większej lepkości i mniej ruchliwe , dają początek wulkanom kopułowym.

Podczas erupcji eksplozywnych (gazowych) wyrzucane są tylko luźne materiały wulkaniczne głównie popioły tworzące regularną formę stożkową . Ten typ wulkanów jest bardzo rzadki.

Szczególną formę kraterów eksplozywnych przedstawiają maary , stanowiące jak gdyby formę embrionalną kraterów wulkanicznych . Są to zagłębienia kształtu kolistego o różnej średnicy , powstałę przez jednorazowy wybuch o dużej sile eksplozywnej . Takie jednorazowe wybuchy zdarzają się rzadko w przyrodzie i dlatego maary nie należa do pospolitych form wulkanicznych , chociaż często lejowate zagłębienie jest tylko wypełnione pokruszonym materiałem skalnym .

Nierzadko zagłębienia maarów wypełnione są wodą i tworzą jeziora .

Wyjątkowo liczne maary występują w Szwabii , gdzie trzeciorzędowe wybuchy eksplozywne przebił utwory mezozoiczne , tworząc na powierzchni koliste zagłębienia nieznacznych rozmiarów naliczono ich 127. Podobne maarowe kratery eksplozywne znane są z Owernii , okolic Rzymu , z wulkanicznej wysepki na Morzu Śródziemnym Ischa , z Ameryki Środkowej i Południowej oraz z wulkanicznych obszarów Jawy . Wyjątkowo dużą średnicę dochodząca do 3 km mają niektóre maary z Nikaragui . Przeważnie jednak równocześnie lub w niewielkich odstępach czasu obok gwałtownych eksplozjii występują spokojniejsze wylewy lawy. Powstają wtedy wulkany mieszane , czyli Stratowulkany . Jest to najczęściej współcześnie występujący typ wulkanu. Takim stratowulkanem jest najczynniejszy wulkan na Filipinach Mayan . Również Wezewiusz należy do wulkanów mieszanych Stosunek ilościowy lawy do stałych produktów wulkanicznych , które stanowią materiał budulcowy stratowulkanów, jest rozmaity . Pod tym względem różne wulkany mieszane stanowią przejście bąż do wulkanów tufowych , aż do tarczowych wulkanów lawowych . Gdy w budowie stratowulkanu przewyższają materiały tufowe przyjmuje on postać stożka. Często wulkany te wykazują różne deformacje i odchylenia od idealnej formy stożkowej. Wywołać je mogą wylewy lawy,nierównomiernie rozchodzącej się we wszystkich kierunkach. Takim wulkanem jest Etna, będąca częściowo wulkanem tarczowym, częściowo mieszanym. Luźny materiał wulkaniczny wyrzucany bywa przez różne okresy czasu i w odstępach o rozmaitej długości. Podobnie odnosi się to i do wylewów lawy. Niekiedy oba rodzaje produktów wulkanicznych wydostają się niemal równocześnie na powierzchnię Ziemi.Nieraz po dłuższych eksplozjach, wyrzucających okruchy stałego materiału wulkanicznego, następują okresy spokojniejszej działalności, w których lawa wznosi się 'kominem, wylewając następnie kraterem.

W najwyższej części wulkanów mieszanych tworzą się nieraz wielkie zagłębienia zwane kalderami znane są one również z niektórych wulkanów tarczowych. Jest to rozpowszechniona forma krateru. Gwałtowna eksplozja może oderwać całkowicie szczytową część stożka wulkanicznego.

Zagłębienie kalderowe tworzy się najczęściej przy końcu wybuchu może być ono spowodowane przez obniżenie poziomu lawy i zapadnięcie się środkowej części. Nowy stożek wulkaniczny tworzy się w powstałym zagłębieniu, nie zawsze zajmując położenie środkowe w przedłużeniu komina. Kaldery mogą osiągać nieraz znaczne rozmiary. Do największych należy kaldera na Sumatrze, wypełniona wodą (jezioro Toba). Olbrzymią kalderą jest jezioro Crater Lake (stan Oregon) średnica jej wynosi prawie 10 km, a głębokość jeziora dochodzi do 700 m.

Podobnej wielkości kaldery utworzyły się po wybuchu wulkanu Cosequina (Nikaragua) w roku 1835 oraz po wybuchu wulkanu Katmai (Alaska) w roku 1912. Kalderą jest zagłębienie powstałe przez zapadnięcie wulkanu Krakatau. Również lawowe jezioro hawajskiego wulkanu Kilauea

znajduje się w rozległym kraterze kalderowym. Sławna kaldera znajduje się na wyspie Palma z archipelagu Wysp Kanaryjskich. Kocioł kalderowy ma średnicę dochodzącą do 7- km. Zapadnięcie w głąb wynosi od 1000 do 1800m. Dużą rolę w utworzeniu tej kaldery odegrała erozja rzeczna. Na zboczach tego wulkanu wytworzyły się głębokie rynny erozyjne, zwane barranco.

W nie których kalderach występują nie tylko pojedyncze zapadnięcia. Takim wulkanem kalderowym jest afrykański wulkan Kilimandżaro, którego krater Kibo wykazuje zwężające się zapadnięcia.

Obok stożków pojedynczych, stanowiących charakterystyczną formę wulkanów mieszanych, zdarzają się niekiedy przypadki występowania blisko siebie stożków wulkanicznych. Powstanie drugiego sąsiedniego stożka może być związane ze zmianą pierwotnego położenia kanału erupcyjnego. Odnogi od głównego kanału, które dochodzą do powierzchni Ziemi, tworzą na zboczach wulkanu' małe stożki tzw. pasożytnicze. Nieraz liczba tych bocznych stożków wulkanicznych może być znaczna. Na Etnie naliczono ich ponad dwieście. Spośród erupcji centralnych, w zależności od ciśnienia i ilości gazów oraz rodzaju lawy wyróżnia się następujące rodzaje erupcji:

1. Typ hawajski - dominuje wylew ruchliwej lawy przy dosyć spokojnym wydzielaniu się gazów. Z powierzchni jeziora lawowego mogą być wyrzucane wytryski ciekłej lawy w czasie gwałtowniejszego wydobywania się gazów (Por. Wulkany hawajskie). Uniesione wiatrami kropelki wyrzuconej ciekłej lawy mogą zastygać w powietrzu w postaci szklistych włosków, zwanych "włosami Pele", od hawajskiej bogini ognia Pele.

2.Typ Stromboli – gdy mniej ruchliwa lawa styka się z powietrzem w kraterze , zamkniete gazy uchodzą bardziej gwałtownie wśród eksplozji , które mogą być rytmiczne lub niemal ciągłe . Zakrzepnięta lawa , często rozżarzona , zostaje wyrzucona w postaci bomb wulkanicznych lub mniejszych okruchów , które w czasie gwałtowniejszych eksplozji mogą wznosić się w postaci świecących chmur . Nazwa tego typu pochodzi od wulkanu Stromboli , którego wybuchy normalnie przebiegają w ten sposób , mniejsze erupcje odbywają się w odstępach czasu od kilku minut do godziny.

3.Typ Vulcano pochodzący od wulkanu tej nazwy, również z grupy Wysp Liparyjskich. Lawa jest bardziej lepka i szybko zastyga na powierzchni w czasie dzielącym poszczegó1ne wybuchy. Gromadzące się pod zastygłą powierzchnią skorupy gazy wybuchają rzadziej, lecz z większą gwałtownością. Tworzące się nad kraterem chmury wulkaniczne są ciemne i przyjmują kształt zbliżony do kalafiora.

4.Typ Wezuwiusza odpowiada gwałtowniejszym wybuchom rodzaju Stromboli i Vulcano. Gwałtowne wybuchy bogatej w gazy lawy następują po dłuższych przerwach spokoju lub słabej aktywności. W wyniku' opróżnienia kanału wulkanicznego do znacznej' głębokości wskutek bocznych wycieków lawy zanika powierzchniowy nacisk na niżej leżącą magmę.

Gwałtownie wyrzucana wtedy lawa wznosi się na znaczną wysokość w postaci gęstych chmur dając opady popiołów o dużym zasięgu. W czasie naj gwałtowniej szych wybuchów Wezuwiusza wielkie ilości gazów i pary wodnej wznoszą się na wysokość kilku kilometrów tworząc z daleka widoczne chmury, często o charakterystycznym kształcie pinii. Ten rodzaj wybuchu opisał pierwszy Pliniusz w czasie katastrofalnego wybuchu w roku 79 , nosi on też nieraz nazwę typu Pliniusza.

5.Typ Pelee charakteryzuje wulkany o dużej lepkości lawy i gwałtowności eksplozji. Ucieczka gazów jest utrudniona przez tworzenie się zakrzepłej powierzchni. Wydobywająca się powstałymi pod naciskiem gazów szczelinami magma, gwałtownie wypływa potokami lawowymi, którym towarzyszą wydzielające się duże ilości gazów i par.

Erupcje szczelinowe czyli linearne różnią się od erupcji centralnych tym, że produkty wulkaniczne wydobywają się podłużnymi szczelinami. Główną rolę odgrywa w nich lawa, która wznosząc się z głębi wypełnia szczelinę, przelewając się następnie w jedną lub w obie strony. Tą drogą powstają pokrywy obejmujące czasem duże obszary. Erupcje linearne są rzadsze od centralnych. Duże pokrywy bazaltowe, pochodzące z dawnych okresów geologicznych świadczą o tym, że przed dziesiątkami milionów lat ten typ erupcji był dosyć pospolity. Na niektórych obszarach wulkanicznych można odtworzyć zanikanie dawnych erupcji linearnych, których miejsce zajmują erupcje centralne. Niemal regułą jest, że erupcje linearne mają charakter law zasadowych typu bazaltowego; zawartość gazów w tych lawach jest niewielka. Dlatego też wylewom lawy erupcji linearnych rzadko towarzyszą potężne eksplozje; mają one charakter słabszych wybuchów i prowadzą do wytworzenia tylko niewielkich stożków wulkanicznych.

Najczęściej są to otwarte szczeliny, którymi lawa wydobywa się spokojnie. Szczeliny czy rowy obfitują nieraz w drobne kratery ułożone wzdłuż linii wyznaczającej przebieg szczeliny lub rowu. Krajem, w którym występują liczne erupcje linearne, jest Islandia, stąd też ten typ erupcji nosi nieraz nazwę erupcji islandzkiej .