WULKANIZM NA ŚWIECIE

Wulkanizm:

- nazwa pochodzi od mitologicznego rzymskiego boga ognia- wulkana

- proces formowanie się we wnętrzu skorupy ziemskiej upłynnionego stopu glinokrzemianowego wydobywania się go wraz z gazami, parami i częściami stałymi na powierzchnię

- upłynniony stop dochodzi do powierzchni Ziemi i wylewa się jako lawa, natomiast wyrzucany materiał skalny nazywa się materiałem piroklastycznym

- produkty wulkaniczne, które gromadzą się wokół miejsca wydobywania tworzą stożki zwane wulkanami albo rozległe pokrywy wylewnych skał.

Budowa wulkanu:

• najważniejszym składnikiem jest kanał wiodący z głębi ku powierzchni , którym wydobywa się lawa i materiały piroklastyczne,

• kanał kończy się lejkowatym kraterem, który powstaje przez rozkruszenie i wyrzucanie skał tworzących ściany wylotu podczas eksplozji, a także przez obsuwanie się ścian,

• średnica krateru wynosi kilkaset metrów,

• krater poprzez kanał łączy się z ogniskiem znajdującym się na głębokości od kilki do kilkudziesięciu metrów pod budowla wulkaniczna.

Podział wulkanów:

Wyróżnia się:

• ze względu na lokalizację:

1) wulkany lądowe (subaeryczne)

2) wulkany podmorskie

• ze względu na ich aktywność:

1) czynne

2) drzemiące- przez długi czas nie wybuchają, ale w ich obrębie czynne są wyziewy wulkaniczne o dość wysokiej temperaturze

3) wygasłe

Erupcje wulkanów dzielimy na:

• erupcja centralna: ognisko połączone jest z powierzchnią kanałem o kształcie zbliżonym do komina lub rury, materiał wulkaniczny wydobywa się na powierzchnię okrągłym kanałem,

• erupcja linijna: ognisko połączone jest z powierzchnią podłużną szczeliną, materiał wydobywa się wzdłuż niej. Ten typ erupcji znany jest głównie z Islandii, gdzie od czasów eoceńskich wylewają się lawy bazaltowe

• ze względu na rodzaj erupcji:

1) wulkany wylewne (erupcje efuzywne, lawowe, powolne) - z wulkanu wydobywa się lawa, składniki gazowe:

1. powstają wulkany lawowe (2 typy)

-wulkany tarczowe - łatwopłynna lawa rozlewa się wokół wulkanu tworząc płaskie wzniesienie o łagodnych stokach (do 8°) np. kopuły lawowe (lawa jest lepka, gromadzi się pod wulkanem, np. wulkany: Merapi (Jawa), Iwanowa (Kamczatka) ).

2) wulkany eksplozywne (gazowe) - wydobywanie produktów wulkanicznych odbywa się w sposób gwałtowny, wyrzucają utwory piroklastyczne- produkują głównie materiały luźne, głównie bomby i popioły, np. Aquan (Gwatemala), Mayon (Filipiny), tworzą się maasy.

3) wulkany mieszane (stratowulkany) - dostarczają lawy, popioły, zbudowane są z na przemian ułożonych law i utworów piroklastycznych, cechą charakterystyczną są kaldery- ogromne zagłębienia w szczytowej czesci wulkanu, a w niej dopiero jest stożek zakończony kraterem, np. Wezuwiusz.

Produkty erupcji:

• lawy kwaśne- mają dużą lepkość, zawierają więcej gazów niż lawy, zasadowe są bogate w krzemionkę, jasne, lekkie. Po zastygnięciu tworzą skały: ryolity, porfir, trachity;

• lawy zasadowe- mają niską lepkość, są ruchliwe, łatwopłynne, rozlewają się daleko od wulkanu, uboższe w krzemionkę niż lawy kwaśne, ale mają więcej związków żelaza i magnezu, ciemne, ciężkie. Po zastygnięciu tworzą skały: bazalty, tefryty;

• lawy pośrednie- po zastygnięciu tworzą skały: dacyty, andezyty.

Właściwości law:

• prędkość płynięcia lawy- zależy od lepkości, nachylenia terenu i ilości np.

- Wezuwiusz i Etna 3,6- 7,2km/h

- Mauna Loa (Wyspy Hawajskie) 1850r. 30km/h, 1942 40km/h

• temperatura lawy- wynosi ok. 1000st. C

- w kraterze Kilanea na pow. 1000st. C, tuż pod powierzchnią 800st C, na głębokości 13m- 1175 st C, nad powierzchnią lawy 1350st. C przez spalenie się gazów. Wybuch Hekli (Islandia) w 1947r. 1020- 1040st. C, Wezuwiusz 1929r. 1400st.C.

• lepkość law: prawdopodobnie milion razy wieksza od wody. Lepkość lawy kwaśnej w temp. 900st. C wynosi 10¹²- 10¹¹, andezytowej 10⁹, bazaltowej w temp. 1150st. C - 9*10²

• lawy krzepna w tempe. 600- 800st. C, lawy zasadowe krzepną w wyższych, a kwaśne w niższych temperaturach.

Gazy wulkaniczne wydobywaj się z krateru wulkanu orz z pokryw i strumieni lawowych:

H₂O, CO_2, F₂, Cl₂, H₂, N₂, S₂, SO₂, CO, SO₃, H₂S, HCl, HF, NH₃, argon.

Utwory piroklastyczne (tefra)

- tworzą się podczas wybuchu wskutek rozpływania ciekłej lawy lub SA skalami wyrwanymi z podłoża rozdrobnione silą wybuchu.

Podział:

• bomby wulkaniczne- powstają gdy wulkany wyrzucają fontanny I bryły lawy, które krzepną w powietrzu, moją kształt owalny, wrzecionowaty I skręcony.

• szlaki- wyrzucane w powietrze fragmenty szklistej, pęcherzykowatej lawy o średnicy 10cm.

• scoria- (piana)- kawałki gąbczastej lawy wielkości orzecha wyrzucane przez wulkan I stygnące w powietrzu.

• lapille- (małe kamyczki)- materiał gruboziarnisty, złożony z fragmentów wielkości grochu lub orzecha, powstałych z rozdrobnienia ciekłej lawy lub z … starych law.

• piaski i popioły wulkaniczne- powstają z rozpylenia ciekłej lawy albo z rozpylonego starego materiału wulkanicznego. Popioły tworzą się z kwaśnej lawy.

• pumeks- tworzy się z wyrzucanych w powietrze bryłek gorącej lawy i pieniącej się pod wpływem wydobywających się z nic gazów. Po zakrzepnięciu w powietrzu tworzy się z nich utwór przepełniony drobniutkimi pęcherzykami. Bryłki pumeksu opadają wcześniej niż popiół i gromadzą się na spodzie pokryw popiołowych.

Zasięg wyrzucanych materiałów piroklastycznych, które są wokół wulkanów jest bardzo duży. Najprawdopodobniej pył może osiągnąć np. 50km i może rozchodzić się niemal wokół całego globu.

Wszystkie utwory piroklastyczne, które są wyrwanymi z podłoża fragmentami skał lub stanowią zakrzepłe produkty wydobywającej się lawy- zrzucone na ziemie stają się tufami, a po cementacji- tifitami.

Energię wybuchu dla średnio silnej erupcji ocenia się na 10¹⁹ erg. Wg. układu SI 1erg= 0,1µJ.

Wskaźnik eksplozywności stosunek wyrzucanych popiołów i innych luźnych produktów do całkowitej ilości wyrzucanych law L i popiołów P.

e= (P/ P - L) * 100

Podział wulkanów:

W zależności od ciśnienia i ilości gazów oraz rodzajów lawy wyróżnia się następujące typy erupcji wulkanów:

1. TYP ISLANDZKI ( efuzywny ) - wylewy rzadkich, zasadowych law z długich szczelin, dochodzących do 25km długości, uwalnianie się gazów wulkanicznych na powierzchnię Ziemi tworzy fontanny lawowe;

2. TYP HAWAJSKI ( efuzywny ) - wybucha często, ale nie gwałtownie, wydobywają się rzadkie lawy i rozlewająca się na znaczne obszary, wulkan ma kształt tarczy;

3. TYP STROMBOLIŃSKI ( efuzywno - eksplozywny) - wybucha często, prawie rytmicznie, ale wybuchy są krótkie i niezbyt silne połączone z wyrzucaniem bomb wulkanicznych, niewielkimi wylewami law i dużą produkcja gazów;

4. TYP WULKANIAŃSKI ( eksplozywno - efuzywny ) - rzadkie, ale gwałtowne wybuchy z przewaga materiału piroklastycznego, tworzą się chmury wulkaniczne o kształcie kalafiora, występują wylewy gęstych, kwaśnych law;

5. TYP PLINIAŃSKI ( eksplozywny ) - bardzo duża gwałtowność wybuchu, znaczna produkcja drobnych materiałów piroklastycznych, głównie popiołów;

6. TYP WEZUWIAŃSKI (eksplozywno - efuzyjny ) powoduje katastroficzne wybuchy z ogromną ilością materiałów piroklastycznych, różnej wielkości i wylewnych law;

7. TYP PELEAŃSKI (eksplozywny ) od wulkanu Mt. Pelee na Martynice, bardzo lepka lawa, najgwałtowniejsze wybuchy, wyrzucanie wielkiej ilości pyłów, znaczne części stożka ulegają rozsadzeniu, eksplozje następują po dłuższych okresach spokoju.

Ekshalacje ( wyziewy ) wulkaniczne dzieli się na trzy grupy:

• Fumarole- gorące (800- 200° C) wyziewy pary wodnej, CO₂, F₂, Cl₂, S, H₂, N₂, z dodatkiem H₂S, HCl, SO₂, HF, pary wodnej, FeCl₃. Występują w kraterach i szczelinach czynnych wulkanów.

• Solfatary- (solfa- siarka) wyziewy chłodniejsze (200- 100° C). Złożone głównie z H₂O, z niedużymi ilościami H₂S i CO₂, częste są w kraterach drzemiących wulkanów.

• Mofety- suche, chłodne wyziewy, zawiera głównie CO₂

W czasie wybuchu najbliżej wulkanu wydobywają się fumarole, nieco dalej solfatary, jeszcze dalej mofety. Skład wyziewów zależy od odległości od krateru i czasu jaki upłynął od erupcji.

Objawami dawno minionej działalności wulkanicznej są gorące źródła - cieplice, które często zawierają sporo składników min. Wykorzystywanych w lecznictwie.

Gejzery gorące źródła, które periodycznie wybuchają, wyrzucając gorącą wodę. Wybuchy odbywają się od kilku do kilkadziesiąt minut, co kilkanaście dni. Występują wyłącznie na obszarach młodej działalności wulkanicznej np. Islandia, Park Yellowstone, Nowa Zelandia, Kamczatka, Japonia, Meksyk.

Obecnie na świecie czynnych jest:

- 450 wulkanów , w tym 80 podmorskich

- 600 wulkanów

Istnieją dwa rodzaje mechanizmu erupcji wulkanicznych:

1) działanie gazów ku górze powoduje wybuch, a zmniejszenie się ilości gazów - parcie gazów w ognisku wulkanicznym zakończenie wybuchu.

2) hydrauliczne wyciskanie lawy z głębi.

Wulkanizm księżyca i planet.

Na księżycu występuje ogromna ilość kraterów, ponadto są rozległe równiny zwane Maria (morza) oraz długie wyniosłe grzbiety, które jednak nie mają rzeźby charakterystycznej dla gór na Ziemi.

Na stronie księżyca zwróconej ku Ziemi jest ok. 30 000 kraterów, największy Calvius (22km średnicy, 7000m głębokości).

• Wielkie kratery księżycowe- są formami kolizyjnymi, czyli powstały poprzez uderzenie niewielkich ciał niebieskich, asteroidów, meteorytów o powierzchni Ziemi.

• Mniejsze kratery- są pochodzenia wulk- ego.

Działalność wulkaniczna na księżycu skończyła się 3 mld lat temu.

• Merkury- kratery podobne do księżycowych,

• Wenus- kratery o średnicy do 150km,

• Mars- kratery i Maria (na półkuli S) mniejsze niż na księżycu. Występują wulkany tarczowe, niektóre z kalderami. Największy wulkan całego systemu planetarnego-

Nix Olympica (wys. 15-20km., średnica 600km, średnica kaldery 100km)

Wulkany na Świecie:

Europa	Azja	Afryka	Am. Płn.	Am. Płd.	Australia	Antarktyda
Etna 3323	Kluczewska Sopka	Kamerun 4070	Orizaba 5700	Guallatiri 6060	Mauna Loa 4168	Erebus 3743
Askiia 1570	Kerinci	Rico de Teide	Popocatepetl	Cotopaxi	Ruapehu
Wezuwiusz	Fudżi- San		Reinier	El Misti
Stromboli	Rinjani			Tupungatito

Korzyści z wybuchów wulkanów:

- Gleba zawiera dużo fosforu i potasu,

- Masy gorącej wody można wykorzystać do elektrowni w celu ogrzewania miast,

- Zastygła lawa jako materiał budowlany (w Nowej Zelandii - bazalt wulkaniczny)

- Metale skupiające się w nowych złożach np. złoto, miedź, srebro, cynk.

---