Wulkan to otwór w Ziemi, przez który ognista mieszanina gazów, pary wodnej, popiołu, bryłek półpłynnej skały, zwanej lawą, wyrzucana jest do atmosfery. Wulkaniczne popioły, opadające po wybuchu, nawarstwiają się i twardnieją, tworząc lekką, szarą skałę. Tak po milionach lat z produktów erupcji powstały wulkaniczne góry. Są one często wysokie, mają kształt stożka z kraterem na szczycie. Wiele wulkanów znajduje się pod powierzchnią morza.
Niektóre wulkany są bardzo młode. W lutym 1943 r. nowy wulkan narodził się w Meksyku. Pewnego dnia na polu kukurydzy zauważono małą szczelinę. W ciągu 24 godzin zmieniła się ona w szeroką na 25 metrów rozpadlinę, przypominającą kocioł z popiołem i rozpaloną do czerwoności skałą. Wkrótce wylewająca się lawa utworzyła 10-metrowy pagórek. Po dziewięciu latach wulkan, znany dziś pod nazwą Paŕicutin, osiągnął ostatecznie wys. 405 m.
Podwodne wulkany dają niekiedy początek wyspom. Na przykład w 1963 r. eksplodował nagle podwodny wulkan u południowych wybrzeży Islandii. Chmury pary i dymu wypełniły powietrze. Nowa wyspa narodziła się z lawy, która wypłynęła z krateru wulkanu. Nosi nazwę Surtsey, od Surt - imienia staronorweskiego boga ognia. Erupcja wygasła po trzech latach, a wyspa osiągnęła pow. 1,9 km2.
Wulkany występują w słabszych miejscach skorupy ziemskiej. Ziemię otacza twarda zewnętrzna powłoka nazwana litosferą. Łączy ona w sobie skorupę i stałą warstwę górnego płaszcza. Litosfera dzieli się na rozległe, sztywne bloki, zwane płytami. Te płyty znajdują się w nieustannym ruchu, napędzane siłami drzemiącymi w głębi Ziemi. W pewnych miejscach ten ruch powoduje powstanie grzbietów, w innych płyty zagłębiając się w głębokie rowy, zsuwają się z powrotem w głąb Ziemi - zjawisko zwane subdukcją. Czasem przesuwające się płyty zderzają się, czasem rozsuwają - widoczne to jest na ich krawędziach. We wszystkich takich miejscach istnieją warunki sprzyjające powstawaniu wulkanów.
Poniżej skorupy ziemskiej znajduje się warstwa zwana płaszczem. W jej obrębie, poniżej litosfery, na głębokości ponad 100 km występuje jeszcze jedna warstwa - astenosfera. Z powodu wysokiej temperatury część występujących tu skał topi się. Ten półpłynny materiał, zawierający także wodę i gazy, zwany magmą, gromadzi się w specjalnych zbiornikach i komorach. Magma jest gorętsza i lżejsza od zewsząd otaczających ją skał, gdy więc jej ciągle przybywa, roztapia większość skał leżących nad nią. Przeciskając się ku powierzchni, magma tworzy kanał, zwany przewodem wulkanicznym. Gazy uwięzione w magmie próbują znaleźć sobie ujście, co powoduje wzrost ciśnienia. Ostatecznie gazy wyciskają magmę poprzez jakieś słabsze miejsce skorupy w postaci lawy.
Niektóre wulkany powstają nad obszarami zwanymi plamami gorąca. Są to miejsca, gdzie wskutek nadwyżki ciepła w głębi płaszcza Ziemi powstają ogromne ilości magmy. Przeciskając się ku powierzchni, magma po prostu przebija otwór w leżącej nad nią płycie, tworząc w ten sposób wulkan. Magma potem oziębia się i opada z powrotem, niekiedy znowu wznosi się.
Plamy gorąca zawsze powstają i utrzymują się w jednym miejscu płaszcza, podczas gdy płyty nieustannie przesuwają się nad nimi. Na skutek tych ciągłych procesów, po upływie milionów lat powstaje nowy wulkan. Wyspy Hawajskie na Pacyfiku, które utworzyły się z łańcucha wulkanów, powstały i nadal powstają w ten właśnie sposób.
Rozróżniamy kilka rodzajów erupcji:
Typ hawajski - rozpalona lawa wydobywająca się z krateru jest ruchliwa i rzadka. Rozlewa się swobodnie. Gazy uwięzione w magmie mogą niekiedy wysoko wyrzucać fontanny ciekłej lawy. Tak zachowują się np. wulkany hawajskie wulkany Mauna Loa i Kilauea.
Typ Stromboli - gwałtowne, ciągle powtarzające się eksplozje, podczas których zostaje wyrzucona zakrzepnięta, rozżarzona do czerwoności lawa w postaci bomb wulkanicznych. Opadają one w postaci gradu niewielkich kamieni u podnóża wulkanu. Nazwa tego typu erupcji pochodzi od ciągle czynnego wulkanu Stromboli we Włoszech.
Typ Vulcano - groźniejszy typ erupcji nosi miano pochodzące od nazwy innego włoskiego wulkanu. W przeciwieństwie do deszczu drobnych odłamków skał, które nie opadają zbyt daleko, podczas erupcji typu Vulcano wyrzucane są zestalone bloki lawy na odległość kilku kilometrów. Lawa jest bardziej lepka, co utrudnia ucieczkę gazów, Narastające ciśnienie gazów sprawie, że eksplozje są rzadsze, ale gwałtowniejsze.
Typ Pliniusz (lub Wezuwiusz) - Magma wulkaniczna podczas erupcji tego typu jest lepka, co uniemożliwia uwalnianie gazów. Skutek jest katastrofalny. Strumień sprężonych gazów wystrzeliwuje magmę poprzez komin wulkaniczny na podobieństwo pocisku armatniego. W erupcji typu Pliniusz wyzwolone siły mogą pokonać barierę dźwięku, a słup popiołów, kamieni i gazów może osiągnąć wysokość 30 km. Fragmenty skał, zwane materiałem piroklastycznym, ulegają rozdrobnieniu i w postaci fali śmiercionośnego pyłu opadają na okolicę. Niekiedy erupcje typu Pliniusza są tak gwałtowne, że wulkan ulega całkowitemu zniszczeniu. W najlepszym przypadku ściany komina wulkanicznego zapadają się tworząc krater lub kalderę. W najgorszym - znika cały stożek, tak jak to się stało z wyspą Krakatau w 1883 r.
Typ Pelée - jeśli magma ma bardzo dużą lepkość, a zawarte w niej gazy wywierają niskie ciśnienie, erupcji towarzyszą chmury gorącego popiołu i gazów, które potem opadają błyskawicznie w dół w postaci „rozżarzonej lawiny”. Gorące gazy i popiół pędzą w dół zbocza piroklastyczną falą nazywaną nuée ardente (z franc. Gorąca chmura), która niszczy wszystko na swojej drodze. Ten typ erupcji nosi nazwę od imienia wulkanu na karaibskiej wyspie Martynice.
Największe erupcje wulkanów
Najsłynniejszym wybuchem typu Pliniusz w historii był wybuch Wezuwiusza w 79 r., w południowych Włoszech. Zagładzie uległy wówczas dwa miasta - Pompeje i Herculanum. Z 20000 mieszkańców Pompei zginęło około 10%, pozostali przy życiu dość długo drążyli w popiołach i pumeksie tunele, by dostać się do zasypanych, ale nie naruszonych domów. Natomiast Herculanum zostało pokryte pyłami wulkanicznymi, z których utworzył się tuf. Dlatego podczas wykopalisk znajdowano np. sprzęty w takim stanie jak w dniu katastrofy.
W 1883 r. erupcja doprowadziła do całkowitej zagłady wulkanicznej wyspy Krakatau, położonej między Sumatrą a Jawą. Wulkan przebudził się cztery miesiące wcześniej. 27 sierpnia Krakatau rozsadził swój stożek podczas „najgłośniejszej erupcji na Ziemi”. Huk był słyszalny w odległej o 4000 km Australii. Miliony ton pyłów i popiołów uniosły się w powietrze, przesłaniając słońce i wywołując niezwykłe zjawiska optyczne, np. wielobarwne zachody słońca, podziwiane na całym świecie.
Gigantyczne fale oceanicznie, zwane tsunami, uderzyło o brzego Jawy i Sumatry, zabijając 36000 ludzi.
Gdy chmury rozrzedziły się, okazało się, że większa część wyspy przestała istnieć. Wyłoniła się nowa mała wyspa. Ochrzczono ją imieniem Anak Krakatoa - „dziecko Krakatau”. Obecnie wulkan ma około 200 m wys.
8 maja 1902 r. wybuch karaibskiego wulkanu Pelée uśmiercił 30000 ludzi, niszcząc położone na wyspie Martynice miasto St. Pierre. Jedynym, który przeżył ten kataklizm, był mężczyzna odbywający karę w więzieniu. W jego celi znajdowało się jedynie maleńkie okienko - nuée ardente nie sforsowała go.
Mount St. Helens w stania Washington, w USA, wybuchł w bardzo podobny sposób. Ten wulkan nie przejawiał żadne aktywności przez niemal 123 lata, lecz feralnego dnia - 18 maja 1980 r. wszystko się zmieniło. Wybuch był nadzwyczaj widowiskowy. W istocie, erupcja była tak potężna, że spowodowała oderwanie się zbocza góry.
Chmury gazu i popiołu runęły piroklastyczną falą po zboczu wulkanu, paląc i niszcząc wszystko, co napotkały po drodze. Wybuch zniszczył, m. in., ogromne połącie lasu. Erupcja, trwająca prawie dziewięć godzin, dostarczyła do atmosfery miliony ton popiołu. Potem ulewny deszcz zamienił nagromadzone popiołu i pyły w szlam. Chociaż przewidywano wystąpienie erupcji, wielu ludzi zignorowało te ostrzeżenia - śmierć poniosło 57 osób.
Ciekawostki
Nazwa „wulkan” pochodzi od imienia Vulcanus - rzymskiego boga ognia.
Na Ziemi istnieje ok. 1300 czynnych wulkanów. Za czynny uważa się wulkan, który wybucha regularnie lub wybuchł przynajmniej raz w ciągu ostatnich 10000 lat.
Wulkan, który nie przejawiał aktywności od 10000 lat, nazywany jest wulkanem drzemiącym. Stan uśpienia może trwać 25000 lat. Jeśli nie jest aktywny dłużej - wulkan uważany jest za wygasły.
Większość wulkanów kuli ziemskiej znajduje się pod wodą, dlatego nie można ich obserwować, ale ok. 500 wulkanów to znane szczyty.
Największym kraterem wulkanicznym na świecie jest krater wulkanu Toba na Sumatrze w Indonezji. Ma on 1775 km2.
Wiele wulkanów występuje wzdłuż tzw. „ogniowego pierścienia Pacyfiku”, który pokrywa się z krawędziami płyt i ciągnie się wzdłuż zachodniego wybrzeża Azji i zach. brzegów obu Ameryk.
Wulkany na świecie
Sakurashima, Fudzi-jama (Japonia)
Manua Loa, Kilauea (Hawaje)
Paricutin, El Chichón (Meksyk
St. Helens, Katmai (USA)
Krakatau (Indonezja)
White Island (Nowa Zelandia)
Cotopaxi (Ekwador)
Pelée (Martynika)
Stromboli, Wezuwiusz, Etna (Włochy)
Surtsey (Islandia)
Nyamuragira (Zair)