Vulkan

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 september 2022; kontroller kräver 3 redigeringar .

Vulkan (från lat.  Vulcanus ) - en utströmmande geologisk formation som har ett utlopp (ventil, krater , caldera ) eller sprickor, från vilka het lava och vulkaniska gaser kommer till ytan från planetens tarmar, eller har kommit tidigare. Högland som består av utströmmande stenar [1] .

Vulkaner förekommer på jordskorpan och andra planeter , där magma kommer till ytan och frigör olika vulkaniska produkter som bildar kullar och berg .

Termen

Ordet "vulkan" kommer från namnet på den antika romerska eldguden - Vulcan  ( lat.  Vulcanus eller lat.  Volcanus [ 2] ). Hans verkstad låg på ön Vulcano (Italien).

Vulkanologi  är vetenskapen som studerar vulkaner. En vulkanolog  är en vetenskapsman som studerar vulkaner.

Härledda begrepp:

Vulkanisk aktivitet

Den mest intensiva vulkanismen manifesteras i följande geologiska miljöer:

Vulkaner på jorden är indelade i två typer:

Det finns cirka 900 aktiva vulkaner på land (se listan över de största vulkanerna nedan), i haven och oceaner specificeras deras antal.

Perioden för ett vulkanutbrott kan vara från flera dagar till flera miljoner år.

På andra planeter

Astrofysiker , i en historisk aspekt, tror att vulkanisk aktivitet, orsakad i sin tur av tidvatteninflytande från andra himlakroppar, kan bidra till livets uppkomst . I synnerhet var det vulkaner som bidrog till bildandet av jordens atmosfär och hydrosfär , och släppte ut en betydande mängd koldioxid och vattenånga . Så, till exempel, 1963, som ett resultat av utbrottet av en undervattensvulkan , dök ön Surtsey upp utanför södra Island , som för närvarande är en plats för vetenskaplig forskning för att observera livets ursprung.

Forskare noterar också att alltför aktiv vulkanism, som på Jupiters måne Io , kan göra planetens yta obeboelig. Samtidigt leder för lite tektonisk aktivitet till att koldioxiden försvinner och planeten steriliseras. "Dessa två fall representerar potentiella beboelighetsgränser för planeter och existerar tillsammans med traditionella livszonsparametrar för stjärnsystem med låg massa i huvudsekvensen " [3] .

Typer av vulkaniska byggnader

I allmänhet delas vulkaner in i linjära och centrala , men denna uppdelning är villkorad, eftersom de flesta vulkaner är begränsade till linjära tektoniska störningar ( förkastningar ) i jordskorpan .

Formerna av vulkaner av den centrala typen beror på magmans sammansättning och viskositet. Heta och lättrörliga basaltiska magma skapar stora och platta sköldvulkaner ( Mauna Loa , Mauna Kea , Kilauea ). Om vulkanen periodvis får utbrott, antingen lava eller pyroklastiskt material , uppstår en konformad skiktad struktur, en stratovulkan. En sådan vulkans sluttningar är vanligtvis täckta med djupa radiella raviner  - barrancos. Vulkaner av den centrala typen kan vara rent lava, eller bildas endast av vulkaniska produkter - vulkanisk slagg, tuff etc. formationer, eller vara blandade - stratovulkaner.

Det finns också monogena och polygena vulkaner. Den första uppstod som ett resultat av ett enda utbrott, den andra - flera utbrott. Trögflytande, sur sammansättning, lågtemperaturmagma, som klämmer ut från ventilen, bildar extrusiva kupoler ( Montagne-Pele needle , 1902 ).

Negativa landformer förknippade med vulkaner av central typ representeras av calderor  - stora rundade misslyckanden, flera kilometer i diameter. Utöver kalderor finns det även stora negativa landformer förknippade med en avböjning under påverkan av vikten av det utbrutna vulkaniska materialet och ett tryckunderskott på djupet som uppstod under avlastningen av magmakammaren. Sådana strukturer kallas vulkantektoniska fördjupningar . Vulkantektoniska depressioner är mycket utbredda och åtföljer ofta bildandet av tjocka skikt av ignimbriter  - vulkaniska stenar med sur sammansättning med olika tillkomst . De är lava eller bildade av bakade eller svetsade tuffar. De kännetecknas av linsformade segregationer av vulkaniskt exponeringsglas, pimpsten, lava, kallad fiamme , och en tuff eller tof- liknande struktur av grundmassan . Som regel är stora volymer av ignimbriter associerade med grunda magmakammare som bildas på grund av smältning och utbyte av värdstenar.

Klassificering efter form

Formen på en vulkan beror på sammansättningen av lavan den bryter ut; fem typer av vulkaner brukar betraktas [4] :

Vulkanutbrott

Vulkanutbrott är geologiska nödsituationer som ofta leder till naturkatastrofer . Utbrottsprocessen kan pågå från flera timmar till många år.

Ett utbrott förstås som processen att komma från djupet till ytan av en betydande mängd glödande och heta vulkaniska produkter i gasformigt, flytande och fast tillstånd. Under utbrott bildas vulkaniska strukturer - en karakteristisk form av höjd, begränsad till kanaler och sprickor, genom vilka utbrottsprodukter kommer till ytan från magmakammare. Vanligtvis har de formen av en kon med en fördjupning - en krater på toppen. I händelse av dess sättningar och kollaps bildas en caldera  - en vidsträckt cirkelformad bassäng med branta väggar och en relativt platt botten [6] .

Den allmänt accepterade bedömningen av utbrottets styrka, eller dess explosivitet, utan att ta hänsyn till vulkanens individuella egenskaper, görs på skalan Volcanic Explosivity Index (VEI) . Det föreslogs 1982 av de amerikanska forskarna K. Newhall (CA Newhall) och S. Self (S. Self) för att ge en allmän bedömning av utbrottet i termer av påverkan på jordens atmosfär. En indikator på styrkan hos ett vulkanutbrott, oavsett dess volym och plats, i VEI-skalan är volymen av utbrutna produkter - tefra och höjden på askkolonnen - en eruptivkolonn [6] .

Bland de olika klassificeringarna sticker allmänna typer av utbrott ut:

Enligt vulkanologer förs årligen cirka gram magma, vulkanaska, gaser och olika ångor till jordens yta. Om man antar att jordens vulkanism genom hela dess geologiska historia hade samma intensitet, så fördes på 5 miljarder år ungefär gram vulkaniskt material med en densitet på cirka 34 kilometer till dess yta. Således är jordens moderna skorpa resultatet av en långvarig bearbetning av ämnet i den övre manteln genom vittring, återutfällning och oxidation av stenar av atmosfären och hydrosfären på jorden, såväl som omvandlingen av stenar genom vital aktivitet hos organismer [7] .

Post-vulkaniska fenomen

Efter utbrott, när vulkanens aktivitet antingen upphör för alltid, eller den "dimmar" i tusentals år, kvarstår processer associerade med kylningen av magmakammaren och kallade postvulkaniska processer på själva vulkanen och dess omgivningar . Dessa inkluderar:

Under utbrott inträffar ibland kollapsen av en vulkanisk struktur med bildandet av en kaldera  - en stor depression med en diameter på upp till 16 km och ett djup på upp till 1000 m . När magma stiger försvagas det yttre trycket, gaser och vätskeprodukter associerade med den bryter ut till ytan och en vulkan bryter ut. Om inte magma förs till ytan, men gamla stenar och vattenånga, som bildas under uppvärmningen av grundvatten, dominerar bland gaserna, kallas ett sådant utbrott phreatic .

Lava som har stigit till jordens yta kommer inte alltid ut till denna yta. Den höjer bara lager av sedimentära bergarter och stelnar i form av en kompakt kropp ( laccolith ), som bildar ett säreget system av låga berg. I Tyskland inkluderar sådana system regionerna Rhön och Eifel . På den senare observeras ett annat postvulkaniskt fenomen i form av sjöar som fyller kratrarna från tidigare vulkaner som inte lyckades bilda en karakteristisk vulkankon (de så kallade maars ).

Gejsrar finns i områden med vulkanisk aktivitet, där heta stenar ligger nära jordens yta. På sådana platser värms grundvattnet upp till en kokpunkt, och en fontän av varmt vatten och ånga kastas periodiskt i luften. I Nya Zeeland och Island används energi från gejser och varma källor för att generera elektricitet. En av de mest kända gejsrarna i världen är Old Faithful Geyser i Yellowstone National Park (USA), som skjuter en ström av vatten och ånga var 70:e minut till en höjd av 45 m .

Mudvulkaner är små vulkaner genom vilka inte magma kommer till ytan, utan flytande lera och gaser från jordskorpan. Lera vulkaner är mycket mindre än vanliga vulkaner. Leran kommer vanligtvis kall till ytan, men de gaser som lervulkaner bryter ut innehåller ofta metan och kan antändas under utbrottet, vilket skapar en bild som liknar ett miniatyrutbrott av en vanlig vulkan.

I Ryssland är lervulkaner vanliga på Tamanhalvön ; de finns också på Krimhalvön , i Sibirien , nära Kaspiska havet , på Baikal och i Kamchatka . På Eurasiens territorium finns lervulkaner ofta i Azerbajdzjan , Georgien , Island , Turkmenistan och Indonesien .

Värmekällor

Ett av de olösta problemen med manifestation av vulkanisk aktivitet är bestämningen av den värmekälla som är nödvändig för den lokala smältningen av basaltskiktet eller manteln. Sådan smältning måste vara mycket lokaliserad, eftersom passagen av seismiska vågor visar att skorpan och den övre manteln vanligtvis är i fast tillstånd. Dessutom måste den termiska energin vara tillräcklig för att smälta stora volymer fast material. Till exempel, i USA i Columbia River-bassängen ( staterna Washington och Oregon ), är volymen basalt mer än 820 tusen km³; samma stora basaltskikt finns i Argentina ( Patagonien ), Indien ( Decan Plateau ) och Sydafrika ( Great Karoo Upland ). Det finns för närvarande tre hypoteser . Vissa geologer tror att smältningen beror på lokala höga koncentrationer av radioaktiva ämnen, men sådana koncentrationer i naturen verkar osannolika; andra tyder på att tektoniska störningar i form av förskjutningar och fel åtföljs av frigörande av termisk energi. Det finns en annan synpunkt, enligt vilken den övre manteln är i fast tillstånd under förhållanden med höga tryck, och när trycket sjunker på grund av sprickbildning inträffar den så kallade fasövergången - bergmantelns fasta bergarter smälter och flytande lava rinner ut ur sprickorna till jordens yta.

Utomjordiska vulkaner

Vulkaner finns inte bara på jorden , utan också på andra planeter och deras satelliter. Det första högsta berget i solsystemet är Marsvulkanen Olympus 21,2 km hög .

Jupiters måne Io har den mest vulkaniska aktiviteten i solsystemet . Längden på materieplymerna som utbröts av vulkanerna i Io når en höjd av 330 km och en radie på 700 km ( Tvashtar Patera ), lavaflöden - 330 km långa ( vulkanerna Amirani och Masubi ).

På vissa planeters satelliter ( Enceladus och Triton ), vid låga temperaturer, består den utbrutna "magman" inte av smält sten, utan av vatten och lätta ämnen. Denna typ av utbrott kan inte hänföras till vanlig vulkanism, därför kallas detta fenomen kryovulkanism .

De senaste utbrotten

Forskare har observerat utbrott på 560 vulkaner [8] . Den sista största av dem presenteras i listan:

De högsta vulkanerna på jorden

De största områdena av vulkanisk aktivitet är Sydamerika , Centralamerika , Java , Melanesien , Japanska öarna , Kurilöarna , Kamchatka , nordvästra delen av USA , Alaska , Hawaiiöarna , Aleuterna , Island m.fl.

Lista över högsta aktiva vulkaner
Vulkanens namn Plats Höjd, m Område
Ojos del Salado Chilenska Anderna 6887 Sydamerika
Llullaillaco Chilenska Anderna 6723 Sydamerika
San Pedro Centrala Anderna 6159 Sydamerika
Cotopaxi Ekvatorial Anderna 5911 Sydamerika
kilimanjaro Masai platå 5895 Afrika
dimmig Centrala Anderna (södra Peru ) 5821 Sydamerika
Orizaba Mexikanska höglandet 5700 Nord- och Centralamerika
Elbrus Större Kaukasus 5642 Europa [12]
popocatepetl Mexikanska höglandet 5455 Nord- och Centralamerika
Sangay Ekvatorial Anderna 5230 Sydamerika
Tolima nordvästra Anderna 5215 Sydamerika
Klyuchevskaya Sopka halvön Kamchatka 4850 Asien
Regnigare Cordillera 4392 Nord- och Centralamerika
Tahumulco Centralamerika 4217 Nord- och Centralamerika
mauna loa handla om. Hawaii 4169 Oceanien
Kamerun Massif Kamerun 4100 Afrika
Erciyes Anatolisk platå 3916 Asien
Kerinci handla om. Sumatra 3805 Asien
Erebus handla om. Ross 3794 Antarktis
Fujiyama handla om. Honshu 3776 Asien
Teide Kanarieöarna 3718 Afrika
Sju handla om. Java 3676 Asien
Ichinskaya Sopka halvön Kamchatka 3621 Asien
Kronotskaya Sopka halvön Kamchatka 3528 Asien
Koryakskaya Sopka halvön Kamchatka 3456 Asien
Etna handla om. Sicilien 3340 Europa
Shiveluch halvön Kamchatka 3283 Asien
Lassen Peak Cordillera 3187 Nord- och Centralamerika
Liaima Södra Anderna 3060 Sydamerika
apo handla om. Mindanao 2954 Asien
Ruapehu Nya Zeeland 2796 Australien Oceanien
paektusan koreanska halvön 2750 Asien
Avachinskaya Sopka halvön Kamchatka 2741 Asien
Alaid Kurilöarna 2339 Asien
Katmai Alaska halvön 2047 Nord- och Centralamerika
tyatya Kurilöarna 1819 Asien
Haleakala handla om. Maui 1750 Oceanien
Hekla handla om. Island 1491 Europa
Montagne Pele handla om. Martinique 1397 Nord- och Centralamerika
Vesuvius Appenninhalvön 1277 Europa
Kilauea handla om. Hawaii 1247 Oceanien
Stromboli Eoliska öarna 926 Europa
Krakatoa Sunda sund 813 Asien
Taal Filippinerna 311 Sydöstra Asien

Listan över de största utbrotten i jordens historia uppdateras ständigt allt eftersom frågan studeras [13] .

I kulturen

Betydelse för ekonomin

Fumaroliska gaser och vulkanisk magma innehåller stora mängder rhenium , indium , vismut och andra sällsynta grundämnen. Det finns projekt för att använda fumaroliska gaser och vulkanisk magma för att extrahera sällsynta element från dem [14] [15] [16] [17] .

Den så kallade romerska betongen (opus caementicium) är gjord av vulkaniska produkter, kända för sin hållbarhet [18] [19] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Vulkan // Geologisk ordbok. - T. 1. - St Petersburg. : VSEGEI , 2017. - S. 181.
  2. ↑ Volcano / E. M. Shtaerman  // Myter om världens folk  : Encyclopedia. i 2 volymer / kap. ed. S. A. Tokarev . - 2:a uppl. - M  .: Soviet Encyclopedia , 1987. - T. 1: A-K. - S. 253.
  3. ↑ "Vulkaner måste tas med i beräkningen när man söker efter beboeliga planeter", artikel daterad 2009-06-17 på den officiella webbplatsen Arkivexemplar daterad 8 juni 2011 på Wayback Machine of the Russian Academy of Sciences
  4. ↑ Auf dem Campe, 2013 , sid. 52.
  5. ↑ Auf dem Campe, 2013 , sid. femtio.
  6. ↑ 1 2 Katastrofer i naturen: vulkaner - Batyr Karryev - Ridero . ridero.ru Hämtad 8 december 2016. Arkiverad från originalet 14 augusti 2019.
  7. ↑ O. V. Bogdankevich - Föreläsningar om ekologi. — M.: FIZMATLIT, 2002, s.77.
  8. ↑ Vad vi vet om vulkaner . "postnauka.ru". Hämtad 16 augusti 2016. Arkiverad från originalet 2 februari 2017.
  9. ↑ De mest kraftfulla vulkanutbrotten under 1900-talet . Hämtad 18 oktober 2008. Arkiverad från originalet 22 maj 2009.
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 De starkaste vulkanutbrotten under 1900-talet . Hämtad 18 oktober 2008. Arkiverad från originalet 24 maj 2009.
  11. ↑ Vulkaner i Kamchatka (otillgänglig länk) . kamchatka.org.ru. Hämtad 1 april 2017. Arkiverad från originalet 22 maj 2018. 
  12. ↑ Enligt andra källor - Asien (se Gränsen mellan Europa och Asien ).
  13. ↑ "Storleken och frekvensen av de största explosiva utbrotten på jorden" . Hämtad 25 juli 2017. Arkiverad från originalet 25 juli 2017.
  14. ↑ Aprodov V. A. Vulkaner. - M .: Tanke, 1982. - 361 sid.
  15. ↑ Sinegribov V.A. Underjordens gåvor // Kemi och liv . - 2002. - Nr 8 .
  16. ↑ Kremenetsky A. Anläggning på vulkanen  // Vetenskap och liv . - 2000. - Nr 11 .
  17. ↑ Vladimir Bodyakin. Vulkaner kommer att berika Ryssland // Teknik för ungdomar . - 2017. - Nr 7-8 . - S. 10-13 .
  18. ↑ V. A. Kochetov - romersk betong.
  19. ↑ Marie D. Jackson, Sean R. Mulcahy, Heng Chen, Yao Li, Qinfei Li, Piergiulio Cappelletti, Hans-Rudolf Wenk - Phillipsite och Al-tobermorite mineralcement producerade genom lågtemperaturvatten-bergreaktioner i romersk marin betong.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk