Πώς εκρήγνυται ένα ηφαίστειο;

Ένα ηφαίστειο σηματοδοτεί μια διέξοδο όπου το μάγμα, ή ο λειωμένος βράχος, φτάνει στην επιφάνεια της Γης με τη μορφή λάβας και συναφών υλικών. Ενώ πολλοί άνθρωποι οραματίζονται μια κωνική κορυφή όταν σκέφτονται ένα ηφαίστειο, μια μεγάλη ποικιλία από μορφές γης εμπίπτουν στην κατηγορία, συμπεριλαμβανομένων των μεσογειακών κορυφογραμμών και των σχισμών που εκρήγνυαν μεγάλα φύλλα πλημμύρας βασάλτες. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις μπορεί να είναι αρκετά ήσυχες και αργές, ή μπορεί να είναι δραματικά βίαιες και καταστροφικές. Είτε έτσι είτε αλλιώς, αποτελούν απόδειξη για την αναταραχή της εσωτερικής Γης.

Τα ηφαίστεια απαντώνται συνήθως σε δύο σημαντικές τοποθεσίες στον πλανήτη: στα όρια των τεκτονικών πλακών και στα λεγόμενα «hotspots», όπου το μάγμα αυξάνεται από πολύ πιο διακριτές πηγές θερμότητας στον μανδύα. Τα όρια της αποκλίνουσας πλάκας είναι ρήγματα όπου η ανοξείδωτη λάβα σχηματίζει φρέσκο ​​ωκεάνιο φλοιό στα υποβρύχια ηφαίστεια. Όταν μια πλάκα συγκρούεται με μια άλλη και κινείται κάτω από αυτήν - μια διαδικασία που ονομάζεται «υποαγωγή» - η καταδυτική πλάκα λιώνει σε ένα ορισμένο βάθος για να τροφοδοτήσει τις ζώνες των ηφαιστείων. Τα hotspots δεν είναι πλήρως κατανοητά, αλλά φαίνεται να είναι υπεύθυνα για μερικούς από τους πλανήτες πιο εντυπωσιακές μορφές γης, όπως τα ηφαίστεια ασπίδας της Χαβάης και το τεράστιο Yellowstone supervolcano.

Η εκρηκτική συμπεριφορά ενός δεδομένου ηφαιστείου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα σε αέρια και ανόργανα άλατα του μάγματος που το τροφοδοτεί. Τα αέρια, που ονομάζονται πτητικά, περιλαμβάνουν υδρατμούς καθώς και διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου και άλλα στοιχεία. Αυτά τα πτητικά συμπιέζονται σε βάθος και διαστέλλονται καθώς το μάγμα πλησιάζει ή φτάνει στην επιφάνεια. Το πόσο εύκολα μπορούν να διαφύγουν τα αέρια από το μάγμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μερίδιο του πυριτίου της ουσίας: Ένα μάγμα πλούσιο σε διοξείδιο του πυριτίου είναι περισσότερο ιξώδες - δηλαδή, ρέει λιγότερο εύκολα - και εμποδίζει την απελευθέρωση αερίου πιο σημαντικά από ένα χαμηλότερο διοξείδιο του πυριτίου, περισσότερο ρευστό μάγμα. Έτσι, τα μάγμα που είναι βαριά σε σίλικα είναι πιο επιρρεπή σε εκρηκτικές εκρήξεις καθώς τα πενταπλά αέρια δημιουργούν έντονη πίεση. Η σχετική ποσότητα πυριτίας στη λάβα βοηθά στην ταξινόμησή της: Η βασαλική λάβα είναι χαμηλή σε σίλικα. ανδεσιτική λάβα, ενδιάμεση; και οι δακίτες και οι ρεολιτικές λαβές είναι πλούσιες σε διοξείδιο του πυριτίου. Αυτές οι κατηγορίες μπορούν να εξηγήσουν την εκρηκτική συμπεριφορά και επίσης να περιγράψουν τους τύπους βράχων που τελικά σχηματίστηκαν από σκληρυμένη λάβα - γεωλογικούς σχηματισμούς που υπαινίσσονται την προηγούμενη ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Μια ηφαιστειακή έκρηξη μπορεί να εκπέμπει ροές λάβας, αέρια και πυροκλαστικά, τα οποία είναι τα συντρίμμια λάβας ή κρούστας βράχου που γκρεμίστηκε στην έκρηξη. Το πυροκλαστικό υλικό, που ονομάζεται επίσης τέφρα, κυμαίνεται από τεράστια τεμάχια και βόμβες έως κονιοποιημένα κιβώτια και τέφρα. Μεταξύ των πιο καταστρεπτικών γεγονότων που σχετίζονται με εκρηκτικές εκρήξεις είναι οι πυροκλαστικές ροές και τα κύματα, που μερικές φορές ονομάζονται "nuée ardente" - Γαλλικά για "λαμπερό σύννεφο". Οι πυροκλαστικές ροές είναι ταχέως κινούμενες κουρτίνες αερίου και βράχου που σκουπίζουν τους ώμους ηφαίστειο. Κατά μήκος των περιθωρίων τους, μπορεί να κλωτσήσουν σταγόνες τέφρας αερίου - πυροκλαστικά κύματα - τα οποία, σε αντίθεση με τις ροές, μπορούν να καθαρίσουν τοπογραφικά εμπόδια και να ταξιδέψουν εντυπωσιακές αποστάσεις. Επίσης τρομερές είναι οι λάχαρες, οι κορεσμένες με νερό ροές συντριμμιών - που εξαπολύονται, για παράδειγμα, με ταχεία τήξη των παγετώνων κορυφής - που μπορούν να συναγωνιστούν τις κοιλάδες του ποταμού που στραγγίζουν ηφαίστεια.

Ένα κοινό σχήμα κατηγοριοποίησης για εκρηκτικές εκρήξεις ονομάζει κάθε τύπο μετά από συγκεκριμένα ηφαίστεια που το αποτελούν παράδειγμα. Οι εκρήξεις της Χαβάης είναι συνήθως ήσυχες ροές βασαλτικής λάβας. Οι εκρήξεις στροβολίας περιγράφουν σχεδόν συνεχείς εκρήξεις αέριων λάβας σε ενδιάμεση ένταση, που συχνά χαρακτηρίζονται από μικρές εκρήξεις που πετούν σπόρους λάβας στον αέρα. Οι εκρήξεις των Βουλκανίων είναι ακόμα πιο εκρηκτικές: τα αέρια συσσωρεύονται κάτω από τον φλοιό που χτίζεται από ιξώδη λάβα, τελικά εκρήγνυται για να εκτοξεύσει την ελαφρόπετρα και ένα μεγάλο σύννεφο τέφρας. Οι εκρήξεις Peléan διαθέτουν εκρηκτικές απελευθερώσεις ενέργειας μετά την κατάρρευση ενός θόλου λάβας. Τα καθοριστικά προϊόντα είναι πυροκλαστικές ροές και υπερτάσεις. Αυτές οι καυτές χιονοστιβάδες χαρακτηρίζουν επίσης εκρήξεις του Πλίνιου, εξαιρετικά ισχυρά γεγονότα που παράγουν τιτανικά σύννεφα τέφρας και μερικές φορές τους καταρρέκτες κρατήρες που ονομάζονται καλδέρες.