Kuidas vulkaan purskab?

Vulkaan tähistab ventilatsiooniava, kus magma ehk sula kivi jõuab laava ja sellega seotud materjalide kujul Maa pinnale. Kui vulkaanile mõeldes näevad paljud inimesed koonilist tippu, siis mitmesuguseid pinnavorme kuuluvad sellesse kategooriasse, sealhulgas keskjooksu harjad ja lõhed, mis vallandavad suuri üleujutusi basaltid. Vulkaanipursked võivad olla pigem vaiksed ja aeglase tempoga või dramaatiliselt vägivaldsed ja katastroofilised. Mõlemal juhul on need tõestus Maa sisemise rahutuste suurenemisest.

Vulkaanid asuvad tavaliselt planeedi kahes suuremas kohas: tektooniliste plaatide piiril ja nn "kuumkohtades", kus magma tõuseb mantlis palju diskreetsematest soojusallikatest. Erinevad plaadipiirid on lõhed, kus ülestõusev laava moodustab allveelaevade vulkaanide juures värske ookeanikoore. Seal, kus üks plaat põrkub teisega kokku ja lükkab selle alla - protsessi, mida nimetatakse „subduktsiooniks“ -, sulab sukeldumisplaat teatud sügavusel, et tekitada vulkaanide vööd. Kuumkohti ei mõisteta täielikult, kuid tundub, et nad vastutavad mõne planeedi eest kõige muljetavaldavamad pinnavormid, näiteks Hawaii kaitsevulkaanid ja tohutu Yellowstone supervulkaan.

Antud vulkaani purskekäitumine sõltub suuresti seda toitva magma gaasi- ja mineraalainete sisaldusest. Gaasid, mida nimetatakse lenduvateks, hõlmavad nii veeauru kui ka süsinikdioksiidi, vääveldioksiidi ja muid elemente. Need lenduvad ained on sügavuses survestatud ja laienevad, kui magma pinnale läheneb või sinna jõuab. Kui kergesti gaasid magmast pääsevad, sõltub suuresti aine osast ränidioksiidist: ränidioksiidirikas magma on rohkem viskoosne - see tähendab, et see voolab vähem hõlpsalt - ja takistab gaasi vabanemist olulisemalt kui madala ränidioksiidiga vedelam magma. Seega on ränidioksiidist rasketes magmades suurem plahvatusohtlik purse, kuna kinnijäänud gaasid tekitavad tugevat survet. Suhteline ränidioksiidi kogus laavas aitab seda klassifitseerida: basaltilises laavas on vähe ränidioksiidi; andesiitlaava, vahepealne; ning atsetsiidsed ja rüoliidsed laavad sisaldavad palju ränidioksiidi. Need kategooriad võivad selgitada purskekäitumist ja kirjeldada ka kivistunud laavast moodustunud kivimitüüpe - geoloogilisi koosseise, mis viitavad varasemale vulkaanilisele tegevusele.

Vulkaanipurse võib eraldada laavavooge, gaase ja püroklaste, mis on plahvatuses purustatud laava või maakoorekivim. Püroklastiline materjal, mida nimetatakse ka tefraks, ulatub tohututest plokkidest ja pommidest kuni pulbriliste tuhkade ja tuhani. Plahvatuslike pursetega seotud kõige hävitavamad sündmused on püroklastilised voolud ja tõusud, mida mõnikord nimetatakse ka “nuée ardente” - prantsuse keeles "hõõguv pilv". Püroklastilised voolud on kiiresti liikuvad kardinad kõrvetavatest gaasidest ja kivimitest, mis pühivad õlgadele vulkaan. Oma äärealadel võivad nad üles lüüa hulga gaasipõletatud tuhka - püroklastilisi tõuse -, mis erinevalt vooludest suudavad puhastada topograafilisi tõkkeid ja läbida muljetavaldavaid vahemaid. Hirmutavad on ka laharid, veega küllastunud prahivood, mis on vallandatud näiteks kiiresti sulavate tipuliustike abil ja mis võivad vulkaane kurnavatest jõeorgudest alla kihutada.

Levinud lõhkekehade purunemiskategooria skeem nimetab iga tüübi konkreetsete vulkaanide järgi, mis seda illustreerivad. Havai pursked on tavaliselt vaiksed basaltilise laava voolud. Strombolian pursked kirjeldavad peaaegu pidevaid gaasilise laava purskeid keskmise intensiivsusega, mida sageli iseloomustavad väikesed plahvatused, mis paiskavad laavakombeid õhku. Vulkaani pursked on veel plahvatusohtlikumad: viskoosse laava ehitatud maapõu alla kogunevad gaasid, mis lõpuks purskavad välja pimssi ja suure tuhapilve. Peléani pursked kujutavad endast plahvatuslikku energia eraldumist pärast laavakuppeli varisemist; määravad tooted on püroklastilised voolud ja tõusujõud. Need kõrvetavad laviinid iseloomustavad ka Pliniani purskeid, erakordselt võimsaid sündmusi, mis tekitavad titaanseid tuhapilvi ja mõnikord varisenud kraatreid, mida nimetatakse kalderadeks.