Vulkan označava otvor gdje magma ili rastaljena stijena doseže površinu Zemlje u obliku lave i srodnih materijala. Iako mnogi ljudi zamišljaju konusni vrh kad razmišljaju o vulkanu, široka raznolikost oblika tla spadaju u kategoriju, uključujući srednjovjekovne grebene i pukotine koje izbijaju velike plavne plaste bazalti. Erupcije vulkana mogu biti prilično tihe i usporene ili dramatično nasilne i katastrofalne. U svakom slučaju, oni su dokaz naraslih nemira unutarnje Zemlje.
Izvori vulkana
Vulkani se obično nalaze na dva glavna mjesta na planetu: na granicama tektonskih ploča i na takozvanim "žarištima", gdje se magma diže iz mnogo diskretnijih izvora topline u plaštu. Divergentne granice ploča su rascjepi u kojima uzdižuća lava stvara svježu oceansku koru na podmorskim vulkanima. Tamo gdje se jedna ploča sudari s drugom i zabije se ispod nje - proces koji se naziva „subdukcija“ - ronilačka ploča se topi na određenoj dubini dajući gorive pojaseva vulkana. Žarišna mjesta nisu u potpunosti razumljiva, ali čini se da su odgovorna za neka od planeta najimpresivniji oblici reljefa, kao što su havajski vulkanski štit i masivni Yellowstone supervulkan.
Osnove erupcije
Eruptivno ponašanje određenog vulkana uvelike ovisi o sadržaju plina i minerala u magmi koja ga hrani. Plinovi, nazvani hlapljivi sastojci, uključuju vodenu paru, kao i ugljični dioksid, sumporni dioksid i druge elemente. Ti hlapljivi sastojci su pod pritiskom u dubini i šire se kako se magma približava ili dolazi na površinu. Koliko lako plinovi mogu pobjeći iz magme, uvelike ovisi o udjelu silicijevog dioksida u tvari: Magma bogata silicijevim dioksidom više je viskozna - tj. teče manje lako - i ometa ispuštanje plina značajnije od tekućine s malo silicijevog dioksida magma. Stoga su magme teške u silicijevom dioksidu sklonije eksplozivnim erupcijama, jer nakupljeni plinovi stvaraju intenzivan pritisak. Relativna količina silicijevog dioksida u lavi pomaže ga klasificirati: bazaltna lava ima malo silicijevog dioksida; andezitska lava, srednja; a dacitne i riolitne lave bogate su silicijevim dioksidom. Te kategorije mogu objasniti eruptivno ponašanje i također opisati vrste stijena koje su u konačnici nastale od očvrsle lavageološke formacije nagovještavajući prošlu vulkansku aktivnost.
Pojava erupcije
Erupcija vulkana može emitirati tokove lave, plinove i piroklastiku, što su ostaci lave ili stijene kore razbijeni u eksploziji. Piroklastični materijal, koji se naziva i tephra, kreće se od ogromnih blokova i bombi do usitnjenih žarulja i pepela. Među najrazornijim događajima povezanim s eksplozivnim erupcijama su piroklastični tokovi i navali, koji se ponekad nazivaju "nuée ardente" - francuski za "užareni oblak". Piroklastični tokovi su brze zavjese usijanog plina i kamena koje se spuštaju niz ramena vulkan. Uz svoje margine, mogu pokrenuti valove pepela koji se razbuktao u plinu - piroklastični naleti - koji, za razliku od protoka, mogu očistiti topografske prepreke i prijeći impresivne udaljenosti. Također su zastrašujući lahari, vodom zasićeni krhotine - oslobođeni, na primjer, brzim topljenjem ledenjaka na vrhu - koji se mogu utrkivati riječnim dolinama isušujući vulkane.
Vrste eksplozivnih erupcija
Uobičajena shema kategorizacije eksplozivnih erupcija imenuje svaku vrstu prema određenim vulkanima koji je predstavljaju. Havajske erupcije obično su tihi tokovi bazaltne lave. Strombolijske erupcije opisuju gotovo kontinuirane erupcije plinovite lave srednjeg intenziteta, često karakterizirane malim eksplozijama koje bacaju nakupine lave u zrak. Vulkanske erupcije još su eksplozivnije: plinovi se nakupljaju ispod kore koju gradi viskozna lava i na kraju pucaju izbacujući plavac i veliki oblak pepela. Peléanove erupcije sadrže eksplozivno oslobađanje energije nakon kolapsa kupole lave; proizvodi koji definiraju su piroklastični protoci i prenaponski valovi. Te užarene lavine također karakteriziraju plinijevske erupcije, izuzetno moćne događaje koji stvaraju titanske oblake pepela i ponekad urušene kratere zvane kaldere.