איך הר געש מתפרץ?

הר געש מסמן פורקן בו מגמה, או סלע מותך, מגיע לפני השטח של כדור הארץ בצורת לבה וחומרים נלווים. בעוד שאנשים רבים צופים שיא חרוטי כאשר הם חושבים על הר געש, מגוון רחב של צורות קרקע נכנסים לקטגוריה, כולל רכסי מידוקיאן והסדקים שפורצים יריעות שיטפון גדולות בזלות. התפרצויות געשיות עשויות להיות שקטות בקצב איטי למדי, או שהן עשויות להיות אלימות וקטסטרופליות באופן דרמטי. כך או כך, הם עדות לתסיסה הגואה של כדור הארץ הפנימי.

הרי געש נמצאים בדרך כלל בשני אתרים עיקריים על פני כדור הארץ: בגבולות הלוחות הטקטוניים ובמה שנקרא "נקודות חמות", שם מגמה עולה ממקורות חום נפרדים הרבה יותר במעטפת. גבולות הלוחות השונים הם שברים בהם לבה מתנפחת יוצרת קרום אוקיאני טרי בהרי געש צוללתיים. במקום בו לוחית אחת מתנגשת באחרת ונדחפת תחתיה - תהליך הנקרא "תת תחבולה" - לוחית הצלילה נמסה בעומק מסוים לחגורות דלק של הרי געש. נקודות חמות אינן מובנות לגמרי, אך נראה שהן אחראיות לחלק מכוכבי הלכת צורות היבשה המרשימות ביותר, כמו הרי געש מגן הוואי ויולסטון המסיבית הר געש.

ההתנהגות המתפרצת של הר געש נתון תלויה במידה רבה בתכולת הגז והמינרלים של המאגמה שמזינה אותו. גזים, הנקראים נדיפים, כוללים אדי מים וכן פחמן דו חמצני, דו-גופרית ואלמנטים אחרים. נדיפים אלה נלחצים בעומק ומתרחבים ככל שהמגמה מתקרבת או מגיעה לפני השטח. באיזו קלות גזים יכולים לברוח מהמגמה תלויה במידה רבה בנתח החומר של סיליקה: מאגמה עשירה בסיליקה היא יותר צמיג - כלומר הוא זורם פחות בקלות - ומעכב שחרור גז בצורה משמעותית יותר מסוליקה דלה ונוזל יותר מִקפָּה. לפיכך מגמות כבדות בסיליקה נוטות יותר להתפרצויות נפץ מכיוון שגזים מאולפים מצטברים בלחץ עז. הכמות היחסית של סיליקה בלבה מסייעת לסווג אותה: לבה בזלתית נמוכה בסיליקה; לבה אנדזיטית, ביניים; ולבות דאציטיות וריוליטיות עשירות בסיליקה. קטגוריות אלה יכולות להסביר התנהגות מתפרצת ולתאר גם את סוגי הסלעים שנוצרו בסופו של דבר מלבה קשוחה - תצורות גיאולוגיות המרמזות על פעילות געשית בעבר.

התפרצות געשית עלולה לפלוט זרמי לבה, גזים ופירוקלסטיות, שהם פסולת לבה או סלע קרום שהתנפצו בפיצוץ. חומר פירוקלסטי, הנקרא גם טפרה, נע בין גושי ענק ופצצות ועד לאשכולות מרוסקות ואפר. בין האירועים ההרסניים ביותר הקשורים להתפרצויות נפץ הם זרימות פירוקלסטיות ונחשולים, המכונים לפעמים "nuée ardente" - צרפתית ל"ענן זוהר ". זרימות פירוקלסטיות הן וילונות מהירים של גז צורב וסלעים ששוטפים את כתפיהם הַר גַעַשׁ. בשוליים, הם עשויים לבעוט באביב של אפר מתנפח בגז - נחשולים פירוקלסטיים - שבניגוד לזרמים, הם יכולים לנקות מחסומים טופוגרפיים ולנסוע מרחקים מרשימים. אימתניים הם גם להרים, זרמי פסולת רוויים במים - משוחררים, למשל, על ידי קרחוני פסגה שנמסים במהירות - שיכולים לדהור במורד עמקי הנהר המנקזים הרי געש.

תוכנית סיווג נפוצה להתפרצויות נפץ מכנה כל סוג על שם הרי געש ספציפיים המדגימים אותו. התפרצויות הוואי הן בדרך כלל זרימות שקטות של לבה בזלתית. התפרצויות סטרומבוליות מתארות התפרצויות כמעט רציפות של לבה גזית בעוצמת ביניים, המאופיינת לעיתים קרובות בפיצוצים קטנים המטיחים גושי לבה לאוויר. התפרצויות הוולקניות עדיין נפיצות יותר: גזים מצטברים מתחת לקרום שנבנה על ידי לבה צמיגה, ובסופו של דבר מתפרצים לרוקח ספוג וענן אפר נהדר. התפרצויות פלען כוללות שחרור נפץ של אנרגיה לאחר קריסת כיפת לבה; המוצרים המגדירים הם זרימות ופירוקלסטיות. המפולות הצורבות הללו מאפיינות גם התפרצויות פליניאניות, אירועים חזקים במיוחד המייצרים ענני אפר טיטניים ולעיתים גם המכתשים שהתמוטטו הנקראים קלדרה.