Як вивергається вулкан?

Вулкан позначає вентиляційний отвір, де магма, або розплавлена ​​порода, досягає поверхні Землі у вигляді лави та пов’язаних з нею матеріалів. Хоча багато людей уявляють собі конічну вершину, коли думають про вулкан, найрізноманітніші форми рельєфу належать до цієї категорії, включаючи хребти середнього океану та тріщини, що вивергаються великими пластами повені базальтів. Виверження вулканів можуть бути досить тихими і повільними, або вони можуть бути різко жорстокими та катастрофічними. У будь-якому випадку, вони є свідченням бурхливих хвилювань внутрішньої Землі.

Вулкани, як правило, знаходяться в двох основних місцях планети: на кордонах тектонічних плит і в так званих "гарячих точках", де магма піднімається з набагато більш дискретних джерел тепла в мантії. Межі розбіжних плит - це рифти, де лава, що опускається, утворює свіжу океанічну кору на підводних вулканах. Там, де одна плита стикається з іншою і штовхає під нею - процес, який називається «субдукцією», - дайвінг-пластина плавиться на певній глибині до паливних поясів вулканів. Гарячі точки не зовсім зрозумілі, але, схоже, вони відповідають за деякі планети найбільш вражаючі форми рельєфу, такі як гавайські щитові вулкани та масивний Йеллоустоун супервулкан.

Вивержувальна поведінка даного вулкану значною мірою залежить від вмісту газу та мінералів у магмі, яка його живить. Гази, звані леткими речовинами, включають водяну пару, а також вуглекислий газ, діоксид сірки та інші елементи. Ці леткі речовини знаходяться під тиском на глибині і розширюються, коли магма наближається або досягає поверхні. Наскільки легко гази вийти з магми, сильно залежить від частки речовини в діоксиді кремнію: магма, багата на кремній, більше тягучий - тобто він тече менш легко - і перешкоджає виділенню газу значніше, ніж низькокремнієвий, більш текучий магма. Таким чином магми, важкі в діоксиді кремнію, більш схильні до вибухових вивержень, оскільки затримані гази створюють сильний тиск. Відносна кількість кремнезему в лаві допомагає класифікувати його: базальтова лава має низький вміст кремнію; андезитова лава, проміжна; а дацитові та риолітові лави багаті кремнеземом. Ці категорії можуть пояснити вивержувальну поведінку, а також описати типи гірських порід, що в кінцевому підсумку утворюються із затверділих лавогеологічних утворень, що натякають на минулу вулканічну активність.

Виверження вулкана може виділяти потоки лави, гази та пірокласти, які є уламками лави або породи кори, зруйнованими під час вибуху. Пірокластичний матеріал, який також називають тефрою, варіюється від величезних блоків і бомб до порошкоподібних шлаків та попелу. Серед найбільш руйнівних подій, пов'язаних з вибуховими виверженнями, є пірокластичні потоки та сплески, які іноді називають "nuée ardente" - французькою мовою "світиться хмара". Пірокластичні потоки - це швидко рухаються завіси пекучого газу та гірських порід, що заносять плечі вулкан. Поруч з ними вони можуть підняти вали газоподібного попелу - пірокластичні сплески - які, на відміну від потоків, можуть очистити топографічні бар'єри та подолати значні відстані. Також грізними є лахари, насичені водою потоки сміття - розв’язані, наприклад, швидко талими льодовиками на вершині - які можуть мчати вниз по річкових долинах, що стікають вулканами.

Типова схема класифікації вибухонебезпечних вивержень позначає кожен тип за певними вулканами, що є прикладом цього. Гавайські виверження - це, як правило, тихі потоки базальтової лави. Стромболієві виверження описують майже безперервні виверження газоподібної лави з проміжною інтенсивністю, часто характеризуються дрібними вибухами, що викидають згустки лави в повітря. Вулканічні виверження ще більш вибухонебезпечні: під корою, утвореною в'язкою лавою, накопичуються гази, які в кінцевому підсумку розриваються, викидаючи пемзу і велику хмару попелу. Виверження Пелену характеризуються вибуховими виділеннями енергії після обвалення купола лави; визначальними продуктами є пірокластичні потоки та сплески. Ці випалюючі лавини також характеризують виверження Плінія, надзвичайно потужні події, що утворюють титанові хмари попелу, а іноді і обвалені кратери, звані кальдерами.