Виверження вулканів, хоча і викликають благоговіння і небезпечні для людей, відіграють важливу роль у забезпеченні існування життя. Без них на Землі не було б ні атмосфери, ні океанів. У довгостроковій перспективі виверження вулканів продовжують створювати багато порід, що складають поверхню планети, тоді як у короткострокові періоди виверження періодично відновлюють цю поверхню. Вулкани, по суті, є отворами в корі Землі, і вони можуть викидати лаву, гази, попіл та гірські породи. Виверження можуть варіюватися від тихого булькання до бурхливого, смертельного сплеску.
Термінологія та визначення
Виверження відбуваються, коли тиск всередині вулкана зростає, в результаті чого його розплавлена рідка гірська порода зміщується і виділяє свою енергію. Технічно кажучи, «тихі» виверження відомі як ефузійні виверження. Ці відносно приручені виверження характеризуються виливом тонкої рідинної лави, як це спостерігається на багатьох гавайських вулканах. Вибухові виверження, навпаки, викликають зображення вибуху, схожого на гору Сент-Хеленс, який, як правило, набагато більшу загрозу для життя та майна людей. Багато вивержень не обов'язково підпадають під ту чи іншу категорію, а відбуваються вздовж континууму, змішуючи в різному ступені характеристики ефузійних та вибухових вивержень.
Продукти та ефекти
Консистенція лави, вигнаної з ефузійних вивержень, подібна до консистенції сирого яйця, у той час як у вибуховій речовині виверження, вулкан виганяє лаву товщі - більше схоже на яйце, зварене всмятку, зварене в омлет - або навіть оболонка. За межами кухні це означає, що основним продуктом тихих вивержень є стічна лава, тоді як найбільш вибухові виверження викидаються не тільки товщі лава, але також уламки гірських порід і шкідливі гази, які можуть забивати борти вулкана зі швидкістю майже 100 кілометрів на годину (близько 60 миль на годину). Відомі як пірокластичні потоки, ці швидкоплинні річки руйнування є найбільш смертоносним компонентом вибухових вивержень. Однак вибухові виверження мають інші летальні риси. Попіл може покривати Землю задушливим покривом, а вулканічна речовина може поєднуватися з потоками або снігом, утворюючи грязі, захоплюючи цілі міста. На противагу цьому, під час ефузійних вивержень лава тече повільніше, тому рідко втрачає життя, хоча може руйнувати будівлі.
Фактори, що сприяють
Двома основними детермінантами типу виверження вулкана є в’язкість магми - ступінь ліквідності - та вміст газу. Вулкани, що утворюють вибухові виверження, як правило, мають густішу, в’язку магму і більший об’єм газу. Ці липкі магми запобігають розширенню бульбашок газу, що призводить до накопичення тиску, що призводить до вибухових вивержень. На відміну від цього, гази можуть легко виходити з тонкої, нежирної магми, тому накопичення тиску мінімальне. Фактори, що сприяють в'язкості магми, включають температуру та кількість діоксиду кремнію в лаві. Лави, що вивергаються при найнижчих температурах, як правило, є найбільш вибухонебезпечними, тоді як ті, що вивергаються при більш гарячих температурах, менш вибухонебезпечні. Магма, що містить більшу кількість діоксиду кремнію, як правило, є більш в’язкою і, отже, з більшою ймовірністю врешті-решт потрапляє в пастку сприяючи вибухонебезпечним виверженням, тоді як магма з меншою кількістю діоксиду кремнію тече з більшою легкістю, що в кінцевому підсумку призводить до більшої кількості ефузивні виверження.
Типи та приклади
Різні типи вулканів, як правило, виробляють різні типи вивержень. Щитові вулкани, що мають широкі пологі схили, дають найтихіші виверження. На Гавайських островах знаходяться не тільки діючі щитові вулкани, але і ланцюг насправді побудований цілком ними. Два найпоширеніші типи вулканів, відомі для вибухонебезпечних вивержень, - це шлакові конуси та стратовулкани. Широкі конуси, численні на заході Північної Америки, складаються з простої круглої або овальної форми і рідко піднімаються понад 305 метрів (1000 футів) над навколишньою місцевістю. Стратовулкани, також відомі як композитні вулкани, значно більші за шлакові конуси і включають деякі наймальовничіші гори у світі, такі як японська гора Фудзі, гора Кіліманджаро в Танзанії та гора штату Вашингтон Дощовіше. Набагато рідший тип вулканів утворює найбільш вибухонебезпечні виверження у світі: ридолітові кальдери. Риолітові кальдери вивергаються набагато рідше, ніж інші типи вулканів, і вони часто навіть візуально не нагадують вулкани в традиційному розумінні. Прикладом риолітових кальдер є Єллоустоун і Тоба в Індонезії.