W warunkach lądowych powszechne są erupcje centralne (zob. Wulkanizm - wprowadzenie ), w których produkty erupcji gromadzą się wokół miejsca erupcji w formie stożkowatego wzniesienia zwanego wulkanem [1], [2], [3], [4].
Wulkany takie dzielone są ze względu na dominujący rodzaj (rodzaje) produktów erupcji na ( Rys. 1 ):
- wulkany lawowe (tarczowe), gdy podczas erupcji z krateru wydobywa się głównie lawa;
- wulkany eksplozywne (piroklastyczne) wyrzucające głównie materiał piroklastyczny;
- wulkany mieszane (stratowulkany), które wyrzucają lawę i materiał piroklastyczny.
W trakcie wszystkich tych erupcji wydobywają się także różne gazy.
Stożki wulkanów lawowych (wylewnych) zbudowane są ze skał wylewnych. Mogą być dwojakiego rodzaju [4]:
- wulkany tarczowe zajmują dużą powierzchnię, mają formę płaskiego wzniesienia o łagodnie (do 8 \( {^o} \)) nachylonych stokach ( Rys. 2A). Kratery tych wulkanów są płytkimi zagłębieniami, wypełnionymi gorącą lawą, której poziom podnosi się i epizodycznie dochodzi do wylewu poza brzegi krateru. Wulkany tarczowe wylewają wyłącznie lawy bazaltowe o niskiej lepkości, które są ruchliwe i mają tendencje do tworzenia długich, ale niewielkiej grubości potoków. Najbardziej znane wulkany tarczowe występują na Hawajach i Islandii [2], [5].
- kopuły lawowe mają formę zwartej kopuły, wzniesienia o stromych stokach, które zajmuje niezbyt duży obszar ( Rys. 2B). Powstają przy erupcjach law kwaśnych, o wysokiej lepkości, które są mało ruchliwe i tworzą krótkie, grube potoki. Czynne wulkany tego typu występują między innymi na Jawie, Kamczatce, w USA i Peru [2], [6], [7].
; B: dacytowa kopuła lawowa (Dolina Wulkanów, Peru). Fot. Andrzej Gałaś. Wykorzystano za zgodą autora.
Gdy erupcje lawowe są niskoenergetyczne nazywane są efuzjami, a wulkany z takim przebiegiem erupcji - efuzywnymi. Gdy lawy wyrzucane są z krateru i tworzą fontanny law nazywane są ekstruzjami, a wulkany ekstruzywnymi.
Wulkany mieszane (stratowulkany) ( Rys. 3 ) stanowią dominującą grupę aktualnie czynnych wulkanów lądowych [1], [2], [3], [4]. Charakterystyczne dla nich są stożki o nachyleniu stoków około 30 \( {^o} \), które zbudowane są z naprzemianległych, nachylonych zgodnie z powierzchnią stożka warstw zakrzepłej lawy i materiału piroklastycznego ( Rys. 4 ).
Taka sekwencja jest wynikiem podobnego przebiegu kolejnych erupcji, w których wyraźnie wyodrębniają się dwie fazy. Pierwsza faza jest wysokoenergetyczna, a erupcję rozpoczyna wyrzut materiału piroklastycznego. Materiał ten pochodzi z rozsadzenia znajdujących się w kominie i kraterze skał wulkanicznych oraz krzepnięcia strzępów lawy wyrzuconej pod wpływem parcia gazów. Po tej fazie rozpoczyna się etap efuzywno-ekstruzywny, podczas którego podstawowym produktem jest lawa wylewająca się na pokrywy piroklastyczne.
Poza głównym kraterem stratowulkanów, mniejsze porcje lawy i popiołów wydobywają się także ze szczelin oraz z podrzędnych stożków, znajdujących się na stoku. Stożki tworzące się na powierzchni głównego stożka nazywane są pasożytniczymi ( Rys. 5 ).
Charakterystycznym elementem budowy wielu stratowulkanów są kaldery [1], [8], [9]. Są to często ogromne, nawet do 20 km średnicy, zagłębienia w szczytowej części stożka. Powstają one w wyniku:
- wysadzenia szczytowej części stożka,
- przez zapadnięcie się górnej części wulkanu nad opróżnioną komorą magmową ( Rys. 6 ).
Podczas kolejnych aktów eruptywnych w kalderze wyrasta nowy stożek. Wiele zagłębień kalderowych wypełnionych jest wodą tworząc tzw. jeziora kraterowe ( Rys. 7 ).
; B: fot. Benoit Brummer, Crater Lake, licencja CC BY 4.0, źródło: Wikimedia Commons.
Czynnymi stratowulkanami są między innymi: Wezuwiusz, Cotopaxi (Andy), Kilimandżaro, Fudżi i wiele innych.
Wulkany eksplozywne wyrzucają prawie wyłącznie materiał piroklastyczny ( Rys. 8 ) lub produkty gazowe. Aktualnie jest to najrzadziej występujący typ wulkanów [7], [9]. Z nieodległej przeszłości znane są takie wulkany z Masywu Centralnego (Francja) i z Doliny Wulkanów (Peru).
Typem wulkanów eksplozywnych są maary ( Rys. 9 ). Są to lejkowate wgłębienia otoczone niewysokim wałem zbudowanym z utworów piroklastycznych. Zagłębienia te przechodzą w kanały wypełnione brekcją wulkaniczną i materiałem piroklastycznym (tzw. diatremę). Uważa się, że maary powstają przez eksplozję zgromadzonych w komorze wulkanu gazów. Podczas eksplozji dochodzi do rozdrobnienia skał wulkanicznych wypełniających komin oraz skał osłony. Diatremami są także kominy kimberlitowe często zawierające diamenty.
; B: budowa wewnętrzna maaru.
Maary są również efektem erupcji freatycznych wywołanymi przez wody gruntowe, opadowe lub morskie, które w podłożu wulkanu zostają podgrzane i zamienione w parę wodną. Eksplozja jest efektem wybuchu pary wodnej, który doprowadza do wyrzutu produktów z poprzednich erupcji ( Rys. 10 ), [10], [11].
; B: fot. Dan Dzurision, Spirit Lake, Pumice Plain, and phreatic explosions, licencja PD, źródło: Wikimedia Commons.
Bibliografia
1. J. S. Monroe, R. Wicander: Physical Geology, West Publishing Company, St. Paul 1995.2. M. Rosi, P. Papale, L. Lupi, M. Stoppato: Volcanoes, Firefly Books Ltd., Ontario 2003.
3. D. H. Carlson, C. C. Plummer, L. Hammersley: Physical Geology: Earth Revealed, McGraw-Hill, New York 2011.
4. S. J. Reynolds, J. K. Johnson, P. J. Morin, C. M. Carter: Exploring Geology, Mc Graw-Hill, Boston 2013.
5. A. Gałaś: Wybuchy wulkanów. Erupcja Eyjafjőll, Islandia, 2010, Wydawnictwa AGH, Kraków 2010.
6. D. Jerram, N. Petford: The Field Description of Igneous Rocks, Wiley-Blackwell, Chichester 2011.
7. A. Gałaś: Charakterystyka grupy wulkanicznej Andahua w południowym Peru, Wydawnictwa AGH Kraków 2013, Rozprawy Monograficzne 281.
8. H. Sigurdsson (Red.): Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, London 2000.
9. F. K. Lutgens, E. J. Tarbuck, D. G. Tasa: Esentials of Geology, Pearson Education Limited, Essex 2014.
10. M. Książkiewicz: Geologia dynamiczna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1979.
11. S. Chernicoff, R. Venkatakrishnan: Geology, Worth Publishers, New York 1995.
12. R. K. Borówka: Budowa Ziemi bez tajemnic, Wydawnictwo Kurpisz, Poznań 2001.