Loading...
 

Wulkanizm - wprowadzenie


to zespół procesów związanych z wydobywaniem się magmy, okruchów skalnych i gazów z głębi Ziemi na jej powierzchnię. Zjawisko wydobywania się produktów wulkanicznych na powierzchnię nazywamy erupcją.


Wulkanizm jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych procesów geologicznych. Erupcje wulkaniczne w wielu miejscach kształtują rzeźbę Ziemi ( Rys. 1 ) i dostarczają wielu informacji o budowie jej wnętrza. Setki czynnych oraz tysiące drzemiących i nieaktywnych wulkanów działają na wyobraźnię ludzi; są one jednymi z ważniejszych obiektów turystycznych [1]. Ich egzotykę i piękno ilustrują liczne zdjęcia i filmy.

Wulkany erupcji centralnych. A: Wulkan Teide (Teneryfa, Hiszpania), B: Etna - stożek główny i stożki pasożytnicze (Sycylia, Włochy).
Rysunek 1: Wulkany erupcji centralnych. A: Wulkan Teide (Teneryfa, Hiszpania), B: Etna - stożek główny i stożki pasożytnicze (Sycylia, Włochy).

Ze względu na powierzchnię i geometrię miejsca erupcji wyróżniane są ( Rys. 2 ):

  • erupcje centralne, jeśli miejscem wydobywania produktów wulkanicznych jest niewielkiej średnicy, okrągły lub owalny otwór zwany kraterem,
  • erupcje linijne (szczelinowe), jeśli miejscem wydobywania produktów wulkanicznych jest szczelina,
  • erupcje arealne, jeśli wypływ lawy odbywa się na dużej powierzchni.
Typy erupcji.
Rysunek 2: Typy erupcji.

Aktualnie zdecydowanie dominują erupcje centralne ( Rys. 3 ). Produkty gromadzą się wokół miejsca erupcji w formie stożkowatego wzniesienia zwanego wulkanem [2], [3], [4], [5].

Erupcje centralne wulkanów. A: erupcja wulkanu Sabancaya (Peru), B: Wulkan Cotopaxi (Ekwador). Fot. A-B Andrzej Gałaś. Wykorzystano za zgodą autora.
Rysunek 3: Erupcje centralne wulkanów. A: erupcja wulkanu Sabancaya (Peru), B: Wulkan Cotopaxi (Ekwador). Fot. A-B Andrzej Gałaś. Wykorzystano za zgodą autora.

Erupcje linijne ( Rys. 4 ) na lądach są obecnie dość rzadkie, ale w przeszłości występowały często [2], [3], [4]. Współcześnie tego typu wylewy znane są tylko z Islandii. W ubiegłych epokach geologicznych powstawały w ten sposób rozległe pokrywy bazaltowe, zwane trapami, które znane są z USA (500 \( tys. km^2 \) i 1 km grubości), Dekanu (300 \( tys. km^2 \) i do 3 km grubości), z Syberii, Afryki czy Grenlandii.

Wulkany szczelinowe.
Rysunek 4: Wulkany szczelinowe.

Obecnie erupcje linijne są dominującym typem w środowiskach podwodnych. Wylewy szczelinowe mają miejsce w strefach neowulkanicznych dolin ryftowych, w strefach rozrostu skorupy oceanicznej ( Rys. 5 ).
W erupcjach linijnych dochodzi do efuzji niskiej lepkości, ruchliwych law bazaltowych. Wylew linijny to prawie zawsze akt jednorazowy. Po akcie efuzywnym szczelina zostaje zatkana zakrzepłą lawą, a w jej obrębie punktowo mogą tworzyć się niewielkie erupcje centralne.

Erupcje szczelinowe. A: fot. USGS, View toward the SW of fissure eruption, licencja PD, źródło: [https://www.usgs.gov/media/images/fissure-eruption-5|USGS] ; B: fot. USGS, Kamoamoa 2011-03-05 fissure, licencja PD, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kamoamoa_2011-03-05_fissure.jpg|Wikimedia Commons].
Rysunek 5: Erupcje szczelinowe. A: fot. USGS, View toward the SW of fissure eruption, licencja PD, źródło: USGS(external link) ; B: fot. USGS, Kamoamoa 2011-03-05 fissure, licencja PD, źródło: Wikimedia Commons(external link).

Erupcje arealne powstają przez przetopienie powierzchniowych warstw skorupy ziemskiej nad komorą magmową lub rozległą intruzją magmową. Wówczas miejsce wypływu stopu zajmuje dużą powierzchnię. Aktualnie takie erupcje nie występują, ale w odległej historii Ziemi, w czasie akrecji skorupy ziemskiej i w pierwszych etapach jej stabilizacji, odgrywały kluczową rolę [6].

Do erupcji dochodzi w środowiskach lądowych oraz podwodnych. Szczególne są erupcje podwodne, które mają miejsce na dnie morskim, oceanicznym lub jeziornym i tylko te płytsze (do około 2 km) dają objawy widoczne na powierzchni wody ( Rys. 6 ).

Erupcje podowodne. A: fot. Alex DeCiccio, Kavachi Eruption, licencja CC BY-SA 4.0, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kavachi_Eruption.jpg|Wikimedia Commons] ; B: fot. NSF, NOAA,  An eruption near the West Mata Volcano, Pacific Ocean, licencja CC BY 2.0, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Expl2299_-_Flickr_-_NOAA_Photo_Library.jpg|Wikimedia Commons].
Rysunek 6: Erupcje podowodne. A: fot. Alex DeCiccio, Kavachi Eruption, licencja CC BY-SA 4.0, źródło: Wikimedia Commons(external link) ; B: fot. NSF, NOAA, An eruption near the West Mata Volcano, Pacific Ocean, licencja CC BY 2.0, źródło: Wikimedia Commons(external link).

Charakterystycznym produktem erupcji podmorskich są lawy poduszkowe (ang. pillow lava) powstające wskutek szybkiego stygnięcia lawy w kontakcie z zimną wodą morską (zob. Lawa-Rys. 1 ) [6], [7]. Krzepnący w tych warunkach stop przyjmuje formy o kształcie bochenkowatym lub poduszkowatym.

Rzadziej dochodzi do kumulacji utworów piroklastycznych, które powstają przez kontakt lawy z zimną wodą morską. Stożki pirokastyczne formowane w ten sposób mogą wystawać ponad powierzchnie wody.

Produktami wulkanizmu są [8], [9], [3]:

  • lawa, czyli stop glino-krzemianowy, który wydobywa się na powierzchnię Ziemi i w tych warunkach krystalizuje w formie skał wulkanicznych,
  • materiały piroklastyczne, czyli okruchy skalne wyrzucane z krateru,
  • pary i gazy wydobywające się z krateru oraz lawy.


Wulkanizm istotnie wpływa na zmianę morfologii terenu. Wydobywające się produkty są kumulowane w najbliższej okolicy erupcji, prowadząc do podnoszenia powierzchni terenu i powstawania punktowych wzniesień ( Rys. 7 ). Najwyższym wulkanem jest hawajski Mauna Kea. Jego wysokość bezwzględna wynosi 4 205 m n.p.m., przy czym całkowita wysokość (względna) mierzona od podstawy to 10 203 m. Jest to jednocześnie najwyższe wzniesienie ziemskie, przewyższające Mount Everest.
Mauna Kea (Hawaje). A: fot. Nula666, Mauna Kea from Mauna Loa Observatory, Hawaii, licencja CC BY-SA 3.0, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mauna_Kea_from_Mauna_Loa_Observatory,_Hawaii_-_20100913.jpg|Wikimedia Commons] ; B: fot. NASA Earth Observatory,  Mauna Kea (north) and Mauna Loa (south), licencja PD, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mauna_Loa_Mauna_Kea.jpg|Wikimedia Commons].
Rysunek 7: Mauna Kea (Hawaje). A: fot. Nula666, Mauna Kea from Mauna Loa Observatory, Hawaii, licencja CC BY-SA 3.0, źródło: Wikimedia Commons(external link) ; B: fot. NASA Earth Observatory, Mauna Kea (north) and Mauna Loa (south), licencja PD, źródło: Wikimedia Commons(external link).

Bibliografia

1. P. Erfurt-Cooper, M. Cooper (Ed.): Volcano and Geothermal Tourism, Earthsan, London, Washington 2010.
2. J. S. Monroe, R. Wicander: Physical Geology, West Publishing Company, St. Paul 1995.
3. M. Rosi, P. Papale, L. Lupi, M. Stoppato: Volcanoes, Firefly Books Ltd., Ontario 2003.
4. D. H. Carlson, C. C. Plummer, L. Hammersley: Physical Geology: Earth Revealed, McGraw-Hill, New York 2011.
5. S. J. Reynolds, J. K. Johnson, P. J. Morin, C. M. Carter: Exploring Geology, Mc Graw-Hill, Boston 2013.
6. M. Książkiewicz: Geologia dynamiczna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1979.
7. S. Chernicoff, R. Venkatakrishnan: Geology, Worth Publishers, New York 1995.
8. R. W. Decker, B. B. Decker: Volcanoes, Cambridge University Press, Cambridge - New York 1998.
9. H. Sigurdsson (Red.): Encyclopedia of Volcanoes, Academic Press, London 2000.

Ostatnio zmieniona Wtorek 01 z Luty, 2022 10:59:52 UTC Autor: Anna Waśkowska, Tadeusz Słomka
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.