Loading...
 

Zjawiska powulkaniczne

Po głównej erupcji jeszcze przez długi czas występują rożne zjawiska z nią związane. Są to:

  • ekshalacje wulkaniczne,
  • gejzery,
  • gorące źródła,
  • wulkany błotne.


Ekshalacje wulkaniczne
W zależności od czasu występowania emanacji gazowych w trakcie lub po głównej erupcji, temperatury i składu gazów wyróżniamy [1], [2]:

  • fumarole, czyli gorące ( \( {200}{^o} \) C – \( {800}{^o} \) C) wyziewy pary wodnej, \( CO_2 \), \( F_2 \), \( Cl_2 \), \( S \), \( H_2 \), \( N_2 \) i śladowe ilości innych pierwiastków; występują w kraterze i szczelinach czynnych wulkanów ( Rys. 1A),
  • solfatary to chłodniejsze wyziewy ( \( {100}{^o} \) C – \( {200}{^o} \) C), złożone głównie z pary wodnej, \( H_2S \) i \( CO_2 \); są charakterystyczne dla wulkanów drzemiących ( Rys. 1B),
  • mofety to suche i chłodne wyziewy, głównie \( CO_2 \), utrzymujące się nawet miliony lat po erupcji ( Rys. 1C).
Fumarole, solfatary i mofety. A: fumarole w kraterze wulkanu Vulcano (Włochy), B: Solfatara w Puzuoli k. Neapolu (Włochy), C: Mofeta w Jastrzębiku (Muszyna-Złockie). A-B: fot. Andrzej Gałaś. Wykorzystano za zgodą autora ; C: fot. – archiwum aut.
Rysunek 1: Fumarole, solfatary i mofety. A: fumarole w kraterze wulkanu Vulcano (Włochy), B: Solfatara w Puzuoli k. Neapolu (Włochy), C: Mofeta w Jastrzębiku (Muszyna-Złockie). A-B: fot. Andrzej Gałaś. Wykorzystano za zgodą autora ; C: fot. – archiwum aut.

W trakcie wybuchu najbliżej wulkanu występują fumarole, nieco dalej solfatary i najdalej mofety. W miarę upływu czasu fumarole zastępowane są przez solfatary, a te z kolei przez mofety. Mofety rejestrowane są nawet miliony lat po erupcji i w dużej odległości od miejsca erupcji.
Z ekshalacjami wulkanicznymi związane są niewielkie złoża mineralne, najczęściej siarki ( Rys. 2 ), rzadziej magnetytu i hematytu.

Fumarole siarkowe. A: Wulkan Mutnowski (Kamczatka, Rosja). Fot. Marek Łodziński. Wykorzystano za zgodą autora ; B: fot. USGS Sulfur Fumarole, licencja PD, źródło: [https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sulfur_Fumarole_(23998018863).jpg|Wikimedia Commons].
Rysunek 2: Fumarole siarkowe. A: Wulkan Mutnowski (Kamczatka, Rosja). Fot. Marek Łodziński. Wykorzystano za zgodą autora ; B: fot. USGS Sulfur Fumarole, licencja PD, źródło: Wikimedia Commons(external link).

Gejzery
Gejzerami nazywamy gorące źródła, które periodycznie wyrzucają gorącą wodę i przegrzaną parę wodną [3], [4], [5]. Wyrzuty odbywają się periodycznie w różnych odstępach czasowych – od kilku minut do (nawet) kilkunastu miesięcy.

Mechanizm wybuchu gejzerów.
Rysunek 3: Mechanizm wybuchu gejzerów.

Woda wyrzucana z gejzeru zawiera wiele rozpuszczonych substancji, najczęściej krzemionkę i węglan wapnia, które osadzając się wokół kanału gejzera tworzą niekiedy niewielkie stożki o średnicy maksymalnie do kilkunastu metrów i wysokości kilku metrów. Gejzery występują na obszarach młodych gór fałdowych, a mechanizm wybuchu wulkanu jest dość skomplikowany ( Rys. 3 ). Tworzą się nad systemem pustek wewnątrz skorupy ziemskiej zwieńczonych kanałem. Ogrzewana ciepłem z wnętrza Ziemi woda, mimo osiągnięcia \( {100}{^o} \) C, nie gotuje się, ponieważ przeciwdziała temu ciśnienie nadległego słupa cięższej, chłodniejszej wody (np. przy 10-metrowym słupie chłodnej wody temperatura wrzenia wynosi \( {180}{^o} \) C). Kiedy w końcu woda osiągnie temperaturę wrzenia, przegrzana para wodna podnosi słup wody i częściowo wyrzuca go na zewnątrz ( Rys. 4 ).

Gejzery. A: Old Faithful (Yellowstone National Park, USA). Fot. – archiwum aut. ; B: Stokkur (Islandia). Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.
Rysunek 4: Gejzery. A: Old Faithful (Yellowstone National Park, USA). Fot. – archiwum aut. ; B: Stokkur (Islandia). Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.

Wówczas ciśnienie raptownie spada, woda gotuje się i zostaje wyrzucona na zewnątrz. Po wybuchu część wody o niższej temperaturze opada do kanału i proces zaczyna się od nowa. Substancje mineralne pochodzące z gejzerów tworzą często różnorodne nawarstwienia mineralne ( Rys. 5 ).

A, B: Nawarstwienia mineralne z gorących źródeł Yellowstone National Park (USA).
Rysunek 5: A, B: Nawarstwienia mineralne z gorących źródeł Yellowstone National Park (USA).

Gorące (termalne) źródła
Powstają w miejscach, w których pod ziemią znajdują się komory magmowe podgrzewające wody podziemne i gruntowe. Mogą tworzyć różnej wielkości zbiorniki gorącej wody (stawy, jeziora) [3], [5]. W wodzie oraz na brzegach gorących zbiorników geotermalnych stwierdzono obecność ciepłolubnych sinic i różnych minerałów, które barwią wodę na żywe, zmieniające się kolory przypominające tęczę ( Rys. 6 ). Możliwe, że kolory wody w głębszych częściach basenów geotermalnych mają swoje źródła w rozszczepianiu światła. W gorących źródłach Nowej Zelandii fantastyczne barwy dają związki siarki, żelaza i manganu.

A, B: Gorące źródła w Yellowstone National Park (USA).
Rysunek 6: A, B: Gorące źródła w Yellowstone National Park (USA).

Wulkany błotne
Wulkany błotne to pewna odmiana gorących źródeł, w których woda wymieszana jest z iłem i piaskiem [3], [5]. Erupcja jest zróżnicowana – od eksplozywnych, wyrzucających na niewielką wysokość błotną mieszaninę, po spokojnie wylewające się niewielkie porcje ( Rys. 7 ). Podkreślić należy, że nie wszystkie wulkany błotne związane są z terenami powulkanicznymi. W wielu rejonach przyczyną powstania chłodnych wulkanów błotnych są emanacje gazu ziemnego przebijające się przez zawodnione warstwy iłów, piasków, glin (Rumunia, Azerbejdżan, Iran, Pakistan, Wenezuela, Kolumbia, Indie).

Wulkany błotne. A: Yellowstone National Park (USA). Fot. – archiwum aut. ; B: obszar geotermalny Hverir (Islandia). Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.
Rysunek 7: Wulkany błotne. A: Yellowstone National Park (USA). Fot. – archiwum aut. ; B: obszar geotermalny Hverir (Islandia). Fot. Ewa Waśkowska. Wykorzystano za zgodą autorki.

Bibliografia

1. M. Książkiewicz: Geologia dynamiczna, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1979.
2. M. Rosi, P. Papale, L. Lupi, M. Stoppato: Volcanoes, Firefly Books Ltd., Ontario 2003.
3. S. Marshak: Earth: Portrait of a Planet, WW Norton & Company, New York, London 2008.
4. D. H. Carlson, C. C. Plummer, L. Hammersley: Physical Geology: Earth Revealed, McGraw-Hill, New York 2011.
5. F. K. Lutgens, E. J. Tarbuck, D. G. Tasa: Esentials of Geology, Pearson Education Limited, Essex 2014.

Ostatnio zmieniona Sobota 12 z Luty, 2022 18:11:00 UTC Autor: 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.