Wulkan
1. Ognisko wulkaniczne
2. Skała macierzysta
3. Kanał lawowy
4. Podnóże
5.Sill
6. Przewód boczny
7. Warstwy popiołu emitowanego przez wulkan
8. Zbocze
9. Warstwy lawy emitowanej przez wulkan
10. Gardziel
11.Stożek pasożytniczy
12. Potok lawowy
13. Komin
14. Krater
15. Chmura popiołu
Wulkan(złac.Vulcanus– imię rzymskiego bogaognia) – miejsce na powierzchniZiemi,z którego wydobywa sięlawa,gazy wulkaniczne(solfatary, mofety, fumarole) imateriał piroklastyczny[a].Terminu tego również używa się jako określenie form terenu powstałych wskutek działalności wulkanu, choć bardziej poprawne są takie terminy jak:góra wulkaniczna,stożek wulkaniczny,kopuła wulkanicznaczywulkan tarczowy.
Wulkany
[edytuj|edytuj kod]Rodzaje wulkanów
[edytuj|edytuj kod]
Aktywnośćwulkanicznazmienia się wraz z czasem. Obserwowana aktywność wulkanów umożliwiła wprowadzenie ich podziału na wulkany:
- czynne– stale lub sporadycznie objawiające swoją działalność (np.Wezuwiusz,Etna,Stromboli),
- drzemiące– ich działalność została zaobserwowana, jednak od dłuższego czasu jej nie okazywały,
- wygasłe– ich działalność nie została zaobserwowana w czasach historycznych (np.stożki wulkanicznew Niemczech i Polsce).
Powstanie wulkanu może być procesem dosyć szybkim (jak na procesy geologiczne). WulkanParicutinwMeksykupowstał w 1943 roku, przez kilka kolejnych lat był aktywny i zakończył aktywność w 1952 roku.
Szacuje się, że w ciągu ostatnich 10 tys. lat na kuli ziemskiej czynnych było 1500 wulkanów. W tym okresie miało miejsce około 7900erupcji.Obecnie liczbę czynnych wulkanów szacuje się na około 800. Ponad połowa z nich znajduje się na obszarze lądowym. Ponadto można spotkać kilka tysięcy nieczynnych wulkanów na lądzie oraz kilkadziesiąt tysięcy pod wodą.
Inny podział bierze pod uwagę miejsce, z którego wypływamagma.Wyróżnia się wówczas wulkany:
- stożkowe,
- tarczowe,
- linijne – magma wypływa z podłoża nie w jednym miejscu, ale wzdłuż długiej szczeliny. Ten typ działalności wulkanicznej powszechny jest w strefach spreadingu na dnie oceanicznym[1].
Wulkany różnią się dominującym rodzajem materiału, jaki się z nich wydobywa:
- lawowe (efuzywne) – wypływa tylkolawa,icherupcjama łagodny przebieg. Dzielą się na:
- tarczowe(hawajskie) – niskie i rozległe (lawaz nich wypływająca jestzasadowa,bazaltowa,o małej lepkości), osiągają szerokość nawet do 40 kilometrów;
- kopuły lawowe(bardzo gęsta, kwaśna,krzemionkowalawa), które wyglądają jak pół sfery (kuli);
- stratowulkany(mieszane) – wyrzucają gęstą, lepką lawęandezytową;ponadto wyrzucane są też materiały piroklastyczne (bomby wulkaniczne,lapille) i gazy wulkaniczne. Należą do najbardziejeksplozywnych.Stratowulkany mają wysokie, strome stożki (kąt nachylenia ok. 30°, np.Wezuwiusz,Cotopaxi,Popocatépetl);
- eksplozywne– wyrzucają tzw.materiał piroklastyczny,a także najgęstsze i najbardziej kwaśne lawy ryolitowe;
- maary – erupcja freatyczna, spowodowana ciśnieniem pary wodnej powstałej w wyniku kontaktu wód powierzchniowych z magmą;
- wulkany błotne– z których wydobywa się na powierzchnię błotnista mieszaninawody,iłu,piaskuitp. Proces ten związany jest z przejawami wygasającego jużwulkanizmu– wydobywaniem się gorącejwodylubpary wodnejlub z zupełnie innymi zjawiskami geologicznymi niż wulkanizm.
Efektem intensywnej działalności wulkanicznej jestkaldera– krater powstały podczas zbyt gwałtownej erupcji wulkanu lub po zapadnięciu się stropukomory wulkanicznej.
Rozmieszczenie wulkanów
[edytuj|edytuj kod]Tradycyjnie uważano, że wulkany na Ziemi grupują się na obszarach górotwórczości alpejskiej, chociaż wiedziano też, że występują także wulkany niezwiązane z nimi. Najwięcej czynnych wulkanów lądowych występuje w tzw.Ognistym Pierścieniu Pacyfiku,rozciągającym się wokół Oceanu Spokojnego. W tej strefie znajduje się ponad 90% czynnych wulkanów lądowych na Ziemi, z których najwyższy jestOjos del Saladow Chile. Działalność wulkaniczna grupuje się w trzech rodzajach obszarów: strefachspreadingu,strefachsubdukcjii tzw.plamach gorąca.
Najważniejsze wulkany w poszczególnych częściach świata:
Europa
[edytuj|edytuj kod]W Europie jest kilka aktywnych wulkanów, głównie weWłoszechi naIslandii:
- Etna(Włochy) – ok. 3340 m n.p.m.
- Beerenberg(Norwegia) – 2277 m n.p.m.
- Hvannadalshnúkur(Islandia) – 2119 m n.p.m.
- Grímsvötn(Islandia) – 1719 m n.p.m.
- Askja(Islandia) – 1510 m n.p.m.
- Eyjafjallajökull(Islandia) – 1666 m n.p.m.
- Hekla(Islandia) – 1491 m n.p.m.
- Katla(Islandia) – 1363 m n.p.m.
- Wezuwiusz(Włochy) – 1281 m n.p.m.
- Stromboli(Włochy) – 926 m n.p.m.
- Vulcano(Włochy) – 500 m n.p.m.
- Santoryn(Grecja) – 131 m n.p.m.
W Polsce odnaleźć można ślady dawnegowulkanizmunaŚląsku(odNysy ŁużyckiejpoGórę Świętej Anny) oraz wPieninach,Beskidzie Sądeckim,w południowej częściWyżyny OlkuskiejwMiękinikołoKrzeszowic.Także kilkanaście milionów lat temu występował czynny i bardzo aktywny wulkan w okolicachBelnaniedalekoZagnańskawGórach Świętokrzyskich.Świadczą o tym znaleziska skał wulkanicznych, lapili i charakterystyczne ukształtowanie tego terenu.
Afryka
[edytuj|edytuj kod]- Kilimandżaro(Tanzania) – 5895 m n.p.m.
- Meru(Tanzania) – 4570 m n.p.m.
- Kamerun(Kamerun) – 4094 m n.p.m.
- Pico del Teide(Wyspy Kanaryjskie) – 3718 m n.p.m.
- Piton de la Fournaise(Reunion) – 2632 m n.p.m.
Ameryka Północna
[edytuj|edytuj kod]- Orizaba(Meksyk) – 5700 m n.p.m.
- Popocatépetl(Meksyk) – 5452 m n.p.m.
- Rainier(USA) – 4390 m n.p.m.
- Góra Wrangla(USA) – 4270 m n.p.m.
- Colima(Meksyk) – 4265 m n.p.m.
- St. Helen(USA) – 3000 m n.p.m.
- Izalco(Salwador) – 1950 m n.p.m.
Ameryka Południowa
[edytuj|edytuj kod]- Ojos del Salado(Argentyna) – 6880 m n.p.m.
- Llullaillaco(Argentyna/Chile) – 6739 m n.p.m.
- Antofalla(Argentyna) – 6450 m n.p.m.
- Guallatira(Chile) – 6060 m n.p.m.
- Láscar(Chile) – 5992 m n.p.m.
- Cotopaxi(Ekwador) – 5896 m n.p.m.
- Tupungatito(Chile) – 5640 m n.p.m.
- Sangay(Ekwador) – 5325 m n.p.m.
- Maipo(Chile) – 5323 m n.p.m.
- Puracé(Kolumbia) – 4700 m n.p.m.
- Villarica(Chile) – 2840 m n.p.m.
Antarktyda
[edytuj|edytuj kod]- Erebus(Wyspa Rossa) – 3794 m n.p.m.
Oceania
[edytuj|edytuj kod]- Mauna Kea(Hawaje,USA) – 4205 m n.p.m.
- Mauna Loa(Hawaje,USA) – 4170 m n.p.m.
- Ruapehu(Nowa Zelandia) – 2797 m n.p.m.
- Hualālai(Hawaje,USA) – 2521 m n.p.m.
- Kīlauea(Hawaje,USA) – 1250 m n.p.m.
Azja
[edytuj|edytuj kod]- Elbrus(Rosja) – 5642 m n.p.m.
- Ararat(Turcja) – 5165 m n.p.m.
- Kluczewska Sopka(Rosja) – 4957 m n.p.m.
- Fudżi(Japonia/Honsiu) – 3776 m n.p.m.
- Semeru(Indonezja) – 3680 m n.p.m.
- Apo(Filipiny) – 2965 m n.p.m.
- Marapi(Indonezja) – 2890 m n.p.m.
- Tambora(Indonezja) – 2850 m n.p.m.
- Asama(Japonia) – 2540 m n.p.m.
- Manam(Papua-Nowa Gwinea) – 1807 m n.p.m.
- Pinatubo(Filipiny) – 1600 m n.p.m.
- Krakatau(Indonezja) – 813 m n.p.m.
- Mayon(Filipiny) – 2463 m n.p.m.
Największe wulkany na Ziemi
[edytuj|edytuj kod]- Mauna Loa,największy czynny wulkan na Ziemi.
- Gardner Pinnacles(podmorski, Ocean Spokojny): ok. 150 tys. km³ objętości, 4500 m wysokości (wygasły)[2][3].
Najwyższe wulkany na Ziemi
[edytuj|edytuj kod]- Ojos del Salado(
Chile/
Argentyna) 6880 m n.p.m. - Llullaillaco(Chile/Argentyna) 6723 m n.p.m.
- Antofalla(Argentyna) 6450 m n.p.m.
- Láscar(Chile) 5990 m n.p.m.
- Cotopaxi(
Ekwador) 5897 m n.p.m. - Kilimandżaro(szczyt Kibo) (Tanzania) 5895 m n.p.m.
- Orizaba(
Meksyk) 5700 m n.p.m.
Wulkany poza Ziemią
[edytuj|edytuj kod]Wulkany można znaleźć także na innych obiektachUkładu Słonecznegoposiadających stałą powierzchnię oraz dostatecznie silne wewnętrzne źródła ciepła, obecnie lub w przeszłości. Wygasłe wulkany występują naMarsie(znajduje się tam m.in. największy znany wulkan,Olympus Mons) iWenus,a współcześnie aktywne są znane naIo,księżycuJowisza.Na ciałach niebieskich zbudowanych w dużym stopniu z lodu, czylilodowych księżycachplanet oraz zapewne naplutoidachmogą występować wulkany lodowe, tzw.kriowulkany.Takie twory zaobserwowano naEnceladusieoraz przypuszczalnie naTytanie;oba ciała są księżycamiSaturna.
Wielkie erupcje wulkaniczne
[edytuj|edytuj kod]- Yellowstone– 640 tys. lat
- Pola Flegrejskie– 37 tys. lat
- Toba– 73 000 ± 4000 lat temu
- Laacher See– ok. 10900 p.n.e.
- Santorini (Thira)– ok. 1450 r. p.n.e.
- Wezuwiusz– 24 sierpnia 79 r.
- Huaynaputina(Peru) – 19 lutego 1600 r.
- Orizaba(Meksyk) – 26 grudnia 1687 r.
- Tambora– 10 kwietnia 1815 r.
- Krakatau– 27 sierpnia 1883 r.
- Montagne Pelée– 8 maja 1902 r.
- Novarupta– 1912 r.
- Etna–Włochy1946 r.
- Mount St. Helens– 18 maja 1980 r.
- Pinatubo– czerwiec 1991 r.
- Soufrière Hills– 1995–1997 r.
- Eyjafjallajökull– 15 kwietnia 2010 r.
Powstawanie wulkanów
[edytuj|edytuj kod]Występowanie wulkanów na Ziemi jest związane ze strefą młodejgórotwórczościi z obszarami aktywnychtrzęsień ziemi.Związek tych zjawisk tłumaczy teoriatektoniki płyt litosfery.W miejscach, gdzie jedna płyta litosfery zagłębia się pod drugą, wulkany powstają wzdłuż ich krawędzi – na kontynencie oraz wzdłużrowów oceanicznych,np. wybrzeżePacyfiku,Europa Południowa,Wyspy Japońskie,Filipiny.Wulkany powstają także w miejscach rozsuwania się płyt litosfery, czyli wgrzbietach śródoceanicznychi wdolinach ryftowych,np. wGrzbiecie Śródatlantyckimi wWielkich Rowach Afrykańskich.
Ponadto wulkany występują ponadplamami gorąca,które mogą być położone z dala od granic płyt, np. naHawajachlubReunionie.WulkanizmIslandiizwiązany jest zarówno z granicą płyt (Grzbiet Śródatlantycki), jak też z istnieniem plamy gorąca.
Unikalną w czasach historycznych okazją do obserwacji narodzin wulkanu było powstanie wulkanuParicutínwMeksykuoraz wysepkiSurtseyu brzegówIslandii.
Wpływ na atmosferę i klimat Ziemi
[edytuj|edytuj kod]Wulkany emitujągazy wulkaniczneoraz popiół, które mogą powodować występowanie szczególnych zjawisk atmosferycznych oraz wpływać na klimat planety.
Składwyziewów wulkanicznychmoże znacząco różnić się pomiędzy poszczególnymi wulkanami. Najczęściej dominują w nichpara wodna,dwutlenek węglaorazdwutlenek siarki.W mniejszych ilościach zawierają takie gazy śladowe jakwodór,tlenek węgla,halony,związki organicznei lotnechlorkimetali.
Klimat
[edytuj|edytuj kod]Silne erupcje są w stanie wprowadzićparę wodną,dwutlenek węgla,dwutlenek siarki,chlorowodór,fluorowodóri popiół dostratosfery,na wysokość 16-32 km nad powierzchnią Ziemi[4][5].Najistotniejszym skutkiem takiego zjawiska jest przedłużone (do kilku lat) utrzymywanie się w stratosferzeaerozolu siarczanowego,czyli kropelekkwasu siarkowego(H2SO4) powstających w wyniku łączenia sięwodyidwutlenku siarki[6].Obecność aerozolu podwyższaalbedoplanetarne, czyli zwiększa ilośćpromieniowania słonecznegorozpraszanego w przestrzeń kosmiczną i niedopuszczanego do powierzchni Ziemi. Skutkuje to obniżeniem średniej temperatury powierzchni Ziemi do czasu, gdy aerozol pod wpływem grawitacji wypadnie z atmosfery[5][7].Badaniardzeni lodowych,zapisów historycznych isłojów drzewwskazują, że wszystkie najchłodniejsze sezony letnie w ostatnich 2,5 tysiącach lat były skutkiem dużych erupcji wulkanicznych[8].
Ilośćdwutlenku węglaemitowanego podczas erupcji wulkanu jest niewielka w porównaniu z ilością tego gazu, jaka znajduje się w atmosferze[9].Obecnie (odlat 90.XX wieku) średnioroczne emisjeCO2ze wszystkich wulkanów świata łącznie są ponad 100 razy mniejsze od emisji tego gazu związanych z działalnością człowieka, w związku z czym nie stanowią istotnego czynnika w kontekście obserwowanego współcześnieglobalnego ociepleniaklimatu[10].
Chmury
[edytuj|edytuj kod]Podczas erupcji wulkanicznej, w związku z dużymi emisjamipary wodneji pyłów mogących stanowićjądra kondensacji,unoszonych do góry przez silny prąd wznoszący, może dochodzić do powstawania specyficznych chmurCumulus flammagenitus.
Kwaśne deszcze
[edytuj|edytuj kod]Emisjegazów wulkanicznychto naturalny czynnik powodujący występowaniekwaśnych deszczów[11].Powstają one w wyniku rozpuszczania się w wodzie tworzącej krople chmurowe a następnie deszczowechlorowodoru,dwutlenku siarki(w połączeniu z wodą tworzącegokwas siarkowyH2SO4) oraz związków selenu (w połączeniu z wodą tworzącekwas selenowy (IV)ikwas selenowy (VI)). Skład kwaśnego deszczu związanego z aktywnością wulkaniczną na ogół wyraźnie odbiega od tego wynikającego z działalności człowieka – zawiera więcejchlorowodorui to właśnie ten związek w dużej mierze odpowiada za wartośćpHwody[12].
Oddziaływaniegazów wulkanicznychmoże powodować dużą zmienność w zakwaszeniu deszczu (pHod 2 do 7) w czasie (w ciągu tygodni – miesięcy) jak i przestrzeni (w obrębie kilku kilometrów)[13].Problem ten obserwuje się między innymi w sąsiedztwieEtny[13]oraz wulkanu Masaya wNikaragui[12].
Niszczenie warstwy ozonowej
[edytuj|edytuj kod]W efekcie dużych erupcji wulkanicznych dostratosfery(w której znajduje sięwarstwa ozonowa) dostają się duże ilościpary wodnejorazdwutlenku siarki,tworzące razem kroplekwasu siarkowego(H2SO4), czyli aerozol siarczanowy. Kropelki te dostarczają powierzchni, na których wcześniej nieaktywne związkifluorowcówmogą wchodzić w reakcje. Efekt nie jest jednorodny: w środkowej stratosferze prowadzi do spowolnienia niszczenia ozonu a w dolnej – do jego przyśpieszenia. To, które zjawisko przeważa, zależy od wielu czynników, takich jak temperatura, ilość aerozolu siarczanowego a przede wszystkim – dostępności fluorowców[14].Aktualnie w związku z obecnością w atmosferze dużych ilościfreonów,czyli produkowanych przez człowiekachloro- ifluoropochodnychwęglowodorówalifatycznychduże erupcje wulkaniczne (takie jak erupcjaPinatubow 1991 r.) przyczyniają się do niszczenia warstwy ozonowej[15].Naukowcy spodziewają się, że gdy koncentracje freonów spadną (czego oczekujemy w związku z obowiązywaniemProtokołu montrealskiego), analogiczne erupcje skutkować będą wzrostem ilości ozonu w stratosferze[14].
Zobacz też
[edytuj|edytuj kod]
- Indeks Eksplozywności Wulkanicznej
- erupcja wulkanu
- efuzja (geologia)
- superwulkan
- gujot
- wulkan błotny
- Vulcania
- wulkanologia
- pacyficzny pierścień ognia
Uwagi
[edytuj|edytuj kod]- ↑Wulkany występują również na innych obiektach Układu Słonecznego – patrz sekcja „Wulkany poza Ziemią”
Przypisy
[edytuj|edytuj kod]- ↑Leszek Czechowski:Tektonika płyt i konwekcja w płaszczu Ziemi.Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994, s. 201–210.
- ↑SidPerkins,SOEST researchers reveal largest and hottest shield volcano on Earth,„Science”,2020,DOI:10.1126/science.abc7615(ang.).
- ↑MarcieGrabowski,SOEST researchers reveal largest and hottest shield volcano on Earth,[w:] University of Hawai‘i at Manoa [online], School of Ocean and Earth Science and Technology, 13 maja 2020.
- ↑Bruce M.Jakosky,Volcanoes, the stratosphere, and climate,„Journal of Volcanology and Geothermal Research”, 28 (3-4),1986,s. 247–255,DOI:10.1016/0377-0273(86)90025-9,ISSN0377-0273[dostęp 2018-09-21].
- ↑abAleksandraKardaś,Wulkany odpowiedzialne za... wyjątkowo chłodne lata[online], naukaoklimacie.pl, 24 października 2015[dostęp 2018-09-21](pol.).
- ↑Michael R.Rampino,StephenSelf,Sulphur-rich volcanic eruptions and stratospheric aerosols,„Nature”,310 (5979),1984,s. 677–679,DOI:10.1038/310677a0,ISSN0028-0836[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑AlanRobock,Volcanic eruptions and climate,„Reviews of Geophysics”, 38 (2),2000,s. 191–219,DOI:10.1029/1998rg000054,ISSN8755-1209[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑M.Sigli inni,Timing and climate forcing of volcanic eruptions for the past 2,500 years,„Nature”,523 (7562),2015,s. 543–549,DOI:10.1038/nature14565,ISSN0028-0836[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑M.R.Burton,G.M.Sawyer,D.Granieri,Deep Carbon Emissions from Volcanoes,„Reviews in Mineralogy and Geochemistry”, 75 (1), 2013, s. 323–354,DOI:10.2138/rmg.2013.75.11,ISSN1529-6466[dostęp 2018-09-21][zarchiwizowane zadresu2018-09-21](ang.).
- ↑TerryGerlach,Volcanic versus anthropogenic carbon dioxide,„Eos, Transactions American Geophysical Union”, 92 (24),2011,s. 201–202,DOI:10.1029/2011eo240001,ISSN0096-3941[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑DarioCamuffo,Acid rain and deterioration of monuments: How old is the phenomenon?,„Atmospheric Environment. Part B. Urban Atmosphere”, 26 (2),1992,s. 241–247,DOI:10.1016/0957-1272(92)90027-p,ISSN0957-1272[dostęp 2018-09-21].
- ↑abNoyeJohnson,R.A.Parnell,Composition, distribution and neutralization of “acid rain” derived from Masaya volcano, Nicaragua,„Tellus B: Chemical and Physical Meteorology”, 38 (2),1986,s. 106–117,DOI:10.3402/tellusb.v38i2.15086,ISSN1600-0889[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑abG.H.Floori inni,Selenium mobilization in soils due to volcanic derived acid rain: An example from Mt Etna volcano, Sicily,„Chemical Geology”, 289 (3-4),2011,s. 235–244,DOI:10.1016/j.chemgeo.2011.08.004,ISSN0009-2541[dostęp 2018-09-21].
- ↑abJ. EricKlobasi inni,Ozone depletion following future volcanic eruptions,„Geophysical Research Letters”, 44 (14),2017,s. 7490–7499,DOI:10.1002/2017gl073972,ISSN0094-8276[dostęp 2018-09-21](ang.).
- ↑S.Solomoni inni,The role of aerosol variations in anthropogenic ozone depletion at northern midlatitudes,„Journal of Geophysical Research: Atmospheres”, 101 (D3),1996,s. 6713–6727,DOI:10.1029/95jd03353,ISSN0148-0227[dostęp 2018-09-21](ang.).
Linki zewnętrzne
[edytuj|edytuj kod]
Karolina Głowackai Bartłomiej Krawczyk,Dziury w planetach. Dlaczego istnieją i dlaczego wybuchają wulkany?,kanał „Radio Naukowe” naYouTube,22 lutego 2021 [dostęp 2023-09-20].- Wulkany świata – Global Volcanism Program