vulkan

Vulkaner finnes særlig langsplategrenser.Utbredelsen av vulkanene ligner derfor utbredelsen avjordskjelv(se kart under jordskjelv). Fordivergerendeplategrenser,for eksempelAtlanterhavsryggen,er det generelt undersjøisk vulkanisme. Langskonvergerendeplategrenser, typiske for kystområdene langs Stillehavsregionen (seplatetektonikk), er det rekker av vulkaner oversubduksjonssoner.Disse kalles gjerne magmatiske eller vulkanske øybuer. Øybuevulkanisme er relatert til oppsmelting over den nedsynkende platen. Langstransformeplategrenser er det også noe vulkanisme dermagmafinner veien til overflaten langs forkastninger, men ikke i samme grad som langs spredningsrygger.

Vulkaner finnes også forbundet med kontinentalerifter,somRift ValleyiAfrikaog i karbon-perm-tiden i den nå inaktiveOsloriften.Videre forekommer de over varmeflekker eller 'hotspots' der søyler av varmmantelstiger opp motjordskorpenog danner smelter. Eksempler på det siste erHawaii,Kanariøyene,AzoreneogGalapagos.Hotspot-relatert vulkanisme gir ofte rekker av utdødde vulkaner med en eller noen få aktive vulkaner i den ene enden. Årsaken er at en hotspot er relativt stabil, mens platen over, hvor vulkanene sitter, beveger seg over tid. Hotspot-vulkanisme er ikke forbundet med stor jordskjelvaktivitet.

De forskjellige områdene og plategrensene har sine karakteristiske typer av lavaer, og disse kan dateres til tilsvarende områder langt tilbake i Jordens geologiske historie. Vulkaner langs divergente plategrenser og hotspots er for eksempelbasaltiske,lavaene i Andesfjellkjeden (subduksjonsrelatert) er gjerneandesittiske,mens øybuevulkanisme generelt varierer fra basaltisk tilgranittisk(ryolitt). Lavatypen avhenger av både smelteprosessen og hva som smelter (om smelten dannes i eller under jordskorpen), og av hva som skjer med smelten (magmaet) fra den dannes til den strømmer ut på overflaten og blir tillava.

Ved vulkanutbrudd er ofte glødende lava det mest iøynefallende produktet, men også store mengder gass og pyroklastisk materiale (faste partikler) kan støtes ut.

Også i tiden mellom utbruddene kan det komme ut betydelige gassmengder fra vulkaner. Når den vulkanske virksomheten avtar, er gassutstrømningen gjerne det siste stadium, og vulkaner som har lange pauser mellom utbruddene, har gjerne en kontinuerlig utstrømning av gass.

Fra vulkanen Etna siver det for eksempel årlig ut rundt 25 millioner tonn CO₂i de rolige periodene mellom utbruddene. Gass kan også komme ut av sprekker, ofte langt fra selve vulkanen, ifumaroler(dampkilder),sulfater(fumaroler som avgir særlig mye svovelholdige gasser) ogmofetter(vesentlig av karbondioksid). Utstrømningene kan fortsette kontinuerlig i titusener av år.

På grunn av de voldsomme og ofte katastrofale utbruddene har vulkaner vært gjenstand for mye overtro (gudenes smie, nedgangen til helvete og lignende). Den første egentlige beskrivelse av et vulkanutbrudd ble gitt avPlinius den yngre,som beskrevVesuvsutbrudd i 79 evt., da blant annet byenePompeiiogHerculaneumble ødelagt.

Vulkanutbrudd har ført til mange store katastrofer. Mennesker blir som regel ikke drept av selve lavaen, for den renner så langsomt at befolkningen i de truede områdene vanligvis kan rømme, og skadene blir derfor hovedsakelig av materiell art. Den største faren er knyttet til pyroklastiske strømmer og sekundærvirkninger som jordskjelv (som nesten alltid følger vulkanske utbrudd), flom, skred og slamstrømmer, som oppstår på grunn av oppdemte elver, voldsomme regnskyll eller smelting av is og snø. I Pompeii skyldtes katastrofen aske- og lapilliregn, til dels også giftige gasser, mens Herculaneum først ble begravd av en tynn, glødende pyroklastisk strøm, og senere av slamstrømmer i til sammen opptil 20 meters tykkelse.

På Island er det store ødeleggelser forårsaket av askefall som ødelegger beitet, slik at dyrene dør; i tidligere tider førte dette ofte tilhungersnød.En femtedel av Islands befolkning omkom som følge avLaki-utbruddet i 1783 og hungersnøden etterpå. En spesiell islandsk type utbruddskatastrofe erjøkulhlaup,en voldsom flom som skyldes vulkanske utbrudd under isbreer.Tamboras(Indonesia) utbrudd i 1815 er det største kjente vulkanutbrudd i historisk tid. Omkring 10 000 mennesker omkom som direkte følge av utbruddet, mens om lag 80 000 døde av sult og sykdommer senere. Av andre katastrofer i vår tid kan nevnesKrakataus(Indonesia) utbrudd i 1883, da en 20 meter høy flodbølge tok livet av minst 36 000 mennesker på de omliggende øyene, og utbruddet påMontagne PeléepåMartiniquei 1902, hvor rundt 30 000 mennesker ble drept i løpet av noen få minutter av enpyroklastisk strøm.

Tykke avleiringer av vulkansk aske og pyroklastiske strømmer i relativt unge geologiske avleiringer forteller om vulkanske katastrofer av langt større omfang enn man kjenner fra menneskenes historie. Slike supervulkanske utbrudd kan inntreffe igjen. Man frykter for eksempel at det kan komme slike utbrudd iYellowstone-området iUSA,vedNapoliiItaliaog flere andre steder der man i den geologiske lagrekken har tegn på tidligere meget store vulkankatastrofer.

Selv om varsling av vulkanutbrudd medfører stor usikkerhet er det en rekke tegn som indikerer et mulig utbrudd i nær fremtid. Økt seismisk aktivitet med hyppige småjordskjelvgår som regel forut for et utbrudd. Denne seismiske aktiviteten henger sammen med bevegelse avmagma(steinsmelte) i undergrunnen, noe som igjen gjerne fører til både forkastningsaktivitet og små endringer i overflaten. Som oftest løftes overflaten av trykket fra magma som presser seg oppover. Selv endringer på centimeter- eller millimeterskala kan detekteres fra satellittobservasjoner og varsle om nært forestående utbrudd.

Videre øker som regel temperaturen i undergrunnen ved at magma stiger opp til grunne nivå. Det kan føre til endringer i grunnvannsnivået, grunnvannstemperatur målt i brønner og endring i eventuelle varme kilders temperatur og oppførsel. Som nevnt over er vulkanisme forbundet med gasser som kan unslippe til overflaten langs sprekker. En økning i gassutslipp er vanlig forut for vulkanutbrudd. Det kan også oppstå endringer i massebevegelse i området, med hyppige ras og skred som indikasjoner på forestående vulkansk aktivitet. Det henger først og fremst sammen med den økte seismiske aktiviteten.

Historiske data fra vulkanske områder viser også gjerne en regelmessighet i utbrudd, og slik regelmessighet, om den er til stede, vil kunne hjelpe med å beregne sannsynligheten for utbrudd. Alle disse kriteriene brukes sammen for å forutsi vulkanutbrudd, og det er mange eksempler på at dette er til hjelp. Et eksempel er vulkanismen påGrindavikpå Island som startet i november 2023. Den forutgående aktiviteten ble nøye monitorert og utbruddet ble varslet flere uker i forveien. Det var en markert økning i jordskjelv, grunnen løftet seg og sprekker åpnet seg før magmaet nådde overflaten som lava.

Den energi som utløses i vulkaner, kommer til dels fra mekanisk bevegelse og oppsamlet gass, men hovedsakelig fra radioaktiviteten i jordskorpens øvre del. De radioaktive grunnstoffene som gir denne energien, erkalium,uranogthorium.Det er gjort en rekke forsøk på å utnytte den vulkanske energien, særlig i de perifere deler av vulkanske områder, hvor man kan tappe ut gasser og varmt vann (segeotermisk energi). Dette blir gjort på Island ogNew Zealand,som har en betydelig elektrisitets- og varmtvannsproduksjon fra varme kilder i vulkanske strøk.

I Fastlands-Norge er det ingen aktive vulkaner, menBeerenberg(Europas tredje største vulkan) påJan Mayenhadde et stort utbrudd i 1970 og et mindre i 1985.BouvetøyaogPeter I ØyiAntarktishar utdødde vulkaner som har vært aktive i ganske ny tid, og nylig utdødde vulkaner finner man også påSpitsbergen.

I tidligere geologiske perioder har man imidlertid mange spor av vulkaner i Norge. Fraprekambrium(eldre enn 542 millioner år) kjenner vi lavaer fraTelemark,TrysilogFinnmark.Under den kaledonske fjellkjedefolding var det mange vulkaner, særlig i det området som ga bergartene iTrondheimsfeltetog også ellers i fjellkjeden. Man kjenner også vulkanske askelag fraordoviciumutbredt over hele Skandinavia og Østersjøområdet.

I senkarbonogpermvarOslofeltetet innsynkningsområde; her er lavaer av samme type som de som karakteriserer de moderne riftene for eksempel iØst-Afrika.Lavastrømmer på til sammen flere kilometers tykkelse dekket landskapet den gang, og vi finner rester av dypereliggendeintrusjonerog kanskje også tilførselskanalene til en rekke skjoldvulkaner (Tofteholmen,Ullernåsen,Brandbukampen). Det var også flere storekalderaer(Bærumskalderaen,nord forKolsås,vedGlitrevatnetnord forDrammenog iVestfold). Disse kan ha blitt dannet under enorme vulkanske utbrudd (sesupervulkan). Man har også spor av rene eksplosjonskratere ogignimbritter.

Etter perm har det vært svært lite vulkansk virksomhet i Norge. I forbindelse med sprekkesoner var det imidlertid vulkansk virksomhet i den norske delen avNordsjøeni tidlig tertiær (eocen). Aske fra disse vulkanene finner man i tertiære lag i Danmark og Nordsjøen. En 40–50 kilometer vid, nå undersjøisk kaldera påVøringplatået,300 kilometer vest forBodø,antas å ha vært knyttet til en supervulkan under dannelsen av Thuleprovinsens flombasalter i det nordatlantiske området for omkring 50–55 millioner år siden.

PåMånener de store «havområdene» (marene) oppbygd av basaltisk lava som ble dannet for 3,5–3 milliarder år siden, men den vulkanske aktiviteten døde deretter ut. PåMarshar marelignende flate områder med antatt basalt trolig samme alder som marene på Månen. Men i tillegg er det på Mars nær 20 navngitte vulkaner hvorav den største er skjoldvulkanenOlympus Monssom reiser seg hele 25 kilometer over omgivelsene og er den største i hele solsystemet. Den og noen andre store skjoldvulkaner synes hovedsakelig å ha blitt dannet for mellom én og to milliarder år siden. De aller yngste lavastrømmene vedOlympus Monskan ha blitt til så sent som for 20–200 millioner år tilbake, men siden da har det ikke vært noen vulkansk virksomhet på Mars.Venusviser spor etter flere vulkaner enn noe annet himmellegemene i solsystemet. Her er 1600 større vulkaner og en mengde mindre topografiske trekk som viser til tidligere vulkansk virksomhet. Men man har ikke hittil sett noe som tyder på aktiv vulkanisme i dag.JupitersmåneIoer det vulkansk mest aktivehimmellegemetisolsystemet,og fra satellitter er det tatt glimrende bilder av vulkanske utbrudd. Overflaten fornyes stadig med lavastrømmer som dels består av silikatsmelter og dels av flytendesvovel.

Utbrudd med vulkansk eksplosivitetsindeks (VEI) større enn, eller lik 5 og/eller utbrudd med lava- eller tefravolumer større enn, eller lik 1 km³ (merket *).

• Jorden
• geologi