Wulkany

Skąd wzięto nazwę „wulkan”?
Nie wiadomo skąd dla ziejącej ogniem góry z jęzorami lawy znaleziono nazwę wulkan. Można na ten temat jedynie snuć domysły. Być może nazwa ta została nadana przez starożytnych Rzymian, na cześć ich porywczego boga ognia – Wulkana. Jak głosi legenda, Wulkan żył na wyspie Vulcano, w przytulnej, cieplutkiej górze. Ogień, iskry i dudnienie dochodzące z wnętrza potężnej góry wynikały z codziennej pracy Wulkana. Był on, bowiem kowalem. Odlewał groty strzał dla Marsa – boga wojny, robił zbroję dla Herkulesa oraz pioruny dla Jupitera. Wulkan wykorzystywał także swe umiejętności w nieco inny sposób. Bez podania przyczyny terroryzował mieszkańców pobliskich wiosek błyskawicami, ognistymi kulami, potokami lawy oraz wybuchami.
Na ogół myślimy o wulkanie jako o nieco tajemniczej górze z kominem, z którego wydobywa się dym. Wulkany jednak nie zawsze tak wyglądają: są one bardzo różne – jedne buchają ogniem, inne strzelają kłębami popiołu, pary i gazu. Jedne eksplodują z olbrzymim hukiem, inne wydają zaledwie cichy syk. Niektóre są szerokie i płaskie, inne kryją się w morskich głębinach.

Jak powstają wulkany ?
Aby dowiedzieć się jak powstają wulkany należy wiedzieć jak zbudowana jest Ziemia. Ziemia składa się z warstw. Oto ich krótka charakterystyka poczynając od zewnątrz:
1. Skorupa – zbudowana jest z twardej skały. Sporą jej część zajmują oceany. Z geograficznego punktu widzenia ta powłoka Ziemi jest bardzo cienka, ale bardzo solidna. Ma około 40 km grubości na lądzie i 6-10 km na dnie morza.
2. Płaszcz – jest gruby i miękki. Ma około 2900 km grubości i aż 1970C. To w płaszczu rozgrzane do czerwoności skały częściowo topią się i zamieniają w płynną magmę.
3. Jądro zewnętrzne – osiąga grubość ok. 2200 km. Jest jak gotujące się morze ciekłego metalu ( w szczególności żelaza i niklu).
4. Jądro wewnętrzne – ma średnicę około 2500 km. Jest ono twarde, gdyż inne, przygniatające ją warstwy są bardzo ciężkie. Temperatura w jego wnętrzu sięga 4500C.
Skorupa Ziemi popękana jest na 7 kolosalnych ( i 12 mniejszych) kawałków, zwanych płytami. Płyty tektoniczne przemieszczają się i wędrują po pływającej magmie. Ruch ten nazywany jest dryfem kontynentalnym. Płyty te można zobaczyć na rys. 1. Oto jak przebiegają ich ruchy:
1. Gorące jądro Ziemi podgrzewa magmę
2. Im magma jest gorętsza, tym jest lżejsza i podnosi się.
3. Bliżej powierzchni magma stygnie i opada
4. Wirowe ruchy (zwane prądami konwekcyjnymi) wprawiają płyty w ruch: wypychają je, ciągną i popychają.

Różne rodzaje powstawania wulkanów.

1. Rozszerzające się dno morskie.
Ten rodzaj powstawania wulkanów ma związek z dryfem kontynentalnym. W niektórych miejscach dwie płyty zaczynają się rozchodzić, bulgocząca magma wlewa się w powstałe w ten sposób pęknięcia i spotyka się z zimną wodą morską, tworząc długie łańcuchy podwodnych wulkanów. Większość z nich wybucha w odległych głębinach morskich. Nie można więc tego dostrzec gołym okiem. Rys.2


2. Zderzenia płyt.
W innych miejscach dwie płyty zderzają się. Jedna płyta zaczyna „wpychać się” pod drugą. Głęboko pod ziemia krawędzie płyt topią się i zamieniają w magmę, która zaczyna wypełniać szczeliny i wybuchać. Tego rodzaju wulkany powstają zazwyczaj wzdłuż wybrzeża, na którym płyta oceaniczna nachodzi na kontynentalną. Rys. 3

3. Plamy gorąca.
Trzeci typ wulkanu w przeciwieństwie do dwóch poprzednich nie ma nic wspólnego z dryfem kontynentalnym. To tzw. Plamy gorąca. Nad nimi właśnie powstają największe w świecie wulkany. Miejsca te pojawiają się tam, gdzie wielkie ilości magmy tryskają poprzez płytę. Rozgrzana magma przedziera się przez skorupę i zastyga tworząc wulkan. Plamy gorąca tkwią sobie w płaszczu i pozostają w bezruchu od miliardów lat, natomiast płyta znajdująca się pod nimi przesuwa się ospale. Podczas tej wędrówki jedne wulkany gasną, a inne rodzą się. Powoli, przez miliony lat powstają łańcuchy wulkanów. Właśnie w taki sposób narodziły się egzotyczne Wyspy Hawajskie na Oceanie Spokojnym. Rys. 4.

Podział wulkanów ze względu na aktywność

1. Czynny to wulkan, który wciąż wybucha, lub też wybuchał w przeszłości. Za wulkan czynny uważa się taki, który eksplodował w czasie ostatnich 10 tysięcy lat. Jedne wulkany są bardziej aktywne, inne mniej, a są nawet i takie, które wybuchają prawie przez cały czas.
2. Drzemiący to wulkan, który teraz jest spokojny, ale prawdopodobnie wybuchnie w przyszłości. Drzemiący wulkan po prostu sobie śpi. Nie oznacza to jednak, ze nie jest groźny. Wulkan taki może przesypiać bardzo długi czas, aby w końcu, nagle zerwać się ze snu. Im dłużej pozostaje uśpiony, tym większy następuje wybuch.
3. Wygasły to taki, który już dawno nie eksplodował i jest małe prawdopodobieństwo, że wybuchnie znowu. To wulkan prawdopodobnie martwy, ale nawet taki wulkan jest groźny. Jak bardzo, o tym przekonali się mieszkańcy Wyspy Tristan da Cunha na Oceanie Atlantyckim. Wszyscy byli przekonani, że tworzący ja wulkan już dawno wygasł, aż do chwili, gdy pewnego październikowego dnia 1961 roku nagle odstrzelił on swój stożek. 280 mieszkańców rzuciło się do ucieczki łodziami przez morze. Minęły dwa lata zanim mogli powrócić do swoich domostw.

Jak wybuchają wulkany?
1. Głęboko, pod płaszczem Ziemi magma wznosi się. Dzieje się tak, bowiem znajduje się tak mieszanka gazów, które są lżejsze od okolicznych skał.
2. Magma zbliża się do skorupy ziemskiej. Kiedy przeciska się ku górze, wzrasta w niej ciśnienie.
3. Pewnego dnia magma i gazy przeciskają się przez pęknięcia w skorupie ziemskiej i wybuchają.
4. Magmę, która wydobyła się na powierzchnie ziemi nazywamy lawą. Jest ona rozgrzana do czerwoności i lepka. Może wybuchać z wielkim hukiem lub wylewać się powoli tworząc długie jęzory lub tunele. W końcu zastyga i zamienia się w twardą skałę magmową.
Elementy wulkanu przedstawione na rys.5:
Krater – szczyt wulkanu przypominający kształtem misę. Może mieć nawet dziesiątki kilometrów średnicy.
Magma – tkwiąca głęboko pod ziemią, płynna, gorąca masa skał i gazów.
Zbiornik magmy – tu właśnie magma „czeka na odpowiedni moment” czasami nawet przez setki lat. Znajduje się on około 65 kilometrów pod ziemią.
Lawa – to magma po wydostaniu się na powierzchnie ziemi.
Kominy (główne i boczne) – to droga, przez która przedostaje się magma i gazy.

Podział wulkanów ze względu na gwałtowność wybuchu:

Bardzo gwałtowne
Magma w tych wulkanach jest gęsta, lepka i pełna gazów. Tryska z wulkanu z olbrzymim impetem, wyrzuca przeraźliwie gorące odłamki skalne w postaci kłębiastej chmury. Ocenia się je jako niszczycielskie, niebezpieczne i nieobliczalne.
Mniej gwałtowne
Kiedy magma jest rzadka, gazy łatwo się uwalniają, zatem eksplozja jest mniej gwałtowna. Lawa sączy się ze szczelin w ziemi płynąc spokojnymi strumieniami. Może się tak przemieszczać długo, paląc i niszcząc wszystko na swej drodze. Erupcjom często towarzyszą strzelające i iskrzące się fontanny lawy. Ten rodzaj wulkanów uważany jest za groźny, ale spokojniejszy.

Podział wulkanów ze względu na budowę:

Wulkan tarczowy – jest niski szeroki. Jego budowa przypomina kopułę. Lawa jest rzadka, płynie szybko. Zanim stwardnieje, przepływa do 100 kilometrów. Wybucha mało gwałtownie. Przykładami tego typu wulkanów są Kilauea, Mauna Loa i jeszcze trzy inne formujące idylliczne Wyspy Hawajskie, wzniesienia.
Wulkan złożony – jest wysoki, stromy, o symetrycznym stożku. Zbudowany jest z kilku warstw popiołu i lawy narosłych podczas erupcji przez ostatnie setki bądź tysiące lat. Niektóre z nich wznoszą się na wysokość 3000 metrów tak wysoko, że na szczytach mają czapy lodowe. Bywa, że zapadają się pod swoim własnym ciężarem. Magma w tych wulkanach jest gęsta i kleista. Wybucha bardzo gwałtownie.
Wulkan mieszany – wybucha bardzo gwałtownie. Lawa jest gęsta i lepka a zbocze pokryte żużlem i popiołem. Jest on niewielki. Ma stromy stożek z małymi kraterami na szczycie. Po każdym wybuchu powstaje nowa warstwa żużlu.

Parę pojęć związanych z wulkanami.

Aa (ah-ah) – to z języka hawajskiego, gęste, kleiste potoki lawy, które gdy zastygną, mają postać strzępiastej, grudkowatej masy. Jest ona tak ostra, że może przeciąć nawet podeszwy od butów.
Kawerna – to próżnia w wulkanicznej skale, często wypełniona kryształami. Większość kawern jest mała, ale pewnego razu odkryto kawernę o wielkości jaskini. Wydobyte z niej kryształy wypełniły 1400 worków.
Lapille – to małe kawałki porowatej lawy wyrzucane przez wulkan. W dosłownym tłumaczeniu z języka łacińskiego są to kamyczki. Osiągają rozmiary od małych orzeszków po spore jabłka.
Bomba chlebowa – to okrągła porcja lawy wypluta prze wulkan. Lecąc w powietrzu bomba ochładza się. Na jej wierzchołku tworzy się twarda powłoka (wygląda jak skórka od chleba), zaś w środku utrzymuje się gorąca, kleista maź.
Paoehoe – (pa–hoy–hoy) to na Hawajach, ruchliwa, szybko płynąca lawa. Gdy zastyga przypomina czasem zwoje lin.
Kaledra – to bardzo duże, koliste zagłębienie na szczycie stożka wulkanicznego. Powstaje, gdy pusty, wulkaniczny zbiornik po magmie nie może utrzymać spoczywającej nad nim masy wulkanu i zapada się.
Bazalt - to czarna lub szara, najbardziej znana skała wulkaniczna.
Tuf – to lekka, porowata skała z popiołu wulkanicznego. Jest bardzo dobrym materiałem budowlanym.
Fumarola – to otwór w ziemi, z którego wydobywają się wyziewy wulkaniczne. Można ja znaleźć wszędzie tam, gdzie występują wulkany. Fumarola wydziela gorącą parę i gazy. Często jest otoczona kryształkami siarki.
Maars – to mały wulkan tworzący się wówczas, gdy magma napotyka pod ziemia wodę, która wybucha na powierzchnie w postaci pary. Nie ma nic wspólnego z planetą Mars.

10 gorących faktów na temat lawy:
1. Płynna lawa jest niesamowicie gorąca. Ma co najmniej 800ºC. Bywa, że osiąga nawet 1200ºC – to 12 razy więcej niż gotująca się woda.
2. Lawa rzadko płynie szybciej niż kilka kilometrów na godzinę, więc daje trochę czasu na ucieczkę. Kiedy jednak zacznie płynąć nic nie jest w stanie jej powstrzymać. Toczy się jak gigantyczny buldożer, pochłaniając drogi, samochody, a czasem nawet całe wioski. Podpala przy tym domy i drzewa.
3. Najszybszy potok lawy przedostał się do jeziora z wulkanu Nyirangogo w Zairze w 1977 roku. Pędząc z prędkością 100 kilometrów na godzinę, zaskoczył miejscową ludność i odebrał życie setkom mieszkańców.
4. Jeśli nie można powstrzymać lawy, najlepiej zejść jej z drogi – tym kierują się Hawajczycy. Kiedy w 1983 roku potok lawy zbliżył się do miasta Kalapana na Hawajach, mieszkańcy podjęli natychmiastowa akcję. Załadowali swe domy (oraz miejscowy kościółek) na przyczepy ciężarówek i przewieźli wszystko w odległe bezpieczne miejsce. Reszta miasta doszczętnie spłonęła.
5. W ostatnich czasach najdłuższy potok lawowy wylał się z wulkanu Laki w Islandii. Wydarzyło się to w 1783 roku. Przepłynął aż 70 kilometrów, zanim zastygł w twardą skorupę.
6. Najdłużej wypływała lawa z wulkanu Kilauea na Hawajach. Erupcje trwały bez przerwy od lutego 1972 do lipca 1974 (901 dni). Był to absolutny rekord! Wulkan wypluł z siebie tyle lawy, że możnaby nią zapełnić 100000 basenów olimpijskich!
7. Ten sam wulkan Kilauea jest podobno zamieszkany przez hawajską boginie ognia Pele. Jej domem jest wulkaniczny krater. Wypływająca z niego ognista fontanna bywa rozdmuchana w delikatne, szkliste włókna. Są one znane jako „włosy Pele”.
8. Kiedy lawa sączy się przez szczeliny, syczy i poświstuje, Czasem cicho przepływa tunelami; dzieje się tak wówczas, gdy wierzch lawy stężeje, a pod spodem wciąż płynie rozpalona maź. Kiedy już przepłynie tworzy się tunel. Pod wyspami hawajskimi są ich całe labirynty.
9. Lawa może sobie płynąć tunelami przez lata, by potem nagle zatrzymać się, a później znów znienacka ruszyć. Nigdy więc nie wiadomo, na czym właściwie stoi.
10. Na plażach wysp wulkanicznych znajduje się czarny jak węgiel piasek. Ów piasek to lawa, która napotkawszy morską wodę rozpadła się na szkliste ziarenka. Maleo – indonezyjski ptak – używa tego czarnego piasku jako gniazda i składa w nim jaja. W gorącym otoczeniu jaja mają się świetnie. Leżą tam sobie spokojnie o wyklucia się małych.

Popiół
Nie tylko lawa jest groźnym tworem wulkanicznym. Niektóre wulkany wyrzucają z siebie potężne, gorące chmury lepkiego, duszącego popiołu i dymu. Na popiół składają się: lawa i drobiny skał. Jest tego miliony ton. Chmura taka często dociera w odległe miejsca. Jeśli opada w pobliżu domów, powstaje problem. Popiół wulkaniczny potrafi przykryć całe miasta i pola w promieniu wielu kilometrów i sprawia, że oddychanie staje się bardzo trudne. Kiedy w 1991 roku nagle eksplodowała japońska góra Unzen, nie pomogły nawet światła ulicznych latarni, gdy wielka chmura popiołu zasłoniła Słońce i zamieniła dzień w najczarniejszą noc.

Chmury piroklastyczne
Są zaledwie wstępem do spustoszenia, jakie sieja piroklastyczne lawiny. Lawina taka powstaje wówczas, gdy chmura popiołu opada i zaczyna toczyć się po zboczu wulkanu niczym świetlisty, pełen dymu i gazów niszczycielski walec. Przytłacza ziemię, wyrywa napotkane skały i drzewa. Nie ma ratunku dla nikogo, kto znajdzie się na jej drodze. Piroklastyczne chmury są szybkie, bo pędzą z prędkością do 200 kilometrów na godzinę. Są też gorące (mają od 300ºC do 800ºC, a nawet więcej) i śmiercionośne. W 1902 roku taka piroklastczna chmura towarzysząca erupcji wulkanu Mt. Pele, położonego na Martynice, zniszczyła stolicę wyspy i udusiła 30000 jej mieszkańców w ciągu paru sekund.

Paracutin – Wulkan, który wyrósł na polu

Pewnego ranka, a dokładnie 20 lutego 1943 roku, w wiosce Paracutin w Meksyku farmer Dionisio Pulido orał pole kukurydzy. Nagle ziemia zatrzęsła się i powstała w niej duż szczelina. Farmer usłyszał dźwięk przypominający grzmot, a ziemia pod jego stopami zrobiła się ciepła. Wzdłuż pęknięcia Ziemia zaczęła podnosić się. Z otworu z sykiem wydobyła się chmura dymu, ognia, popiołu i gazu. Przerażony farmer wskoczył na konia i opuścił swoje domostwo. Jeszcze tego samego wieczoru dziura w ziemi pokaźnie powiększyła się. W powietrze wylatywały rozpalone do czerwoności odłamki skał i popiół. Błyskające pioruny przysłaniały niebo. Ziemia wciąż drżała. Następnego dnia wulkan eksplodował wiele razy, a jego stożek urósł do wysokości 50 metrów i nie przestawał rosnąć. Pod koniec tygodnia stożek wzniósł się już na wysokość 150 metrów. Wciąż strzelał w niebo ognistymi kulami. Dioniso spakował swój dobytek, gdyż lawa niszczyła jego dom i cała wioskę. Osiem miesięcy później stożek wulkanu Paracutin miał już 170 metrów wysokości. Zaczęto go nazywać „El Monstre”, czyli „Potwór”. Mniejsze potworki pojawiły się na jego zboczach. Dziewięć lat i 42 dni później Paracutin przestał wybuchać tak samo nagle jak zaczął. Ma 450 metrów wysokości. Pogrzebał wiele wiosek i setki domów, pokrył pola uprawne gęstym popiołem. Dziś w jego miejscu znajduje się wielka, czarna góra. Wioski i domy odbudowano w bezpiecznej odległości od tego miejsca. Jak na razie Paracutin śpi spokojnie, ale jak długo? Tego nikt nie wie...

Wulkany dziś
Współczesny świat nie doświadczył nigdy prawdziwie wściekłej wulkanicznej erupcji. Ostatni wybuch najsilniejszy w ośmiopunktowej skali miał miejsce 75000 lat temu. Być może kolejny taki wybuch jest tuż-tuż. Geografowie twierdzą, że ośmiostopniowe wybuchy zdarzają się co 100000 lat. Niektórzy uważają, że coś takiego właśnie się zbliża. Popiół z tak wielkiej eksplozji oddzieliłby Ziemię od promieni słonecznych nawet na wiele lat. Życie zaczęłoby obumierać. Brak słońca oznacza brak roślin, a brak rośliny kończy się brakiem pożywienia. Jednak zamiast zacząć się martwić i szukać odpowiedniego schronienia powinniśmy nie zapominać, że „wkrótce” z naukowego punktu widzenia nie oznacza dziś, jutro ani nawet za rok, ale raczej za 2500 lat.