Wybuch wulkanu wyrzucającego w powietrze rozgrzaną do czerwoności lawę to widok niezwykle efektowny. Erupcji towarzyszy zwykle wypływ roztopionej lawy lub potężne, przesłaniające słońce chmury pyłu.
Głęboko pod powierzchnią Ziemi krąży magma - roztopiona skała, magazynująca gigantyczne zapasy energii cieplnej. Gdy napotyka najmniejsze nawet szczeliny, wykorzystuje je w swej drodze ku wolności.
Gdy nad hawajskim wulkanem Mauna Loa wykwita fontanna płynnej lawy, na niebie maluje się ognisto-pomarańczowa aureola. Planeta Ziemia ujawnia jedną ze swych najpotężniejszych sił - wulkanizm.
Mauna Loa narodził się głęboko pod wodą, ale po milionach lat, w następstwie niezliczonych erupcji urósł tak bardzo, że dziś jego stożek wznosi się wysoko nad powierzchnią oceanu.
Co to jest wulkan?
Wulkan to po prostu otwór w Ziemi, przez którą ognista mieszanina gazów, pary wodnej, popiołu, bryłek półpłynnej skały, zwanej lawą, wyrzucana jest do atmosfery. Wulkaniczne popioły, opadające po wybuchu, nawarstwiają się i twardnieją, tworząc lekką, szarą skałę. Tak po milionach lat z produktów erupcji powstały wulkaniczne góry. Są one często wysokie, mają kształt stożka z kraterem na szczycie.
Niektóre wulkany są bardzo młode. W lutym 1943 r. nowy wulkan narodził się w Meksyku. Pewnego dnia na polu kukurydzy zauważono małą szczelinę.
W ciągu 24 godzin zmieniła się ona w szeroką na 25 metrów rozpadlinę, przypominającą kocioł z popiołem i rozpaloną do czerwoności skałą.
Wkrótce wylewająca się lawa utworzyła 10-metrowy pagórek. Po dziewięciu latach wulkan, znany dziś pod nazwą Paficutin, osiągnął ostatecznie wysokość 405 metrów.
Wiele wulkanów znajduje się pod powierzchnią morza. Podwodne wulkany dają niekiedy początek wyspom. W 1963 r. na przykład eksplodował nagle podwodny wulkan u południowych wybrzeży Islandii. Chmury pary i dymu wypełniły powietrze. Nowa wyspa narodziła się z lawy, która wypłynęła z krateru wulkanu. Nosi nazwę Surtsey, od Surtr - imienia staronorweskiego boga ognia. Erupcja wygasła po trzech latach, a wyspa osiągnęła powierzchnię 1,9 km2.
Ogień z głębin
Wulkany występują w słabszych miejscach skorupy ziemskiej. Ziemię otacza twarda zewnętrzna powłoka nazwana litosferą. Łączy ona w sobie skorupę i stałą warstwę górnego płaszcza. Litosfera dzieli się na rozlegle, sztywne bloki, zwane płytami.
Te płyty znajdują się w nieustannym ruchu, napędzane przez siły drzemiące w głębi Ziemi. W pewnych miejscach ten ruch powoduje powstanie grzbietów, w innych płyty zagłębiając się w głębokie rowy, zsuwają się z powrotem w głąb Ziemi - zjawisko zwane subdukcją. Czasem przesuwające się płyty zderzają się, czasem rozsuwają - widoczne to jest na ich krawędziach.
We wszystkich takich miejscach istnieją warunki sprzyjające powstawaniu wulkanów.
Poniżej skorupy ziemskiej znajduje się warstwa zwana płaszczem. W jej obrębie, poniżej litosfery, na głębokości ponad 100 km występuje jeszcze jedna warstwa - astenosfera. Z powodu wysokiej temperatury część występujących tu skał topi się.
Ten półpłynny materiał, zawierający także wodę i gazy, zwany magmą, gromadzi się w specjalnych zbiornikach i komorach. Magma jest gorętsza i lżejsza od zewsząd otaczających ją skał, gdy więc jej ciągle przybywa, roztapia większość skał leżących nad nią. Przeciskając się ku powierzchni, magma tworzy kanał, zwany przewodem wulkanicznym. Gazy uwięzione w magmie próbują znaleźć sobie ujście, co powoduje wzrost ciśnienia. Ostatecznie gazy wyciskają magmę poprzez jakieś słabsze miejsce skorupy
w postaci lawy.
Plamy gorąca.
Niektóre wulkany powstają nad obszarami zwanymi plamami gorąca. Są to miejsca, gdzie wskutek nadwyżki ciepła w głębi płaszcza Ziemi powstają ogromne ilości magmy. Przeciskając się ku powierzchni, magma po prostu przebija otwór w leżącej nad nią płycie, tworząc w ten sposób wulkan. Magma potem oziębia się i opada z powrotem, niekiedy znowu wznosi się. Plamy gorąca zawsze powstają i utrzymują się w jednym miejscu płaszcza, podczas gdy płyty nieustannie przesuwają się nad nimi. Na skutek tych ciągłych procesów, po upływie milionów lat powstaje nowy wulkan. Wyspy Hawajskie na Pacyfiku, które utworzyły się z łańcucha wulkanów, powstały i nadal powstają
w ten właśnie sposób.
Rodzaje lawy
Lawa wydobywająca się z wulkanu osiąga temperaturę 1350-1400°C i może spływać po zboczach z prędkością ponad 165 m/s. Im dalej od krateru, tym jej ruch jest wolniejszy, a temperatura niższa. Wyróżnia się dwa rodzaje lawy, których nazwy pochodzą z języka hawajskiego. Lawa zwana "pahoehoe" zastyga w postaci gęsto pofałdowanej skorupy, przypominającej grube liny (lawa sznurowa), pod którą nadal trwa ruch. Drugi typ, zwany "aa", tworzy nieregularne nagromadzenia bloków o szorstkiej powierzchni ( lawa blokowa ).
Erupcje nie wszystkich wulkanów mają taki sam przebieg. Decyduje o tym rodzaj gazów i ilość pary wodnej zawartej w magmie. Zdarza się, że kolejne erupcje tego samego wulkanu mają różny przebieg. Aktywność wulkanów hawajskich (i innych, tzw. wulkanów tarczowych) ma bardzo spokojny charakter. Rozpalona lawa wydobywająca się z krateru jest ruchliwa i rzadka. Rozlewa się swobodnie. Gazy uwięzione w magmie mogą niekiedy wysoko wyrzucać fontanny ciekłej lawy. Tak zachowują się na przykład wulkany Mauna Loa i Kilauea, dlatego ten rodzaj erupcji nazwano typem hawajskim.
Erupcję typu Stromboli cechują gwałtowne, ciągle powtarzające się eksplozje, podczas których zostaje wyrzucona zakrzepnięta, rozżarzona do czerwoności lawa w postaci bomb wulkanicznych. Opadają one w postaci gradu niewielkich kamieni u podnóża wulkanu. Nazwa tego typu erupcji pochodzi od ciągle czynnego wulkanu Stromboli we Włoszech.
Typ Vulcano
Groźniejszy typ erupcji nosi miano pochodzące od nazwy innego włoskiego wulkanu. W przeciwieństwie do deszczu drobnych odłamków skał, które nie opadają zbyt daleko, podczas erupcji typu Vulcano wyrzucane są zestalone bloki lawy na odległość kilku kilometrów. Lawa jest bardziej lepka, co utrudnia ucieczkę gazów. Narastające ciśnienie gazów sprawia, że eksplozje są rzadsze, ale gwałtowniejsze.
Najgroźniejsze wybuchy to erupcje typu Pliniusz (lub Wezuwiusz). Najsłynniejszym takim zdarzeniem w historii był wybuch Wezuwiusza w 79r., w południowych Włoszech. Zagładzie uległy wówczas dwa miasta - Pompeje i Herculanum. Z 20000 mieszkańców Pompei zginęło około 10%, pozostali przy życiu dość długo drążyli w popiołach i pumeksie tunele, by dostać się do zasypanych, ale nie naruszonych domów. Natomiast Herculanum zostało pokryte pyłami wulkanicznymi, z których utworzył się tuf. Dlatego podczas wykopalisk znajdowano np. sprzęty w takim stanie jak w dniu katastrofy.
Magma wulkaniczna podczas erupcji tego typu jest lepka, co uniemożliwia, jak pisaliśmy wyżej, uwalnianie gazów. Skutek jest katastrofalny. Strumień sprężonych gazów wystrzeliwuje magmę poprzez komin wulkaniczny na podobieństwo pocisku armatniego.
Śmiercionośne pyły
W erupcji typu Pliniusz wyzwolone siły mogą pokonać barierę dźwięku, a słup popiołów, kamieni i gazów może osiągnąć wysokość 30 km. Fragmenty skał, zwane materiałem piroklastycznym, ulegają rozdrobnieniu i w postaci fali śmiercionośnego pyłu opadają na okolicę. Niekiedy erupcje typu Pliniusza są tak gwałtowne, że wulkan ulega całkowitemu zniszczeniu. W najlepszym przypadku ściany komina wulkanicznego zapadają się tworząc krater lub kalderę. W najgorszym - znika cały stożek, tak jak to się stało z wyspą Krakatau w 1883 r.
Chmury popiołu
Jeśli magma ma bardzo dużą lepkość, a zawarte w niej gazy wywierają niskie ciśnienie, erupcji towarzyszą chmury gorącego popiołu i gazów, które potem opadają błyskawicznie w dół w postaci "rozżarzonej lawiny".
Gorące gazy i popiół pędzą w dół zbocza piroklastyczną falą nazywaną nuee ardente (z francuskiego - gorąca chmura), która niszczy wszystko na swojej drodze. Ten typ erupcji nazwano typem Pelee, od imienia wulkanu na karaibskiej wyspie Martynice, który 8 maja 1902 r. zniszczył miasto St. Pierre, uśmiercając 30 000 ludzi. Jedynym, który przeżył ten straszliwy kataklizm, był mężczyzna odbywający karę w więzieniu. W jego celi znajdowało się jedynie maleńkie okienko - nuee ardente nie sforsowała go.
Mount St. Helens
Mount St. Helens w stanie Washington, w Stanach Zjednoczonych, wybuchł w bardzo podobny sposób. Ten wulkan nie przejawiał żadnej aktywności przez niemal 123 lata, lecz feralnego dnia - 18 maja 1980 r. wszystko się zmieniło. Wybuch był nadzwyczaj widowiskowy. W istocie, erupcja była tak potężna, że spowodowała oderwanie się zbocza góry.
Chmury gazu i popiołu runęły piroklastyczną falą po zboczu wulkanu, paląc i niszcząc wszystko, co napotkały po drodze. Wybuch zniszczył, między innymi, ogromne połacie lasu. Erupcja, trwająca prawie dziewięć godzin, dostarczyła do atmosfery miliony ton popiołu. Potem ulewny deszcz zamienił nagromadzone popioły i pyły w szlam. Chociaż przewidywano wystąpienie erupcji, wielu ludzi zignorowało te ostrzeżenia - śmierć poniosło 57 osób.
Czy wiesz, że...
- Nazwa "wulkan" pochodzi od imienia Vulcanus - rzymskiego boga ognia.
- Na Ziemi istnieje około 1300 czynnych wulkanów. Za czynny uważa się wulkan, który wybucha regularnie lub wybuchł przynajmniej raz w ciągu ostatnich 10000 lat.
- Wulkan, który nie przejawiał aktywności od 10000 lat, nazywany jest wulkanem drzemiącym. Stan uśpienia może trwać 25000 lat. Jeśli nie jest aktywny dłużej - wulkan uważany jest za wygasły.
- Większość wulkanów kuli ziemskiej znajduje się pod wodą, dlatego nie można ich obserwować, ale ok. 500 wulkanów to znane szczyty.
- Największym kraterem wulkanicznym na świecie jest krater wulkanu Tobą na Sumatrze w Indonezji. Ma on 1775 km2.
CIEKAWOSTKI
- W 1943 r. na polu kukurydzy w Meksyku narodził się wulkan Paricutin, który w ciągu zaledwie tygodnia osiągnął wysokość
160 m (ostatecznie 350 m).
- W wyniku procesów wulkanicznych na Oceanie Spokojnym
powstał tzw. Grzbiet Hawajski, czyli łańcuch wysp wulkanicznych ciągnący się na długości 2500 km od wyspy Hawaii po Midway. Jest to jeden z najbardziej aktywnych regionów wulkanicznych świata.
- Fontanna lawy wytryska ze stożka Mauna Loa, największego czynnego wulkanu na świecie. Ma on 120 km długości i 50 km szerokości. Kilauea - hawajski sąsiad Mauna Loa - jest wulkanem tego samego typu.
- W 1973 r. wulkan na islandzkiej wyspie Heimeay ożył po trwającym 5000 lat uśpieniu. Gwałtowna erupcja pokryła miasteczko Vestmannaeyjar pyłem i popiołem
- Etna na Sycylii jest jednym z najaktywniejszych wulkanów świata. Wybuchała ona ponad 150 razy począwszy od 1500 r. przed Chrystusem, kiedy po raz pierwszy odnotowano to oficjalnie.
- Kiedy badacze wypełnili gipsem zagłębienie w skamieniałych popiołach Pompei, zobaczyli odlew ciała dziecka, jednej z ofiar erupcji Wezuwiusza w 79 r.
NAJPOTĘŻNIEJSZE WYBUCHY WULKANÓW
1. Około 750 tys. lat temu wybuchł wulkan na Sumatrze; średnia temperatura powietrza spadła wówczas o 4C. Jego pozostałością jest największa na świecie kaldera (zagłębienie), zajęta częściowo przez jezioro Tobą.
2. Około 1500 r. p.n.e. miała miejsce jedna z najpotężniejszych erupcji w basenie Morza Śródziemnego (Santoryn, Tira), która spowodowała upadek kultury minojskiej na Krecie
3. W 79 r. n.e. w wyniku wybuchu Wezuwiusza kwitnące miasta Pompeje i Stabie przykryła warstwa popiołu i pyłu o grubości 6 m, a Herkulanum zniknęło pod 17-metrową powłoką mułu.
4. W 1815 r. wybuchł wulkan Tamborka w Indonezji. Jego erupcja uznawana jest za najsilniejszą z dotychczas notowanych. Spowodowała śmierć ponad 92 tys. Osób
5. W 1902 r. erupcja Mt Pelee zniszczyła miasto St. Pierre na Martynice. Spośród 30 tys. mieszkańców straszliwy kataklizm przeżył tylko jeden - odbywający karę w więzieniu.