Întrebări și răspunsuri despre vulcani - ESKP
Întrebările frecvente despre vulcani au răspuns de oamenii de știință de la Asociația Helmholtz.
1. Ce este un vulcan?
Un vulcan este un loc de pe suprafața pământului în care roca topită din interiorul pământului, magma, este transportată în sus prin scoarța terestră și apare. În consecință, o erupție vulcanică are loc atunci când magma ajunge la suprafață. Cunoscuții munți vulcanici conici se formează adesea la punctele de ieșire. Dar vulcanii pot forma și alte forme, cum ar fi crăpăturile sau ceainicele.
2. Care este diferența dintre magmă și lavă?
Ambii termeni descriu roca topită: Magma se numește atâta timp cât este sub suprafața pământului. De îndată ce este adus la suprafață de o erupție, masa de rocă topită se numește lavă. În caz contrar, nu mai există nicio diferență.
3. Ce tipuri de vulcani există?
Vulcanii pot fi împărțiți în diferite tipuri în funcție de structura lor și de compoziția chimică a magmei:
Există cele plate și adesea foarte mari Scuti vulcanii, care sunt formate din lavă foarte subțire. Un exemplu în acest sens este vulcanul Kilauea din Hawaii.
Cu o lavă mai vâscoasă, se formează vulcani mai abrupți. Acestea pot produce fluxuri de lavă, dar pot erup și mai exploziv. Acești vulcani formează adesea straturi alternante de lavă, cenușă și alte produse evacuate. Prin urmare, aceștia sunt numiți vulcani Stratovulcani sau stratovulcani. Un exemplu în acest sens este vulcanul Mayon din Filipine.
Dacă există o erupție vulcanică foarte mare, o mare parte din camera magmatică se golește și se creează o cavitate. Acest lucru face ca vulcanul de deasupra camerei de magmă să fie instabil și se prăbușește. Aceasta lasă apoi un cazan și, odată cu acesta, o gaură mare în locul fostului vulcan. Acest tip de vulcan a fost numit după cuvântul spaniol pentru cazan Caldera numit. De obicei, se formează în magme foarte vâscoase și bogate în gaze, care provoacă erupții explozive mari. Un exemplu în acest sens este vulcanul Yellowstone din SUA.
Vulcani crevasi se poate forma fără o clădire vulcanică mare. Acestea sunt adesea fisuri sau fisuri lungi de câțiva kilometri în suprafața pământului, unde lava iese din multe cratere mici de-a lungul liniei. Aici lava este de obicei foarte subțire și cantități mari de lavă pot fi pompate pe perioade scurte de timp. Un exemplu în acest sens este fisura Laki din Islanda.
În plus, există și câțiva alți vulcani care se pot forma în funcție de materialul ejectat sau de interacțiunea cu mediul sau peisajul anterior. Acestea includ, de exemplu Conuri de cenușă și cenușă (movile mici de cenușă sau rocă lichidă evacuată: zgură), Maars (cratere de explozie umplute cu apă), Cupole de lavă (Cupole din lavă vâscoasă) sau Sommas (un vulcan mai tânăr în cadrul unuia mai în vârstă).
Cum se pot distinge vulcanii?
Pentru a cerceta și evalua potențialul de pericol al vulcanilor, trebuie să le cunoașteți proprietățile. Criteriile științifice ajută la distingerea vulcanilor unul de altul și la descrierea lor într-o manieră diferențiată.
4. Cum se produce o erupție vulcanică?
Dacă presiunea asupra magmelor dintr-o cameră magmatică crește - de exemplu din cauza afluxului de magmă nouă sau a modificărilor densității - acestea se ridică la suprafață. Datorită încărcării în scădere a scoarței terestre și a reducerii presiunii asociate, gazele sunt eliberate din magmă și formează bule, similar cu deschiderea unei sticle de șampanie. Aceste bule de gaz sunt forța motrice din spatele erupțiilor vulcanice, deoarece spumează magma și o împing la suprafață.
În funcție de compoziția chimică și temperatură și, prin urmare, de vâscozitatea sau rezistența magmei, bulele de gaz pot scăpa ușor sau numai cu mari dificultăți. Dacă magma este foarte lichidă, acestea pot scăpa cu ușurință. Acest lucru previne acumularea presiunii și gazele scapă în fantanile de lavă spectaculoase în timpul unei astfel de erupții vulcanice. Cu magma vâscoasă, gazele nu se pot mișca atât de ușor prin magmă. Aceasta crește presiunea, care este eliberată ulterior de explozii puternice. Acestea sunt de obicei focarele mai mari și mult mai periculoase.
5. Unde sunt cei mai mulți vulcani?
Litosfera terestră este stratul superior al mantalei terestre, numit deseori scoarța terestră. Este format din plăci continentale și oceanice. La limitele plăcilor, plăcile se îndepărtează, trecând una peste alta sau una spre alta. Lanțurile muntoase vulcanice alungite, mai ales în mare, așa-numitele creste ale oceanului mijlociu, se formează pe plăci divergente care diverg.
În cazul limitelor convergente ale plăcilor, la zonele de subducție, o placă este împinsă sub cealaltă, iar arcurile insulare vulcanice se dezvoltă în mare și în lanțurile vulcanice de pe continente. În aceste zone, rocile se topesc la adâncimi mari și își deschid drumul spre suprafață.
Majoritatea vulcanilor lumii se află de-a lungul Inelului de Foc al Pacificului. Aceasta se întinde de pe coasta de vest a Americii prin Japonia până în Indonezia și Papua Noua Guinee. Cu toate acestea, vulcanii pot fi localizați și departe de limitele plăcilor în așa-numitele puncte fierbinți. Acestea includ, de exemplu, arhipelagul hawaian, Canarele și Insulele Azore.
6. Câți vulcani activi există?
Vulcanii care au erupt în timpul Holocenului, adică în ultimii 10.000 de ani, sunt considerați potențial activi. În prezent există aproximativ 1.500 de vulcani deasupra nivelului mării. Nu se cunoaște numărul exact al vulcanilor submarini. Oamenii de știință presupun, totuși, că 60 la sută din toate activitățile vulcanice se desfășoară sub mare (vezi și articolul ESKP „Cu submersibilul JAGO la vulcanul subacvatic”). În fiecare an există 50-70 de erupții vulcanice în întreaga lume.
7. Există vulcani în Germania?
Eifel, Rhön, Vogelsberg, zona din jurul Kaiserstuhl- și Hegau, Palatinatul superior, Lusatia superioară și Vogtland au toate o lungă istorie vulcanică. În unele dintre aceste regiuni, se produc cutremure și deformări ușoare repetate.
Cu toate acestea, activitățile vulcanice actuale se limitează la eliberarea silențioasă a gazului în Laacher See din Eifel. Cea mai recentă erupție vulcanică a Germaniei a avut loc și ea, acum aproximativ 11.000 de ani. Fazele liniștite de câteva mii de ani sunt normale pentru vulcani, astfel încât Eifel nu poate fi descris ca dispărut.
8. Cum se determină puterea unei erupții vulcanice?
Indicele explozivului vulcanic (VEI) este o măsură a puterii unei erupții vulcanice. Aceasta descrie în principal volumul materialului erupt. În plus, înălțimea coloanei erupției și caracteristicile comportamentului erupției sunt incluse în scară. Scara variază de la 0 la 8. Nu este structurată liniar, ci logaritmică. Aceasta înseamnă că fiecare etapă este de zece ori mai puternică decât cea precedentă.
0 denotă erupții mici, foarte limitate din punct de vedere spațial și în mare parte neexplozive. Nivelul 8 este atins în cele mai mari erupții vulcanice, în care sunt erupți peste 1.000 km 3 de magmă. Coloanele de erupție ale unor astfel de erupții ating înălțimi de până la 30 sau chiar 65 de kilometri. Particulele de gaz și cenușă care ajung acolo pot rămâne în atmosferă ani de zile.
9. Cum pot fi prevăzute erupții vulcanice?
Secvența temporală a erupțiilor trecute poate fi utilizată pentru a estima cât de probabilă este o erupție viitoare. Aceasta poate fi utilizată pentru a estima dacă o erupție vulcanică este probabilă în viitorul apropiat. Pentru prognoza pe termen scurt, există diverse fenomene precursoare care pot indica o erupție vulcanică. Observarea științifică a vulcanilor este utilizată pentru a percepe aceste semnale și pentru a interpreta datele obținute.
De exemplu, o erupție vulcanică poate fi anunțată de o creștere a cutremurelor mai mici. Aceste vibrații ale solului sunt înregistrate cu așa-numitele seismografe. Modificările în compoziția chimică și temperatura gazelor vulcanice pot fi, de asemenea, un indiciu al unei erupții iminente. Astfel de gaze scapă din cratere, izvoare termale sau sol din regiunile vulcanice și pot fi măsurate acolo.
În plus, un vulcan de multe ori se ridică sau se extinde înainte de o erupție prin magma care se ridică în interior. Modificările rezultate ale înclinației și înălțimii versanților clădirii vulcanice pot fi înregistrate cu inclinometre sau imagini din satelit.
10. Cât de periculoase sunt erupțiile vulcanice pentru oameni?
Cât de periculoase sunt erupțiile vulcanice depinde în mare măsură de circumstanțele respective, inclusiv, de exemplu, cum și unde erup vulcanul sau la ce distanță se află oamenii. Vremea poate juca și un rol, ploaia sau anumite direcții ale vântului influențează pericolele vulcanice.
În general, majoritatea erupțiilor sunt foarte locale și periculoase doar pentru oameni atunci când oamenii se află pe vulcan sau în crater. Cu unii vulcani, cum ar fi Stromboli sau Kilauea, puteți sta chiar pe marginea craterului în timpul erupțiilor regulate și puteți urmări în relativă siguranță. Pe de altă parte, există și vulcani în care, în cazul unei erupții, întregul munte și părți ale zonei trebuie închise sau evacuate, iar apropierea de vulcan înseamnă un pericol acut pentru viață. Erupțiile individuale ale acestor vulcani pot duce la devastări enorme. Erupția nici măcar nu trebuie să fie deosebit de puternică. Prin urmare, o evaluare adecvată a riscului pentru oameni sau infrastructură este foarte importantă și variază de la vulcan la vulcan.
Dintr-o perspectivă globală, aproximativ un sfert de milion de persoane au fost victime ale erupțiilor vulcanice în ultimii 250 de ani. Pentru comparație: Cifrele similare ale pierderilor sunt atribuite evenimentelor individuale de cutremur și consecințelor acestora, de exemplu marele cutremur de la Sumatra, care a declanșat tsunami-ul devastator din 2004. Comparativ cu secetele sau inundațiile, pierderile din erupțiile vulcanice par relativ mici.
Cu toate acestea, aceste cifre sunt dificil de comparat direct, deoarece vulcanii pot avea, de asemenea, un impact asupra climei și a mediului. Deci, ei au fost deja declanșatori ai evenimentelor de dispariție din istoria pământului. Și în vremurile istorice, acestea au declanșat așa-numitele „ierni vulcanice”, ducând la eșecuri răspândite ale culturilor și la foamete ulterioară. De exemplu, se presupune că erupția fisurii Laki din Islanda în 1783 a fost un declanșator indirect al Revoluției Franceze, deoarece a dus la recolte masive de culturi în agricultură în toată Europa, din cauza ploilor acide și a temperaturilor neobișnuit de reci.
11. Exemple de erupții vulcanice importante în istorie?
Una dintre cele mai renumite erupții vulcanice a avut loc în anul 79 d.Hr., când Vezuviu a îngropat orașele romane Pompei și Herculane sub un strat de piatră ponce și cenușă, care avea o grosime de aproape zece metri. Vulcanii nu au fost percepuți ca un pericol peste tot până la începutul secolului XX. Cu toate acestea, în istoria recentă există alte exemple de erupții vulcanice cu consecințe mult mai grave. În 1902, orașul St. Pierre de pe insula Martinica nu a fost evacuat, în ciuda semnelor clare ale unei erupții pe Muntele Pelèe, deoarece alegerile aveau să aibă loc în zilele următoare. Focarul a ucis 28.000 de oameni în câteva minute.
În multe dintre erupțiile vulcanice, distrugerea nu a fost cauzată direct de cenușă expulzată sau lavă, ci mai degrabă se datora naturii mediului. Erupția Nevado del Ruiz din 1985 a fost de fapt o erupție foarte mică, dar a topit o cantitate mare de gheață glaciară, care amestecată cu cenușa a creat un flux de noroi mare „lahar”. El a îngropat orașul Armero, la 40 de kilometri distanță, și a provocat 23.000 de victime. Erupția Krakatau din Indonezia în 1883 a declanșat un tsunami care a devastat coastele înconjurătoare și a provocat 36.000 de vieți. Un eveniment similar, deși cu mult mai puține victime, a fost repetat la Krakatau în 2018 (vezi și articolul ESKP „Când vulcanii declanșează tsunami”).
Cea mai mare erupție vulcanică de când au început înregistrările, cea a lui Tambora din Indonezia în 1815, a expulzat peste 100 km 3 de rocă. Peste 80.000 de oameni au murit ca urmare a focarului în sine, dar cantitățile uriașe de cenușă și gaze au făcut ca climatul global să se răcească. Anul următor, 1816, a intrat în istorie ca „anul fără vară” și a provocat foamete și boli la nivel mondial. Datorită numeroaselor consecințe indirecte ale acestei erupții vulcanice, numărul victimelor nu poate fi încă determinat cu precizie.
Când Muntele Sf. Elena a erupt în statul Washington, 400 de metri de vârf au fost aruncați în aer. 600 km 2 de teren au fost arși și 57 de persoane au murit. În 1991, vulcanul Pinatubo din Filipine a aruncat în stratosferă un nor de cenușă de până la 30 de kilometri înălțime. Focarul a provocat aproximativ 1.000 de vieți.
12. Efectele vulcanice au impact asupra atmosferei/stratului de ozon/orificiului de ozon?
În timpul erupțiilor vulcanice explozive mari, cantități mari de particule de gaz și cenușă (aerosoli) sunt transportate în stratosferă, al doilea strat al atmosferei terestre. Pot sta acolo până la cinci ani.
Acest lucru poate avea consecințe diferite, în funcție de compoziția gazelor: halogenii, cum ar fi clorul și bromul, de exemplu, determină descompunerea ozonului. Aceasta înseamnă că s-ar putea să fi existat în trecut găuri naturale de ozon din cauza activității vulcanice și, în consecință, a fazelor de creștere a radiației UV.
Particulele de sulf din stratosferă produc efectul opus: ele reflectă parțial radiația solară și astfel o slăbesc, ceea ce poate reduce temporar temperaturile de pe pământ.
13. Ce este Inelul de Foc al Pacificului?
Inelul de Foc al Pacificului este numele unei centuri în formă de inel din regiunea Pacificului. Există mulți vulcani activi de-a lungul acestei centuri și două treimi din erupțiile vulcanice din întreaga lume au loc în regiunea Pacificului.
Inelul de Foc al Pacificului se desfășoară în mare parte de-a lungul limitelor plăcii tectonice din Pacific. Plăcile care se ciocnesc acolo transportă roca topită la suprafața pământului, formând în permanență o nouă crustă terestră, modelând și schimbând continentele și formând astfel imaginea pământului așa cum o cunoaștem.
Întrebările au răspuns la tine. A. Dr. Heidi Wehrmann, GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel. Recenzie de Edgar Zorn, Helmholtz Center Potsdam - Centrul German de Cercetare pentru Geoștiințe (GFZ).