Toata lumea a auzit de vulcani, dar ce inseamna exact un vulcan? Poti spune ca, un vulcan poate fi o aerisire in scoarta Pamantului, din care provin eruptiile rocilor topite si gaze fiebinti. O eruptie vulcanica este o demonstratie minunata a puterii Pamantului. Cu toate acestea, desi eruptiile vulcanice sunt spectaculoase, ele pot provoca pierderi dezastruoase de vieti si proprietati.
Unoeri o eruptie incepe in rezervoarele din apropierea suprafetei Pamantului cu o acumulare de magma bogata in gaz. Acestea pot fi precedate de emisii de aburi si gaz din micile orificii de aerisire din pamant. Serii de mici cutremure, care sunt cauzate de un dop de magma densa si vascoasa si care oscileaza impotriva unei invelisuri de magma mai permeabila, pot semnala de asemenea eruptii explozive vulcanice. In unele cazuri magma se ridica la suprafata ca o lava subtire si fluida, fie curgand in mod continuu, fie transformandu-se direct in adevarate fantani arteziene stralucitoare.
In alte cazuri, gazele prinse rup magma in bucati si arunca in aer cheaguri vascoase de lava. In eruptiile mai violente, fragmentele solide de magma sunt aruncate intr-un nor mare de gaz incarcat cu cenusa care se ridica la zeci de mii de metri in aer. Un fenomen, numit fluxul piroclastic insoteste uneori eruptiile explozive. In acest fenomen un amestec fluidizat de gaz fierbinte si particule incandescente matura flancurile unui vulcan, incinerand totul in cale. Daca cenusa se depune pe un camp de zapada sau pe un ghetar inalt, topeste cantitati mari de gheata, provocand o inundatie. Si acest fenomen poate duce la distrugeri mari.
Semnificatia vulcanului reprezinta orificiul de ventilatie din care magma si alte substante erup la suprafata. Dar se poate referi si la forma de relief creata de acumularea de lava solidificata si resturi vulcanice in apropierea orificiului de ventilatie.
Formele de relief vulcanice au evoluat de a lungul timpului ca urmare a activitatii vulcanice repetate. Islanda ofera exemple excelente de platouri vulcanice, in timp ce fundul marii din jurul Islandei ofera exemple excelente de structuri vulcanice submarine. Vulcanii ocupa un loc important in mitologia multor popoare care au invatat sa traiasca cu eruptiile, dar stiinta a intarziat sa recunoasca rolul important al vulcanismului in evolutia Pamantului.
Pana in anul 1768 a existat o conceptie gresita, definind vulcanii ca “munti aprinsi, care sunt alcatuiti din sulf si alte materii, care fermenteaza impreuna si la final iau foc”. Azi geologii au ajuns la concluzia ca, vulcanismul este un proces profund rezultat din evolutia termica a corpurilor planetare. Caldura nu scapa usor din corpurile mari prin procesele de radiatie. In schimb, caldura este transferata din interiorul Pamantului prin topirea partiala a scoartei si a mantalei Pamantului si prin cresterea puternica a magmei la suprafata. Vulcanul reprezinta suprafata acestui proces termic. Radacinile lor ajung adanc in interiorul Pamantului, iar roadele lor sunt aruncate sus in atmosfera.
Vulcanii sunt intr-o legatura foarte stransa cu activitatea placilor tectonice. Majoritatea vulcanilor apar pe marginile placilor stancoase solide, care alcatuiesc suprafata Pamantului. Cum ar fi vulcanii din Japonia si Islanda, de exemplu. Alti vulcani, cum ar fi vulcanii din Insulele Hawaii apar in mijlocul unei placi, oferind dovezi importante cu privire la directia si viteza de miscare a placii.
Studiul vulcanilor si al produselor lor este cunoscut sub denumirea de vulcanologie, dar aceste fenomene nu fac parte din ramura unei discipline stiintifice unice. Mai degraba vulcanii sunt studiati de mai multi oameni stiintifici din mai multe domenii, cum ar fi de exemplu: geofizicieni si geochimisti, care cerceteaza radacinile adanci ale vulcanilor si monitorizeaza semnalele viitoarelor eruptii. Geologii descifreaza activitatea vulcanica preistorica si incearca sa deduca natura viitoarelor eruptii. Biologii studiaza cum plantele si animalele colonizeaza rocile vulcanice care au erupt recent. Meteorologii determina efectele prafului si gazelor vulcanice asupra atmosferei, vremii si climei. In mod clar vulcanii pot fi distructivi. Dar riscul pentru oamenii care locuiesc in apropiere poate fi redus in mod semnificativ prin evaluarea pericolelor vulcanice, monitorizarea activitatii vulcanice si prognozarea eruptiilor si instituind proceduri pentru evacuarea oamenilor. Dar vulcanii ofera si peisaje deosebit de frumoase, soluri fertile, zacaminte minerale valoroase si energie geotermala. De a lungul timpului geologic, vulcanii recicleaza hidrosfera si atmosfera Pamantului.
Despre eruptiile vulcanice
Cursul de lava
Zona de radacina a vulcanilor se gaseste la aproximativ 70 pana la 200 km sub suprafata Pamantului. Temperaturile la aceste adancimi sunt suficient de ridicate pentru a topi roca si a forma magma. La aceste adancimi magma este in general mai putin densa decat rocile solide care o inconjoara si care o acopera si astfel se ridica spre suprafata prin forta gravitationala. In unele cazuri, ca in zonele submarine in care placile tectonice ale scoartei Pamantului se separa, magma se poate deplasa direct la supafata prin fisuri care ajung la fel de adanc, ca mantaua. In alte cazuri, se aduna in rezervoare mari subterane cunoscute sub numele de camere de magma inainte de a erupe la suprafata. Roca topita care ajunge la suprafata se numeste lava.
Majoritatea magmei formate prin topirea partiala a mantalei are o compozitie bazaltica, dar, pe masura ce urca, asimileaza siliciu, sodiu si potasiu din rocile gazda din jur. Rocile vulcanice gasite acolo unde magma erupe la suprafata sunt clasificate in patru tipuri majore: bazalt, andezit, dacit si riolit. Aceste roci sunt clasificate, dupa cum se poate observa in tabel dupa continutul lor de silite, care variaza de la aproximativ 50% pentur bazalt pana la 75% pentru riolit. Pe masura ce continutul de silice creste, tipurile de roci devin in general mai vascoase. Daca sunt luate in considerare fluxurile de lava submarine nevazute, putem spune ca fluxurile de lava sunt cele mai comune produse ale vulcanilor Pamantului.
Exploziile vulcanice masive sunt cauzate de expansiunea rapida a gazelor. Cenusa, fragmentele fierbinti si alte materii aruncate in aceste explozii sunt produsele majore observate in eruptiile vulcanice din intreaga lume. Aceste produse sunt clasificate dupa marime. Praful vulcanic este cel mai fin si de obicei are consistenta ca faina. Cenusa vulcanica este deasemenea fina, dar mai granuloasa, cu particule ca boabele de orez. Fragmentele mai mari de 64 mm se numesc blocuri vulcanice si sunt roci mai vechi sparte de deschiderea exploziva a unei noi aerisiri.
Fluxurile piroclastice sunt cele mai periculoase si mai distrugatoare aspecte al vulcanismului exploziv. Ele apar in mai multe dimensiuni si tipuri, dar caracteristica lor comuna este o emulsie fluidizata de particule vulcanice, gaze de eruptie si aer prins, rezultand un flux de vascozitate suficient de scazuta pentru a fi foarte mobila si de densitatea suficient de mare pentru a imbratisa suprafata solului. Un flux piroclastic se poate turna peste buza unui orificiu de ventilatie in eruptie sau se poate forma atunci cand o coloana de cenusa devine prea densa pentru a continua sa se ridice si sa cada inapoi la pamant. Fluxurile piroclastice se pot deplasa cu viteze de pana la 160 km/h si au temperaturi cuprinse intre 100° C si 700° C. Matura si ard totul in calea lor.
Norii de gaz fierbinti, incarcati cu cenusa, asociati cu o eruptie exploziva, pot parjoli vegetatia si pot ucide animale si oameni prin sufocare. Norii de gaz pot contine dioxid de carbon, monoxid de carbon, hidrogen sulfurat si dioxid de sulf. La Lacul Nyos, un lac crater din Camerun, Africa de Vest, peste 1700 de oameni au fost ucisi de o eliberare brusca de dioxid de carbon in 1986. Oamenii de stiinta sustin, ca dioxidul de carbon de origine vulcanica s-a infiltrat in lac, poate de secole si se acumulase in straturile ei adanci. Se crede, ca unele perturbari, cum ar fi o alunecare mare in lac, ar fi putut declansa explozia de gaz, creand o efervescenta care a agitat lacul si a inceput degazarea. Cele mai comune gaze vulcanice sunt vaporii de apa, dioxidul de carbon, dioxidul de sulf si hidrogenul sulfurat. Sunt prezente si cantitati mici de alte elemente si compusi volatili, cum ar fi hidrogen, heliu, azot, acid clorhidric, acid fluorhidric si mercur. Compusii gazosi specifici eliberati din magma depind de temperatura, presiune si compozitia generala a elementelor volatile prezente. Cantitatea de oxigen disponibila este de o importanta critica in determinarea gazelor volatile prezente. Cand ii lipseste oxigenul, metanul, hidrogenul si hidrogenul sulfurat sunt stabile din punct de vedere chimic, dar cand gazele vulcanice fierbinti se amesteca cu gazele atmosferice- vaporii de apa, dioxidul de carbon si dioxidul de sulf sunt stabili.
Caderile de cenusa nu cauzeaza in general nici o moarte directa. Cu toate acestea, acolo unde cenusa se acumuleaza mai mult, prabusirea acoperisurilor si esecul culturilor sunt pericole secundare majore, pentru ca pot rezulta foamete si boli pe scara larga.
Avalansele de roca si gheata sunt, de asemenea frecvente pe vulcanii activi. Ele pot aparea cu sau fara eruptie. Cele fara eruptie sunt adesea declansate de cutremure, de slabirea rocii in argila. Cele asociate cu eruptiile sunt uneori cauzate de suprainclinarea flancului unui vulcan prin patrunderea unui corp de magma putin adanc in interiorul sau chiar sub conul vulcanic.
O prabusire a unei caldere care este partial sau in intregime submarina genereaza de obicei un tsunami. Cu cat colapsul este mai mare si mai rapid, cu atat tsunamiul este mai mare. Fluxurile de noroi sunt pericole comune asociate cu stratovulcanii si se pot intampla chiar si fara o eruptie. Acestea apar ori de cate ori inundatii de apa amestecate cu cenusa sau argila hidrotermala matura in jos vaile care dreneaza partile laterale ale stratovulcanilor mari.
Un studiu estimeaza o medie de 1 miliard de dolari pe an daune materiale la nivel mondial din cauza eruptiilor vulcanice. Un nou pericol care a aparut odata cu cresterea calatoriilor aeriene este amenintarea grava reprezentata pentru aeronavele cu reactii la norii inalti de cenusa vulcanica si aerosoli. Acesti nori nu pot fi detectati de radarul meteo si pilotilor le este dificil sa le distinga de norii meteorologici. In cazurile documentate, motoarele cu reactie au incetat sa functioneze dupa ce avioanele au zburat prin norii vulcanici. Pentru a evita cat mai multe catastrofe, a fost creat un sistem mondial pentru a alerta pilotii.
Insa nu toate fenomenele vulcanice sunt distructive. Un flux de lava se poate dezvolta intr un nou sol si vegetatie. Cenusa vulcanica rezista mult pentru a forma soluri bogate.
In continuare va prezentam niste exemple de cele mai mari eruptii din istorie.
Cea mai mare a avut loc in aprilie 1815, la muntele Tambora din Indonesia. Au fost expulsati 50 km³ de magma, iar stratul de cenusa care a acoperit 500.000 km² din Indonesia si Marea Java a fost de 1 cm grosime. Inainte de eruptie, Tambora era un stratovulcan de aproximativ 4.300 m inaltime. Dupa ce a erupt, a pierdut 1400 m si a ramas cu o inaltime de 2900 m. In locul conului s a format o caldera prabusita de 6 pe 7 km latime si 1 km adancime. Au fost ucisi aproape 10.000 de oameni de eruptie si de tsunamiurile cauzate. Pierderile agricole din depozite au dus la foamete si boli, ducand numarul deceselor la 82.000.
A doua cea mai mare eruptie vulcanica a avut loc tot in Indonesia, Krakatoa, pe o mica insula nelocuita intre Sumatra si Java in august 1883. Eruptia a fost mai mica ca la Tambora, implicand aproximativ 18 m³ de magma. Fiind un munte mai mic, la eruptie s a prabusit si s a format o caldera care se afla partial sub nivelul marii. Norul de cenusa a atins o inaltime de 80 km, iar zgomotul s a auzit pana in Australia. In urma exploziei s a facut un tsunami de peste 30 m inaltime.
Un alt exemplu este eruptia violenta a Muntelui Pelee, de pe insula Martinica din Marea Caraibelor. Desi a erupt mai putin de 1 km³ magma, s a format un flux piroclastic de mare viteza, care a coborat pana la portul Saint-Pierre. In cateva minute orasul si aproape toti locuitorii au fost incinerati.
Al patrulea cel mai cunoscut dezastru vulcanic a fost in noiembrie 1985, cand o eruptie relativ mica a Muntelui Ruiz, un vulcan din Muntii Anzi in Columbia a ucis 25.000 de oameni. Fragmentele piroclastice fierbinti au ajuns pe gheata din jurul craterului, iar apa topita a trimis in josul canioanelor fluxuri masive de noroi. O mare parte din orasul Armero a fost ingropata de curgerile de noroi.