Vulkani su rupture u kore planeta koje nastaju zbog gore magme ili rastaljenog kamenja. Magma se sakuplja u magmatskoj komori u blizini površine. Plin koji se oslobađa iz magme u komori stvara pritisak unutar komore što na kraju stvara proboj u stijeni, što rezultira erupcijom vulkana..
Neki vulkani proizvode erupcije koje su eksplozivnije i stvaraju više nečistoća. Drugi proizvode erupcije što rezultira s većim protokom lave. Vulkani se nalaze na mnogim planetarnim tijelima Sunčevog sustava, uključujući Zemlju, Mars, Io i Veneru. Postoje i dokazi o kriovulkanima, vulkanima koji izbacuju hlapljive sastojke poput vode i amonijaka koji stvaraju led umjesto stijena, na ledenim tijelima vanjskog Sunčevog sustava poput Neptunovog Mjeseca Tritona i Saturnovog mjeseca Enceladusa.
Vulkani se mogu klasificirati na više načina. Dva načina na koje se vulkani često klasificiraju je prema vrsti erupcije i morfologiji. Postoje mnoge različite morfološke vrste vulkana, ali tri su uobičajena tipa štit-vulkani, strato-vulkani i vulkan koji stvaraju polumjer. Postoji i mnoštvo različitih vrsta erupcije. Neke erupcije proizvode više eksplozija i nečistoća. To se prirodno nazivaju eksplozivnim erupcijama. Druge erupcije proizvode više protoka lave. To se naziva efuzivna erupcija.
Razvrstavanje po morfologiji
Cindercones
Cindercones su konusni otvori velikog vulkana napravljenog od gomile komadića vulkanskog stakla, poput škorije koja brzo izlazi iz zemlje uslijed kontinuiranih eksplozivnih erupcija u kojima se rastopljeni kamen "ispljune" iz otvora i brzo se učvršćuje. Ove vulkanske značajke uobičajene su u rascjepnim bazenima u kojima je kora tanka, omogućujući magmi da lako probije površinu.
Štitovi vulkana
Vulkani u štitu su vulkani u obliku kupole, koji su svoje ime dobili po naliku na štit postavljen na njegovu stranu. Obično su sastavljeni od sekvencijalnih tokova lave naslaganih jedan na drugi. Mauna Kea na Havajima i vulkan Tharsis na Marsu primjeri su ove vrste vulkana.
Stratovolcanoes
To su vulkani koji sadrže više slojeva različitih vrsta vulkanskog materijala. Sadrže velike količine vulkanskih krhotina poput konusa stolarija koje stvaraju vulkane i opsežne tokove lave poput štitastih vulkana. Poznati stratovolkani uključuju planinu Fuji, Stromboli i brdo Saint Helens.
Erupcije vulkana variraju ovisno o sastavu stijena, količini magme, sadržaju plina i tektonskom okruženju.
Havajske erupcije
Havajske erupcije sastoje se uglavnom od tokova lave. Ove vrste erupcija uobičajene su na vulkanskim otocima i na mjestima na kojima magma ima naročito mafijaški, posebno bazaltski sastav, poput okeanskih otočnih lukova i na oceanskim otocima u blizini žarišnih mjesta. Magme povezane s havajskim erupcijama također imaju nizak sadržaj plina. Mjesta na Zemlji gdje su česte vulkanske erupcije havajskog tipa uključuju Island, Havaje i slična mjesta. Marsovski vulkani u Tharsisu, Olympusu Monsu, Tharsis Montesu, Ascreaus Monsu i Arsia Monsu, također su vjerojatno izbačeni havajskim stilom koji su se dogodili u mnogo većem obimu od zemaljskih kolega.
Strombolijske erupcije
Strombolska erupcija nastaje kada je magma manje mafična, ali još uvijek pretežno mafija, a sadržaj plina je veći. Strombolijeve erupcije sastoje se od uzastopnih praska lave i vulkanskih krhotina praćenih periodima mirovanja koji traju od nekoliko minuta do nekoliko sati. Vrlo poznati vulkan s erupcijama strombolijanskog stila je vulkan na otoku Stromboli koji je nazvan "Svjetionik Mediterana."
Vulkanska erupcija
Vulkanska erupcija je slična strombolijskoj erupciji, osim što su erupcije više eksplozivne i razdoblja smirenja koja razdvajaju erupcije su duža. Magme u vulkanskim erupcijama više su fekalne nego erupcije strombolskih ili havajskih stilova. Felska magma, poput ritolita, hvata više plina nego mafijaške magme i, kao rezultat toga, vulkani s felsic magmom imaju tendenciju da budu eksplozivniji. To čini vulkanske erupcije veće i snažnije od strombolskih erupcija.
Plinijske erupcije
Najsnažnija uobičajena erupcija koja se događa na Zemlji je Plinijska erupcija. Plinijske erupcije nastaju kada je magma još felsija nego kod vulkanske erupcije i još više plina je zarobljeno. Erupcije plinova proizvode stupove vulkanskih krhotina koje mogu biti visoke i do 45 kilometara. Stubovi viši od oko 30 kilometara imaju dugoročne učinke na klimu i stoga su te erupcije važne za studije paleoklime. Erupcije Plinija imenovane su Plinijem mlađim koji je promatrao erupciju Plinija nastalu na planini Vesuvius koja je uništila Pompeje u vremenu A. D. 79. Ostale poznate erupcije Plinija uključuju Tamboru i Krakatoa.
Aktivni vulkani najčešći su na granicama aktivnih ploča i žarištima. Granice ploča u kojima je vulkanizam najčešći su konvergentne granice ploča poput zona subdukcije gdje se okeanska ploča oduzima ispod bilo blaže oceanske kore, bilo kontinentalne kore, jer je kontinentalna kora uvijek manje gusta od okeanske kore. Vulkani su također česti u kontinentalnim pukotinama gdje kora postaje dovoljno tanka da magma lako može probiti površinu. To su područja u kojima je vulkanska opasnost najveća.
Erupcije mogu biti vrlo destruktivne za lokalne ljudske zajednice. Opasnosti od vulkana uključuju masovno rasipanje, pepeo i padajuće krhotine.
Masovno trošenje povezano s vulkanima
mudslides
Blato se može pojaviti kada se masa blatnog materijala odvoji od padine vulkana i stane u koherentnu jedinicu. Takvi blatobrani mogu biti vrlo razorni za obližnje gradove.
Mudflows
Muljevi mogu biti pokrenuti i vulkanskim erupcijama i nastaju kada se blato ponaša kao tekućina koja stvara rijeku blata. Protok blata vrlo je gust i može prenijeti gromade pri velikim brzinama.
Lahars
Lahari su mješavina blata, vulkanskih ostataka i vode. Njihove temperature su stotine Celzijevih stupnjeva i kreću se vrlo velikim brzinama. Oni su među najrazornijim oblicima masovnog trošenja povezanih s erupcijama vulkana.
Ashfalls
Eksplozivne vulkanske erupcije mogu stvoriti velike količine čestica veličine pepela koje vjetar može prenijeti na velike udaljenosti. Pepeo može pokriti krovove i zemlju i vrlo ga je teško očistiti. Vulkanski pepeo je također vrlo oštar i nazubljen te može oštetiti motore automobila i aviona kao i pluća životinja i ljudi.
Pad krhotina
U eksplozivnim erupcijama, istopljeni kamen i mineralni kristali koji se već učvršćuju u magmi mogu se izbaciti velikom brzinom. U rasponu su od veličine pepela do šljunčane veličine u slučaju lapila do metra ili više, u slučaju blokova i bombi. Leteće vulkanske krhotine također su opasne jer se mogu sudarati sa zgradama i drugim objektima, kao i s ljudima.
Ne možete točno predvidjeti kada će se dogoditi erupcija, ali postoje znakovi koji pokazuju da je vulkanska erupcija neminovna. Tu spadaju rojevi potresa i zatrpavanje padina vulkana.
Zemljotres rojevi
Kada se rastopljena stijena pomiče kroz komore ispod površine, to može prouzrokovati kaskadu potresa dok se rastaljeni stijena kreće prema zidovima komore. To ne mora nužno da će doći do erupcije, ali to znači da se rastaljeni kamen kreće i može kretati prema vulkanskom otvoru.
Proširenje terena
Zbog plina i magme koji se približavaju površini vulkana koji uskoro izbija, nagib vulkana se može činiti da ispucati ili deformirati dok se plin i magma guraju prema stijeni. To ispupčenje obično se može otkriti samo nagibnicima.
Većina vulkana u blizini središta stanovništva ima timove vulkanologa koji ih prate i upozoravaju na potencijalno opasne aktivnosti. Postoji i sustav označen bojom koji vulkanolozi koriste za označavanje stupnja opasnosti od erupcije vulkana..
Zemljotresi se događaju kada se površina trese ili na neki način uznemirava zbog unutarnjih procesa unutar zemlje. Zemljotresi su obično uzrokovani klizanjem između dva tijela stijena duž rasjeda. Ovo klizanje rezultirat će seizmičkim valovima. Slični potresi mogu se pojaviti i na drugim planetima.
Dvije vrste valova koji su uključeni u uzrok potresa su površinski valovi i tjelesni valovi koji putuju kroz Zemljinu unutrašnjost.
Valovi tijela
Dvije vrste tjelesnih valova su p-valovi i s-valovi.
P-valovi
P-valovi su uzdužni valovi, što znači da je oscilacija koju val izaziva paralelna s širenjem vala kroz stijenu. Oni mogu putovati kroz čvrste i tekuće komponente zemlje ili kroz neko drugo planetarno tijelo. Kako se p-talasi kreću kroz stijenu, materijal će se komprimirati na vrhovima valova i proširiti u koritima.
S-valovi
S-valovi su poprečni valovi, što znači da je njihova oscilacija okomita na njihovo širenje. S-valovi su sporiji od p-valova. U stvari, "s" u s-valu znači "sekundarno", dok "p" u p-valu znači primarno, jer s-valovi dolaze nakon p-valova. Za razliku od p-talasa, s-valovi mogu putovati samo kroz čvrsti materijal i neće putovati kroz tekućinu ili zrak. Jedan od razloga zbog kojeg geofizičari znaju da Zemlja ima tekuću vanjsku jezgru je taj što unutar Zemljine regije postoji područje iz kojeg seizmički detektori ne primaju nikakve s-valove, već samo p-valove.
Površinski valovi
Površinski valovi mogu biti u različitim oblicima. Dvije vrste površinskih valova su valovi koji uzrokuju pomicanje tla bočno i valovi koji također uzrokuju vertikalno osciliranje tla. Površinski valovi koji se kreću po zemlji bočno se nazivaju ljubavni valovi. Površinski valovi koji također uzrokuju vertikalno osciliranje površine nazivaju se Rayleighovi valovi.
Zemljotresi su uglavnom uzrokovani pomicanjem ploča i pokretima duž rasjeda. Greške su u osnovi pukotine u Zemljinoj kori koje se aktivno deformiraju kao tijela stijena s obje strane rasjeda koja klize jedni protiv drugih. To kretanje tijela stijena osnova je tektonike ploča.
Potresi i kvarovi
Zemljotresi su obično uzrokovani pomicanjem tijela stijena duž rasjeda. Postoje tri vrste rasjeda gdje nastaju zemljotresi. Normalne pogreške, obrnute pogreške i smetnje transformacije.
Normalne greške
Normalni rasjedi su rasjedi gdje se dva tektonska bloka ili tijela stijena povlače jedna od druge. Ove se greške javljaju u produženim područjima kao što su bazeni na pukotinama i na sredoceanskim grebenima gdje se tektonske ploče međusobno razilaze. Te greške su očite i na drugim planetarnim tijelima, poput Marsa u regiji Valles Marineris.
Obrnute greške
Obrnute greške nastaju tamo gdje se dva tektonska bloka guraju jedan protiv drugog. To može uzrokovati da jedan blok bude gurnut prema gore, a drugi prema drugom. Ova vrsta oštećenja česta je u zonama subdukcije i na grebenima bora na planetarnim tijelima kao što su Merkur, Mjesec i Mars, gdje je hlađenje planeta uzrokovalo kontrakciju kore. Obrnuta oštećenja rezultat su kompresije.
Kvarovi transformacije
Preobrazbene greške nastaju tamo gdje se dva tektonska bloka pomiču bočno jedna prema drugoj. Poznati primjer greške transformacije je greška San Andreas u američkoj državi Kalifornija.
Oblikovne greške
Kosi kvarovi pokazuju i obrnuto / normalno i transformirajuće kretanje pripadajućih tektonskih blokova. Većina većih grešaka imaju segmente koji pokazuju različit stupanj ukošenja.
Kako smetnje vode do potresa
Dok se tektonski blokovi kreću duž rasjeda, oni se ne kreću stalno. Dok se blokovi kliznu jedan protiv drugog, zahvaćaju se izbočine uz zidove rasjedne površine zvane neravnine. Jednom kada ih uhvate, pritisak se povećava na asperitetima, sve dok se konačno ne poklope ili rastope asperiteti koji zaključavaju dva kamena tijela, što uzrokuje ponovno klizanje blokova. Ovo razbijanje nejednakosti i kasnije klizanje blokova uzrokuje potres.
Zbog prirode potresa gotovo je nemoguće predvidjeti kada će se dogoditi potres. Najbolje što se može učiniti u većini slučajeva je izbjegavanje gradnje zgrada u kojima će se vjerojatno dogoditi zemljotresi, primjerice uzduž grešaka, i projektiranje zgrada u područjima u kojima su potresi uobičajeni da ih izdrže..
Richterova ljestvica
Rihterova skala je ljestvica koja se koristi za izračunavanje magnitude zemljotresa. Jačina potresa je energija oslobođena tijekom događaja. Većina potresa nije veća od magnitude 9. Vrlo rijetko će biti potresa magnitude 9+ koji su neki od najrazornijih zemljotresa koji su se dogodili u Zemljinoj povijesti. Jačina potresa ograničena je duljinom pripadajućeg kvara. Trenutno na Zemlji ne postoji greška dovoljno velika da može podnijeti potres magnitude 10.
Vulkani i zemljotresi povezani su s rupturom koja se događa u stijeni blizu ili na površini planetarnog tijela.
Obje su također pojave geološkog podrijetla koje predstavljaju ozbiljne opasnosti za ljude. Vulkanske erupcije i zemljotresi također su teško predvidjeti.
Iako postoje sličnosti između vulkana i potresa, postoje i značajne razlike koje uključuju sljedeće.
Vulkani se formiraju kada magma izađe na površinu i prouzrokuje pukotine na površini, omogućujući stvaranje oduška. Razvrstavaju se na temelju mnogih čimbenika, uključujući, ali ne ograničavajući se na morfologiju i razmjere erupcije. Opseg erupcije kontrolira se sastavom magme i količinom plina zarobljenih u njoj. Zemljotresi su obično uzrokovani klizanjem tijela stijena na rasjed. Vulkani i zemljotresi su slični po tome što su podrijetlom geološki i oba rezultiraju površinskim pojavama. Oboje predstavljaju značajnu opasnost za ljude. Različiti su u tome što vulkani eruptiraju zbog procesa koji se događaju vrlo blizu Zemljine površine, dok su potresi obično uzrokovani poremećajima koji često potječu najmanje stotinama metara ispod površine planeta. Vulkani su također značajke koje mogu proizvesti brojne povezane događaje, a svaki je potres samo geološki događaj. Nadalje, vulkani rezultiraju stvaranjem nove stijene dok zemljotresi rezultiraju seizmičkim valovima i potresanjem stijene, ali ne i stvaranjem nove stijene. Također, mogu se predvidjeti da će vulkani izbiti za nekoliko dana do tjedana, iako se ne može znati točno vrijeme i predviđanja mogu biti pogrešna, dok se može predvidjeti samo vjerojatnost zemljotresa. Nemoguće je odrediti vremenski okvir kada će se dogoditi sljedeći potres.