Vulkanas yra įspūdingas vaizdas. Kai jie yra ramybės būsenos , jie iškyla virš visko kraštovaizdyje. Kai jie yra aktyvus , jie yra naikinanti gamtos jėga, kuri yra neprilygstama, lyja ugnimi ir pelenais ant visko, kas yra vietoje. Ir ilgą laiką, kai jie neišsiveržia, jie taip pat gali būti gana naudingas į supančią aplinką.
Bet kas sukelia ugnikalnius? Kalbant apie mūsų planetą, jie yra aktyvių geologinių jėgų, kurios per milijardus metų formavo Žemės paviršių, rezultatas. Įdomu tai, kad kituose mūsų Saulės sistemos kūnuose taip pat yra daugybė ugnikalnių pavyzdžių, kai kurie iš jų daro gėdą tiems, kurie yra Žemėje!
Apibrėžimas:
Pagal apibrėžimą ugnikalnis yra Žemės (ar kito dangaus kūno) plutos plyšimas, dėl kurio karšta lava, vulkaniniai pelenai ir dujos gali išeiti iš magmos kameros, esančios po paviršiumi. Terminas kilęs iš Vulkano, vulkaniškai aktyvios salos, esančios Italijos pakrantėje, kurios pavadinimas savo ruožtu kilęs iš romėnų ugnies dievo (Vulkano) pavadinimo.
Menininko iliustruota Žemės tektoninių plokščių iliustracija. Kreditas: msnucleus.org
Žemėje ugnikalniai yra veiksmų tarp pagrindinių tektoninių plokščių rezultatas. Šios Žemės plutos dalys yra standžios, bet yra ant palyginti klampios viršutinės mantijos. Karšta išsilydžiusi uoliena, žinoma kaip magma, iškyla į paviršių, kur virsta lava. Trumpai tariant, ugnikalniai randami ten, kur tektoninės plokštės išsiskiria arba susilieja, pvz. Vidurio Atlanto kalnagūbris arba Ramiojo vandenyno ugnies žiedas – dėl ko magma iškyla į paviršių.
Vulkanai taip pat gali susidaryti ten, kur plutos vidinės plokštės tempiasi ir plonėja, pavyzdžiui, Rytų Afrikos plyšys ir Rio Grande Riftas Šiaurės Amerikoje. Vulkanizmas taip pat gali atsirasti toli nuo plokščių ribų, kur kylanti magma yra priversta į trapias plutos dalis, sudarydama vulkanines salas, tokias kaip Havajų salos.
Išsiveržę ugnikalniai kelia daug pavojų ne tik aplinkiniams kaimo vietovėms. Netoli jų esanti karšta, tekanti lava gali padaryti didelę žalą aplinkai, turtui ir sukelti pavojų gyvybei. Tačiau vulkaniniai pelenai gali pridaryti didelės žalos, lyti sieros rūgštimi, sutrikdyti oro susisiekimą ir netgi sukelti „vulkanines žiemas“, uždengdami Saulę (taip sukeldami vietinį derliaus trūkumą ir badą).
Vulkanų tipai:
Yra keturi pagrindiniai ugnikalnių tipai – pelenų kūgis, sudėtiniai ir skydiniai ugnikalniai bei lavos kupolai. Pelenų kūgiai yra paprasčiausias ugnikalnio tipas, atsirandantis, kai iš ugnikalnio angos išmetama magma. Išstumta lava liejasi aplink plyšį, sudarydama ovalo formos kūgį su dubens formos krateriu viršuje. Paprastai jie yra maži, kai kurie iš jų užauga didesni nei 300 metrų (1000 pėdų) virš savo aplinkos.
Paricutinas, pelenų kūgio ugnikalnio pavyzdys. Kreditas: USGS
Sudėtiniai ugnikalniai (dar žinomi kaip stratovulkanai) susidaro, kai a vulkanas vedė jungia požeminį magmos rezervuarą su Žemės paviršiumi. Šie ugnikalniai paprastai turi keletą angų, dėl kurių magma prasiskverbia pro sienas ir išspjauna iš plyšių kalno šonuose ir viršūnėje.
Žinoma, kad šie ugnikalniai sukelia smarkius išsiveržimus. Ir visos šios išmestos medžiagos dėka šie ugnikalniai gali užaugti iki tūkstančių metrų aukščio. Pavyzdžiai: Rainier kalnas (4 392 m; 14 411 pėdų), Fudžio kalnas (3 776 m; 12 389 pėdos), Cotopaxi kalnas (5 897 m; 19 347 pėdos) ir Sent Helens kalnas (2 549 mm; 8 363 pėdos).
Skydiniai ugnikalniai taip vadinami dėl didelių, plačių paviršių. Su tokio tipo ugnikalniais išsiliejanti lava yra plona, todėl ji gali nukeliauti didelius atstumus sekliais šlaitais. Ši lava atvėsta ir lėtai kaupiasi laikui bėgant, šimtai išsiveržimų sukuria daugybę sluoksnių. Todėl greičiausiai jie nebus katastrofiški. Kai kurie geriausiai žinomi pavyzdžiai yra tie, kurie sudaro Havajų salas, ypač Mauna Loa ir Mauna Kea.
Vulkaninius arba lavos kupolus sukuria nedidelės lavos masės, kurios yra per klampios, kad nutekėtų labai toli. Skirtingai nuo skydinių ugnikalnių, kuriuose yra mažo klampumo lava, lėtai judanti lava tiesiog kaupiasi virš ventiliacijos angos. Laikui bėgant kupolas auga plečiantis, o kalnas susidaro iš medžiagos, išsiliejusios nuo augančio kupolo šonų. Lavos kupolai gali smarkiai sprogti, išskirdami didžiulį kiekį karštų uolienų ir pelenų.
Menininko įspūdis apie tai, kas slypi po Jeloustouno ugnikalniu. Kreditas: Hernán Cañellas / National Geographic
Vandenyno dugne taip pat galima rasti ugnikalnių, vadinamų povandeniniais ugnikalniais. Tai dažnai išryškėja virš vandenyno paviršiaus esant sprogdinimo garams ir akmeninėms nuolaužoms, nors vandenyno vandens slėgis dažnai gali užkirsti kelią sprogimui.
Tokiais atvejais lava, susilietus su vandenyno vandeniu, greitai atšąla ir vandenyno dugne suformuoja pagalvės formos mases (vadinamą pagalvės lava). Hidroterminės angos taip pat paplitę aplink povandeninį ugnikalnį, kuris gali palaikyti aktyvias ir savotiškas ekosistemas dėl jų išskiriamos energijos, dujų ir mineralų. Laikui bėgant povandeninių ugnikalnių suformuoti dariniai gali tapti tokie dideli, kad virsti salomis.
Vulkanai taip pat gali išsivystyti po ledo dangteliais, kurie yra žinomi kaip sublediniai ugnikalniai. Tokiais atvejais plokščia lava teka ant pagalvės lavos, kuri atsiranda, kai lava greitai atvėsta, kai ji liečiasi su ledu. Kai ledo dangtelis ištirpsta, lava viršuje griūva ir palieka plokščią viršūnę. Labai gerų tokio tipo ugnikalnių pavyzdžių galima pamatyti Islandijoje ir Britų Kolumbijoje, Kanadoje.
Pavyzdžiai kitose planetose:
Vulkanus galima rasti daugelyje Saulės sistemos kūnų. Pavyzdžiui, Jupiterio mėnulis į , kuri periodiškai patiria ugnikalnių išsiveržimus, kurie siekia iki 500 km (300 mylių) į kosmosą . Šią vulkaninę veiklą sukelia trintis arba potvynių išsklaidymas, atsirandantis Io viduje, dėl kurio ištirpsta daug Io mantijos ir šerdies.
Galimos Io interjero kompozicijos modelis su pažymėtomis įvairiomis savybėmis. Kreditas: Wikipedia Commons / Kelvinsong
Jo spalvingas paviršius (oranžinė, geltona, žalia, balta/pilka ir kt.) rodo, kad yra sieros ir silikato junginių, kurie aiškiai nusėdo ugnikalnių išsiveržimų metu. Tai, kad jo paviršiuje nėra smūginių kraterių, o tai neįprasta Jovijos mėnulyje, taip pat rodo paviršiaus atsinaujinimą.
Marsas taip pat patyrė intensyvi vulkaninė veikla savo praeityje, kaip rodo Olimpo mons – didžiausias ugnikalnis Saulės sistemoje. Nors dauguma vulkaninių kalnų yra užgesę ir sugriuvę, Erdvėlaivis „Mars Express“. pastebėta naujesnio vulkaninio aktyvumo įrodymų, leidžiančių manyti, kad Marsas vis dar gali būti geologiškai aktyvus.
Daug Veneros paviršius suformavo ir vulkaninė veikla. Nors Veneros ugnikalnių skaičius yra kelis kartus didesnis nei Žemės ugnikalnių, buvo manoma, kad visi jie išnyko. Tačiau yra daugybė įrodymų, leidžiančių manyti, kad jų vis dar gali būti Veneroje veikiantys ugnikalniai kurios prisideda prie jos tankios atmosferos ir pabėgusio šiltnamio efekto.
Pavyzdžiui, aštuntajame dešimtmetyje daugkartinė sovietinė Šukutės misijos atliko Veneros tyrimus. Šios misijos gavo perkūnijos įrodymų ir žaibas atmosferoje , kuris galėjo atsirasti dėl vulkaninių pelenų sąveikos su atmosfera. Panašių įrodymų surinko ir ESA Veneros ekspresas 2007 m.
3D Veneros ugnikalnio Maat Mons perspektyva, sukurta iš NASA Magelano misijos radaro duomenų. Autoriai: NASA/JPL
Ta pati misija stebėjo trumpalaikius lokalizuotus infraraudonųjų spindulių karštuosius taškus Veneros paviršiuje 2008 ir 2009 m., ypač plyšio zonoje Ganis Chasma – prie skydinio ugnikalnio Maat Mons. The Magelanas zondas taip pat pastebėjo ugnikalnio aktyvumo įrodymus iš šio kalno per savo misiją 10-ojo dešimtmečio pradžioje, naudodamas radaro garsą pelenų srautams netoli viršūnės aptikti.
Kriovulkanizmas:
Be „karštų ugnikalnių“, kurie spjaudo išsilydžiusias uolienas, taip pat yra kriovulkanai (dar žinomas kaip „šaltieji ugnikalniai“). Šių tipų ugnikalniai apima lakiuosius junginius, t. y. vandenį, metaną ir amoniaką, o ne lavą, kuri prasiskverbia pro paviršių. Jie buvo pastebėti ant ledinių kūnų Saulės sistemoje, kur skystis išsiveržia iš vandenyno, paslėpto mėnulio viduje.
Pavyzdžiui, Jupiterio mėnulis Europa , kuris, kaip žinoma, turi vidinį vandenyną, manoma, kad patiria kriovulkanizmą. Ankstyviausi to įrodymai buvo susiję su lygiu ir jaunu paviršiumi, kuris rodo endogeninio dangos atnaujinimą ir atnaujinimą. Panašiai kaip karšta magma, vanduo ir lakiosios medžiagos išsiveržia ant paviršiaus, kur jie užšąla, kad uždengtų smūginius kraterius ir kitas savybes.
Be to, buvo pastebėti vandens stulpai 2012 ir vėl 2016 metais naudojant Hablo kosminis teleskopas . Buvo pastebėta, kad abiem atvejais šie nutrūkstantys plunksneliai atkeliaudavo į pietinį Europos regioną ir, kaip manoma, pasiekdavo iki 200 km (125 mylių), prieš nusodinant vandens ledą ir medžiagas atgal ant paviršiaus.
2005 m Cassini-Huygens misija aptiko kriovulkanizmo Saturno palydovuose įrodymų Titanas ir Enceladas . Pirmuoju atveju zondas naudojo infraraudonųjų spindulių vaizdą, kad prasiskverbtų į tankius Titano debesis ir aptiktų 30 km (18,64 mylios) darinio požymius, kuriuos, kaip manoma, sukėlė angliavandenilių ledai, iškilę po paviršiumi.
Encelado kriovulkaninis aktyvumas buvo patvirtintas stebint vandens ir organinių molekulių stulpeliai išmestas iš Mėnulio pietų ašigalio. Manoma, kad šie stulpeliai kilę iš Mėnulio vidinio vandenyno ir daugiausia sudaryti iš vandens garų, molekulinio azoto ir lakiųjų medžiagų (tokių kaip metanas, anglies dioksidas ir kiti angliavandeniliai).
1989 m Kelionė 2 erdvėlaivis Neptūno mėnulyje stebėjo kriovulkanus, išmetančius vandens amoniako ir azoto dujų stulpelius Tritonas . Pastebėta, kad šie azoto geizeriai 8 km (5 mylių) virš Mėnulio paviršiaus siųsdavo skysto azoto stulpelius. Paviršius taip pat gana jaunas, o tai buvo laikoma endogeninio atsinaujinimo požymiu. Taip pat teigiama, kad kriovulkanizmas gali būti ir Kuiperio juostos objekte Quaoar .
Čia, Žemėje, vulkanizmas pasireiškia kaip karšta magma, stumiama aukštyn per Žemės silikatinę plutą dėl susiklosčiusių susitarimų interjere. Tačiau tokia veikla yra visose planetose, susidariusiose iš silikatinės medžiagos ir mineralų ir kuriose yra žinomas geologinis aktyvumas arba potvynių įtempiai. Tačiau ant kitų kūnų jis susideda iš šalto vandens ir medžiagų iš vidinio vandenyno, kurios veržiasi į ledinį paviršių.
Spalvota „Olympus Mons“ mozaika Marse. Autoriai: NASA/JPL
Šiandien mūsų žinios apie vulkanizmą (ir įvairias jo formas) yra patobulinimų tiek geologijos, tiek kosmoso tyrinėjimų srityje rezultatas. Kuo daugiau sužinome apie kitas planetas, tuo daugiau galime įžvelgti stulbinančių panašumų ir kontrastų su savo (ir atvirkščiai).
„Universe Today“ parašėme daug įdomių straipsnių apie ugnikalnius. Štai 10 įdomių faktų apie ugnikalnius , Kokie yra skirtingi ugnikalnių tipai? , Kaip išsiveržia ugnikalniai? , Kokie yra ugnikalnių pranašumai? , Kuo skiriasi aktyvūs ir neveikiantys ugnikalniai?
Norėdami gauti daugiau informacijos, būtinai patikrinkite Kas yra ugnikalnis? NASA kosminėje vietoje.
„Astronomy Cast“ turi epizodą šia tema – 141 serija: karšti ir šalti ugnikalniai .
Šaltiniai: