Какво е вулкан?

Вулканите са разкъсвания в земната кора на планетата, които се образуват поради надигаща се магма или разтопена скала. Магмата се събира в магмена камера близо до повърхността. Газът, отделен от магмата в камерата, създава налягане в камерата, което в крайна сметка създава нарушение в скалата, което води до изригване на вулкан.

Някои вулкани произвеждат изригвания, които са по-експлозивни и произвеждат повече отломки. Други произвеждат изригвания, което води до повече потоци от лава. Вулканите са открити на много планетни тела на Слънчевата система, включително Земята, Марс, Йо и Венера. Има доказателства и за криовулкани, вулкани, които изригват летливи вещества като вода и амоняк, които произвеждат лед вместо скала, върху ледени тела на външната Слънчева система, като луна на Нептун Тритон и лунния Енцелад на Сатурн.

Класификация на вулканите

Вулканите могат да бъдат класифицирани по много начини. Два начина, по които вулканите често се класифицират, са по тип изригване и морфология. Има много различни морфологични типове вулкани, но три често срещани вида са щитови вулкани, стратовулкани и вулкани, които произвеждат конуси. Съществуват и различни видове изригвания. Някои изригвания произвеждат повече експлозии и отломки. Това естествено се наричат ​​експлозивни изригвания. Други изригвания произвеждат повече потоци от лава. Те се наричат ​​ефузивни изригвания.

Класификация по морфология

Cindercones

Cindercones са конусовидни отвори на голям вулкан, направен от купчини вулканични стъклени парчета, като скориите, които бързо излизат от земята от непрекъснати експлозивни изригвания, при които разтопената скала се „плюе” от отдушник и бързо се втвърдява. Тези вулканични особености са често срещани в рифтовите басейни, където кора е тънка, което позволява на магмата лесно да наруши повърхността.

Щитни вулкани

Вулканите на щита са вулкани с формата на купол, които получават името си от прилика на щит, положен на неговата страна. Те обикновено са съставени от последователни потоци лава, подредени един върху друг. Мауна Кеа на Хаваите и вулканите Тарис на Марс са примери за този тип вулкани.

стратовулкани

Това са вулкани, които съдържат множество слоеве от различни видове вулканични материали. Те съдържат големи количества вулканични отломки като вулкани, произвеждащи шлака, и обширни потоци от лава като щитови вулкани. Известни стратовулкани включват планината Фуджи, Стромболи и връх Сейнт Хеленс.

Класификация по тип изригване

Вулканичните изригвания варират в зависимост от състава на скалата, количеството магма, съдържанието на газ и тектонските настройки.

Хавайски изригвания

Хавайските изригвания се състоят главно от потоци лава. Тези видове изригвания са често срещани на вулканични острови и на места, където магмата има особено мафик, специално базалтов състав, като океански островни дъги и на океанските острови в близост до горещи точки. Магмите, свързани с хавайските изригвания, също имат ниско съдържание на газ. Местата на Земята, където хавайските вулканични изригвания са често срещани, включват Исландия, Хаваи и подобни места. Марсианските вулкани в Tharsis, Olympus Mons, Tharsis Montes, Ascreaus Mons и Arsia Mons също са вероятно от изригвания в хавайски стил, които са настъпили в много по-голям мащаб от техните наземни колеги.

Стромболски изригвания

Стромболово изригване възниква, когато магмата е по-малко мафична, но все още предимно мафична и съдържанието на газ е по-високо. Стромболовите изригвания се състоят от последователни изблици на лава и вулканични отломки, последвани от периоди на затихване с продължителност от няколко минути до няколко часа. Много известен вулкан със изригвания в стромболски стил е вулканът на остров Стромболи, който е наречен „Фара на Средиземноморието“.

Вулканично изригване

Вулканичното изригване е подобно на стромболовото изригване, с изключение на това, че изригванията са по-експлозивни и периодите на спокойствие, разделящи изригванията, са по-дълги. Магите при вулканични изригвания са по-фелсични от изригванията на стромболски или хавайски стил. Фелсичната магма, като риолит, улавя повече газ от мафийските магми и в резултат вулканите с фелсична магма са склонни да бъдат по-експлозивни. Това прави вулканичните изригвания по-големи и по-мощни от Стромболските изригвания.

Плинийски изригвания

Най-мощното обикновено изригване, което се случва на Земята, е изригване на Плиний. Изригванията на плиний се случват, когато магмата е дори по-фелсивна, отколкото при вулканични изригвания и още повече газ се улавя. Изригванията на Плиний произвеждат колони от вулканични отломки, които могат да достигнат 45 километра. Колоните, които са по-високи от около 30 километра, имат дългосрочни ефекти върху климата и следователно тези изригвания са важни за изследванията на палеоклима. Изригванията на Плиний бяха наречени за Плиний Младши, който наблюдава изригването на Плиний в резултат на планината Везувий, която разруши Помпеи през А. Д. 79. Други известни изригвания на Плиний включват Тамбора и Кракатаа.

Опасности от вулкани

Активните вулкани са най-често при границите на активните плочи и горещите точки. Границите на плочите, където вулканизмът е най-разпространен, са конвергентни граници на плочите, като зоните на субдукция, където океанската плоча се поема под или по-лека океанска кора, или континентална кора, тъй като континенталната кора винаги е по-малко гъста от океанската кора. Вулканите са често срещани и в континенталните разриви, където кора става достатъчно тънка, че магмата лесно може да наруши повърхността. Това са областите, в които вулканичната опасност е най-голяма.

Изригванията могат да бъдат много разрушителни за местните човешки общности. Опасностите от вулканите включват масово изхабяване, пепел и падащи отломки.

Масово губене, свързано с вулкани

кални свлачища

Замърсявания могат да възникнат, когато маса от кален материал се отделя от склона на вулкан и се плъзга в кохерентна единица. Такива кални пързалки могат да бъдат много разрушителни за близките градове.

кални реки

Брудните потоци също могат да бъдат предизвикани от вулканични изригвания и да възникнат, когато калта се държи като течност, създаваща река от кал. Каловите потоци са много плътни и могат да пренасят камъни с висока скорост.

Lahars

Лахарите са смеси от кал, вулканични отпадъци и вода. Температурите им са стотици градуси по Целзий и се движат с много висока скорост. Те са сред най-разрушителните форми на масово губене, свързани с вулканични изригвания.

Ashfalls

Взривоопасните вулканични изригвания могат да предизвикат голямо количество частици с размер на пепел, които могат да бъдат пренасяни на големи разстояния от вятъра. Пепел може да покрива покриви и земята и е много труден за почистване. Вулканичната пепел също е много остра и назъбена и може да повреди автомобили и самолети, както и белите дробове на животни и хора.

Падащи отломки

При експлозивни изригвания разтопени скали и минерални кристали, които вече се втвърдяват в магмата, могат да бъдат изхвърлени с висока скорост. Те варират по размер от пепел до размер на камъче в случай на лапили до метър или повече, в случай на блокове и бомби. Летящите вулканични отломки също са опасни, тъй като могат да се сблъскат със сгради и други предмети, както и с хора.

Прогнозиране на изригвания

Няма начин да се предвиди точно кога ще се случи изригване, но има признаци, които показват, че предстои изригване на вулкан. Те включват, земетресения рояци и издутината на склона на вулкана.

Земетресение рояци

Когато разтопената скала се движи през камери под повърхността, това може да причини каскада от земетресения, докато разтопената скала се движи към стените на камерата. Това не означава непременно, че ще настъпи изригване, но това означава, че разтопената скала се движи и може да се движи към вулканичен отдушник.

Разширяване на терена

Поради приближаването на газ и магма до повърхността на скоро изригващ се вулкан, наклонът на вулкана може да изглежда да се издуе или да се деформира като газ и магма се натискат върху скалата. Това издуване обикновено се открива само от наклонители.

Сигнализиране на близките общности

Повечето вулкани в близост до населените центрове имат екипи от вулканолози, които ги наблюдават и предупреждават за потенциално опасна дейност. Съществува и цветно-кодирана система, използвана от вулканолозите, за да посочи степента на опасност от вулканично изригване.

Какво е земетресение?

Земетресенията се случват, когато повърхността е разклатена или нарушена по някакъв начин поради вътрешни процеси в земята. Земетресенията обикновено са причинени от подхлъзване между две скални тела по разлом. Това приплъзване ще доведе до сеизмични вълни. Подобни земетресения могат да се появят и на други планети.

Земетресещи вълни

Двата вида вълни, участващи в причината за земетресенията, са повърхностни вълни и телесни вълни, които пътуват през вътрешността на Земята.

Телесни вълни

Двата вида телесни вълни са p-вълни и s-вълни.

P-вълни

P-вълните са надлъжни вълни, което означава, че трептенията, причинени от вълната, са успоредни на разпространението на вълната през скала. Те могат да пътуват през твърди и течни компоненти на земята или друго планетно тяло. Докато p-вълните се движат през скалата, материалът ще се компресира при гребените на вълните и ще се разшири при нивата.

S-вълни

S-вълните са напречни вълни, което означава, че тяхното колебание е перпендикулярно на тяхното разпространение. S-вълните са по-бавни от p-вълните. Всъщност "s" в s-вълната означава "вторична", докато "p" в p-вълната означава първична, тъй като s-вълните ще пристигнат след p-вълните. За разлика от p-вълните, s-вълните могат да пътуват само през твърд материал и няма да пътуват през течност или въздух. Една от причините геофизиците да знаят, че Земята има течно външно ядро ​​е, че има вътрешност на вътрешността на Земята, от която сеизмичните детектори не получават никакви s-вълни, а само p-вълни.

Повърхностни вълни

Повърхностните вълни могат да се предлагат в най-различни форми. Двата типа повърхностни вълни са вълни, които причиняват движение на земята встрани и вълни, които също причиняват вертикално колебание на земята. Повърхностните вълни, които се движат земята отстрани, се наричат ​​любовни вълни. Повърхностните вълни, които също причиняват вертикално колебание на повърхността, се наричат ​​вълни на Рейли.

Геологически настройки на земетресенията

Земетресенията са причинени главно от движенията на плочите и движенията по разломи. Разломите по същество са пукнатини в земната кора, които активно се деформират като скални тела от двете страни на разлома се плъзгат едно срещу друго. Това движение на скални тела е в основата на тектониката на плочите.

Земетресения и разломи

Земетресенията обикновено са причинени от движение на скални тела по разломи. Има три вида разломи, при които се трупат земетресения. Нормални неизправности, обратни грешки и преобразуващи неизправности.

Нормални неизправности

Нормалните разломи са разломи, при които два тектонски блока или скални тела се отдалечават едно от друго. Тези разломи се появяват в райони на удължаване като рифтови басейни и в средноокеански хребети, където тектоничните плочи се разминават една от друга. Тези разломи са очевидни и при други планетни тела като Марс в района на Валес Маринерис.

Обратни дефекти

Обратните разломи възникват там, където два тектонични блока се натискат един срещу друг. Това може да доведе до избутване на един блок нагоре и над друг блок. Този тип разломи са често срещани в зоните на субдукция и при гребени на гребени на планетни тела като Меркурий, Луната и Марс, където охлаждането на планетата е причинило свиване на кора. Обратното повдигане в резултат се свързва с компресия.

Неизправни трансформации

Трансформационни разломи възникват там, където два тектонични блока се движат странично един спрямо друг. Добре известен пример за грешка в трансформацията е грешката San Andreas в американския щат Калифорния.

Косови грешки

Косните разломи показват както обратното / нормалното, така и трансформационното движение на свързаните тектонични блокове. Повечето големи дефекти имат сегменти, които показват различна степен на наклоняване.

Как разломите водят до земетресения

Докато тектонските блокове се движат по разломи, те не се движат непрекъснато. Докато блоковете се плъзгат един срещу друг, те се хващат на издатини по протежение на стените на разломната повърхност, наречени асперти. След като ги хванат, натискът се усилва, докато накрая отклоненията, затварящи двете скални тела заедно, се разрушават или стопят, причинявайки блоковете отново да се плъзгат. Това счупване на несъответствията и последващо плъзгане на блоковете предизвиква земетресение.

Прогнозиране и измерване на земетресения

Поради естеството на земетресенията е почти невъзможно да се предвиди кога ще се случи земетресение. Най-доброто, което може да се направи в повечето случаи, е да се избягва изграждането на сгради, в които има вероятност да възникнат земетресения, например при разломи, и да се проектират сгради в райони, където земетресенията са обичайни, за да ги издържат.

Рихтер мащаб

Скалата на Рихтер е скала, използвана за изчисляване на степента на земетресение. Степента на земетресение е енергията, отделена по време на събитието. Повечето земетресения не са по-високи от магнитуд 9. Много рядко ще има земетресения с магнитуд 9+, които са едни от най-разрушителните земетресения, случили се в историята на Земята. Големината на земетресение се ограничава от дължината на свързания разлом. В момента няма вина на Земята достатъчно голяма, за да издържи земетресение с магнитуд 10.

Прилики между вулкани и земетресения

Вулканите и земетресенията са свързани както с разрив, който се случва в скала близо до или на повърхността на планетарно тяло.

И двете са явления от геологичен произход, които представляват сериозни опасности за хората. Вулканичните изригвания и земетресенията също са трудно предвидими.

Разлики между вулкани и земетресения

Въпреки че има сходства между вулкани и земетресения, има и съществени разлики, които включват следното.

  • Вулканите се образуват на повърхността на Земята, докато земетресенията произхождат от по-дълбоки в земната кора. Вулканите също са характеристики на планетарните повърхности, докато земетресенията са само събития, въпреки че са свързани с определени характеристики, като разломи. Вулканите се образуват чрез отделяне на газ и магма. Земетресенията са причинени от движение по разлом. Вулканите водят до образуването на нова скала, докато земетресенията просто причиняват вълни, които смущават скалата. Вулканите могат да произвеждат значителни отломки чрез пепелища, кални капки и формирането на характеристики като иглимбрити. Земетресенията обикновено няма да произведат значителни отломки, но отломките ще са резултат от смущения, причинени от земетресението. Възможно е да се предвиди изригване на вулкан няколко седмици до няколко дни предварително, въпреки че точното време на изригването не може да се предвиди с никаква точност. Вероятността от земетресение може да се предвиди, но не е възможно да се определи каква времева рамка кога ще се случи земетресението, колко е вероятно това да се случи в някакъв момент в бъдеще.

Вулкан срещу Земетресение: Сравнителна диаграма

Обобщение на Вулкан срещу Земетресение

Вулканите се образуват, когато магмата излезе на повърхността и причини разкъсване на повърхността, което позволява образуването на отдушник. Те се класифицират въз основа на много фактори, включително, но не само, морфология и мащаба на изригването. Мащабът на изригването се контролира от състава на магмата и количеството газ, задържан вътре. Земетресенията обикновено са причинени от подхлъзване на скални тела по разлом. Вулканите и земетресенията са сходни по това, че са едновременно геоложки по произход и двете водят до повърхностни явления. Те също така представляват значителни опасности за хората. Те се различават по това, че вулканите изригват поради процеси, които протичат много близо до земната повърхност, докато земетресенията обикновено са причинени от смущения, които често възникват поне на стотици метра под повърхността на планетата. Вулканите са също характеристики, които могат да доведат до множество свързани събития, докато всяко земетресение е само геологично събитие. Освен това вулканите водят до образуването на нова скала, докато земетресенията водят до сеизмични вълни и разклащане на скала, но не и образуване на нова скала. Също така може да се прогнозира, че вулканите ще избухнат в рамките на няколко дни до седмици, въпреки че не може да се знае точно време и прогнозите могат да бъдат погрешни, докато само вероятността от земетресение може да се прогнозира. Невъзможно е да се определи времевата рамка за кога ще се случи следващото земетресение.

Калеб Стром

Препратки

  • Bullard, F. M. "Stromboli, фар на Средиземноморието." Алкалде (Тексаски университет) 42 (1954): 284-289.
  • Уилсън, Лионел. "Вулканизъм в Слънчевата система." Nature Geoscience 2.6 (2009): 389.
  • Марка, Бретан Д. "EA Parfitt, L. Wilson: Основи на физическата вулканология." (2010): 375-375.
  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d2/Haiti_earthquake_damage.jpg/640px-Haiti_earthquake_damage.jpg
  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d2/Haiti_earthquake_damage.jpg/640px-Haiti_earthquake_damage.jpg