wulkan
Wulkan – stanowi miejsce na powierzchniowej warstwie Ziemi do którego przypisuje się charakterystyczne cechy. Należą do nich: wypukła forma (zwykle, choć nie zawsze), z której wydobywa się lawa, materiał piroklastyczny oraz gazy wulkaniczne, tj. fumarole, mofety, solfatary. Mianem wulkanu określa się także kształty powstałe w wyniku działalności wulkanicznej, niemniej jednak formy te mają zwykle indywidualne nazwy takie jak np. góra wulkaniczna, kopuła wulkaniczna, stożek wulkaniczny czy wulkan tarczowy.
Powstawanie wulkanów
Obszary Ziemi o aktywności sejsmicznej (występujących trzęsień ziemi) wraz ze strefą młodej górotwórczości są związane z faktem i częstotliwością występowania wulkanów. Przy czym związek tych dwóch zjawisk określa teoria tektoniki płyt litosfery. A aktywność wulkaniczna zmienia się z czasem.
Wulkany powstają wzdłuż krawędzi miejsc gdzie jedna płyta litosfery zagłębia się pod drugą. Ma to miejsce zarówno na kontynencie jak i wzdłuż rowów oceanicznych, a mianowicie na przykład w Europie południowej, u wybrzeży Pacyfiku, na Filipinach czy Wyspach Japońskich. Powstają one także tam gdzie dochodzi do rozsuwania się płyt litosfery. Ma to miejsce w dolinach ryftowych oraz w grzbietach śródoceanicznych, czyli np. w Wielkich Rowach Afrykańskich oraz w Grzbiecie Śródatlantyckim. Wulkany powstają także ponad plamami gorąca, co oznacza położenie ich z dala od granic płyt tektonicznych. Dzieje się tak na przykład na Hawajach czy Reunionie. Islandia jest szczególnie interesująca pod względem powstawania wulkanów, ponieważ proces powstawania wulkanów w tym miejscu związany jest zarówno z istnieniem plamy gorąca jak i z obecnością granic płyt tektonicznych (w tym przypadku to Grzbiet Śródatlantycki).
Intensywna działalność wulkaniczna prowadzi do powstania kaldery, czyli krateru powstającego w czasie jednego z dwóch procesów, tj. zbyt gwałtownej erupcji wulkanu lub w wyniku zapadnięcia się stropu komory wulkanicznej.
Rodzaje wulkanów
Wulkany można podzielić ze względu na ich aktywność, miejsce z którego wypływa magma, jak również ze względu na dominujący rodzaj materiału wydobywającego się wzdłuż długiej szczeliny.
Biorąc pod uwagę dominujący rodzaj materiału wydobywający się z wulkanów wyróżnia się wulkany:
- efuzywne czyli lawowe, których materiałem wydobywającym się z wnętrza jest wyłącznie lawa, natomiast erupcja wykazuje łagodny przebieg. W tym rodzaju wyróżnia się wulkany kopułowe lawowe (wyglądające niczym połowa kuli, o bardzo gęstej, kwaśnej i krzemionkowej lawie) oraz wulkany tarczowe, inaczej hawajskie o charakterystycznie niskiej i rozległej strukturze (pojawia się tu bazaltowa i zasadowa lawa, która charakteryzuje się małą lepkością);
- eksplozywne czyli wulkany wyrzucające materiał piroklastyczny oraz najgęstsze i najbardziej kwaśne lawy ryolitowe;
- maary charakteryzowane przez erupcję freatyczną, które spowodowana jest ciśnieniem pary wodnej (para wodna powstaje w wyniku kontaktu magmy z wodami powierzchniowymi
- stratowulkany czyli wulkany mieszane (wyrzucają gęstą, lepką lawę andezytową oraz materiały piroklastyczne i gazy wulkaniczne);
- wulkany błotne, w których np. poprzez wygasanie wulkanu na powierzchnię wydobywa się błotnista mieszanina wody oraz między innymi iłu i piasku.
Aktywność wulkanów jest kolejnym sposobem klasyfikacji wulkanów i dzieli wulkany na:
- wygasłe, których działalność nie została zaobserwowana przez dłuższy czas;
- drzemiące, których działalność co prawda została zaobserwowana, lecz nie wykazywały jej od dłuższego czasu;
- czynne, których działalność jest stała lub objawia się od czasu do czasu.
Wulkany można także podzielić ze względu na miejsce, z którego wypływa magma. W takim podziale wyróżnia się:
- wulkany linijne, w których magma wypływa wzdłuż długiej szczeliny (powszechne na dnie oceanicznym w strefach spreadingu);
- wulkany stożkowe;
- wulkany tarczowe.
Wpływ wulkanów na Ziemię
Poprzez emisję popiołu oraz gazów wulkanicznych wulkany wpływać mogą na powstawanie różnych zjawisk, a także na klimat regionu lub nawet całej planet. Dominującymi składnikami wyziewów wulkanicznych są najczęściej para wodna, dwutlenek węgla i dwutlenek siarki. Przy czym ich skład może się znacząco różnic pomiędzy wulkanami. Natomiast w mniejszych ilościach tlenek węgla, wodór, związki organiczne, lotne chlorki metali i halony. Duże emisje tych substancji w czasie erupcji mogą stanowić jądra kondensacji, które pod wpływem silnego prądu wznoszącego unosząc się do góry mogą powodować powstawanie specyficznych chmur Cumulus flammagenitus.
Silne erupcje wulkanów są w stanie wprowadzić gazy wulkaniczne i popiół do stratosfery na znaczne wysokości (16-32 km). A najistotniejszy wpływ na klimat polega na przedłużającej się obecności się w stratosferze areozolu siarczanowego (kropelki kwasu siarkowego, który powstaje w wyniku połączenia dwutlenku siarki i wody). Powoduje to zwiększenie odbijanego poza Ziemię promieniowania słonecznego co prowadzi do obniżenia średniej temperatury powierzchni Ziemi aż do czasu grawitacyjnego wypadania aerozolu z atmosfery. Ponadto erupcje wulkaniczne mogą powodować niszczenie warstwy ozonowej.
Erupcje wulkanów stanowią naturalne czynniki prowadzące do powstawania kwaśnych deszczów. Dochodzi do tego w czasie rozpuszczania się w wodzie tworzącej krople chmurowe, a następnie deszczowe chlorowodoru, dwutlenku siarki oraz związków selenu. Kwaśne deszcze powstałe w wyniku erupcji wulkanów z reguły odbiegają składem od kwaśnych deszczy powstałych w wyniku działalności człowieka. Skutkiem kwaśnych deszczy może być zakwaszenie wód powierzchniowych i obszaru gdzie one występują.
Największe erupcje wulkanów
Istnieje spora liczba dobrze udokumentowanych wielkich erupcji wulkanicznych. Na przełomie ostatnich 2000 lat począwszy od najstarszego były to następujące zdarzenia: Wezuwiusz (24 sierpień 79 r.), Huaynaputina w Peru (19 luty 1600 r.), Orizaba w Meksyku (26 grudzień 1687 r.), Tambora (10 kwiecień 1815 r.), Krakatau (27 sierpień 1883 r.), Montagne Pelée (8 maj 1902 r.), Novarupta (1912 r.), Etna we Włoszech (1946 r.), Mount St. Helens (18 maj 1980 r.), Pinatubo (czerwiec 1991 r.), Soufrière Hills (w latach 1995–1997), Eyjafjallajökull (15 kwiecień 2010 r.).
Największe i najwyższe wulkany Ziemi
Wulkany Ziemi zlokalizowane są głownie na obszarach górotwórczości alpejskiej, mniej często występują one na innych obszarach. Tak zwany Ognisty Pierścień Pacyfiku, który rozciąga się wokół Oceanu Spokojnego posiada najwięcej (ponad 90%) czynnych wulkanów. Natomiast działalność wulkaniczna tych miejsc zlokalizowana jest w trzech strefach, tj. w strefie spreadingu, w strefie subdukcji oraz w tzw. plamach gorąca.
Największymi wulkanami Ziemi są Mauna Loa oraz Masyw Tamu, Natomiast najwyższymi wulkanami na Ziemi są: Ojos del Salado (w Chile/ Argentynie, 6880 m n.p.m.), Llullaillaco (w Chile/ Argentynie, 6723 m n.p.m.), Antofalla (w Argentynie, 6450 m n.p.m.), Láscar (w Chile, 5990 m n.p.m.), Cotopaxi (w Ekwadorze, 5897 m n.p.m.) oraz Kilimandżaro (szczyt Kibo w Tanzanii, 5895 m n.p.m.).
Największymi wulkanami w Afryce są Kilimandżaro (w Tanzanii, 5895 m n.p.m.), Meru (w Tanzanii, 4570 m n.p.m.) oraz Kamerun (w Kamerunie, 4094 m n.p.m.). W Ameryce Południowej największymi wulkanami są Ojos del Salado (w Argentynie, 6880 m n.p.m.), Llullaillaco (w Argentynie/Chile, 6739 m n.p.m.), Antofalla (w Argentynie, 6450 m n.p.m.), Guallatira (w Chile, 6060 m n.p.m.) oraz Láscar (w Chile, 5992 m n.p.m.), natomiast w Ameryce Północnej Orizaba (w Meksyku, 5700 m n.p.m.), Popocatépetl (w Meksyku, 5452 m n.p.m.), Rainier (w USA, 4390 m n.p.m.), Góra Wrangla (w USA, 4270 m n.p.m.) oraz Colima (w Meksyku, 4265 m n.p.m.).
Antarktyda poszczycić się może wulkanem Erebus (na Wyspie Rossa, 3794 m n.p.m.). Azja obfituje w te struktury, a największymi z nich są Elbrus (w Rosji, 5642 m n.p.m.), Ararat (w Turcji, 5165 m n.p.m.), Kluczewska Sopka (w Rosji, 4957 m n.p.m.), Fudżi (w Japonii/Honsiu, 3776 m n.p.m.) oraz Semeru (w Indonezji, 3680 m n.p.m.). W Europie aktywnych jest kilka wulkanów, które występują szczególnie we Włoszech i na Islandii, a największe spośród nich to Etna (we Włoszech, 3340 m n.p.m.), Beerenberg (w Norwegii, 2277 m n.p.m.), Hvannadalshnukur (na Islandii, 2119 m n.p.m.), Grimsvötn (na Islandii, 1719 m n.p.m.) oraz Askja (na Islandii, 1510 m n.p.m.).
Ślady dawnej aktywności wulkanicznej i pozostałości po wulkanach odnaleźć można także w Polsce, a w szczególności na obszarach od Nysy Łużyckiej po Górę Świętej Anny, w Beskidzie Sądeckim i Pieninach, a także między innymi w południowej części Wyżyny Olkuskiej czy w okolicach Zagańska w Górach Świętokrzyskich.
W Oceanii także znajdują się wulkany, a największe z nich stanowią Mauna Kea (na Hawajach, 4205 m n.p.m.), Mauna Loa (na Hawajach, 4170 m n.p.m.), Ruapehu (w Nowej Zelandii, 2797 m n.p.m.) oraz Hualālai (na Hawajach, 2521 m n.p.m.).
Pozaziemskie wulkany
Tworzenie wulkanów nie ogranicza się wyłącznie do Ziemi, ponieważ na wielu obiektach Układu Słonecznego charakteryzujących się obecnością stałej powierzchni oraz wewnętrznym źródłem ciepła (chociażby w przeszłości), obserwuje się wulkany. Na przykład na Marsie występują wygasłe wulkany (m.in. Olympus Mons), występują one także na Wenus. Do aktywnych wulkanów w Układzie Słonecznym zaliczyć można wulkan na księżycu Jowisza (Io). Ponadto na lodowych księżycach planet mogą występować wulkany lodowe czyli tzw. kriowulkany, które zaobserwowano na księżycu Saturna (Enceladusie).
