Vulkaner er brudd i en jordens skorpe som dannes på grunn av oppvelling av magma eller smeltet stein. Magmaen samles i et magma kammer nær overflaten. Gass utløst fra magma i kammeret skaper trykk i kammeret som til slutt skaper et brudd i fjellet, noe som resulterer i en vulkansk utbrudd.
Noen vulkaner produserer utbrudd som er mer eksplosive og produserer mer rusk. Andre produserer utbrudd som resulterer i mer lavastrømmer. Vulkaner finnes på mange planetariske kropper i solsystemet, inkludert jord, mars, io og venus. Det er også tegn på kryovolkaner, vulkaner som går ut av flyktige stoffer som vann og ammoniakk som produserer is istedenfor bergarter, på isete organer i det ytre solsystemet som Neptuns mån Triton og Saturnus månen Enceladus.
Vulkaner kan klassifiseres på mange måter. To måter som vulkaner ofte klassifiseres er ved utbruddstype og morfologi. Det finnes mange forskjellige morfologiske typer vulkaner, men tre vanlige typer er skjerm vulkaner, stratovolkaner, og cinder-cone produserende vulkaner. Det er også en rekke forskjellige utbruddstyper. Noen utbrudd gir flere eksplosjoner og rusk. Disse kalles naturligvis eksplosive utbrudd. Andre utbrudd gir mer lavastrømmer. Disse kalles effusive utbrudd.
Klassifisering ved morfologi
Cindercones
Cindercones er kegleformede vents av en stor vulkan laget av hauger av vulkanske glassskjermer som scoria som raskt kommer ut av bakken fra kontinuerlige eksplosive utbrudd der smeltet stein er "spyttet" ut av en ventilasjon og raskt blir størknet. Disse vulkanske egenskapene er vanlige i rifbeholdere hvor skorpen er tynn, slik at magma lett kan bryte overflaten.
Skjold vulkaner
Skjold vulkaner er kuppelformede vulkaner som får navnet sitt fra å ligne et skjold som ligger på sin side. De er vanligvis sammensatt av sekvensielle lavastrømmer stablet ovenpå hverandre. Mauna Kea i Hawaii og Tharsis vulkaner på Mars er eksempler på denne typen vulkan.
stratovolcanoes
Dette er vulkaner som inneholder flere lag av forskjellige typer vulkansk materiale. De inneholder store mengder vulkansk rusk som vulkaner med cinder-cone og omfattende lavastrømmer som skjerm vulkaner. Berømte stratovolkaner inkluderer Mount Fuji, Stromboli og Mount Saint Helens.
Vulkanutbrudd varierer avhengig av bergsammensetning, mengden magma, gassinnhold og tektonisk innstilling.
Hawaiian utbrudd
Hawaiianutbrudd består hovedsakelig av lavastrømmer. Disse typer utbrudd er vanlige på vulkaniske øyer og på steder der magmaen har en spesielt mafisk, spesielt basaltisk sammensetning som øya øyer og øyer i nærheten av hotspots. Magmaene som er forbundet med hawaiianutbrudd, har også lavt gassinnhold. Steder på jorden hvor vulkanutbrudd i Hawaii er vanlig, er Island, Hawaii og lignende steder. Mars-vulkanene i Tharsis, Olympus Mons, Tharsis Montes, Ascreaus Mons og Arsia Mons er også sannsynligvis fra hawaiisk stilutbrudd som skjedde i mye større skala enn deres jordbaserte kolleger.
Strombolske utbrudd
En strombolian utbrudd oppstår når magma er mindre mafisk, men fortsatt overveiende mafisk, og gassinnholdet er høyere. Strombolske utbrudd består av sekventielle utbrudd av lava og vulkansk rusk etterfulgt av perioder med hvile som varer noen få minutter til noen få timer. En meget kjent vulkan med strombolske stilutbrudd er vulkanen på øya Stromboli som har blitt kalt "Fyret i Middelhavet."
Vulkanisk utbrudd
En vulkansk utbrudd ligner en strombolianutbrudd bortsett fra at utbruddene er mer eksplosive og perioder med avstengning av utbrudd er lengre. Magma i vulkanske utbrudd er mer felsic enn strombolian eller hawaiisk stilutbrudd. Felsic magma, som rhyolitt, fanger mer gass enn mafisk magma, og som et resultat, vulkaner med felsic magma tendens til å være mer eksplosiv. Dette gjør vulkanutbrudd større og kraftigere enn strombolske utbrudd.
Plinian Eruptions
Den mest kraftige vanlige utbruddet som oppstår på jorden, er en pluralutbrudd. Plinske utbrudd oppstår når magma er enda mer felsic enn i vulkanske utbrudd og enda mer gass er fanget. Plinske utbrudd produserer kolonner av vulkansk rusk som kan være så høyt som 45 kilometer. Kolonner som er høyere enn ca. 30 kilometer har langsiktige effekter på klimaet og dermed er disse utbruddene viktige for paleoklimatiske studier. Pliniusutbruddene ble oppkalt etter den yngre Plinius som observerte den plinske utbrudd som stammer fra fjellet Vesuvius, som ødela Pompeii i A.D. 79. Andre berømte plessiske utbrudd inkluderer Tambora og Krakatoa.
Aktive vulkaner er mest vanlige på aktive plate grenser og hotspots. Plattegrensene hvor vulkanisme er den mest vanlige er konvergerende plategrenser som subduksjonssoner hvor en oceanisk plate blir subducted under enten lysere havskors eller kontinental skorpe siden kontinentalkors er alltid mindre tett enn havskors. Vulkaner er også vanlige i kontinentale rifts hvor skorpen blir tynn nok til at magma lett kan bryte overflaten. Dette er områdene hvor vulkansk fare er størst.
Forstyrrelser kan være svært ødeleggende for lokale menneskelige samfunn. Fare fra vulkaner inkluderer masseavfall, ashfall og fallende rusk.
Masse sløsing forbundet med vulkaner
jordskred
Mudslides kan oppstå når en masse av gjørmete materialer løsner seg fra en vulkan og slides i en sammenhengende enhet. Slike mudslides kan være svært ødeleggende for nærliggende byer.
mudderflommene
Mudstrømmer kan også utløses av vulkanske utbrudd og oppstår når slam oppfører seg som en væske som skaper en elv av lera. Mudstrømmer er svært tette og kan bære blokker med høye hastigheter.
Lahars
Lahars er blandinger av gjørme, vulkansk rusk og vann. Deres temperaturer er hundrevis av grader Celsius og de beveger seg med svært høye hastigheter. De er blant de mest ødeleggende former for masseavfall forbundet med vulkanske utbrudd.
Ashfalls
Eksplosive vulkanutbrudd kan produsere store mengder askestørrelsespartikler som kan bæres store avstander ved vind. Ask kan dekke tak og jord og er veldig vanskelig å rengjøre. Vulkanaske er også veldig skarp og hakket og kan skade bil- og flymotorer så vel som lunger av dyr og mennesker.
Fallende rusk
I eksplosive utbrudd kan smeltet stein og mineralsk krystaller som allerede er størknet i magma, utløses ved høye hastigheter. De varierer i størrelse fra aske størrelse til småstein i tilfelle lapilli til en meter, eller mer, på tvers av blokkene og bomber. Flygende vulkansk avfall er også farlig, da det kan kollidere med bygninger og andre gjenstander så vel som med mennesker.
Det er ingen måte å forutsi nøyaktig når et utbrudd vil skje, men det er tegn som viser at en vulkansk utbrudd er nært forestående. Disse inkluderer jordskjelvsvarm og utbulning av vulkanens skråning.
Jordskjelvsværmer
Når smeltet stein beveger seg gjennom kamre under overflaten, kan dette forårsake en jordskjelvskaskade da den smeltede steinen beveger seg mot kammerets vegger. Dette betyr ikke nødvendigvis at utbrudd vil oppstå, men det betyr at smeltet stein beveger seg og kan bevege seg mot en vulkanventil.
Utvidelse av terreng
På grunn av gassen og magmaen som nærmer seg overflaten til en snart utbrent vulkan, kan vulkanens skråning virke som bølge eller deformere som gass og magma-trykk mot fjellet. Denne bulging er vanligvis kun påviselig av tiltmetere.
De fleste vulkaner i nærheten av befolkningssentre har lag av vulkanologer som overvåker dem og advarer mot potensielt farlig aktivitet. Det er også et fargekodet system som brukes av volcanologer til å angi graden av fare for vulkansk utbrudd.
Jordskjelv oppstår når overflaten rystes eller forstyrres på en eller annen måte på grunn av indre prosesser i jorden. Jordskjelv er vanligvis forårsaket av å glide mellom to bergarter langs en feil. Denne glidningen vil resultere i seismiske bølger. Lignende skjelv kan også forekomme på andre planeter.
De to typer bølger som er involvert i jordskjelvsårsaken, er overflatebølger og kroppsbølger som beveger seg gjennom jordens indre.
Kroppsbølger
De to typer kroppsbølger er p-bølger og s-bølger.
P-bølger
P-bølger er langsgående bølger, noe som betyr at oscillasjonen forårsaket av bølgen er parallell med forplantningen av bølgen gjennom stein. De kan reise gjennom både faste og flytende komponenter på jorden eller en annen planetarisk kropp. Når p-bølger beveger seg gjennom stein, blir materialet komprimert i bølgenees kamre og forlenget ved troughs.
S-bølger
S-bølger er tverrbølger, noe som betyr at deres svingning er vinkelrett på deres forplantning. S-bølger er langsommere enn p-bølger. Faktisk betyr "s" i s-bølge "sekundær" mens "p" i p-bølge betyr primær siden s-bølger kommer etter p-bølgene. I motsetning til p-bølger, kan s-bølger bare reise gjennom solidt materiale og vil ikke bevege seg gjennom væske eller luft. En av grunnene til at geofysikere vet at Jorden har en flytende ytre kjerne, er at det er en region innenfor jordens interiør hvorfra seismiske detektorer ikke mottar noen s-bølger, bare p-bølger.
Overflatebølger
Overflatebølger kan komme i en rekke former. De to typer overflatebølger er bølger som gjør at bakken beveger seg lateralt og bølger som også forårsaker en vertikal svingning av bakken. Overflatebølger som beveger bakken lateralt kalles kjærlighetsbølger. Overflatebølger som også forårsaker vertikal svingning av overflaten kalles Rayleigh-bølger.
Jordskjelv skyldes først og fremst platen bevegelser og bevegelser langs feil. Feil er i hovedsak sprekker i jordskorpen som deformeres aktivt som bergkroker på hver side av feilskyven mot hverandre. Denne bevegelsen av berglegemer er grunnlaget for platetektonikk.
Jordskjelv og feil
Jordskjelv er vanligvis forårsaket av bevegelse av bergkroker langs feil. Det er tre typer feil der jordskjelvsklynger. Normale feil, reversfeil og omformingsfeil.
Normale feil
Normale feil er feil der to tektoniske blokker eller berglegemer blir trukket bort fra hverandre. Disse feilene forekommer i områder av forlengelse som rifbeholdere og ved mid-oceanic rygger hvor tektoniske plater divergerer fra hverandre. Disse feilene er også tydelige på andre planetariske kropper som Mars i Valles Marineris-regionen.
Omvendte feil
Omvendte feil oppstår der to tektoniske blokker skyver mot hverandre. Dette kan føre til at en blokk skyves oppover og over en annen blokk. Denne typen feil er vanlig ved subduksjonssoner og på rynkekanter på planetariske kropper som Merkur, Månen og Mars, der kjøling av planeten har forårsaket sammentrekning av skorpen. Omvendt feil er som et resultat forbundet med kompresjon.
Transform feil
Transformeringsfeil oppstår der to tektoniske blokker beveger seg sideveis i forhold til hverandre. Et kjent eksempel på en transformasjonsfeil er San Andreas-feilen i den amerikanske delstaten California.
Skrå feil
Skrå feil viser både revers / normal og transformasjonsbevegelse av de tilhørende tektoniske blokkene. De fleste større feil har segmenter som viser varierende grad av skråhet.
Hvor feil fører til jordskjelv
Da tektoniske blokker beveger seg langs feil, beveger de seg ikke kontinuerlig. Som blokker glir mot hverandre, blir de fanget på fremspring langs veggene på feiloverflaten som kalles asperiteter. Når de blir fanget, presser man seg opp i asken, til slutt blir sperringene som låser de to legemetene sammen ødelagt eller smeltet, slik at blokkene glir igjen. Denne ødeleggelsen av asperiteter og etterfølgende glidning av blokkene gir et jordskjelv.
På grunn av jordskjelvets natur er det nesten umulig å forutsi når et jordskjelv vil oppstå. Det beste som kan gjøres i de fleste tilfeller er å unngå å bygge bygninger hvor jordskjelv sannsynligvis vil oppstå, for eksempel langs feil og å designe bygninger i områder hvor jordskjelv er vanlige for å motstå dem.
Richters skala
Richter skalaen er en skala som brukes til å beregne størrelsen på et jordskjelv. Størrelsen på et jordskjelv er energien utgitt under arrangementet. De fleste jordskjelv er ikke høyere enn størrelsen 9. Sjelden vil det være størrelsesorden 9 + jordskjelv som er noen av de mest ødeleggende jordskjelvene som har skjedd i jordens historie. Størrelsen på et jordskjelv begrenses av lengden av den tilknyttede feilen. Det er for øyeblikket ingen feil på jorden som er stor nok til å opprettholde et jordskjelv i størrelsesorden 10.
Vulkaner og jordskjelv er både relatert til et brudd som forekommer i stein nær eller på overflaten av et planetarisk legeme.
Begge er også fenomener geologisk opprinnelse som gir alvorlige farer for mennesker. Vulkanutbrudd og jordskjelv er også begge vanskelig å forutsi.
Selv om det er likheter mellom vulkaner og jordskjelv, er det også betydelige forskjeller som inkluderer følgende.
Vulkaner danner når magma kommer til overflaten og forårsaker et brudd i overflaten slik at en ventilasjon kan danne seg. De er klassifisert basert på mange faktorer, inkludert, men ikke begrenset til, morfologi og omfanget av utbruddet. Utbredelsen av utbruddet styres av sammensetningen av magmaen og mengden gass fanget i. Jordskjelv er vanligvis forårsaket av å glide av bergkroker på en feil. Vulkaner og jordskjelv er like ved at de er både geologiske opprinnelse og begge resulterer i overflatefenomener. De representerer begge store farer for mennesker. De er forskjellige i at vulkaner går ut på grunn av prosesser som forekommer svært nær jordens overflate mens jordskjelv vanligvis skyldes forstyrrelser som ofte oppsto minst hundre meter under overflaten av en planet. Vulkaner er også funksjoner som kan produsere en rekke relaterte hendelser mens hvert jordskjelv bare er en geologisk begivenhet. Videre resulterer vulkaner i dannelsen av ny stein mens jordskjelv resulterer i seismiske bølger og risting av stein, men ikke dannelse av ny stein. Også vulkaner kan forventes å bryte ut i løpet av noen få dager til uker, selv om en nøyaktig tid ikke kan bli kjent og spådommer kan være feil, mens bare sannsynligheten for et jordskjelv kan forventes. Det er umulig å bestemme en tidsramme for når det neste jordskjelvet vil skje.