A vulkánok a bolygó kéregében repedések, amelyek felépülő magma vagy olvadt kőzet miatt alakulnak ki. A magma a felület közelében lévő magma kamrában gyűlik össze. A kamrában lévő magmából felszabaduló gáz nyomást idéz elő a kamrában, ami végül törést okoz a kőzetben, ami vulkáni kitöréshez vezet.
Néhány vulkán robbanékonyabb kitöréseket eredményez, és több törmeléket termel. Mások kitöréseket okoznak, amelyek több lávaáramot eredményeznek. A vulkánok a Naprendszer sok bolygótesten megtalálhatók, beleértve a Földet, a Marsot, az Io-t és a Vénust. Bizonyítékok vannak arra is, hogy kriovolcánok, vulkánok, amelyek kitisztítanak olyan illékony anyagokat, mint például a víz és az ammónia, amelyek jégtermelést eredményeznek a szikla helyett, a külső Naprendszer jeges testein, mint például a Neptunusz holdja Triton és a Szaturnusz holdja Enceladus.
A vulkánok számos szempontból osztályozhatók. A vulkánok gyakran osztályozásának két módja a kitörés típusa és a morfológia. Sokféle morfológiai típusú vulkán létezik, de három leggyakoribb típus a pajzsvulkánok, a stratovolkánok és a fenyőtobozokat előállító vulkánok. Különböző típusú kitörések szintén léteznek. Egyes kitörések több robbanást és törmeléket eredményeznek. Ezeket természetesen robbanásveszélyes kitöréseknek nevezik. Más kitörések több lávaáramot eredményeznek. Ezeket kilógó kitöréseknek nevezzük.
Besorolás morfológia szerint
Cindercones
A fenyőtobozok egy nagy vulkán kúp alakú szellőzőnyílásai, amelyek vulkanikus üvegszálakból, például sólyomból készült cölöpökből készülnek, és gyorsan felszínre kerülnek a talajból folyamatos robbanáskitörések következtében, amelyek során az olvadt kőzet „szétcsapódik” egy szellőzőnyílásból, és gyorsan megszilárdul. Ezek a vulkáni jellemzők gyakoriak a riff-medencékben, ahol a kéreg vékony, lehetővé téve, hogy a magma könnyen megsértse a felületet.
Pajzs vulkánok
A pajzsvulkánok kupola alakú vulkánok, amelyek a nevüket az oldalán elhelyezett pajzshoz hasonlítják. Általában egymás utáni egymásra helyezett lávaáramokból állnak. A hawaii Mauna Kea és a Marson lévõ Tharsis-vulkánok példák az ilyen típusú vulkánra.
Stratovolcanoes
Ezek vulkánok, amelyek többrétegű, különféle típusú vulkáni anyagot tartalmaznak. Nagy mennyiségű vulkáni törmeléket tartalmaznak, például salakkúpot előállító vulkánokat, és kiterjedt lávaáramokat, mint pajzsvulkánokat. Híres stratovulkánok a Fuji-hegy, a Stromboli és a Saint Helens-hegy.
A vulkáni kitörések a kőzet összetételétől, a magma mennyiségétől, a gáztartalomtól és a tektonikus beállítástól függően változnak.
Hawaii kitörések
A hawaii kitörések főként lávaáramlásokból állnak. Az ilyen típusú kitörések a vulkáni szigeteken és azokon a helyeken, ahol a magma különösen maffikus, konkrétan bazaltos összetételű, például az óceáni szigetívek, valamint az óceáni szigeteken a hotspotok közelében helyezkednek el. A hawaii kitörésekhez kapcsolódó mámák szintén alacsony gáztartalommal rendelkeznek. A földön olyan helyek, ahol a hawaii típusú vulkánkitörések gyakoriak, többek között Izland, Hawaii és hasonló helyek. A tharai, az Olympus Mons, a Tharsis Montes, az Ascreaus Mons és az Arsia Mons marsi vulkánjai szintén valószínűleg hawaii stílusú kitörésekből származnak, amelyek sokkal nagyobb léptékben fordultak elő, mint a földi társaik..
Stromboliai kitörések
A stromboliai kitörés akkor fordul elő, amikor a magma kevésbé mafikus, de még mindig túlnyomórészt mafic, és a gáztartalom magasabb. A stromboliai kitörések egymást követő láva- és vulkáni törésekből állnak, majd néhány perctől néhány óráig tartó nyugalmi periódust követnek. A stromboli stílusú kitörésekkel nagyon ismert vulkán a Stromboli szigetén található vulkán, amelyet „a Földközi-tengeri világítótoronynak” hívtak.
Vulkáni kitörés
A vulkanikus kitörés hasonló a stromboliai kitöréshez, azzal a különbséggel, hogy a kitörések robbanásveszélyesebbek, és a kitöréseket elválasztó nyugalmi időszakok hosszabbak. A vulkanikus kitörésekben levő magmák inkább szomorúak, mint stromboliai vagy hawaii stílusú kitörések. A felsikus mágia, például a riolit, több gázt csapdáz fel, mint a mafikus mágma, és ennek eredményeként a felsikus mágiaval rendelkező vulkánok általában robbanásveszélyesebbek. Ez nagyobb és erősebb vulkanikus kitöréseket eredményez, mint a stromboliai kitörések.
Plinian kitörések
A Földön előforduló leghatékonyabb kitörés egy plínai kitörés. Plinian kitörések akkor fordulnak elő, amikor a magma még felsikusabb, mint a vulkanikus kitöréseknél, és még több gáz van csapdában. A pliniai kitörések 45 kilométer magas vulkáni törmelék oszlopokat eredményeznek. Körülbelül 30 kilométernél magasabb oszlopok hosszú távú hatást gyakorolnak az éghajlatra, ezért ezek a kitörések fontosak a paleoklím vizsgálatok során. A Plinius-kitöréseket fiatalabb Pliniusra nevezték el, aki a Vezúv-hegységből származó Plinium-kitörést figyelték meg, amely elpusztította a Pompeii-t a 79-es években..
Az aktív vulkánok a leggyakoribb az aktív tányérok határán és a hotspotoknál. A tányérhatárok, ahol a vulkánizmus a leggyakoribb, a konvergens tányérhatárok, például a szubdukciós zónák, ahol egy óceáni tányér vagy enyhébb óceáni kéreg vagy kontinentális kéreg alá kerül, mivel a kontinentális kéreg mindig kevésbé sűrű, mint az óceáni kéreg. A vulkánok gyakoriak a kontinentális szakadásokban is, ahol a kéreg elég vékonyá válik, hogy a magma könnyen megsérülhessen a felszínen. Ezeken a területeken a vulkáni veszély a legnagyobb.
A kitörések nagyon rombolóak lehetnek a helyi emberi közösségek számára. A vulkánok által okozott veszélyek közé tartozik a tömeges pazarlás, a hamuesés és az eső hulladék.
A vulkánokkal kapcsolatos tömeges pazarlás
mudslides
Sáros csúszások akkor fordulhatnak elő, amikor egy sáros anyagtömeg levál a vulkán lejtőjétől és összecsúszik egy koherens egységben. Az ilyen sárcsúszás nagyon romboló lehet a közeli városok számára.
lávafolyás
Az iszapfolyásokat vulkáni kitörések is kiválthatják, és akkor fordulhatnak elő, amikor a sár folyadékként viselkedik, amely folyó iszapot képez. A sárfolyások nagyon sűrűek, és nagy sebességgel képesek sziklákat szállítani.
vulkáni krátertavak természetes gátjainak
A lahárok iszap, vulkáni törmelék és víz keverékei. Hőmérséklete Celsius-fok százai, és nagyon nagy sebességgel mozognak. Ezek a vulkáni kitörésekkel járó tömeges pazarlás legpusztítóbb formái közé tartoznak.
Ashfalls
A robbanásveszélyes vulkáni kitörések bőséges mennyiségű hamu méretű részecskét eredményezhetnek, amelyeket a szél nagy távolságra képes átvinni. A hamu lefedheti a tetőket és a talajt, és nagyon nehéz tisztítani. A vulkáni hamu szintén nagyon éles és egyenetlen, és károsíthatja az autó- és repülőgép-motorokat, valamint az állatok és az emberek tüdejét..
Csökkenő törmelék
Robbanásveszélyes kitörések esetén a magmában már megszilárdult olvadt kőzetek és ásványi kristályok nagy sebességgel üríthetők ki. A méret hamu méretétől kavicsméretig terjed, lapilli esetében egy méterig, vagy annál nagyobbig, blokkok és bombák esetén. A repülõ vulkáni törmelék szintén veszélyes, mivel ütközhet az épületekkel és más tárgyakkal, valamint az emberekkel.
Nincs mód arra, hogy pontosan megjósoljuk a kitörés időpontját, de vannak olyan jelek, amelyek azt mutatják, hogy a vulkánkitörés küszöbön áll. Ide tartoznak a földrengés rajok és a vulkán lejtőjének kidomborodása.
Földrengés raj
Amikor az olvadt kőzet a felület alatti kamrákon mozog, ez földrengések kaszkádját okozhatja, amikor az olvadt kőzet a kamra falaihoz viszonyítva mozog. Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy kitörés következik be, de azt jelenti, hogy az olvadt kőzet mozog, és valószínűleg egy vulkáni szellőzőnyílás felé mozog..
A terep kiterjesztése
Mivel a gáz és a magma közel áll egy hamarosan kitörő vulkán felületéhez, a vulkán lejtője úgy tűnik, hogy elhajlik vagy deformálódik, amikor a gáz és a magma a sziklára nyomódik. Ezt a kidudorodást általában csak a dőlésmérők észlelik.
A lakossági központok közelében található vulkánok többségében vulkanológusok dolgoznak, amelyek figyelemmel kísérik őket és figyelmeztetnek a potenciálisan veszélyes tevékenységekre. Van egy színkódos rendszer is, amelyet a vulkanológusok használnak a vulkánkitörés veszélyének mértékének jelzésére.
Földrengések akkor fordulnak elő, amikor a felületet a földön belüli belső folyamatok miatt valamilyen módon megrázják vagy zavarják. A földrengéseket általában két sziklatest közötti csúszás okozza egy hiba mentén. Ez a csúszás szeizmikus hullámokat eredményez. Hasonló földrengések fordulhatnak elő más bolygókon is.
A földrengések okozta kétféle hullám a felszíni hullámok és a testhullámok, amelyek a Föld belsejében haladnak át.
Testhullámok
A testhullámok két típusa p-hullám és s-hullám.
P-hullámok
A P-hullámok hosszanti hullámok, vagyis a hullám által okozott rezgés párhuzamos a hullám szikla általi terjedésével. Áthaladhatnak a föld szilárd és folyékony alkotóelemein vagy egy másik bolygótesten keresztül. Ahogy a p-hullámok mozognak a kőzeten, az anyag összenyomódik a hullámok végén és meghosszabbodik a vályúkon.
S-hullámok
Az S-hullámok keresztirányú hullámok, vagyis oszcillációjuk merőleges a terjedésre. Az S-hullámok lassabbak, mint a p-hullámok. Valójában az „s” az s-hullámban „másodlagos”, míg a „p” a p-hullámban elsődleges, mivel az s-hullámok a p-hullámok után érkeznek. A p-hullámokkal ellentétben az s-hullámok csak szilárd anyagon mozoghatnak, és nem folyhatnak át folyadékon vagy levegőn. Az egyik oka annak, hogy a geofizikusok tudják, hogy a Földnek folyékony külső magja van, az, hogy a Föld belső részén található egy olyan régió, amelyről a szeizmikus detektorok nem vesznek át s-hullámokat, csak p-hullámokat.
Felszíni hullámok
A felületi hullámok különféle formákban fordulhatnak elő. A felületi hullámok két típusa olyan hullám, amely a talaj oldalirányú mozgását okozza, és olyan hullám, amely szintén a talaj függőleges lengését okozza. A talajt oldalirányban mozgató felszíni hullámokat szerelemhullámoknak nevezzük. A felületi hullámokat szintén Rayleigh-hullámoknak nevezik, amelyek szintén a felület függőleges lengését idézik elő.
A földrengéseket elsősorban a tányérmozgások és a hibák mentén zajló mozgások okozzák. A hibák alapvetően a földkéreg repedései, amelyek aktívan deformálódnak, amikor a hiba mindkét oldalán lévő kőzet testek csúsznak egymáshoz. A kőtestnek ez a mozgása képezi a lemeztektonika alapját.
Földrengések és hibák
A földrengéseket általában a kőzettestek mozgása okozza a hibák mentén. Háromféle hiba létezik, ahol a földrengések csoportosulnak. Normál hibák, fordított hibák és átalakító hibák.
Normál hibák
A normál hibák olyan hibák, amelyek során két tektonikus blokkot vagy kőtest eltávolítják egymástól. Ezek a hibák olyan kiterjesztési régiókban fordulnak elő, mint például a szakadék-medencék és az óceáni közepén lévő gerincek, ahol a tektonikus lemezek eltérnek egymástól. Ezek a hibák más bolygótesteknél is észlelhetők, például a Marson a Valles Marineris régióban.
Fordított hibák
Fordított hibák akkor fordulnak elő, ha két tektonikus blokk egymáshoz nyomódik. Ennek következtében az egyik blokk felfelé és egy másik blokk fölé tolódhat. Ez a fajta hiba gyakori a szubdukciós zónákban és a ráncok mentén olyan bolygótesteknél, mint a Merkúr, a Hold és a Mars, ahol a bolygó lehűlése a kéreg összehúzódását okozta. A fordított hibát ennek eredményeként a tömörítés okozza.
Transzformálja a hibákat
A transzformációs hibák akkor fordulnak elő, ha két tektonikus blokk oldalirányban mozog egymáshoz képest. A transzformációs hiba ismert példája a San Andreas-hiba Kaliforniai Egyesült Államokban.
Ferde hibák
Az ferde hibák mind a fordított / normál, mind a transzformációs mozgást mutatják a kapcsolódó tektonikus blokkok között. A legtöbb jelentős hiba olyan szegmensekkel rendelkezik, amelyek eltérő mértékű ferdítést mutatnak.
Hogyan vezetnek a hibák földrengéshez?
Mivel a tektonikus blokkok a hibák mentén mozognak, nem mozognak folyamatosan. Amint a blokkok egymáshoz csúsznak, beleakadnak a hibarész felületének falai mentén kialakuló kiemelkedésekbe, melyeket aszperitásoknak hívnak. Miután elkaptak, a nyomás felhalmozódik az egyenetlenségekre, míg végül a kőzet két testét reteszelő aszperitások el nem szakadnak vagy meg nem olvadnak, és a blokkok újból elcsúsznak. A csillagok ezen törése és az azt követő csúszása földrengést eredményez.
A földrengések természete miatt szinte lehetetlen előre jelezni, hogy mikor fog bekövetkezni földrengés. A legtöbb esetben a legjobb az, ha elkerüljük az épületek építését, ahol valószínűleg földrengések következhetnek be, például hibák mentén, és olyan épületek tervezését, ahol a földrengések általában ellenállnak ezeknek..
Richter skála
A Richter-skála egy skála, amelyet a földrengés nagyságának kiszámításához használnak. A földrengés nagysága az esemény során felszabaduló energia. A legtöbb földrengés nem haladja meg a 9. erősséget. Nagyon ritkán lesz 9-nél nagyobb erősségű földrengés, amely a Föld története során a legpusztítóbb földrengések egyike. A földrengés nagyságát a kapcsolódó hiba hossza korlátozza. Jelenleg nincs olyan nagy hiba a Földön, amely képes fenntartani a 10. erősségű földrengést.
A vulkánok és a földrengések egyaránt kapcsolódnak egy olyan töréshez, amely a sziklaban történik egy bolygótest test közelében vagy annak felületén.
Mindkettő geológiai eredetű jelenség, amely súlyos veszélyeket jelent az emberekre. A vulkáni kitörések és a földrengések szintén nehéz megjósolni.
Bár a vulkánok és a földrengések között hasonlóságok mutatkoznak, vannak olyan jelentős különbségek, amelyek a következőket foglalják magukban.
A vulkánok akkor alakulnak ki, amikor a magma a felszínre jön, és a felszínen egy repedést okoznak, amely lehetővé teszi egy szellőzőnyílás kialakulását. Osztályozása számos tényező alapján történik, ideértve, de nem kizárólag, a morfológiát és a kitörés mértékét. A kitörés mértékét a magma összetétele és a benne rekedt gáz mennyisége szabályozza. A földrengéseket általában a sziklatest csúszása okozza. A vulkánok és a földrengések hasonlóak, mivel mind geológiai eredetűek, mindkettő felszíni jelenségeket eredményez. Mindkettő jelentős veszélyt jelent az emberekre. Különbözőek abban, hogy a vulkánok a Föld felszínéhez nagyon közel zajló folyamatok miatt kitörnek, míg a földrengéseket általában olyan zavarok okozzák, amelyek gyakran legalább száz méterre a bolygó felszíne alatt vannak. A vulkánok olyan tulajdonságok, amelyek számos kapcsolódó eseményt eredményezhetnek, míg minden földrengés csak geológiai esemény. Ezenkívül a vulkánok új kőzetek képződését eredményezik, míg a földrengések szeizmikus hullámokhoz és a kőzet remegéséhez vezetnek, de nem képeznek új kőzeteket. Ugyanakkor a vulkánok előrejelzése szerint néhány napon vagy hetente kitörhet, bár a pontos idő nem ismert és a jóslatok tévesek lehetnek, míg csak a földrengés valószínűsége lehet megjósolni. Lehetetlen meghatározni azt az időkeretet, amikor a következő földrengés bekövetkezik.