מנוע הגיאופיזיקה: כיצד כדור הארץ מניע את הארפורות הר הגעשיות

מתחת לרגלינו שוכנת מנוע דינמי ומורכב של חום ולחץ כי דלק פעילות געשית ברחבי העולם.התפרצויות געשיות מייצגות חלק מהתופעות הדרמטיות ביותר של התהליכים הגיאוגרפיים הפנימיים של כדור הארץ רחוק מלהיות אסונות אקראיים, התפרצויות אלה הן תוצאה של מנגנונים גיאולוגיים ספציפיים, מגובה היטב מעורבים בדור, כמו גם שחרור של סלע מלוט, או מאגמה, מקדמה לתהליכים מדעיים אלה, אך לא רק לכדי הבנה ביקורתית של חומרת, אלא גם לתהליכים של חומר נפץ, אלא גם לתהליכים מדעיים.

הנהג הבסיסי מאחורי פעילות געשית הוא התיאוריה של טקטוניקה צלחת, המתאר את הקליפה החיצונית של כדור הארץ כפסיפס של צלחות לורוזפרי קשיחות הנעות מעל האסטמוספרה למחצה של הר הגעש בצורת בעיקר לאורך גבולות צלחת אלה, שבו צלחות או תפצלו זה לזה.כל סוג של התפרצות געשית שונה וסגנונות מקושרים, באופן אינטימי למנגנוני גיאוגרפיים.

בגבולות שונים, כגון רידג ' Mid-Atlantic, לוחיות טקטוניות להתפרק, המאפשר חומר מנטה להתמוסס חלקית וליצור מאגמה שעולה למלא את הפער.תהליך זה בדרך כלל מייצר התפרצויות אימפולסיביות המאופיינות על ידי זרמי לב עדין יחסית של קרינת היתוך נמוכה וקטנות של מאגמה פולית גזית מתפוררת יותר.

פשטו גבולות, שבהם צלחות מחליקות זו על זו באופן אופקי, לעתים רחוקות לייצר הרי געש אבל יכולים להשפיע על שדות מתח אזוריים המשפיעים על מערכות וולקניות סמוכות, בנוסף, פעילות געשית יכולה להתרחש בתוך לוחיות, הרחק מגבולות, במקומות חמים כגון הוואי, הנגרמת על ידי צינורות מתפתלים המספקים חום ומאגמה עמוק בתוך הפנים של כדור הארץ.

האנטומיה של אראפציה: מדור מגמה ועד ליציאה

יצירת מגלמה וקומפוזיציה

מגמה מקורה עמוק בתוך כדור הארץ באמצעות התכה חלקית של סלעים מנטליים.תהליך ההמיסה מושפע מגורמים כגון לחץ, טמפרטורה, נוכחות של תנודתיים כמו מים ופחמן דו חמצני.הרכב של המאגמה וכתוצאה מכך משתנה במידה רבה בהתאם למקור ודרגה של התכה חלקית, אשר בתורו שולט במאפיינים הפיזיים של המאגמה ואת הסגנון של.

(ב) [ה]] [ה]] ב[[1924–5]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[[[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]]]]]], [[[[1924]], [[[[1924]], [[[[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

המינרלוג'י והטמפרטורה של מאגמה משפיעים גם על הדינמיקה של ההתפרצות. magmass הבסלטית מתפרץ בדרך כלל בטמפרטורות סביב 1100-1250 מעלות צלזיוס, בעוד ש magmastic מתפרץ בטמפרטורות קרירות קרוב ל-700-850 מעלות צלזיוס. ההבדלים בטמפרטורות אלה משפיעים על התגבשות מאגמה, מולקולוניזציה, וסולילות גז.

לחץ דינמי והמגמה צ'מבר

לאחר שנוצר, מאגמה עולה דרך הקרום ומצטבר במאגרים תת-קרקעיים הידועים כתאים מאגמה.תאים אלה הם אזורים מורכבים שבו מאגמה, קריסטלים, ו-Viratiles coexist במאזן דינמי.

  • (ב) ,0) ,Buoyancy: 1 משום שמגמה פחות צפופה מאשר סביב סלע מוצק, היא חווה כוח מחוספס למעלה שמניע את העלייה בריכוזה.
  • (FLT:0)Volatile הרחבה:FLT:1 Magma מכיל גזים מפורשים כגון מים Vapor (H2O), פחמן דו-חמצני ו- sulfur דו-חמצני (SO2), כפי שמגמה עולה ולחץ יורד, גזים אלה exsolve (במסגרת פתרון), מרחיבים באופן דרמטי ולהגדיל את הלחץ הפנימי.
  • (FLT:0) Overpressure: 1FLT 1 הזרקת הרציפה של מאגמה טרי לתוך תא מגבירה את הלחץ הפנימי. כאשר הלחץ הזה עולה על העוצמה של הסלע המתגבר, הוא גורם להתפרצות והתפרצות.

האינטראקציה של כוחות אלה שולטת אם התפרצות תהיה יעילה או מנפץ.הנוכחות וההתנהגות של תנודתיות הם קריטיים במיוחד, שכן התרחבות הגז מספקת את האנרגיה כדי להניע את הגמה אל פני השטח במהירות גבוהה.

Eruption Styles: A Spectrum of Power

וולקניולוגים מייחסים התפרצויות לכמה סוגים המבוססים על הרכב של מאגמה, תוכן גז, עוצמת התפרצות, והמוצרים הגעשיים הנובעים מכך.סגנונות אלה מייצגים נקודות לאורך רצף ולא קטגוריות קפדניות.

  • (ב) [הסגנון] ה[[המאה ה-12]]: [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[1924]] [[
  • (FLT:0) , Explosive Eruptions (סגנון פליאני): FLT:1 Marked על ידי פיצוצים מאוד מתוחים, עשירי גז, נגוע מאגמה מתפרץ באלימות כדי לייצר עמודות התפרצויות מגדלות להגיע לסטרטוספרה. התפרצויות אלה לייצר התפרצויות נרחבות של נפילה וצפיפות pyroclastic.
  • (FLT:0) תהלוכות אמפומטיות: ⁇ FLT 1:1 Occur כאשר magma אינטראקציה בחומרה עם מים קרקעיים או מים משטח, גרימת התרחבות קיטור מהירה ופירוק של מאגמה. התפרצויות אלה יכולות לייצר ספיגות בסיס, נפילה, וזרימי spyroclastic.
  • (FLT:0) ,Surtseyan Eruptions: ⁇ 1 (הראשונה ל- 1) קורה כאשר פעילות געשית מתרחשת מתחת למים רדודים, מה שמוביל להתפרצויות מונעות קיטור מאוד שיכול לבנות איים חדשים.

סגנונות ביניים כגון התפרצויות וולקניות ושבץבולריאן מוצגים מאפיינים בין חברי הקצה האלה, לעתים קרובות שמציעים התפרצויות נפץ דיסקרטיות ומזרקות לבה, בהתאמה.סגנון ההתפרצות משפיע מאוד על הסיכונים שמציבה געש, כולל זרמי לבה, נפילה, זרמי pyroclastic, ול lahars.

ניטור הדופק של וולקו: מדדים גיאופיזיים

התקדמות ב געש איפשרה למדענים לפקח על הרי געש באופן רציף ולנבא התפרצויות עם דיוק גובר.שילוב של טכניקות גיאופיות וגיאוכימיות מספק תובנות בזמן אמת לתנועות מאגמה תת-קרקעיות ושינויים בלחץ.

פעילות סיסמית וטרמור

בעוד שמאגמה מאלץ את דרכו דרך הקרום, היא שברים סביב סלעים, מייצרת רעידות אדמה קטנות רבות. סיסמית' וולקניות לעתים קרובות מתחיל עם חתך של רעידות אדמה נמוכות, רעידות אדמה רדודות שעולים בתדירות ובעוצמה כמו מאגמה מתקרבת אל פני השטח.סימן מפתח נוסף הוא רענכי מתמשך, מזיק שנגרם על ידי מאגמה וגז בתוך קונדומים וסדקים.

רשתות של סממטרים מאפשרות מיקום מדויק ואפיון של אירועים אלה, ומאפשרות לרוקנרים למפות מסלולים מאגימה ולזהות אזורי לחץ.שינויים בדפוסים סיסמיים לעתים קרובות התפרצויות עד שבועות, לשמש כאזהרות מוקדמות חיוניות.

רפורמות קרקעיות: אינפלציה והגנת

הצטברות של מאגמה בתאי תת-קרקעית גורמת למשטח של הר הגעש להתפורות. עיוות זה יכול לקחת את הצורה של אינפלציה (נפיחות) או הדה (subsidence) באמצעות GPS גבוה, הטיטאמטרים, ו אינטרפרומטריה מכ"ם מבוססת לווינית (InSAR), מדענים מזהים תנועות קרקעיות עדינות על סדר של מ"מ לסנטימטרים.

האינפלציה מעידה על חדירה של מאגמה או לחץ תאים, אות להתפרצות פוטנציאלית.ההגנה לעתים קרובות באה כאשר מאגמה גורשו. לדוגמה, לפני התפרצות קילאו, אינפלציה נרחבת של פסגות הפסגה הוקלטה, ואחריו הדפלציה מהירה כמו ההתפרצות התקדמה והצלב קרס.

Gas Geoכימיה: טביעת האצבע של מגמה

גזים וולקניים מספקים רמזים קריטיים על תנועת מאגמה וסבירות ההתפרצות.פחמן דו חמצני (CO2) ממקורות מאגמה עמוקים ובדרך כלל בורח מוקדם.עלייה בפליטת CO2 יכולה לסמן על עלייה במגמה. . .Sulfur דו חמצני (SO2) שוחרר כמו magma ליד פני השטח ו- Decomposesulfur-bearing מינרלים.

ספקטרום מבוסס קרקע כגון COSPEC ו- Optical Absorption Spectroscopy (DOAS), יחד עם מכשירים לווייניים כמו אוזון של נאס"א ניטור Instrument (OMI), לפקח על פליטות SO2 בכל העולם בזמן אמת.ריאציות ביחס גז, במיוחד CO2 /SO2, יכול להצביע על הזרקת מאגמה או שינויים ב-gasma des, עוזר תחזיות.

הלם קלמטי עולמי: כיצד הארפורות וולקניות משנות את אטמוספרה

מעבר לסיכוןים מקומיים מיידיים, התפרצויות געשיות גדולות יכולות להשפיע עמוקות על האקלים העולמי.הזרקת גזי אפר וגופרית לתוך הסטרסטוספירה גורמת לתהליכים אטמוספריים המשפיעים על הטמפרטורה, הכימיה של האוזון, ודפוסי מזג האוויר ברחבי העולם.

תפקיד ה-Strtospheric Aerosols

במהלך התפרצויות נפץ גדולות, עמודות געשיות יכולות לחדור את הרוטפולוס - הגבול בין הסטרופה וסטרטוספרה, הממוקם סביב 10 עד 15 ק"מ גובה בעוד חלקיקים אפר הם כבדים יחסית להתיישב בתוך שבועות, דו תחמוצת גופרית (SO2) גז מומר לתוך sulfate aerosulfate בגבהים יבשה stratosphere.

חלקיקים אלו מהווים שכבת גילוח גלובלית מתמשכת שיכולה להישאר מושעה במשך 1 עד 3 שנים. שכבת אווירוסול משקפת את הקרינה הסולארית הקרובה חזרה לחלל, ומייצרת שכבת גילוח גלובלית מתמשכת:0negative מאלץ את ה- 1 עד 3 שנים.אפקט זה מקרר את פני כדור הארץ.

אוזון דפלציה ו- Stratospheric Heating

סרוסולים סולפטים גם מעוררות תגובות כימיות שמשמידות את האוזון הסטריטוספירי. מאחר שאוזון סופג קרינה אולטרה סגולה מזיקה (UV), הדהימות שלו מציבה סיכונים למערכת האקולוגית ולבריאות האדם.לאחר התפרצות Pinatubo, רמות האוזון הממוצע הגלובליות ירדו ב-5%, עם חורים משמעותיים של האוזון שנצפו באמצע הקווי הרוחב.

בנוסף, שכבת האווירול סופגת קרינה אינפרא אדום יבשתי וכמה אור שמש, מחממת את הסטרסטוספירה.זה חימום משבש את דפוסי זרימת הדם הסטרטוספיריים, המשפיעים על מזג האוויר על פני השטח על ידי חיזוק מערבול הקוטב ומשנה דינמיקות סילון. לדוגמה, התפרצויות חורף משופרות וחורף חם יותר על פני צפון המיספרה - הידוע "אפקט חורף מולד" מקושר לשחמת געשית.

בסביבה הקרובה של Longer Climate Anomalies

כמה התפרצויות געשיות גרמו לאנומננטיות אקלים לאורך עשור או יותר.ההתפרצות ההתפרצות של 1783-1784 לוקי באיסלנד פרסמה כמויות עצומות של גזים גנובים ופלואורין, ויצרה נץ צפוף על אירופה וצפון אמריקה.הנץ הזה תרם לחורף קר במיוחד, כישלונות יבול נרחבים ורעב.

התפרצות הר טמפבורה בשנת 1815 באינדונזיה - ההתפרצות הגעשית הגדולה ביותר בהיסטוריה המתועדת - הביאה את "השנה ללא קיץ" בשנת 1816.אירוע זה כלל התמוטטות שלג בלתי עונתית ביוני ונפוחת חקלאות באירופה ובצפון אמריקה, וכתוצאה מכך רעב וחוסר שקט חברתי.

מנגנונים של Persistent Cooling

קירור געשי הוא מוגבר וממושך על ידי מנגנוני משוב מורכבים.טמפרטורת פני הים Cooler להפחית את הevaporation, המוביל לירידה כיסוי ענן, אשר בתורו מגביר את albedo של כדור הארץ (reflectivity) להגדיל את היקף הים-ice עוד יותר משפר את רפידות, חיזוק הקירור הראשוני.

מחקרים: Eruptions That Re shape Climate Science

הר פינטובו (1991): אירוע האקלים בן-צ'מרק

ההתפרצות של הר פינטובו בפיליפינים היא האירוע הגעשי המעמיק ביותר בעידן המודרני.עמוד ההתפרצות שלו עלה לגובה של 40 ק"מ, תוך הזרקת כ-20 מיליון טון של דו תחמוצת גופרית לתוך הסטרטוספרה. בתוך שלושה שבועות, ענן האווירוסול המציף את העולם, ויצר אפקט קירור עצום ומספק אפקט אמיתי עבור מודלים של עולם אקלים.

ההתפרצות של פינטובו גרמה גם למחיקה משמעותית של שכבת האוזון העולמית ב-58% בשנה שלאחר האירוע.השפעות האטמוספריות והאקלמטיות של ההתפרצות מארכיון ומעקב אחר סוכנויות כגון FLT:0NASA's Earth ObservatoryFOVAFLT:1, אשר ממשיכה לספק תובנות חשובות לאלץ געשי של אקלים.

הר סנט הלנס (1980): הבנה של פליניוס פליני

ההתפרצות של הר סנט הלנס בוושינגטון נותרה האירוע הגעשי ההרסני ביותר בהיסטוריה של ארה"ב. טריגר על ידי מפולת מסיבית, ההתפרצות שחררה פיצוץ מאוחר יותר שהרס מעל 600 ק"מ רבועים.עמודה שלה הגיע 24 ק"מ, והפיקד אפר על פני 11 מדינות.אירוע הזה מהפכה געש באמצעות התפתחות מדד ההרפכות הר הגעשית (VEI) ושיפור ההתפרצויות הדומטיות, מתפוררות, מתפוררות, מתפוררות, מהפיכה, מתפוררות.

בעוד שפחות השפעה על פינטובו בשל פליטות נמוכות יותר של גופרית, הר סנט הלנס סיפק נתונים קריטיים על התפרצויות וסיכוןים.ה-FLT:0US Cascades וולדמו מצפה פסגות:1 ממשיך לספק ניטור נרחב ומחקר על הר הגעש האיקוני הזה.

Eyjafjallajökull (2010): The Modern Disruption

ההתפרצות של אייג'אפיגלול באיסלנד, אם כי מתונה בגודל (VEI 4), השפיעה על נסיעות אוויר גלובליות.ה צנחן האפר שלה, עשיר חלקיקי סיליקה משובחים, היווה סיכון משמעותי למנועי סילון, המוביל לסגירת חסר תקדים של המרחב האווירי האירופי במשך שישה ימים וגרם מיליארדי דולרים בהפסדים כלכליים.

אירוע זה הדגיש את הפגיעות של תשתיות מודרניות לאפר געשי והדגיש את החשיבות הקריטית של פיזור ענן מדויק של מודל ותקשורת בין הרי געשיים לרשויות התעופה.קלמטית, להתפרצות הייתה השפעה מינימלית כמו רוב האפר והסרפור נשאר במנזר ונלקח במהירות על ידי המשקעים.

טמפרה (1815): האסון העולמי

ההתפרצות של הר טמפבורה באפריל 1815 הייתה ההתפרצות הגעשית הגדולה ביותר בהיסטוריה המתועדת, הפחתת גובה ההר מ-4,300 מטר ל-2,850 מטר.זה גרם ל-90,000 מקרי מוות ישירות ועקיף באמצעות רעב ומחלות.ההתפרצות חדרה לסטרטוספרה והזריקת כמויות עצומות של גזים sulfur, מה שגרם לירידה של 0.4 עד 0.7 מעלות צלזיוס.

בשנה שלאחר מכן, 1816, נודע כ"שנה ללא קיץ", עם מזג אוויר קר ללא עונות, שלג ביוני ברחבי צפון מזרח ארצות הברית ואירופה, וכישלונות נרחבים של יבולים השפיעו עמוקות על חברות גלובליות, חקלאות ומדע אקלים, המדגישים את ההשפעות מרחיקות הלכת של התפרצויות געשיות.