מדע הר הגעש: כיצד מגלמה מעצבת את פני השטח של הפלנטה

הרי געש מייצגים את אחד הביטויים הישירים ביותר של האנרגיה הפנימית של כדור הארץ.הם לא רק כוחות הרסניים אלא מנועים גיאולוגיים בסיסיים אשר בונים קרום חדש, מעשירים אדמה, ומסדירים את האקלים על פני הזמן הגיאולוגי.כדי להבין את כוכב הלכת הדינמי שאנו חיים עליו – עולם בתנועה מתמדת המונעת על ידי חום הליבה שלו. מאמר זה חוקר את המדע מאחורי פעילות געשית, מהדור של מאגימה עמוק ועד לדרכים התת-קרקעיות, ונוף האנושי.

מה זה וולקני?

בפשוטו ביותר, הר געש הוא קרע בקרום של כדור הארץ המאפשר מאגמה חמה, אפר געשי וגזים לברוח מחדר מאגמה מתחת לפני השטח.על פני כדור הארץ, הרי געש נמצאים בדרך כלל היכן צלחות טקטוניות הן או מתכנסות, צוללות, או ממוקמות על פני נקודות חמות - קטנטנות של מתפתל חם באופן חדיר, הרי געש, הנקראים סיכונים פיזיים ושרירים.

מגמה היא מלוטנט או סלע סמי-מולטן מאוחסן מתחת לפני השטח.כאשר מאגמה מגיע לפני השטח, זה נקרא lava.הבחנה חשובה כי magma מכיל גזים מתמוססים אשר מרחיבים באופן נפץ במהלך האחוז, בעוד לבה כבר דהה.הרכב של magma - במיוחד תכולת הסימיקה שלה - קובע את ההתפרצות של, את הצורה של הר הגעש, ואת הרוחב של הלבבות של הלבבות של הלבה.

פלאטטוניס ווולקניות

הרוב המכריע של הרי הגעש של כדור הארץ מתואמים גבולות צלחת.גבולות צוללנים, כגון שדרת מיד-אטלנטי, מייצרים התפרצויות נצלניות כמו צלחות שפורצות, ומאפשרות לחומר מתפתל לעלות ולמלא את הפער. הגבולות קונברגנטיים, כמו טבעת האש באוקיינוס השקט, לייצר את הרי געש נפץ ביותר כאשר קרום האוקיינוס מתחת לקום יבשתי או האוקיינוסים אחרים, שחרור מים כי הם מתחת לסלעים צהובים, כמו אבן-ה, כמו אבן-ה, כמו טיפת מים צהובה, כמו בוהקת, כמו אבן-ה, כמו חץ, כמו חץ, כמו חץ, כמו בוהקת של הסלעים, כמו מעמקים של הסלעים של הסלעים.

סוגים של געש

המורפולוגיה של הר געש היא תוצאה ישירה של ההיסטוריה המפולגת שלה וכימיה של מגמא. הגיאולוגים מסווגים הרי געש לכמה סוגים עיקריים, כל אחד עם מאפיינים נפרדים.

« געש מגן

הרי געש מגן רחב, בעדינות מתפתל קרקעיים בנוי על ידי זרמים מוצלחים של לבה סקופית נמוכה.התפרצויות אלה הם בדרך כלל חמקמק, המאפשרים לבה לנוע למרחקים ארוכים לפני קירור. Mauna Loa ו Keylauea בהוואי הם דוגמאות קלאסיות.

Stratovolcanoes (הופנה מהדף Volcanoes)

סטרטווולקניות הן הרים תלולים, קונטימיים שנבנו על ידי שינוי שכבות של זרמי לבה, חומר pyroclastic, והריסות געשיות. המאגמות שלהם הם יותר עשירי אחהיקה (ונסיטי לדפיטי) ובכך יותר מולקולוס, המוביל להתפרצויות נפץ.

Cinder Cone Volcanoes

קונפורות Cinder הן הקרקעות הר הגעשיות הפשוטות והקטנות ביותר, שנוצרו על ידי הצטברות של טטפרה - ריחות של לבה וסלע - מפלט אחד.הם לעתים רחוקות יותר מ-300 מטרים בגובה. Eruptions הם קצרי מועד ולעתים קרובות להתרחש על הטיפות של הרי געש גדולים יותר. Parícutin במקסיקו הוא ספר לימוד כי עלה מנרגן בשנת 1943.

כיפתים Lava

Lava domes צורה כאשר מאוד מולקו מאגמה (לעתים קרובות rhyolitic או dacitic) הוא extruded לאט, מתפתל סביב האוורור ולא זורם משם.הם יכולים לגדול במשך חודשים או שנים והם נוטים לקריסה, לייצר זרמי pyroclastic.ה dome בהר הלנס גדל לאחר ההתפרצות 1980.

המונחים:

בעוד פחות פוטוגני, להקות סדקים הם שברים ליניאריים דרכם לבה מתפרץ, לעתים קרובות לייצר פסגות פסגות שיטפון עצום של פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות שיטפון.ההתפרצות Laki באיסלנד (1783) ואת נהר קולומביה Basalts בצפון מערב האוקיינוס השקט הם דוגמאות.

יצירת המגמה

דור מגמה אינו רק עניין של טמפרטורה; לחץ ותוכן מים ממלאים תפקידים קריטיים.המנילה של כדור הארץ היא בעיקר מוצקה, אלא בתנאים מסוימים, התכה חלקית מתרחשת. 3 תהליכים עיקריים המניעים היווצרות מאגמה:

Decompression מלטינג

בגבולות שונים ונקודות חמות, סלע מנטלי חם עולה באופן דואטני - זה מאבד לחץ ללא איבוד חום.כפי הלחץ יורד, נקודת ההיתוך של הסלע טיפות, גרימת התכה חלקית.זהו התהליך הדומיננטי מתחת למחסניות אמצע האוקיינוס האטלנטי ובנקודות חמות כמו הוואי.המגמה וכתוצאה מכך היא בדרך כלל ביסטמית.

Flux Melting

באזורי הפחתה, מים ותנודתיים אחרים משוחררים מן הזחלת המתפתלת.נוזלים אלה מורידים את נקודת ההיתוך של המתפתל המתפתל יתר, מה שגורם להמיס אפילו בטמפרטורות נמוכות יחסית. Flux ממיס מייצר את המאגמות העשירות יותר של אחיקה שמאכילות סטרטוקנים.

המונחים: Heat transfer

חדירה של מאגמה חמה, מגברית לתוך הקרום היבשתי יכולה להעלות טמפרטורות מקומיות מספיק כדי לגרום להמיס חלקית של הקרום עצמו.תהליך זה מייצר מאגמה felsic (rhyolite, גרניט) ויכול לתרום תנודתיות נפץ היווצרות של calderas גדול כמו צהובסטון.

המונחים: Magma Structure

ההרכב של magma קובע את התנהגותו. גבוה-סיליקה magmas (rhyolite, dacite) הם גזים מולקווס ומלכודת, המוביל להתפרצויות נפץ.נמות (basalt) הם נוזל ומאפשר גזים לברוח בקלות, לייצר התפרצויות effusive.intermediateקומפוזיציהs (andesite) לייצר סגנונות מתפוררים.

פיצוצים געשיים

התפרצויות געשיות מסווגות על ידי סגנון ועוצמה שלהם.מדד ההר הגעשי (VEI) הוא קנה מידה הינאריתמי המשמש למדידת גודל ההתפרצויות של חומרי נפץ, בדומה לגודל ה-Rerter עבור רעידות אדמה. Eruptions נע בין סטיות effusive עדינות לפיצוצים קטנומיים אלפי פעמים חזק יותר מאשר נשק גרעיני.

פיצוצים מקיפים

התפרצויות אפילטיביות מייצרות זרמי לבה שקדמו במהירות מכמה מטרים לשעה לעשרות קילומטרים לשעה.אלה אופייניים לר הגעש מגן והתפרצויות סדקים.בעוד שלעתים רחוקות קטלניות ישירות, זרימת לבה יכולה להרוס רכוש, תשתיות וחקלאות. התפרצויות אפיוסיביות יכולות להימשך חודשים או אפילו עשורים, כפי שנראה בהתפרצויות של קלואיז'ו (Klauea's Pu ⁇ u) (1983–2018).

פיצוצים

התפרצויות אקספוכותיות מפורקות מאגמה (טטפרה), אפר וגזים במהירות גבוהה. הם מייצרים עמודות שיכול להגיע להתפרצויות סטרסטוספירה. Plinian התפרצויות - שנקרא לאחר Pliny התיאור של יאנגר של ה-79 לספירה של Vesuvius - הם ההתפרצויות האלימות ביותר, המסוגלות להרס נרחב.

Phreatomagmatic ו- Hydrothermal Eruptions

כאשר מאגמה אינטראקציה עם מים קרקעיים, מים על פני השטח, או קרח, חימום מהיר של מים כדי קיטור מניע פיצוצים אלימים. התפרצויות phreatomagmatic לייצר אפרים וגביעים בסיס דקים יכול להתרחש במערכות גיאותרמיות ללא מאגמה טרי, הידוע בשם התפרצויות phreatic.

שבץ ונהרות הוואי

התפרצויות סטרמבובוליות מאופיינות על ידי דיסקרטי, התפרצויות נפץ קלות המזרקות צ'נדרים והפצצות לגבהים של כמה מאות מטרים. הם נקראים על שם סטרמבולי, הר געש אי מחוץ לאיטליה שפרץ כמעט ברציפות במשך אלפי שנים.

ניצחונות געשיים

התפרצויות געשיות מהוות מגוון של סיכונים מעבר לווה. זרמי פירוקלסטיק הם זרמים מהירים של גז חם וחומר וולקני שיכול לנסוע במהירויות של מעל 700 קמ"ש, תוך הפחתה של כל דבר בדרכם. Lahars הם זרמי בוץ געשיים מופעלים על ידי התכת שלג וולקני או גשם כבד על אפר, המסוגל לקבור עיירות שלמות.

וולקני וכדור הארץ

פעילות וולקנית היא מנגנון עיקרי ליצירת אדמה חדשה.איי הוואי, איסלנד, וקרקעית האוקיינוס כולה בנויה על ידי תנונקניזם. Overגאולוגי לוחות זמנים, התפרצויות לבנות הרים, מישורים ואיים. מלכודות הצו בהודו והמלכודות הסיביריות הן מחוזות בוץ מסיביים ענקיים שהוקמו בתקופת תנופה אינטנסיבית, כל אחת מכסה מאות אלפי קילומטרים רבועים.

Soil פוריות

אפר געשי עשיר במינרלים כמו זרחן, אשלגן, ואלמנטים ייחודיים החיוניים לגידול צמחי. Soils שפותחו על גבי פיקדונות געשיים הם בין הפוריים ביותר בעולם, תמיכה באוכלוסיות צפופות במקומות כמו אינדונזיה, מרכז אמריקה, ואת צפון מערב האוקיינוס השקט.עם הזמן, מזג אוויר של סלעים געשיים המחזקים חומרים מזינים וחקלאות.

השפעות אקלים

התפרצויות נפץ גדולות יכולות להזריק דו-חמצני לתוך הסטרטוספרה, שם הוא יוצר sulfate aerosols המשקפים את השמש ואת פני כדור הארץ קריר במשך שלוש שנים.התפרצות 1815 של הר טמפבורה גרמה ל"שנה ללא קיץ" בשנת 1816, המוביל ליבולים ורעבים.

לנדפורים געשיים

בצורת הר געש לתוך תא האמה המפוספס שלה, יצירת דיכאון ענקי. Crater Lake באורגון היא דוגמה מפורסמת.צוואר געשי ותקעים הם ליבות מוצקות של הרי געש לשעבר, חשופים לאחר שחיקה.העמודה משותפת מתרחשת כאשר lava קרירות וחוזים, יצירת עמודות hexagonal - נראה על Causeways של ענק באירלנד ו Devils במגדל Vuls בוורנגוורנג.

וולקני ופעילות אנושית

הבנת התנהגות געשית אינה רק מרדף אקדמי - היא מצילה חיים ומספקת משאבים. ניטור וולקני התקדם באופן דרמטי בעשורים האחרונים.

מעקב וחיזוי

וול געשו observatories משתמשים ברשתות של סממטרים, חיישנים גזים, תחנות GPS, ודמיון לווייני לעקוב אחר שינויים.הגדלת הסיסמיות, עיוות הקרקע, שינויים בפליטות גז (במיוחד יחסי SO2/CO2) לעתים קרובות לפני התפרצויות.התוכנית של הר הגעש האמריקאי של פסגות פסגות פסגות פסגות פסגות ונגישומיים מעקב 161 הרי געש בארה"ב.

אנרגיה גיאותרמית

חום ממערכות וולקניות הוא רתום עבור כוח גיאותרמאל.מדינות כמו איסלנד, ניו זילנד, הפיליפינים ואינדונזיה לייצר חשמל משמעותי על ידי הזז לתוך מאגרים חום וולקניים רדודים.אנרגיה גיאותרמית היא מתחדשת, פחמן נמוך, ויכולה לספק כוח עומס בסיס.שיפור מערכות גיאותרמיות (EGS) עשוי להרחיב את המשאב הזה ברחבי העולם.

משאבים מינרלים

תהליכים וולקניים מתרכזים מתכות יקרות ערך.מערכות הידרותרמיות הקשורות לפקדת הרי געש נחושת, זהב, כסף, אבץ, ומובילים בעורקים וגופים סולפידים מסיביים.הפקדות "מחונאת פריפי" באנדים מקושרות ישירות לקשת געשית עתיקה.אפר וולקני מספק גם pozzolanide עבור מלט, ואבן געשית משמשת בבנייה.

תיירות וחינוך

וולקניס שואבים מיליוני מבקרים מדי שנה לפארקים לאומיים ואזורים מוגנים.ר ריינייר, צהובסטון, Hawai ⁇ i Volcanoes National Park הם אטרקציות עיקריות.תיירות תומכת בכלכלות מקומיות ומעלה מודעות ציבורית למדע געשי.

« « « אזהרות

מפות סיכונים וולקניות, תכנון לשימוש בקרקע, ומקדחות פינוי מפחיתים את הסיכון.קהילות ליד הרי געש פעילים משכילים על נתיבי להאר, ניקוי אפר, ומחסה.התפרצות 2018 של אזור ה- East Rift התחתון של קילאוארה הרסה מאות בתים אך לא חיים אבדו, הודות לאזהרות יעילות.

תחזיות געשיות מפורסמות בהיסטוריה

מחקר על התפרצויות העבר עוזר למדענים להבין מה עלול לקרות אירועים עתידיים.כאן כמה התפרצויות משמעותיות מבחינה היסטורית:

  • [ה]ה' [ה']'[ה]'[ה]'[ה]'[ב]']'[ה]'[ה]'[ב]]'[ב]]'[ב[[1924]]]]], [[1924]]]] ו[[1924]], [[1924]]
  • (FLT:0)Krakatoa (1883): FLT:1) אחד הפיצוצים האלימים ביותר בהיסטוריה המתועדת, ויצר צונאמי שהרג 36,000 בני אדם ויצר השפעות אטמוספיריות גלובליות.
  • (ב) [13] הר פלאי (1902): "FLT:1 A pyroclastic Flow הרס את העיר סנט-פייר על מרטיניק, והרג כ-30,000 דקות.
  • [01:0] הר הלנה (1980): התפוצצות מאוחרת, פסולת ארנדנצ'ה, ועמודה אפריבית הפגינו את הסכנות של שכבות הסטרולקניות בקרבת מרכזי אוכלוסייה.
  • (ב) רה'ר פינטובו (1991): "FLTRE 1" ההתפרצות השנייה בגודלה במאה ה-20, החיזוי המוצלח שלה והפינוי הצילו עשרות אלפי חיים.
  • (FLT:0)Eyjafjallajökull (2010):03: FLT) A התפרצות קטנה יחסית שגרמה לסיבוב אווירי גלובלי במשך שבועות בשל אפר באטמוספירה העליונה.

מסקנה

וול געש הם תכונות עוצמתיות, דינמיות וחיוניות של הפלנטה שלנו.הם בונים נופים, מעשירים אדמה, מווסתים את האקלים ולספק משאבים יקרים ערך.באותו זמן הם מציבים איומים קיומיים על קהילות החיות בצל שלהם.המדע של הרי געש ממשיך להתקדם, מונע על ידי טכנולוגיות ניטור משופרות, מודלים ועבודת שדה.