Ang pag-unawa sa pinagmulan ng mga bulkan ay tulad ng isang kamangha-manghang paglalakbay sa gitna ng Earth, kung saan nililok ng mga puwersang titanic ang ibabaw ng ating planeta na may napakaraming enerhiya. Mula sa paaralan, nalaman nating lahat na ang mga bulkan ay lumilitaw dito at doon, ngunit kakaunti ang mga tao ang talagang nakakaalam kung bakit sila lumitaw sa mismong mga lugar na ito at kung ano ang pagkakaiba sa pagitan ng tectonic subduction at hotspot volcanic formations. Kung naisip mo na kung paano nabuo ang mga higanteng lava na ito at kung bakit ang Hawaii at ang Andes ay may magkaibang mga bulkan, manatili sa paligid, dahil ipinapaliwanag ng artikulong ito ang lahat sa isang malinaw at madaling paraan.
Dito mo matutuklasan hindi lamang ang mga siyentipikong pundasyon ng bulkan, ngunit magagawa mo ring ihambing ang mekanismo ng pagbuo ng bulkan na nauugnay sa mga hangganan ng plato (subduction) sa hindi gaanong kilala ngunit kahanga-hangang phenomenon ng mga hot spot. Gagamit kami ng impormasyon mula sa pang-edukasyon, sikat, at siyentipikong mga mapagkukunan upang mag-alok sa iyo ng komprehensibo, mahigpit, at madaling basahin na pangkalahatang-ideya. Kung bagay sa iyo ang geology, o gusto mo lang malaman ang tungkol sa mga misteryo ng ating planeta, maghanda upang maunawaan, sa mga simpleng salita at may pamilyar na mga halimbawa, ang lahat ng bagay na nauugnay sa pinagmulan ng mga bulkan.
Ano ang bulkan at paano ito nabuo?
Ang bulkan ay isang geological na istraktura kung saan Ang natunaw na materyal mula sa loob ng Earth, na kilala bilang magma, ay namamahala upang maabot ang ibabaw. Ang magma na ito ay nagmumula nang malalim sa loob ng mantle pangunahin dahil sa matinding init at iba't ibang prosesong pisikal at kemikal. Kapag ang magma ay tumaas at inilabas, alinman sa anyo ng lava, mga gas, o pyroclastic na materyales, lumilikha ito ng iba't ibang mga tanawin at potensyal na panganib, mula sa maapoy na daloy ng lava hanggang sa abo na maaaring palibutan ang globo.
Ang proseso ng pagbuo ng isang bulkan ay nagsisimula sa ang akumulasyon ng magma sa mga magma chamber sa ilalim ng crust ng Earth. Habang tumataas ang presyon, sa kalaunan ay pumipilit ang magma sa ibabaw sa pamamagitan ng mga bitak at bali. Ang siklo ng akumulasyon at pagpapalabas na ito ay karaniwan sa karamihan ng mga bulkan, bagaman ang paraan ng pagtaas ng magma at ang lokasyon ng mga bulkan ay nakasalalay sa napaka-espesipikong mga salik na nauugnay sa plate tectonics at ang mga katangian ng mantle ng Earth.
Magma: pinagmulan at dinamika sa loob ng planeta
Nagsisimula ang lahat ng daan-daang milya sa ilalim ng ating mga paa. Sa loob ng mantle ng Earth, ang matinding init ay nagiging sanhi ng pagtunaw ng mga bato, na nagbubunga mga bulsa ng napakainit na magma na mayaman sa mga natunaw na gas. Habang gumagalaw ang magma na ito sa itaas na mga layer, bumababa ang ambient pressure, na nagpapahintulot sa mga gas na lumawak, na higit na nagtutulak sa magma pataas. Ang pagkakaiba-iba na ito ay makikita sa mga uri ng mga bulkan at ang kanilang mga pagsabog.
Ang proseso ay mabagal at maaaring tumagal mula libu-libo hanggang milyon-milyong taon. Ang Magma ay nakaimbak sa mga silid sa ilalim ng lupa, na nagsisilbing pansamantalang mga imbakan ng tubig. Habang mas maraming materyal ang naipon, nagkakaroon ng pressure hanggang sa tuluyang masira ang system, na nagiging sanhi ng pagsabog. Hindi natin dapat kalimutan na ang kemikal na komposisyon ng magma Malaki ang impluwensya nito sa uri ng pagsabog: ang mga magma na mayaman sa silica ay mas malapot at mas marahas na sumasabog, habang ang mas maraming likidong magma, tulad ng mga nasa Hawaii, ay gumagawa ng mahaba, hindi gaanong mapanganib na mga daloy ng lava.
Pandaigdigang pamamahagi ng aktibidad ng bulkan
Kung itatanong natin sa ating sarili kung bakit walang mga bulkan na nakakalat sa buong mundo, ang sagot ay may kinalaman sa Mga plate na tektoniko. Karamihan sa mga bulkan ay matatagpuan sa mga hangganan ng tectonic plate, kung saan gumagalaw ang napakalaking mga bloke ng lithosphere sa isa't isa, na lumilikha ng mga paborableng kondisyon para sa pagtaas ng magma.
Ang isang magandang halimbawa nito ay ang Pacific Ring of Fire, isang lugar na nakapalibot sa Karagatang Pasipiko na tumutuon sa halos 75% ng mga aktibong bulkan ng planeta. Kasama ang parehong mga linya, sa ang mga isla ng canary Ang bulkanismo ay gumaganap din ng isang mahalagang papel, kahit na sa ibang konteksto, na ipinaliwanag nang detalyado sa partikular na artikulo nito.
Tectonic plates: puwersang nagtutulak ng aktibidad ng bulkan
Ang crust ng Earth ay nahahati sa ilan matibay na tectonic plate na lumulutang sa semi-melten mantle. Ang mga plate na ito ay mabagal na gumagalaw, na hinimok ng convection currents na nabuo ng panloob na init ng planeta. Ang kontak sa pagitan ng mga plato ay gumagawa ng iba't ibang uri ng mga margin: convergent, divergent at transforming, ang bawat isa ay nauugnay sa iba't ibang geological phenomena at uri ng mga bulkan.
Mga pangunahing tectonic plate at ang kanilang kaugnayan sa mga bulkan
- Pacific Plate: Sinasaklaw nito ang malaking bahagi ng Karagatang Pasipiko, binabago ang hangganan nito sa pamamagitan ng pagpapalawak ng sahig ng karagatan at nabangga sa ibang mga lugar, na naging susi sa Ring of Fire.
- Nazca PlateMatatagpuan sa silangang Pasipiko, bumabangga ito sa South American plate, na bumubuo ng mga bulkan sa Andes.
- South American Plate: Sinusuportahan nito ang karamihan sa South America, na may mga lugar na may aktibidad na bulkan at seismic, lalo na sa bulubundukin ng Andes.
- American plate: Kasama ang North America at bahagi ng Atlantic, na may espesyal na aktibidad ng seismic at bulkan sa contact zone sa Pacific Plate.
- Eurasian, African, Antarctic, Indo-Australian at Philippine Plates: Naka-link din sa mga subduction zone, oceanic expansion at volcanic arcs.
Tinutukoy ng mga paggalaw na ito ang lokasyon at uri ng mga bulkan na makikita natin sa Earth.
Mga paggalaw ng plato at mga uri ng mga hangganan
Ang mga tectonic plate ay maaaring bumangga, magkahiwalay, o dumudulas patagilid, na nagbubunga ng iba't ibang istruktura at proseso ng bulkan:
- Convergent na mga limitasyon: Dalawang plato ang nagbanggaan; Ang isa, kadalasang karagatan, ay lumulubog sa ilalim ng isa (subduction), natutunaw at bumubuo ng magma na nagdudulot ng mga bulkan.
- Mga divergent na limitasyon: Ang mga plato ay naghihiwalay, na nagpapahintulot sa magma na tumaas at bagong crust na bumuo, isang pormasyon na tipikal ng mga tagaytay sa kalagitnaan ng karagatan.
- Baguhin ang mga hangganan: Ang mga plate ay dumudulas sa isa't isa, na nagiging sanhi ng mga pagkakamali at makabuluhang aktibidad ng seismic, kadalasang hindi gaanong nauugnay sa bulkan ngunit may mga kapansin-pansing halimbawa.
Ang papel ng tectonic subduction sa bulkanismo
Sa convergent boundaries, ang subduction ng isang oceanic plate sa ilalim ng continental plate ay nagbubunga ng mga arko ng bulkan na may napakasabog na mga bulkan. Ang magma na nabuo ay mayaman sa silica at mga gas, na humahantong sa marahas na pagsabog at ang akumulasyon ng malaking dami ng volcanic ash, pyroclastic fluid, at viscous lava. Ang mga halimbawa ng prosesong ito ay matatagpuan sa ang Andes sa Timog Amerika at sa Aleutian Arc sa Alaska. Ang mga bulkan ay maaari ding bumangon mula sa subduction sa pagitan ng dalawang oceanic plate, na bumubuo ng mga arko ng isla, tulad ng nangyayari sa Asian Pacific.
Kapag ang dalawang plato ay continental, ang subduction mismo ay hindi gaanong madalas, na humahantong sa elevation ng malalaking hanay ng bundok, tulad ng Himalayas, na mas nauugnay sa pagbuo ng mga bundok kaysa sa mga aktibong bulkan.
Bulkanismo sa mga tagaytay sa gitna ng karagatan at mga hiwa ng kontinental
Los magkakaibang mga limitasyon ay isa pang tipikal na senaryo ng aktibidad ng bulkan. Dito, lumalabas ang magma sa pamamagitan ng mga bitak na nilikha ng paghihiwalay ng mga plato, sa mga proseso ng pagpapalawak na bumubuo mga bagong crust ng karagatan. Ang pinakakinatawan na kaso ay ang tagaytay sa kalagitnaan ng Atlantiko, na dumadaloy sa Iceland at iba pang mga lugar, na nagbubunga ng maraming bulkan na may mas kaunting mga pagsabog at mas tuluy-tuloy, basaltic-type na lava.
Ibahin ang anyo ng mga fault at aktibidad ng bulkan
Sa pagbabago ng mga hangganan, tulad ng sikat Kasalanan ni San Andrés Sa California, ang lateral sliding ng mga plate ay pangunahing nabubuo lindol at paggalaw ng lupa. Bagama't hindi gaanong karaniwan ang bulkan dito, maaari itong minsan ay nauugnay sa mga bali na nagbibigay-daan sa paminsan-minsang pagtakas ng magma.
Mga Hotspot: ang bulkanismo na malayo sa mga hangganan ng plato
Bilang karagdagan sa mga hangganan ng plato, mayroong isang anyo ng bulkanismo na nauugnay sa mga hot spot, mga fixed zone sa mantle kung saan Maanomalyang tumataas ang init at natutunaw ang nakapatong na crust. Ang ganitong uri ng aktibidad ay independiyente sa mga hangganan sa pagitan ng mga tectonic plate at nangyayari sa loob ng mga ito, na bumubuo ng mga bulkan sa mga lokasyong malayo sa mga klasikong margin.
Ipinapaliwanag ng mga hot spot ang pagbuo ng mga kadena ng isla ng bulkan, gaya ng Hawaii, at ang sunud-sunod na paglikha ng mga bulkan habang gumagalaw ang tectonic plate sa nakapirming hot spot. Habang lumalayo ang isla sa hotspot, humihinto ang bulkan at umuulit ang ikot sa mga bagong lokasyon sa hotspot.
Paano gumagana ang mga hotspot?
Ang mekanismo ay batay sa pagkakaroon ng abnormally hot thermal plumes na tumataas mula sa malalim na mantle. Kapag naabot nila ang base ng crust, natutunaw nila ang malaking halaga ng materyal, na tumataas at kalaunan ay bumubuo ng mga bulkan. Sa paglipas ng panahon, ang pag-aalis ng plato ay bumubuo ng a kadena ng mga bulkan sa halip na isang aktibong bulkan, tulad ng kaso sa Hawaii, kung saan ang Big Island ang pinakabata at pinaka-aktibo, habang ang iba pang mas matatanda, mga eroded na isla ay lalong lumalayo sa mainit na lugar.
Tinatayang mayroon humigit-kumulang 42 hot spot sa Earth, ang ilan sa mga pinaka-kilala ay Yellowstone (USA), Reunion Island, Iceland at ang Hawaiian chain mismo.
Mga pagkakaiba sa pagitan ng subduction at hotspot volcanoes
Upang lubos na maunawaan ang paghahambing sa pagitan ng subduction at hotspot na mga bulkan, kailangang suriin ang ilang mahahalagang aspeto:
- Lokasyon: Ang mga subduction fault ay palaging nasa hangganan ng plate, habang ang hotspot fault ay maaaring nasa gitna ng isang plate.
- Uri ng magma: Ang mga subduction volcanoe ay karaniwang may magma na mayaman sa silica, na mas malapot at sumasabog; Ang mga hotspot ay may basaltic magma, na hindi gaanong malapot at may mas maraming likidong pagputok.
- Mga klasikong halimbawa: Andes, Japan at Ring of Fire sa kaso ng subduction; Hawaii, Yellowstone o Reunion Island para sa mga hot spot.
- Tagal at ebolusyon: Ang mga subduction volcanoe ay karaniwang nananatiling aktibo hangga't ang proseso ng banggaan ay nagpapatuloy, habang ang mga hotspot na bulkan ay bumubuo ng mga chain ng bulkan sa loob ng milyun-milyong taon habang ang plate ay gumagalaw sa ibabaw ng hotspot.
Ang pinakamahalagang mga zone ng bulkan sa planeta
Pacific Ring of Fire
El Pacific Ring of Fire Pinapalibutan nito ang Pacific basin at ang lugar na may pinakamalaking aktibidad ng bulkan at seismic sa mundo. Dito 80% ng mga aktibong bulkan at ang karamihan sa mga lindol Nangyayari ang mga ito dahil sa matinding subduction ng ilang plates, tulad ng Pacific, Nazca, Cocos at Philippine plates.
Sa Timog Amerika, ang Mga bundok ng Andes Ito ay tahanan ng maraming aktibong bulkan, tulad ng Nevado Ojos del Salado, ang pinakamataas sa mundo, at iba pang sikat sa Chile at Argentina. Sa Hilagang Amerika, ang pinakakilala ay ang Mount Saint Helens sa Estados Unidos at Popocatépetl sa Mexico.
Mediterranean-Asian Volcanic Zone
Ang isa pang kapansin-pansing strip ay ang napupunta mula sa Atlantiko hanggang sa Pasipiko, na dumadaan sa Mediterranean at Asia, kung saan ang banggaan sa pagitan ng African at Eurasian plate ay nagbunga ng mga makasaysayang bulkan tulad ng Etna, Vesuvius at Stromboli sa Italy.
Sa Espanya, bagaman kakaunti ang kasalukuyang aktibidad, ang mga rehiyon sa timog-silangan ng peninsula, gaya ng Almería at Murcia, ay nagpapakita ng katibayan ng sinaunang bulkanismo.
Indian zone at African zone
Sa Indian Ocean, ang Isla ng Reunion kumakatawan sa pinakakilalang kaso ng isang hotspot na bulkan, at sa East Africa, ang Rift Valley Isa pa ito sa mga magagandang senaryo ng bulkan, na may mga halimbawa tulad ng Nyiragongo (Democratic Republic of the Congo) at Erta Ale (Ethiopia), na nagpapahiwatig ng matinding aktibidad na nauugnay sa paghihiwalay ng mga plato at pagkakaroon ng mga hot spot.
Atlantic Zone at oceanic ridges
La tagaytay sa kalagitnaan ng Atlantiko Ito ang submarine volcanic axis na dumadaan sa gitna ng Karagatang Atlantiko, kung saan ang paghihiwalay ng mga plate ay nagpapahintulot sa magma na lumabas at bumuo ng mga bulkan na isla, tulad ng Azores at, higit sa lahat, ang . Sa Canary Islands, ang epekto ng tagaytay at aktibidad ng hotspot ay pinagsama upang lumikha ng mga landscape na kasing ganda ng La Palma at Lanzarote.
Mga proseso ng pagsabog at pagpapakita ng bulkan
Ang aktibidad ng bulkan ay nagpapakita ng sarili sa maraming paraan. Ang isang pantal ay maaaring magsimula sa pagpapalabas ng mga gas, abo at pyroclast, magpatuloy sa marahas na pagsabog o patuloy na paglabas ng lava. Sa ibaba, sinusuri namin ang mga pinakanauugnay na katangian ng mga prosesong ito.
Ang pagbuo ng mga silid ng magma at presyon
Nagsisimula ang lahat sa akumulasyon ng magma sa mga silid sa ilalim ng lupa. Ang paglaki ng panloob na presyon, habang tumataas ang dami ng magma at mga gas, ay maaaring mabali ang bato hanggang sa tuluyang bumukas ang isang conduit sa ibabaw.
Paglabas ng lava, pyroclast at gas
- Naghugas: Ang tunaw na bato na dumadaloy sa ibabaw ay maaaring napakalapot (subduction volcanoes) o napaka-likido (hot spot).
- Pyroclast: Ang mga solidong fragment, mula sa millimeter-sized na abo hanggang sa mga bloke na ilang metro ang laki, ay marahas na ibinubugbog sa panahon ng pinakamalakas na pagsabog.
- Mga gas ng bulkan: Sulfur dioxide, singaw ng tubig, carbon dioxide, at iba pang mga compound na maaaring nakakalason at makagambala sa klima.
Sa mas sumasabog na uri ng mga bulkan, maaaring mabuo ang pagsabog mga daloy ng pyroclastic (mga avalanches ng mga gas, abo at bato sa napakataas na bilis at temperatura) at lahar (mga pag-agos ng bulkan na maaaring magbaon sa buong lugar).
Mga panganib at panganib na nauugnay sa aktibidad ng bulkan
Ang bulkanismo ay isa sa mga pinaka-mapanirang at, sa parehong oras, pinaka-malikhaing pwersa sa Earth. Kabilang sa mga pangunahing panganib nito ang:
- Umaagos ang lava: Bagama't kadalasang mabagal silang gumagalaw, sinisira nila ang lahat sa kanilang dinadaanan at nagdudulot ng malaking pinsala sa imprastraktura, mga kalsada, at mga pananim.
- Pyroclastic na daloy: Ang mga ito ay ang pinaka-mapanganib na avalanches, na may kakayahang umabot sa bilis na lampas sa 700 km/h at matinding temperatura na pumawi sa lahat ng anyo ng buhay at sumisira sa mga lungsod, gaya ng nangyari sa Pompeii.
- Lahars: Mudflow na nabuo sa pamamagitan ng abo ng bulkan at tubig, na may kakayahang ibaon ang mga tinatahanang lugar sa napakabilis.
- Abo ng bulkan: Sinisira nila ang mga respiratory tract, nakontamina ang tubig at lupa, maaaring magdulot ng pagbagsak ng mga bubong ng gusali, at makaapekto sa trapiko sa himpapawid. Bilang karagdagan, nagdudulot sila ng mga epekto sa klima kung maabot nila ang itaas na kapaligiran.
Hindi natin dapat kalimutan na, kahit na mapangwasak, Ang mga bulkan ay nagpapayaman sa mga lupang pang-agrikultura at bumubuo ng mga bagong ecosystem, bilang karagdagan sa pagiging pinagmumulan ng geothermal energy, isang tourist attraction, at mga pangunahing elemento sa kasaysayan ng tao.
Pagsubaybay at paghula ng mga pagsabog ng bulkan
Ang paghula sa mga pagsabog ay nananatiling isang hamon, ngunit ang pagsulong ng teknolohiya ay nagbigay-daan para sa halos patuloy na pagsubaybay sa mga pinaka-mapanganib na bulkan. Sinusubaybayan ng mga siyentipiko ang aktibidad ng seismic, mga pagbabago sa hugis ng mga bulkan, mga emisyon ng gas, at iba pang mga parameter. upang asahan ang mga posibleng pagsabog.
ang nakaraang mga palatandaan Kadalasang kinabibilangan ng maliliit na lindol, pamamaga ng bulkan, pagbabago sa komposisyon ng gas, at pagtaas ng temperatura. Gayunpaman, hindi lahat ng signal ay humahantong sa mga pagsabog, at hindi lahat ng mga bulkan ay kumikilos nang pareho, na ginagawang mahirap ang mga tumpak na hula.
Mga konkretong halimbawa: mula sa Andes hanggang Hawaii, sa pamamagitan ng Iceland at Canary Islands
Upang ilarawan ang lahat ng nasa itaas, suriin natin ang ilang mga iconic na halimbawa nang detalyado:
- Andes (South America): Ang mga subduction volcano tulad ng Nevado Ojos del Salado ay nagpapakita ng mga paputok na pagsabog at bumubuo sa pinakamahabang volcanic chain sa planeta.
- Hawaii (Pacific): Ang isang hotspot ay bumubuo ng mga isla ng basaltic volcanoes na may medyo tahimik na pagsabog at malawak na daloy ng lava. Ang chain ng isla ay nagdodokumento ng paggalaw ng Pacific plate sa milyun-milyong taon.
- Iceland (Hilagang Atlantiko): Matatagpuan sa Mid-Atlantic Ridge at isang hotspot, pinaghahalo nito ang rift at hotspot volcanism; Ang mga bulkan at geothermal na tanawin ay marami doon.
- Canary Islands (Atlantic): Halimbawa ng mga isla ng bulkan na nabuo sa pamamagitan ng pagtaas ng magma na nauugnay sa mga hot spot at rift structure, bilang ebidensya sa kamakailang pagsabog ng La Palma.
Epekto ng mga pagsabog ng bulkan sa buong kasaysayan
Ang ilang mga pagsabog ay minarkahan ang kasaysayan ng sangkatauhan. Ang isa sa mga Bundok Tambora Noong 1815, ito ay sikat sa pagdudulot ng "taon na walang tag-araw", na nakakaapekto sa buong pandaigdigang klima at nagdudulot ng taggutom. Siya Vesubio mont inilibing ang buong lungsod noong 79 AD at pagsabog ng Mount St. Helens Noong 1980, ipinakita ng Estados Unidos ang mapanirang kapangyarihan ng subduction volcanoes. Sa kasalukuyan, ang pagsabog ng La Palma noong 2021 ipinakita kung paano mababawasan ng modernong pagsubaybay at teknolohiya ang pinsala ng tao, kahit na hindi maiiwasan ang pagkalugi ng materyal.
Ang pag-aaral ng mga kaganapang ito ay mahalaga sa pag-unawa hindi lamang sa dynamics ng Earth, kundi pati na rin ang papel ng mga bulkan sa pagbabago ng klima at ang ebolusyon ng mga ecosystem at lipunan ng tao.
Ang kinabukasan ng bulkanismo: mga bagong teknolohiya at hamon
Ang agham ng mga bulkan ay patuloy na sumusulong salamat sa remote monitoring system, satellite at real-time na seismic network. Ang mga bagong diskarte sa pagmomodelo ay nagbibigay-daan para sa isang mas mahusay na pag-unawa sa mga panloob na proseso at pinahusay na predictive na mga modelo. Bilang karagdagan, edukasyon at pagpapalaganap ng siyensya Tinutulungan nila ang lipunan na maunawaan ang mga panganib at benepisyo ng pamumuhay malapit sa isang bulkan.
Ang hinaharap na pananaliksik ay nakatuon sa mas mahusay na pag-unawa sa Mga hot spot, ang pinagmulan ng malalim na magma, at ang interaksyon sa pagitan ng bulkan at klima. Higit pa rito, ang pag-aaral ng iba pang mga planeta, tulad ng Mars at Venus, ay nagpapakita ng mga parallel at pagkakaiba sa Earth, na nagbubukas ng isang bagong panahon sa pananaliksik ng mga phenomena ng bulkan sa isang planetary scale.
Sa loob ng millennia, sabay-sabay na nililok ng mga bulkan ang mga tanawin, nagsilbing mga pinagmumulan ng pagkamayabong at pagkawasak, mga pangunahing tauhan ng mga alamat, at mga driver ng pagbabago sa kapaligiran. Ang pag-unawa sa mga mekanismo na bumubuo sa kanila, sa pamamagitan man ng tectonic subduction o hot spot, ay susi hindi lamang sa paghula ng mga sakuna, kundi pati na rin sa paghanga sa pambihirang sigla ng ating planeta. Ang bulkanismo, na malayo sa pagiging isang banta lamang, ay isang patunay din sa dynamism ng Earth at isang patuloy na paanyaya na magpatuloy sa paggalugad ng mga lihim sa loob.