Вулканы бывают разных форм и размеров, начиная от обычных вулканов из шлакобетона, которые образуются в результате повторных извержений, и лавовых куполов, которые накапливаются над вулканическими жерлами, до вулканов с широким щитом и сложных вулканов. Хотя они отличаются по структуре и внешнему виду, они все разделяют две вещи. С одной стороны, все они - удивительные силы природы, которые пугают и вдохновляют.
С другой стороны, вся вулканическая деятельность сводится к одному и тому же основному принципу. По сути, все извержения являются результатом того, что магма из-под Земли выталкивается на поверхность, где она извергается в виде лавы, пепла и камня. Но какие механизмы управляют этим процессом? Что именно заставляет расплавленную скалу подниматься из недр Земли и взрываться в ландшафте?
Чтобы понять, как извергаются вулканы, сначала нужно рассмотреть строение Земли. На самом верху находится литосфера, самые внешние слои Земли, которые состоят из верхней мантии и земной коры. Кора составляет крошечный объем Земли, от 10 км в толще на дне океана до максимум 100 км в горных районах. Он холодный и жесткий и состоит в основном из силикатных пород.
Под земной корой мантия Земли делится на участки различной толщины в зависимости от их сейсмологии. Они состоят из верхней мантии, которая простирается от глубины 7–35 км (4,3–21,7 миль)) до 410 км (250 миль); переходная зона, которая колеблется от 410–660 км (250–410 миль); нижняя мантия, которая колеблется в пределах 660–2 891 км (410–1 796 миль); и граница ядро-мантия, толщина которой в среднем составляет ~ 200 км (120 миль).
В области мантии условия резко изменяются от коры. Давление значительно возрастает, и температура может достигать 1000 ° C, что делает камень достаточно вязким, чтобы он вел себя как жидкость. Короче говоря, он переживает упруго на временных масштабах в тысячи лет или больше. Эта вязкая расплавленная порода собирается в огромных камерах под земной корой.
Поскольку эта магма менее плотная, чем окружающая скала, она «всплывает» на поверхность, выискивая трещины и слабости в мантии. Когда он, наконец, достигает поверхности, он взрывается с вершины вулкана. Когда он находится под поверхностью, расплавленная порода называется магмой. Когда он достигает поверхности, он извергается как лава, пепел и вулканические породы.
С каждым извержением скалы, лава и пепел накапливаются вокруг вулканического отверстия. Характер извержения зависит от вязкости магмы. Когда лава течет легко, она может путешествовать далеко и создавать вулканы с широким щитом. Когда лава очень густая, она создает более привычную форму конусного вулкана (он же вулкан из пеплового конуса). Когда лава чрезвычайно густая, она может накапливаться в вулкане и взрываться (купола лавы).
Другим механизмом, который управляет вулканизмом, является движение, которому подвергается кора. Чтобы разбить его, литосфера разделена на несколько плит, которые постоянно движутся над мантией. Иногда пластины сталкиваются, раздвигаются или скользят рядом друг с другом; приводя к сходящимся границам, расходящимся границам и трансформирующим границам. Именно эта деятельность ведет геологическую деятельность, которая включает землетрясения и вулканы.
В первом случае зоны субдукции часто являются результатом, где более тяжелая плита проскальзывает под более легкую плиту, образуя глубокий желоб. Эта субдукция превращает плотную мантию в плавучую магму, которая поднимается через кору на поверхность Земли. За миллионы лет эта восходящая магма создает серию активных вулканов, известных как вулканическая дуга.
Короче говоря, вулканы управляются давлением и теплом в мантии, а также тектонической активностью, которая приводит к извержениям вулканов и геологическому обновлению. Распространенность извержений вулканов в некоторых регионах мира, таких как Тихоокеанское огненное кольцо, также оказывает глубокое влияние на местный климат и географию. Например, такие регионы, как правило, горные, имеют богатую почву и периодически испытывают образование новых массивов.
Мы написали много статей о вулканах здесь, в журнале Space. Вот каковы различные типы вулканов ?, Каковы различные части вулкана ?, 10 Интересные факты о вулканах ?, Что такое Тихоокеанское огненное кольцо ?, Olympus Mons: Самый большой вулкан в Солнечной системе.
Хотите больше ресурсов на Земле? Вот ссылка на страницу НАСА «Человек в космосе», а здесь - «Видимая Земля» НАСА.
Мы также записали эпизод «Астрономической магии о Земле» в рамках нашего путешествия по Солнечной системе - Эпизод 51: Земля.
