Co to są wulkany?
Wulkan to dziura w ziemi, przez którą ognista mieszanina gazów, pary wodnej, popiołu, bryłek półpłynnej skały, zwanej lawą, wyrzucana jest do atmosfery. Wulkaniczne popioły opadającego wybuchu, nawarstwiają się i twardnieją tworząc lekką, szarą skałę. Tak po milionach lat z produktów erupcji powstały wulkaniczne góry. Są one często wysokie, maja kształt stożka z kraterem na szczycie. Wiele wulkanów znajduje się pod powierzchnią morza.
Rozmieszczenie wulkanów nie jest równomierne. Związane jest ono z występowaniem podziemnych ognisk magmatycznych i z młodymi ruchami fałdowymi. Większość wulkanów znajduje się w strefach, które uległy sfałdowaniu w młodszych okresach geologicznych.
W szczególności liczne wulkany występują w obszarach górskich otaczających Ocean Spokojny.
Związek występowania wulkanów z górami fałdowymi widoczny jest i w dawniejszych formach geologicznych. Przeważnie wulkany podmorskie utworzyły się przed główną fazą ruchów górotwórczych, natomiast wulkany lądowe dopiero po wypiętrzeniu się łańcuchów górskich. Zwykłe wulkany grupują się po wewnętrznej stronie łukowato wygiętych pasm górskich.
Zależność występowania wulkanów od budowy geologicznej uwidacznia się na terenie Afryki, gdzie wulkany rozmieszczone są wzdłuż rowów tektonicznych. Związek występowania wulkanów z obecnością dużych uskoków wykazano również w Islandii. Trudno o wykazanie takiej wyraźnej zależności dotyczącej podmorskich wulkanów na Oceanie Spokojnym lub Atlantyckim. Badania geofizyczne wykazały, że grubość skorupy ziemskiej na dużych obszarach Oceanu Spokojnego jest znacznie mniejsza, niż w innych częściach globu ziemskiego.
Wybrzeża i wyspy Oceanu Spokojnego
W Ameryce Południowej łańcuch Andów usiany jest wulkanami, wśród nich, niektóre są czynne, większość z nich jednak należą do wygasłych. Wulkany te występują na terytorium Chile, zachodniej Argentyny, Boliwii, Peru, Ekwadoru i Kolumbii.
Liczne wulkany zgrupowane są w Ameryce Środkowej: w Korsyce, Nikaragui, Salwatorze i Gwatemali, na Wyspach Antylskich i Meksyku.
W zachodniej części Stanów Zjednoczonych występują przeważnie wulkany wygasłe, chociaż młode pod względem wieku geologicznego. Żywą działalność wykazuje Alaska i sąsiednie wyspy.
Północne obrzeżenie Oceanu Spokojnego stanowią wulkaniczne Wyspy Aleuckie, Półwysep Kamczatka i archipelag Wysp Kurylskich, które dochodzą do wysp Japonii, obfitujące w wulkany i zjawiska wulkaniczne.
Nie brak wulkanów na wyspach Filipińskich, największym jednak ośrodkiem działalności wulkanicznej jest obszar Archipelagu Malajskiego z wulkanami Krakatau, Tamboro oraz wulkanami Jawy i Sumatry. Ta strefa wulkaniczna przechodzi przez Nową Gwineę, Nowe Hebrydy i Wyspy Tonga do Nowej Zelandii, a wreszcie do Antarktydy, gdzie na wyspie Rossa znajduje się stale dymiący wulkan Erebus.
Przykłady wulkanów.
WEZUWIUSZ
Obecna wysokość Wezuwiusza wynosi około 1281 m. W czasach przedhistorycznych wysokość tej góry była znacznie większa, przypuszczalnie gwałtowny wybuch w roku 79 rozerwał i zniszczył pierwotny jej szczyt. Głębokość krateru wulkanu wynosi 30 m ?obwód 2 m. W czasach słabszych wybuchów tworzą się wewnątrz w kraterze stożki. Większe wybuchy wywołują rozrywanie górnych części stożka i zmiany jego wysokości. Od strony północnej stożek Wezuwiusza otoczony jest walem (wys. 1132 m.), zwanym Monte Somma. Wał ten stanowi resztki dawnego krateru zniszczonego wybuchem w roku 79.
W działalności erupcyjnej Wezuwiusza wyróżnia się zwykle trzy okresy: pierwszy przed rokiem 79 n.e., drugi w latach od 79 do 1631, i trzeci po roku 1631.Po roku 1906 osłabła działalność Wezuwiusza. Przez kilkanaście następnych lat obserwować można było narastanie i podwyższanie szczytu.
W latach 1927 - 1929 nastąpiły wylewy lawy w kierunku wschodnim.
Ostatni wielki wybuch Wezuwiusza nastąpił w roku 1944. Grubość lawy dochodziła do 10 cm, a szerokość osiągała do 200m. Prędkość poruszającej się lawy była rozmaita, ale oceniono ją na około 4 metry na minutę.
Nowe osiągnięcia badań wybuchów Wezuwiusza zapoczątkowała szwedzka wyprawa oceanograficzna ?Albatrosa?. Zebrane próbki rdzeniowe przyniosły bardzo wiele cennych
i zupełnie nowych wiadomości. Stało się to możliwe dzięki zastosowaniu nowego typu sondy pozwalającej na pobranie 15 metrowych próbek. Badania na Morzu Tyrreńskim, pomiędzy Sardynią a przeciwległym Półwyspem Apenińskim, wykazały obecność różnowiekowych osadów popiołów wulkanicznych, ułożonych naprzemianlegle z luźnymi skałami osadowymi.
ETNA
Największym i najwyższym wśród wulkanów europejskich jest Etna, zwana często przez ludność okoliczną Mongibello lub La Montana. Wysoki na 3280 m. szczyt jest stale pokryty śniegiem. Stożkowa góra o łagodnych zboczach wznosi się nad otoczeniem na wysokość 2880 m; średnica podnóża wynosi około 40 kilometrów a obwód dochodzi do 150 km. Etna leży na wschodnim wybrzeżu Sycylii, niedaleko miasta Katanii, które zostało na nowo wybudowane po strasznym trzęsieniu ziemi w roku 1693.
Etna jest wulkanem powstałym w trzeciorzędzie i czynnym do dnia dzisiejszego. Powstał on na dnie zatoki morskiej przechodząc z kolei w stadium wyspy wulkaniczne a wreszcie wysokiego wulkanu lądowego. Z krateru znajdującego się na szczycie wydobywają się pary i gazy a w czasie erupcji wyrzucane są Bąby wulkaniczne i popioły. Rzadko jednak, w nowszych czasach, lawa wypływa ze szczytu góry. Zwykle wylewa się powstałymi na zboczach góry szczelinami, tworząc liczne kratery boczne zwane także pasożytniczymi. Nieraz stanowią one wzniesienia górujące nad otoczeniem. Przed okresami wzmożonej działalności wulkanicznej wydziela się obficie para, również cały szczyt wieńczą potężne pióropusze pary wodnej i gazów wulkanicznych.
Wielkie spustoszenia i 120000 ofiar w ludziach przyniósł wybuch w roku 1669 należący do największych wybuchów nowych czasów.
Późniejsze wybuchy Etny wystąpiły w latach: 1766, 1787, 1809, 1811, 1832,1868, 1879, 1892. Popioły z wybuchu w roku 1830 osadu niedaleko Rzymu. Wybuch w roku 1832 zniszczył miasto Brante.
W obecnym wieku silniejsze wybuchy zanotowano w latach 1908 (na kilka miesięcy przed trzęsieniem ziemi, które zniszczyło całkowicie Messynę przynosząc śmierć 84000 mieszkańcom), 1910, 1911, 1918, 1923, 1928, 1947, 1951, 1960, 1973.
W czacie wybuch w roku 1923 linia kolejowa Messyna - Katania została zablokowana przez potoki lawy szerokości ponad 30 metrów. Miasto Mascati zostało zmiecione z powierzchni ziemi, a miasteczko Nunziata prawie całkowicie zniszczone.
Również bardzo wielkie straty poniosły okoliczne osiedla w czasie wybuchu w roku 1947. Na szczęście ofiar w ludziach nie było.
LAKI
Największy wybuch wulkanu Laki leżącego w południowej Islandii, wystąpił w roku 1783. Na południe od lodowca Skaptar w pobliżu Wulkanu Laki otworzyła się w ziemi szczelina długości 24 km, z której wylały się olbrzymie masy lawy. Lawa wypłynęła najpierw z zachodniej części szczeliny, a później ze wschodniej. Wzdłuż szczeliny zostało usypanych 34 większych i 60 mniejszych stożków wulkanicznych. Największy ma 150 m wysokości. Lawa płynęła w stronę wybrzeża dwoma potokami, które osiągnęły długość 80i 45 km. Średnia grubość tych potoków wynosiła ok. 30 metrów a nieraz nawet przekraczała 50 metrów.
Wypływy lawy trwały około dwa lata. Lawa pokryła obszar o powierzchni 556 km2; objętość jej oblicza się na ponad 12 km2.
Opadające popioły zniszczyły plony na wielkim obszarze. Przez zniszczenie łąk brakowało paszy dla zwierząt. Popioły dotarły, aż do Szkocji. Dalsze zniszczenia roślin uprawnych przyniosły wyziewy wulkaniczne. Obecność ich stwierdzono również w Holandii. Wskutek nagłego stopienia śniegu i lodów oraz zatrzymania przez ławę biegu rzek powstały olbrzymie powodzie. Blisko dziesięć tysięcy mieszkańców wyspy, tj. 1/5 jej ludności zginęła podczas wybuchów, a później z chorób i wycieńczenia. Padło 4/5 owiec (ok. 190000 sztuk), 3/4koni (ok. 28000 sztuk) i więcej niż polowa bydła (ponad 11000 sztuk).
KRAKATAU
W nowszych czasach niewątpliwie największym i najgwałtowniejszym wybuchem wulkanicznym był wybuch wulkanu Krakatau w roku 1883. Wulkan ten zwany również Krakatoa - ?Milcząca Góra?, znajdował się na jednej z małych wysepek w Ciesninie Sundajskiej pomiędzy południowo - wschodnią częścią Sumatry a Jawą. To mało znana i niemal niezamieszkana wysepka wulkaniczna. O powierzchni 30km2, leży w indonezyjskim pasie wulkanicznym związanym
z zaburzeniami tektonicznymi.
Od czasu wybuchu w latach 18680 i 1684 Krakatau, pokryty bujną roślinnością pod zwrotnikową, uważano za wygasły. W roku 1883 nastąpił wybuch, w czasie, którego część wyspy dosłownie wyleciała w powietrze.
Ekshalacje wulkaniczne
Ekshalacją nazywamy wydobywanie się gazów i par z głębi Ziemi; (ekshalacje wulkaniczne) gazy i pary wydobywające się w czasie wybuchów wulkanicznych i w długi czas później.
Spośród ekshalacji wyróżnia się: fumarole, solfatary i mofety.
Fumarole są wyziewami gazów o najwyższej temperaturze (od 200oC do 800oC), solfatary posiadają nieco niższą temperaturę (od 100oC do 200oC)
Czy wulkany Mogą być użyteczne dla człowieka?
Gleby na obszarach wulkanicznych są bardzo żyzne. To właśnie jest powodem, że wokół wulkanów, a zwłaszcza drzemiących, skupia się ludność. Podczas wybuchów wulkanów wyrzucane zostają z głębi ziemi związki mineralne niezbędne dla życia roślin. Wulkany przyczyniają się do wzbogacenia zubożałych gleb w pierwiastki niezbędne do życia roślin jak np.: fosfor, potas, wapń.
Do przenoszenia pyłów wulkanicznych przyczyniają się także powierzchniowe wody spływające ze stoków. Dzięki nim wody freatycne, krążące w przepuszczalnych skałach wzbogacają się w takie pierwiastki ja wapń i potas. W ten sposób użyźniają glebę tam, gdzie rozkład powierzchniowy jest dostatecznie zaawansowany, aby utworzyć warstwę uprawnej ziemi.
Bardzo urodzajne są lawy dolnych stoków Etny, zasilanych okresowymi deszczami popiołów. U podnóża tego wulkanu przetrwały całe pokolenia osadników, którzy założyli wspaniałe sady oliwek, pomarańcz, fig i migdałów.
Na stokach wulkanu Stromboli znajdują się winnice oraz uprawy fig i pomidorów. Archipelag Azorów pokryty jest szachownicą pól kukurydzianych.
Wulkany przysparzają bogactwa także Ameryce Środkowej, ich zbocza nadają się na plantacje kawy, które osiągają najwyższą wydajność dzięki urodzajności gleby. Sprzyjającymi warunkami dla uprawy kawy są wysokości od 800 do 1800 m, oraz tropikalny klimat umiarkowany.
Skały wulkaniczne powstałe przez zakrzepniecie lawy na powierzchni lub blisko powierzchni ziemi, a zwłaszcza porfiry (leotrachity), andezyty i bazalty stosowane są powszechnie jako materiały budowlane i drogowe. Odmiany tych skał, odznaczające się piękną barwą używane są również w rzeźbiarstwie.
Obsydiany, tj. szkliwa wulkaniczne używane były na obszarach wulkanicznych i sąsiednich przez człowieka pierwotnego do wyrobu broni i prymitywnych narzędzi.
Gąbczaste szkliwa wulkaniczne, dzięki obfitej ilości gazów, zwane również pumeksami, są poszukiwane jako cenny materiał szlifierski.
WULKANICZNE ZŁOŻA MINERALNE
Wśród złóż typu eskalacyjnego na pierwsze miejsce wysuwają się wulkaniczne złoża siarki. Siarka tego typu występuje wewnątrz krateru lub na jego ścianach, zawsze w bliskim sąsiedztwie otworu wulkanu.
Do ekshalacji złóż należą również złoża boru. Bor, który wchodzi w skład niektórych pneumatolitycznych minerałów krzemianowych, jak np. turmalinu występuje w większych koncentracjach w fazie wulkaniczno - ekshalacyjnej.
Ze skałami wulkanicznymi związane są również niektóre złoża złota, noszące nieraz nazwę "młodych" żył złota.