رومیان باستان آتشفشان را خدای آتش و صنعت آهنگر می نامیدند. یک جزیره کوچک در دریای Tyrrhenian به نام او نامگذاری شد ، که در بالای آن آتش و ابرهای دود سیاه پخش می شد. متعاقباً همه کوههای آتش سوز به نام این خدا نامگذاری شدند.
تعداد دقیق آتشفشان ها مشخص نیست. این امر همچنین به تعریف "آتشفشان" بستگی دارد: به عنوان مثال ، "زمینه های آتشفشانی" وجود دارد که صدها مرکز جداگانه فوران را تشکیل می دهد ، همه با یک اتاق ماگما مرتبط هستند و ممکن است تنها "آتشفشان" در نظر گرفته شود یا نشود. احتمالاً میلیون ها آتشفشان وجود دارد که در طول زندگی کره زمین فعال بوده اند. در طی 10 هزار سال گذشته بر روی زمین ، طبق موسسه آتشفشان شناسی اسمیتسونیان ، حدود 1500 آتشفشان وجود دارد که شناخته شده اند و بسیاری از آتشفشانهای زیردریایی ناشناخته هستند. حدود 600 دهانه فعال وجود دارد که سالانه 50-70 دهانه فوران می کند. بقیه را منقرض می نامند.
آتشفشان ها به طور کلی با یک ته کم عمق دارند. با تشکیل گسل ها یا جابجایی پوسته زمین شکل گرفته است. وقتی بخشی از گوشته فوقانی زمین یا پوسته پایین زمین ذوب می شود ، ماگما تشکیل می شود. آتشفشان اساساً یک دهانه یا دریچه ای است که از طریق آن این ماگما و گازهای محلول موجود در آن خارج می شود. اگرچه عوامل مختلفی باعث فوران آتشفشان هستند ، سه عامل غالب است:
- شناوری ماگما
- فشار گازهای محلول در ماگما ؛
- تزریق دسته جدید ماگما به محفظه ماگمایی که قبلاً پر شده است.
فرایندهای اصلی
بیایید مختصراً درباره شرح این فرایندها بحث کنیم.
وقتی سنگ درون زمین ذوب می شود ، جرم آن بدون تغییر می ماند. با افزایش حجم ، آلیاژی ایجاد می شود که تراکم آن کمتر از محیط است. سپس ، به دلیل شناوری که دارد ، این ماگمای سبک تر به سطح بالا می رود. اگر چگالی ماگما بین ناحیه تولید آن و سطح از چگالی سنگهای اطراف و روی آن کمتر باشد ، ماگما به سطح می رسد و فوران می کند.
ماگما از ترکیبات به اصطلاح آندزیت و ریولیت همچنین حاوی مواد فرار محلول مانند آب ، دی اکسید گوگرد و دی اکسید کربن است. آزمایشات نشان داده است که مقدار گاز محلول در ماگما (حلالیت آن) در فشار اتمسفر صفر است ، اما با افزایش فشار افزایش می یابد.
در ماگمای آندزیت اشباع شده از آب ، واقع در شش کیلومتری سطح ، حدود 5٪ از وزن آن در آب حل می شود. با حرکت این گدازه به سطح ، میزان حلالیت آب در آن کاهش می یابد و بنابراین رطوبت اضافی به صورت حباب جدا می شود. با نزدیک شدن به سطح ، مایعات بیشتری آزاد می شود و در نتیجه نسبت گاز-ماگما در کانال افزایش می یابد. وقتی حجم حباب ها به حدود 75 درصد می رسد ، گدازه به شکل پیروکلاست (قطعات ذوب شده و جامد) شکسته می شود و منفجر می شود.
سومین فرایندی که باعث فوران آتشفشان می شود ، ظهور ماگمای جدید در محفظه ای است که از قبل با گدازه های همان ترکیب یا ترکیب دیگر پر شده است. این اختلاط باعث می شود که مقداری از گدازه محفظه به سمت بالا کانال حرکت کرده و در سطح فوران کند.
گرچه آتشفشان شناسان به خوبی از این سه فرآیند آگاه هستند ، اما هنوز نمی توانند فوران آتشفشان را پیش بینی کنند. اما آنها در پیش بینی پیشرفت چشمگیری داشته اند. این طبیعت و زمان احتمالی فوران در دهانه کنترل شده را نشان می دهد. ماهیت خروج گدازه بر اساس تجزیه و تحلیل رفتار ماقبل تاریخ و تاریخی آتشفشان در نظر گرفته شده و محصولات آن است. به عنوان مثال ، یک آتشفشان که به خشکی خاکستر و گل و لای آتشفشانی (یا لارها) بیرون می زند ، احتمالاً در آینده نیز همین کار را انجام خواهد داد.
تعیین زمان فوران
تعیین زمان فوران در آتشفشان کنترل شده به اندازه گیری تعدادی از پارامترها بستگی دارد ، از جمله ، اما محدود نمی شود به:
- فعالیت لرزه ای در کوه (به ویژه عمق و فرکانس زمین لرزه های آتشفشانی) ؛
- تغییر شکل خاک (تعیین شده با استفاده از شیب و / یا GPS و تداخل سنجی ماهواره ای) ؛
- انتشار گازها (نمونه برداری از میزان گاز دی اکسید گوگرد ساطع شده توسط یک طیف سنج همبستگی یا COSPEC).
یک نمونه عالی از پیش بینی موفقیت آمیز در سال 1991 اتفاق افتاد. آتشفشان شناسان از سازمان زمین شناسی ایالات متحده فوران کوه پیناتوبو در فیلیپین را در تاریخ 15 ژوئن به طور دقیق پیش بینی کردند ، که تخلیه به موقع AFB کلارک را امکان پذیر کرد و هزاران نفر را نجات داد.
