Δευτέρα, 19 Απριλίου 2010

ΗΦΑΙΣΤΕΙΑ Η δραστηριοποίηση των ηφαιστείων



Τα ηφαίστεια είναι ανάγλυφες, αυτοτελείς μορφές της επιφάνειας της Γης, που δημιουργούνται κατά την έξοδο του μάγματος στην επιφάνεια της Γης ή αερίων μειγμάτων, που απελευθερώνονται από το μάγμα, εξέρχονται βίαια στην ατμόσφαιρα και συνοδεύονται συνήθως από εκρήξεις।


Τα μέρη ενός ηφαιστείου

Τα μέρη ενός ηφαιστείου είναι τα εξής:
  1. Ηφαιστειακή περιοχή: Η περιοχή γύρω από το κυρίως ηφαίστειο, σε ακτίνα περίπου 2 χιλιομέτρων. Χαρακτηριστικό της περιοχής αυτής είναι η σύσταση των πετρωμάτων της, κυρίως ασβεσταλκαλικών, αλκαλικών και καλιούχων.
  2. Κρατήρας: Το κεντρικό σημείο του ηφαιστειακού σχηματισμού, απ’ όπου εξέρχονται τα ηφαιστειακά αναβλήματα, σε υγρή, στερεά και αέρια μορφή. Οι κρατήρες δεν είναι πάντα όμοιοι μεταξύ τους. Ανάλογα με την μορφή τους διαιρούνται σε:
    • Κωνοειδείς
    • Χοανοειδείς
    • Καλδέρα
    • Maare
  3. Κώνος: Δημιουργείται από τη λάβα που στερεοποιείται γύρω από το σημείο της εξόδου της. Συνήθως είναι προσωρινός σχηματισμός, που μεταβάλλεται μετά από μια ηφαιστειακή ενέργεια ή καταστρέφεται μετά από μια βίαιη έκρηξη. Στο κέντρο υπάρχει ο κρατήρας.
  4. Πόρος: Είναι το τμήμα του ηφαιστείου απ’ όπου γίνεται η έξοδος του μαγματικού από μεγάλα βάθη μέχρι την επιφάνεια της Γης. Ο πόρος συνδέει την μαγματική εστία με την επιφάνεια της Γης και είναι δυνατό σε όλο το μήκος του να διακλαδίζεται (παρασιτικοί πόροι) και να δημιουργεί δευτερεύοντες κρατήρες και κώνους (παρασιτικούς). Ο σχηματισμός τους συνδέεται με την δημιουργία του ηφαιστείου και οφείλεται κυρίως στα αέρια που ελευθερώνει η υπόγεια μαγματική εστία και εξέρχονται με μεγάλη πίεση. Οι διαστάσεις των πόρων είναι διάφορες και συνήθως μεταβάλλονται.
  5. Υποηφαιστειακή περιοχή: Είναι η περιοχή ακριβώς κάτω από την ηφαιστειακή, σε αρκετό βάθος, όπου είναι δυνατό να υπάρχει μαγματικό υλικό σε σχηματισμό κοίτης, λακκόλιθου ή σορού.
  6. Πλουτώνια περιοχή: Βρίσκεται σε μεγάλο βάθος κάτω από την κύρια μαγματική εστία, που δημιουργεί τις δευτερεύουσες. Το βάθος των εστιών αυτών δεν είναι ακόμα γνωστό. Θεωρητικά όμως τις τοποθετούμε στη βάση του γήινου στερεού φλοιού.


Η δραστηριοποίηση των ηφαιστείων

Η ηφαιστειότητα συνδέεται άμεσα με μεγάλες τεκτονικές αιτίες, κυρίως σε σημεία που εμφανίζονται αντίρροπες δυνάμεις, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγάλων ρηγμάτων εσωτερικών ή εξωτερικών. Οι δυνάμεις αυτές είναι αποτέλεσμα των ρευμάτων μεταφοράς του μάγματος, κυρίως στα επιφανειακά του σημεία. Τα δε ρεύματα μεταφοράς δημιουργούνται από τις μεγάλες διαφορές της πίεσης που εμφανίζονται σε διαφορετικά σημεία, όταν διαταραχτεί, είτε η ισοστατική είτε η θερμική είτε η υδροστατική ισορροπία.
Με τις συνθήκες που επικρατούν κάτω από το στερεό φλοιό της Γης, η ηφαιστειότητα (ικανότητα δημιουργίας ηφαιστείων) μιας περιοχής εξαρτάται πλέον από την αντίσταση του γήινου στερεού φλοιού της περιοχής. Οι εσωτερικές διαταράξεις δημιουργούν στο γήινο φλοιό ρήγματα, από τα οποία εξέρχεται το μάγμα στην επιφάνεια (γένεση ηφαιστείου). Χαρακτηριστικό είναι ότι στην περιοχή του ρήγματος το μάγμα αποκτά ακαριαία κανονικές ιδιότητες ρευστού σώματος (στις συνθήκες που επικρατούν κάτω από το στερεό φλοιό της Γης το μάγμα συμπεριφέρεται είτε σαν στερεό είτε σαν υγρό που ρέει), λόγω της απότομης μεταβολής των εσωτερικών συνθηκών(μηδενίζεται η πίεση και η θερμοκρασία στην περιοχή του ρήγματος). Η απότομη αυτή μεταβολή ‘έχει σαν αποτέλεσμα την έκλυση μεγάλων ποσοτήτων αερίων, που ήταν διαλυμένα στο μάγμα. Έχει αποδειχτεί ότι ο βασικός συντελεστής για τη δημιουργία (έκρηξη) ενός ηφαιστείου είναι η απελευθέρωση αυτών των αερίων.
Στη δράση ενός ηφαιστείου διακρίνουμε τέσσερις φάσεις:
1. Ηρεμία (ύπνος, λήθαργος): Τα ηφαίστεια δε βρίσκονται πάντα σε κατάσταση ενέργειας. Πάντοτε μεταξύ δύο διαδοχικών δράσεων υπάρχει ένα χρονικό διάστημα κατά το οποίο η δράση του ηφαιστείου είναι πολύ μικρή ή δεν υπάρχει καθόλου.
2. Ατμιδική: Είναι η φάση που προαναγγέλλει την έκρηξη του ηφαιστείου. Ακούγονται υποχθόνιοι κρότοι, γίνονται δονήσεις, το έδαφος και τα νερά των πλησιέστερων πηγών θερμαίνονται, η φυτική βλάστηση καταστρέφεται, κυρίως όμως παρατηρούνται ατμοί να εξέρχονται από τον κρατήρα του ηφαιστείου και από δευτερεύουσες ρωγμές. Οι ατμίδες είναι μείγμα αερίων, κυρίως υδρατμών, θείου και θειικών αλάτων.
3. Μέτρια συνεχόμενη εκρηκτική δράση: Παρατηρούνται σεισμικές δονήσεις, που οφείλονται στη άνοδο του μάγματος. Γίνονται εκρήξεις και εκσφενδονίζονται κομμάτια λάβας και διάφορα αναβλήματα. Η δράση του ηφαιστείου αρχίζει πλέον να γίνεται καταστρεπτική και πολλές φορές πολλά χρόνια.
4. Εκρηκτική δράση: Μπορεί να παρουσιάσει, ακόμα και στο ίδιο ηφαίστειο, διάφορους βαθμούς έντασης. Η έκρηξη συνοδεύεται πάντοτε από ηχητικά και σεισμικά φαινόμενα, ενώ ταυτόχρονα εκτινάσσονται στερεά υλικά, αέρια και χύνεται λάβα. Το φαινόμενο είναι θεαματικό, αλλά και καταστρεπτικό ταυτόχρονα. Η ενέργεια που απελευθερώνεται μπορεί να είναι από μερικές εκατοντάδες κιλοβάτ μέχρι χιλιάδες δισεκατομμύρια κιλοβάτ. Ανάλογη είναι και η θερμοκρασία

Η φύση των αερίων ενός ηφαιστείου δεν είναι ακριβώς γνωστή, γιατί είναι πρακτικά δύσκολη η συλλογή τους. Από λίγες αναλύσεις που έγιναν βρέθηκε ότι τα κυριότερα συστατικά τους είναι HCL, NH3, H2S, CO2, NH4CL, υδρατμών, χλωριούχα και θειικά άλατα. Γίνονται προσπάθειες να εξακριβωθεί ο ρόλος του χημισμού του μάγματος στη δράση ενός ηφαιστείου. Ήδη γνωρίζουμε ότι τα μάγματα με βασικό χαρακτήρα παρουσιάζουν λιγότερα εκρηκτικά φαινόμενα από τη λάβα με όξινο χαρακτήρα. Με βάση το στοιχείο αυτό και τα φαινόμενα μίας ηφαιστειακής έκρηξης έγινε μία ταξινόμηση των τύπων των εκρήξεων (1908, Lacroix):
1. Ισλανδικός τύπος ή τύπος εκρήξεων από ρωγμές: Χαρακτηριστικός αντιπρόσωπος είναι το ηφαίστειο Λακί της Ισλανδίας. Η λάβα έχει μεγάλη ρευστότητα, χύνεται ήρεμα μέσα από ρωγμές του εδάφους μήκους πολλών χιλιομέτρων και δημιουργεί πραγματικές «πλημμύρες».
2. Χαβάιος: Και εδώ δεν παρατηρούνται εκρήξεις. Η λάβα είναι πολύ ρευστή και χύνεται ορμητικά. Στερεοποιείται σχεδόν αμέσως και δεν περιέχει σχεδόν καθόλου αέρια (Μάουνα- Λόα και Κιλαούεα των νησιών της Χαβάης).
3. Στρομπόλιος τύπος: Το μάγμα είναι αρκετά ρευστό και πλούσιο σε αέρια, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται εκρήξεις. Αν η κλίση του εδάφους είναι μεγάλη, η λάβα μπορεί να φτάσει σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων από την πηγή. Πολλές φορές μετά την έκρηξη παρατηρούνται άσπρα σύννεφα ( Στρόμπολι των Λιπάριων νησιών και Αίτνα).
4. Βουλκάνιος τύπος: Το μάγμα είναι όξινο και πυκνόρρευστο, πλούσιο σε αέρια. Στον τύπο αυτό συμβαίνουν δυνατές εκρήξεις, ενώ ταυτόχρονα εκσφενδονίζονται στερεά αναβλήματα και σχηματίζονται σύννεφα σε σχήμα μανιταριών ή κουνουπιδιών. Τα στερεά αναβλήματα λέγονται «βόμβες» και έχουν σχήμα ημισφαιρικό με πολλές ρωγμές. Τα βουλκάνια φαινόμενα οφείλονται στα πολλά αέρια, στην πυκνή λάβα και πολλές φορές στο φράξιμο του κρατήρα (Βουλκάνο των Λιπάριων νησιών). Εκρήξεις βουλκάνιου τύπου γίνονται και σε ηφαίστεια με βασικές λάβες (Βεζούβιος, Αίτνα κλπ).
5. Υπερβουλκάνιος ή φρεάτιος τύπος: Εδώ συμβαίνουν μόνο εκρήξεις, χωρίς να χύνεται λάβα.
6. Πελέιος τύπος: Το μάγμα είναι όξινο, πολύ πυκνόρρευστο και θερμοκρασίας 600o – 800o C. Χαρακτηριστικά είναι τα σύννεφα που σχηματίζονται κατά την έκρηξη και τα στερεά αναβλήματα που εκτοξεύονται. Τα αέρια και τα σύννεφα σχεδόν πάντοτε είναι διάπυρα και αναφλέξιμα, έχουν δε μεγάλη ταχύτητα εξόδου (600 χλμ την ώρα). Πολλές φορές η πυκνή λάβα παγώνει μέσα στον πόρο του ηφαιστείου και σε μια επόμενη έκρηξη η στήλη αυτή της λάβας βγαίνει από τον κρατήρα και σχηματίζει μια στήλη ύψους μέχρι και 400 μέτρα πχ «βελόνη» του όρος Πελέ.
7. Ινιμπριτικός τύπος: Το μάγμα είναι όξινο, με υφή υάλου και μορφή βρύων σε μεγάλες ποσότητες.
8. Πλίνιος τύπος: Πλίνια έκρηξη παρουσίασε ο Βεζούβιος το 79 μ.Χ όταν κατέστρεψε την Πομπηία. Είναι ο ποιο καταστρεπτικός τύπος και ο ποιο βίαιος. Στην αρχή εκτινάσσονται τα παλιά στερεά αναβλήματα που πάγωσαν και έκλεισαν τον πόρο του ηφαιστείου. Ακολουθεί το καινούριο υλικό με μια βίαιη έκρηξη, ενώ ταυτόχρονα πύρινα σύννεφα υψώνονται σε ύψος πολλών χιλιομέτρων μαζί με φαινόμενα αστραπών, βροντών και δονήσεων. Αργότερα τα σύννεφα χαμηλώνουν και σκεπάζουν μια μεγάλη περιοχή γύρω από το ηφαίστειο. Υπάρχει διαφωνία στο θέμα ε αν η έκρηξη συνοδεύεται πάντοτε από ρεύματα λάβας. Χαρακτηριστικό είναι το ότι το ηφαιστειακό βουνό χάνει ύψος από τις εκρήξεις και τις ανατινάξεις.

Υποθαλάσσια ηφαίστεια

Κάτω από τις θάλασσες και τους ωκεανούς ο στερεός φλοιός της Γης έχει μικρότερο πάχος. Εξάλλου τα ρήγματα που δημιουργούνται στον φλοιό είναι δυνατό να σχηματιστούν και στους πυθμένες των θαλασσών και των ωκεανών και οπωσδήποτε είναι περισσότερα από τα ρήματα της ξηράς. Δεν υπάρχει κανένα εμπόδιο για να σχηματιστεί ένα ηφαίστειο κάτω από την επιφάνεια του νερού, είναι τα λεγόμενα υποβρύχια ή υποθαλάσσια. Οι εκρήξεις και η δράση αυτών των ηφαιστείων είναι δύσκολο να παρατηρηθεί και να μελετηθεί αλλά πολλές φορές και να γίνει αντιληπτή. Συνήθως, όταν ο κρατήρας ενός ηφαιστείου βρίσκεται σε βάθος 200-300 μέτρα, παρατηρούνται στην επιφάνεια του νερού «κυπαρισσοειδείς» πίδακες και σχηματίζονται μικρά και μεγάλα επιφανειακά κύματα που λέγονται τσουνάμι. Ο σχηματισμός ηφαιστειακών κώνων και θόλων σε αυτά τα ηφαίστεια είναι δύσκολος, γιατί γρήγορα παρασέρνονται και καταστρέφονται από θαλάσσια ρεύματα. Σε μερικές όμως περιπτώσεις σχηματίζονται ολόκληρα νησιά, σκόπελοι και ύφαλοι από τη λάβα τους πχ η Σαντορίνη.

Ενεργά και σβησμένα ηφαίστεια

Η δράση ενός ηφαιστείου είναι ένα φαινόμενο στο οποίο δε βρέθηκε ποτέ καμία κανονικότητα ούτε κανένα είδος περιοδικότητας. Συνήθως την έκρηξη ηφαιστείου ακολουθεί μία περίοδος ηρεμίας, που πολλές φορές μπορεί να κρατήσει και αιώνες. Η «αφύπνιση» του ηφαιστείου γίνεται εντελώς ξαφνικά, χωρίς να υπάρχει κανένα προηγούμενο δεδομένο. Τα ηφαίστεια που δρουν σήμερα ή έχουν δράσει στον παρελθόν, έστω και μία μόνο φορά, τα ονομάζουμε ενεργά ηφαίστεια. Αντίθετα εκείνα που δεν έχουν δράσει ποτέ και σήμερα και στο παρελθόν τα ονομάζουμε σβησμένα.
Ο διαχωρισμός αυτός δεν έχει γενική ισχύ γιατί ο άνθρωπος δεν είναι σε θέση να γνωρίσει και να προβλέψει μία ηφαιστειακή δράση ή να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι ένα συγκριμένο ηφαίστειο δεν θα ξανά λειτουργήσει ποτέ ή ακόμα και να στηριχτεί σε ιστορικά δεδομένα για μια τέτοια κατάταξη πχ ο Βεζούβιος μέχρι το 79 μΧ νομιζόταν σαν σβησμένο ηφαίστειο. Η δράση του εκδηλώθηκε πάλι μετά από 1865 χρόνια (1994) μεταξύ των ενεργών και των σβησμένων ηφαιστείων διακρίνουμε μια ενδιάμεση μορφή, κατά την οποία ένα ηφαίστειο δεν βρίσκεται ούτε σε κατάσταση ενέργειας, αλλά ούτε σε τέλεια ηρεμία. Στην περίπτωση αυτή από το ηφαίστειο βγαίνουν συνεχώς ατμοί και αέρια από τον κρατήρα του ή ακόμα και από ρωγμές του εδάφους σε πολλές ηφαιστειογενείς περιοχές.

Βιβλιογραφία:
  • Εγκυκλοπαίδεια "HUMANITUS", Εκδόσεις Καπούλας
  • http://el.wikipedia.org/wiki/Ηφαίστειο

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου