Wulkan

Nie mylić z wulkanem błotnym .

Dymiący krater Bromo ( w środku) i wybuchający Semeru (w środku ) na Jawie , Indonezja , lipiec 2004.

Wulkan Saryczew na wyspie Matoua wybuchł 12 czerwca 2009 roku.

Wulkan jest strukturą geologiczną powstałą w wyniku wzniesienia się magmy , a następnie erupcji materiałów (gazu i lawy ) powstających z tej magmy na powierzchni skorupy ziemskiej lub innej gwiazdy . Może być powietrzny lub podwodny .

Smithsonian Institution wymienia 1432 aktywnych wulkanów na świecie ^{[ 1 ]} , z których około sześćdziesięciu wybucha każdego roku ^{[ 2 ]} . Ale to nie uwzględnia większości podwodnych wulkanów, które nie są dostępne do obserwacji, a których jest więcej. W innych częściach Układu Słonecznego zaobserwowano duże liczby .

Od 500 do 600 milionów ludzi żyje pod groźbą erupcji. Około dziesięciu procent ludzi jest zagrożonych aktywnością wulkaniczną ^{[ 3 ]} . Aby zapobiec temu naturalnemu zagrożeniu , konieczne jest zrozumienie powstawania wulkanów i mechanizmu erupcji . To jest przedmiotem wulkanologii . Można powiedzieć wulkanologia .

Magma pochodzi z częściowego stopienia płaszcza i wyjątkowo ze skorupy ziemskiej . Erupcja może objawiać się w mniej lub bardziej połączony sposób emisjami lawy , oparami gazu lub eksplozjami , projekcjami tefry , zjawiskami hydromagmatycznymi itp. Schłodzona lawa i opad tefry tworzą erupcyjne skały, które mogą gromadzić się i osiągać grubość tysięcy metrów, tworząc góry lub wyspy . W zależności od rodzaju materiałów, rodzaju erupcji, częstotliwości erupcji i orogenezy, wulkany przybierają różne kształty, z których najbardziej typowym jest stożkowata góra zwieńczona kraterem lub kalderą . Definicja tego, czym jest wulkan, ewoluowała w ciągu ostatnich stuleci w zależności od wiedzy, jaką posiadali o nim geolodzy, oraz reprezentacji, jaką mogli o nim przedstawić ^{[ 4 ]} .

Wulkany są często złożonymi budowlami, które powstały w wyniku kolejnych erupcji i które w tym samym okresie zostały częściowo zburzone przez zjawiska eksplozji, erozji lub zawalenia się. Dlatego często obserwuje się różne nałożone na siebie lub zagnieżdżone struktury.

W historii wulkanu rodzaje erupcji mogą się różnić, między dwoma przeciwstawnymi typami:

• wylewne erupcje z płynnymi strumieniami lawy , które są na ogół najmniej niebezpieczne;
• wybuchowe erupcje , bardziej śmiercionośne.

Bazy danych naukowych najczęściej klasyfikują wulkany według ich morfologii i/lub struktury. Klasyfikacja według rodzaju erupcji pozostaje trudna, nawet jeśli może pojawić się u niektórych francuskich autorów.

Etymologia

Rzeczownik rodzaju męskiego „  wulkan  ” jest zapożyczeniem od hiszpańskiego volcán , rzeczownika rodzaju męskiego o tym samym znaczeniu ^{[ 5 ]} , który pochodzi, poprzez arabski burkān , od łacińskiego Vulcanus , imienia Vulcan , rzymskiego boga ognia i Vulcano , jedna z Wysp Liparyjskich , archipelag wulkaniczny u wybrzeży Sycylii ^{[ 6 ]} .

Cechy

Struktury i formy terenu

Schemat strukturalny typowego wulkanu.

Wulkan składa się z różnych struktur, które zwykle występują w każdym z nich:

• komora magmowa zasilana magmą pochodzącą z płaszcza i pełniąca rolę rezerwuaru i miejsca różnicowania magmy. Kiedy opróżnia się po erupcji , wulkan może się zawalić i stworzyć kalderę . Komory magmowe znajdują się na głębokości od dziesięciu do pięćdziesięciu kilometrów w litosferze ^{[ 7 ] [niewystarczające źródło]}  ;
• komin wulkaniczny , który jest preferowanym punktem tranzytu magmy z komory magmowej na powierzchnię;
• krater lub kaldera na szczycie , z którego wyłania się komin wulkaniczny;
• jeden lub więcej wtórnych kominów wulkanicznych rozpoczynających się od komory magmowej lub głównego komina wulkanicznego i generalnie wyłaniających się po bokach wulkanu, czasem u jego podstawy; mogą dawać początek małym szyszkom wtórnym;
• pęknięcia boczne, które są podłużnymi pęknięciami w zboczu wulkanu , spowodowanymi jego pęcznieniem lub deflacją ^{[ref. wymagane]}  ; mogą pozwolić na emisję lawy w postaci erupcji szczelinowej.

Wydane materiały

Wszystkie aktywne wulkany emitują gazy, ale nie zawsze materiały stałe (lawa, tefra). Tak jest w przypadku Dallolu , który emituje tylko gorące gazy.

gazy wulkaniczne

Fumarole , których chmura zdradza obecność wody, a kryształki siarki w gazach wulkanicznych .

Gazy wulkaniczne składają się głównie z ^{[ 8 ]}  :

• zawartość pary wodnej od 50 do 90%;
• dwutlenek węgla o zawartości od 5 do 25%;
• dwutlenek siarki o zawartości od 3 do 25%.

Następnie pojawiają się inne lotne pierwiastki, takie jak tlenek węgla , chlorowodór , diwodór , siarkowodór itp. Odgazowanie magmy na głębokości może skutkować na powierzchni obecnością fumaroli , wokół których mogą tworzyć się kryształy , najczęściej siarki .

Te emisje pochodzą z magmy , która zawiera te rozpuszczone gazy . Odgazowanie magmy, które postępuje pod powierzchnią ziemi, jest zjawiskiem decydującym o wywołaniu erupcji i typu erupcyjnego. Odgazowanie powoduje, że magma unosi się wzdłuż komina wulkanicznego, co może nadać wybuchowy i gwałtowny charakter erupcji w obecności lepkiej magmy.

Tefra i lawa

Lawa ʻaʻā emitowana z Kīlauea na Hawajach w Stanach Zjednoczonych .

W zależności od tego, czy magma pochodzi z topnienia płaszcza, czy części litosfery , nie będzie miała ani takiego samego składu mineralnego, ani takiej samej zawartości wody , gazu wulkanicznego , ani tej samej temperatury. Ponadto, w zależności od rodzaju terenu, przez który przechodzi, aby wznieść się na powierzchnię i czasu przebywania w komorze magmy , ładuje lub rozładowuje minerały, wodę i / lub gaz i mniej lub bardziej się ochładza. Z tych wszystkich powodów tefra i lawa nigdy nie są dokładnie takie same z jednego wulkanu do drugiego, a czasem nawet z jednej erupcji .do innego na tym samym wulkanie, ani podczas erupcji, podczas której zwykle najpierw emitowana jest najbardziej przekształcona, a zatem najlżejsza lawa.

Materiały emitowane przez wulkany to zazwyczaj skały złożone z mikrolitów osadzonych w szkle wulkanicznym . W bazalcie najobficiej występującymi minerałami są krzemionka , pirokseny i skalenie , podczas gdy andezyt jest bogatszy w krzemionkę i skalenie. Struktura skały jest również zróżnicowana: jeśli kryształy są często małe i nieliczne w bazaltach, z drugiej strony są one na ogół większe i liczniejsze w andezytach, co jest oznaką, że magma pozostawała dłużej w komorze magmowej ^{[ 9 ] .}. 95% materiałów emitowanych przez wulkany to bazalty lub andezyty.

Najbardziej znanym materiałem emitowanym przez wulkany jest lawa w postaci strumieni . typu bazaltowego pochodzącego z topnienia płaszcza w przypadku wulkanizmu gorącego punktu , grzbietu lub ryftu ^{[ 10 ]} lub andezytowego pochodzącego z topnienia litosfery w przypadku wulkanizmu subdukcyjnego ^{[ 11 ]} , rzadziej węglanowego wpisz ^{[ 12 ]}, są utworzone przez płynną lawę, która płynie wzdłuż zboczy wulkanu. Temperatura lawy wynosi od 700 do 1200  °C ^{[ 13 ]} , a strumienie mogą osiągać długość dziesiątek kilometrów, prędkość pięćdziesięciu kilometrów na godzinę i przepływać przez tunele lawy . Mogą mieć gładki i satynowy wygląd, wtedy nazywany „  pāhoehoe lava  ” lub „lava sznurowata”, lub szorstki i ostry aspekt, wtedy nazywany „  ʻaʻā lava  ”. Wypływy lawy, czasem grube na kilka metrów, mogą zająć całe dziesięciolecia, zanim całkowicie ostygną ^{[ 14 ]}. W niektórych wyjątkowych przypadkach stopiona lawa może wypełnić główny krater lub krater wtórny i utworzyć jezioro lawy . Przetrwanie jezior lawy wynika z równowagi między dopływem lawy z komory magmowej a przelewem poza krater, związanym z ciągłym mieszaniem przez wypiętrzenia gazu wulkanicznego w celu ograniczenia twardnienia lawy. Te jeziora lawy powstają tylko podczas erupcji na Hawajach , a duża płynność lawy pozwala na powstawanie i utrzymywanie się tych zjawisk. Kīlauea na Hawajach i Piton de la Fournaise na Reunionto dwa wulkany, które podczas niektórych erupcji mają jeziora lawy. Erta Ale w Etiopii i Erebus na Antarktydzie to jedne z niewielu wulkanów na świecie, które mają prawie stałe jezioro lawy. Podczas niektórych erupcji Erta Ale jego jezioro lawy opróżnia się lub wręcz przeciwnie, jego poziom podnosi się, aż do wylania i powstania lawy na zboczach wulkanu ^{[ 15 ]} .

Bomba wulkaniczna na dnie tefry ( popiół i żużel ) na zboczach Capelinhos na Azorach , Portugalia

Najczęściej materiały wulkaniczne składają się z tefry  ; są to popioły wulkaniczne , lapilli , scoria , pumeks , bomby wulkaniczne , głazy lub bazalty, obsydiany itp. Jest to magma i kawałki skał wyrwane z wulkanu, które są sproszkowane i wystrzeliwane czasem do atmosfery na dziesiątki kilometrów . Najmniejsze z nich to popioły, czasami krążą wokół Ziemi , niesione przez przeważające wiatry. Bomby wulkaniczne, ejectawiększe mogą być wielkości domu i generalnie spadają blisko wulkanu. Kiedy bomby wulkaniczne są wyrzucane, gdy są jeszcze stopione, mogą przybrać kształt wrzeciona podczas podróży przez atmosferę, krowiego łajna przy zderzeniu z ziemią lub skórki chleba w obecności wody ^{[ 16 ]} . Lapili, które wyglądają jak małe kamyki, mogą gromadzić się w grubych warstwach, tworząc w ten sposób pucolanę . Pumeks, prawdziwa lawa piankowa, jest tak lekki i zawiera tyle powietrza, że ​​może unosić się na wodzie. Wreszcie, kiedy drobne krople lawy są wyrzucane i niesione przez wiatry, mogą  ".

Pochodzenie emitowanych materiałów

Emitowane materiały pochodzą z magmy. Magma to stopiona skała znajdująca się pod ziemią i zawierająca rozpuszczone gazy, które będą uwalniane w miarę przemieszczania się cieczy i wynikającego z niej spadku ciśnienia. Kiedy magma wypływa na powierzchnię i traci swoje gazy, nazywa się to lawą.

Magma ma płynną do lepkiej konsystencję . Powstał z częściowego stopienia płaszcza lub rzadziej skorupy ziemskiej . Pochodzenie może być:

• dekompresja jak w grzbietowej
• napływ wody jak w strefie subdukcji .
• wzrost temperatury w przypadku zasypania skał w wyniku ruchów tektonicznych.

Zazwyczaj ta magma unosi się na powierzchnię ze względu na jej mniejszą gęstość i magazynuje się w litosferze , tworząc komorę magmową . W tej komorze może ulec całkowitej lub częściowej krystalizacji i/lub odgazowaniu, które zaczyna przekształcać go w lawę . Jeśli ciśnienie i spójność pokrywającego go terenu stają się niewystarczające, aby go powstrzymać, unosi się wzdłuż komina wulkanicznego (gdzie spadek ciśnienia spowodowany wzrostem powoduje odgazowanie, które dodatkowo zmniejsza gęstość powstałej emulsji), aby zostać wyemitowane jako lawa , czyli całkowicie lub częściowo odgazowana ^{[ 17 ]} .

Obecność wody w magmie modyfikuje znacząco, a nawet całkowicie, dynamikę wulkaniczną i właściwości reologiczne magmy. W szczególności obniża próg mieszania o prawie 200  °C pomiędzy magmami nasyconymi wodą, a jej eksrozolucja (powstawanie pęcherzyków, gdy unosi się ku powierzchni) prowadzi do znacznego zmniejszenia lepkości. Magmy lądowe mogą zawierać do 10% swojej wagi w wodzie (głównie w swoich minerałach w nadkrytycznej formie hydroksylowej , typu amfiboli ), a według modeli w płaszczu znajduje się odpowiednik jednego do siedmiu oceanów lądowych, tak, że wulkanolodzy mówią coraz więcejhydrowulkanizm i hydrowulkanologia ^{[ 18 ]} .

Klasyfikacje wulkanów

Istnieje kilka sposobów klasyfikacji wulkanów, ale ich różnorodność jest tak wielka, że ​​zawsze istnieją wyjątki lub elementy pośrednie między kilkoma kategoriami ^{[ 19 ]} . Najpowszechniejsze klasyfikacje rozróżniają typy wulkanów według morfologii ^{[ 20 ]} , struktury ^{[ 8 ]} , a czasem rodzaju erupcji  :

Według morfologii i struktury

• wulkan tarczowy , gdy jego średnica jest znacznie większa niż jego wysokość ze względu na płynność lawy, która może podróżować kilometrami, zanim się zatrzyma; Przykładami są Mauna Kea , Erta Ale czy Piton de la Fournaise ^{[ 21 ]}  ;
• stratowulkan , gdy jego średnica jest bardziej zrównoważona w stosunku do wysokości ze względu na większą lepkość lawy; są to wulkany z wybuchowymi erupcjami, takie jak Wezuwiusz , Fudżi , Merapi czy Góra Świętej Heleny ^{[ 22 ]}  ;
• wulkan spękany utworzony przez liniowy otwór w skorupie ziemskiej lub oceanicznej, przez który wydostaje się płynna lawa; wulkany grzbietów pojawiają się w postaci szczelin, takich jak Lakagígar czy Krafla ^{[ 23 ]}  ;
• kopuła wulkaniczna ( Puy de Dôme ) ^{[ 8 ]} , duża kopuła wulkaniczna utworzona przez nagromadzenie i ochłodzenie lepkiej lawy;
• kaldera ^{[ 20 ]} , rozległe zagłębienie spowodowane zawaleniem się skał nad komorą magmową: Pola Flegrejskie , Santorini ^{[ 8 ]} , kaldera Yellowstone  ;
• stożek żużlowy ^{[ 24 ]} , nagromadzenie materiału wyrzucanego wokół krateru: Puy de Pariou  ;
• krater po wybuchu, zagłębienie spowodowane jedną lub kilkoma eksplozjami. Nie ma stożka: Dallol ^{[ 25 ]} . Kiedy zagłębienie jest wypełnione jeziorem, nazywa się je maar  : Gour de Tazenat .

Jak każda klasyfikacja zjawisk naturalnych, wiele przypadków jest pośrednich między czystymi typami: Etna przypomina stratowulkan spoczywający na wulkanie tarczowym, Hekla jest zarówno stratowulkanem, jak i wulkanem szczelinowym. W Volcanoes of the World Tom Simkin i Lee Siebert wymieniają 26 typów morfologicznych ^{[ 19 ]} .

Jeśli weźmiemy pod uwagę większe obszary obejmujące często kilka wulkanów, możemy wyróżnić:

• kompleksy kalder ryolitycznych , takie jak kaldera Yellowstone , które nie mają budowli wulkanicznej;
• monogeniczne pola wulkaniczne , które przedstawiają wiele budowli, takich jak stożki żużlowe, z których każda jest budowana jednocześnie;
• pułapki , duże płaskowyże utworzone przez nagromadzenie lawy na bardzo dużej powierzchni;
• grzbiety śródoceaniczne .

Według rodzaju erupcji

Ta uproszczona klasyfikacja, nieobecna w literaturze naukowej, jest stosowana w szczególności w popularyzacji, w mediach głównego nurtu oraz w podejściu pedagogicznym pierwszej szkoły. Według University of Oregon, potrzeba co najmniej sześciu kategorii, aby objąć ponad 90% wulkanów ^{[ 26 ]} . W tego typu klasyfikacji dla wulkanu na ogół wybiera się najnowszy lub najczęstszy typ erupcji, pomijając długą i złożoną historię erupcji wulkanu.

Ten sposób klasyfikacji, szeroko kwestionowany ^{[ 27 ] , [ 28 ] , [ 29 ]} , najczęściej dzieli wulkany na dwie kategorie:

• wylewne wulkany lub „  czerwone wulkany  ”, ze stosunkowo spokojnymi erupcjami, które emitują płynną lawę w postaci strumieni lawy . Są to wulkany „  gorących punktów  ” i wulkany „  akrecyjne  ”, reprezentowane głównie przez podmorskie wulkany grzbietów oceanicznych . Wulkany tarczowe należą do tej kategorii;
• wybuchowe wulkany lub „  szare wulkany  ” z wybuchowymi erupcjami, które emitują pastowatą lawę i popiół w postaci ognistych chmur lub strumieni piroklastycznych i wulkanicznych pióropuszy. Są one związane przede wszystkim ze zjawiskiem subdukcji , podobnie jak wulkany Pacyficznego Pierścienia Ognia . Do tej kategorii zalicza się, w dużym uproszczeniu, stratowulkany .

Częstotliwość erupcji

„Narodziny” wulkanu odpowiadają jego pierwszej erupcji wulkanicznej, która wydobywa go z litosfery . Narodziny nowego wulkanu to zjawisko, które zdarza się kilka razy w ciągu stulecia. Można to było zaobserwować w 1943 roku w przypadku Paricutín  : pęknięcie , przez które gazy wulkaniczne i lawa wydostawały się na pole, dało początek wulkanowi o wysokości 460 metrów w ciągu dziewięciu miesięcy. W 1963 roku podwodny wulkan Surtsey wyłonił się na południe od Islandii , tworząc nową wyspę i nowy wulkan ziemski.

Wśród wulkanologów nie ma zgody co do definicji aktywności wulkanicznej ^{[ 30 ]} .

O wulkanie mówi się, że wygasł, gdy ostatni raz wybuchł ponad 10 000 lat temu, uśpiony, gdy ostatni wybuchł między 10 000 a kilkoma setkami lat temu, i aktywny , gdy jego ostatnia erupcja datuje się najwyżej na kilka dekad wstecz ^{[ 31 ]} .

Ogólnie rzecz biorąc, wulkany doświadczają kilku erupcji w ciągu swojego życia. Ich częstotliwość różni się znacznie w zależności od wulkanu: niektóre doświadczają tylko jednej erupcji na kilkaset tysięcy lat, na przykład superwulkan Yellowstone , podczas gdy inne są w ciągłej erupcji, na przykład Stromboli we Włoszech lub Merapi w Indonezji .

Czasami wulkany wybuchają tylko raz. Mówimy wówczas o wulkanach monogenicznych . Większość wulkanów Chaîne des Puys w Masywie Centralnym jest tego typu i powstała między 11500 rokiem pne. AD i 5000 pne. AD podczas pojedynczej erupcji dla każdej budowli wulkanicznej.

Częstotliwość erupcji pozwala na ocenę zagrożenia , czyli prawdopodobieństwa wystąpienia na danym obszarze jednego z przejawów erupcji . Zagrożenie to, w połączeniu z rodzajem zdarzenia wulkanicznego oraz obecnością populacji i ich wrażliwością , umożliwia ocenę ryzyka wulkanicznego .

Pochodzenie wulkanizmu

Globalne rozmieszczenie wulkanizmu odpowiadające granicom płyt tektonicznych

Zgodnie z modelem tektoniki płyt , wulkanizm jest ściśle powiązany z ruchami płyt tektonicznych . Rzeczywiście, na ogół warunki do powstania wulkanów są spełnione na granicy dwóch płyt.

Wulkanizm dywergencyjny

Ogólny schemat różnych typów wulkanizmu związanych z ruchami płyt tektonicznych .

W szczelinie grzbietowej rozsuwanie się dwóch płyt tektonicznych rozrzedza litosferę , powodując podnoszenie się skał płaszcza . Te, już bardzo gorące w temperaturze około 1200  ° C , zaczynają częściowo topić się w wyniku dekompresji . Daje to magma , która przesącza się przez normalne uskoki . Pomiędzy dwiema krawędziami szczeliny ślady aktywności wulkanicznej, takie jak lawa poduszkowa lub „lawa poduszkowa”, powstają w wyniku emisji lawypłyn w zimnej wodzie. Te skały wulkaniczne stanowią zatem część skorupy oceanicznej .

W szczelinach kontynentalnych zachodzi ten sam proces, z tą różnicą, że lawa nie płynie pod wodą i nie tworzy law poduszkowych. Tak jest w przypadku wulkanizmu w dalekiej depresji .

Wulkanizm subdukcyjny

Diagram wulkanizmu na poziomie konwergencji ocean-kontynent.

Diagram wulkanizmu na poziomie konwergencji ocean-ocean.

Kiedy dwie płyty tektoniczne nakładają się na siebie, litosfera oceaniczna , przesuwając się pod inną litosferą oceaniczną lub kontynentalną, zanurza się w płaszcz i przechodzi przemiany mineralogiczne. Woda zawarta w tonącej litosferze ucieka następnie z niej i nawilża płaszcz, powodując jego częściowe stopienie poprzez obniżenie jego temperatury topnienia . Ta magma unosi się i przecina nakładającą się litosferę, tworząc wulkany. Jeśli nadrzędna litosfera jest oceaniczna, utworzy się wyspowy łuk wulkaniczny , z wulkanami dającymi początek wyspom. Tak jest w przypadku Aleutów , Japonii czy Indii Zachodnich. Jeśli nadrzędna litosfera jest kontynentalna, wulkany będą znajdować się na kontynencie, zwykle w kordylierach . Tak jest w przypadku wulkanów Andów czy łańcucha Kaskad . Wulkany te są na ogół szare, wybuchowe i niebezpieczne. Wynika to z ich lepkiej lawy, ponieważ jest bogata w krzemionkę , która ma problemy z przepływem; ponadto wznosząca się magma jest bogata w rozpuszczone gazy (wodę i dwutlenek węgla), których nagłe uwolnienie może tworzyć ogniste chmury . Większość  „ Pacyficznego Pierścienia Ognia  ” składa się z tego typu wulkanów.

Wulkanizm wewnątrzpłytowy i punktowy

Czasami wulkany rodzą się z dala od granic płyt litosferycznych (może istnieć ponad 100 000 podmorskich gór wyższych niż 1000 metrów ^{[ 32 ]} ). Są one ogólnie interpretowane jako wulkany z gorącymi punktami . Hotspoty to pióropusze magmy wydobywające się z głębi płaszczai przebicia płyt litosfery. Gorące punkty są ustalane, podczas gdy płyta litosferyczna porusza się po płaszczu, wulkany są tworzone sukcesywnie, a następnie są ustawiane, z których ostatni jest najbardziej aktywny, ponieważ znajduje się bezpośrednio nad gorącym punktem. Kiedy hotspot pojawi się pod oceanem, powstanie ciąg wysp ustawionych w jednej linii, jak ma to miejsce w przypadku archipelagu hawajskiego lub Maskarenów . Jeśli gorący punkt pojawi się pod kontynentem, spowoduje to powstanie szeregu wyrównanych wulkanów. Tak jest w przypadku Góry Kamerun i jej sąsiadów. Wyjątkowy przypadek polega na tym, że gorący punkt powstaje pod granicą płyty litosferycznej. W przypadku Islandii efektłączy się z grzbietem środkowoatlantyckim , tworząc w ten sposób ogromny stos lawy, umożliwiający pojawienie się grzbietu. Azory lub Galapagos to inne przykłady gorących punktów pojawiających się poniżej granicy płyt litosfery, w tym przypadku grzbietów ^{[ 33 ]} .

Jednak wiele wulkanów wewnątrz płyt nie występuje na wyrównaniach, aby zidentyfikować głębokie i stałe gorące punkty ^{[ 34 ]} .

Klasyczny przebieg erupcji

Erupcja wulkanu ma miejsce, gdy komora magmy pod wulkanem jest pod ciśnieniem wraz z nadejściem magmy z płaszcza . Następnie może wyrzucać mniej lub więcej gazów wulkanicznych, które zawierał, w zależności od wypełnienia magmą. Zwiększeniu ciśnienia towarzyszy pęcznienie wulkanu i bardzo powierzchowne trzęsienia ziemi zlokalizowane pod wulkanem, co świadczy o deformacji komory magmowej. Magma na ogół unosi się głównym kominem i jednocześnie ulega odgazowaniu, co powoduje drżenie, to znaczy stałą i bardzo lekką wibrację gruntu. Wynika to z małych trzęsień ziemi, których ogniska koncentrują się wzdłuż komina.

Kiedy lawa dociera do otwartego powietrza, w zależności od rodzaju magmy spływa po zboczach wulkanu lub gromadzi się w miejscu emisji, tworząc czop lawowy, z którego podczas wybuchu mogą powstawać ogniste chmury i/lub wulkaniczne pióropusze . W zależności od siły erupcji, morfologii terenu, bliskości morza  itp. erupcji mogą towarzyszyć inne zjawiska: silne trzęsienia ziemi, osunięcia ziemi , tsunami itp  .

Ewentualna obecność wody w postaci stałej, takiej jak pokrywa lodowa , lodowiec , śnieg lub cieczy, takiej jak jezioro kraterowe , poziom wód gruntowych , rzeka , morze lub ocean, spowoduje kontakt z materiałami magmowymi, takimi jak magma, lawa lub tefry, aby je eksplodować lub zwiększyć ich siłę wybuchową. Rozdrabniając materiały i nagle zwiększając objętość, zamieniając się w parę , woda działa jak multiplikator siły wybuchu erupcji wulkanu, który następnie zostanie zakwalifikowany jako freatyczny lub freato-magmatyczny .. Topnienie lodu lub śniegu przez ciepło magmy może również powodować lahary , gdy woda porywa tefry ^{[ 35 ]} lub jökulhlaups , jak miało to miejsce w przypadku Grímsvötn w 1996 roku .

Erupcja kończy się, gdy lawa nie jest już emitowana. Wypływająca lawa przestaje być zasilana, zatrzymuje się i zaczyna stygnąć, a popioły ostygłe w atmosferze opadają z powrotem na powierzchnię ziemi. Ale zmiany w naturze terenu spowodowane pokryciem gleby przez lawę i tefrę , czasami o grubości kilkudziesięciu metrów, mogą powodować destrukcyjne i śmiertelne zjawiska. Tak więc popioły spadające na uprawy niszczą je i wyjaławiają ziemię na kilka miesięcy do kilku lat, przepływ lawy blokujący dolinę może stworzyć jezioro, które zatopi obszary zamieszkałe lub uprawne,itp.

Erupcja wulkanu może trwać od kilku godzin do kilku lat i wyrzucić magmę o objętości kilkuset kilometrów sześciennych. Średni czas trwania erupcji to półtora miesiąca, ale wiele trwa tylko jeden dzień. Absolutnym rekordem jest Stromboli , które praktycznie wybucha od około 2400 lat ^{[ 36 ]} .

Klasyfikacja wysypek

We wczesnych latach wulkanologii obserwacja kilku wulkanów doprowadziła do stworzenia kategorii opartych na wyglądzie erupcji i rodzaju emitowanej lawy . Każdy typ jest nazwany zgodnie z odpowiednim wulkanem. Wielką wadą tej klasyfikacji jest to, że jest raczej subiektywna i źle uwzględnia zmiany typu erupcji wulkanu.

Termin „  kataklizm  ” można dodać, gdy siła erupcji powoduje poważne szkody dla środowiska i / lub ludzi, jak miało to miejsce w przypadku Santorini około 1600 roku pne. J.-C. , który przyczyniłby się do upadku cywilizacji minojskiej , Wezuwiusz w 79 r. , który zniszczył Pompeje , Krakatau w 1883 r. , który wygenerował 40-metrowe tsunami , Góra Świętej Heleny w 1980 r., która zrównała z ziemią hektary lasów itp.

Aby wprowadzić pojęcie porównania między różnymi erupcjami wulkanów, wskaźnik wybuchowości wulkanicznej , zwany także skalą VEI, został opracowany przez dwóch wulkanologów z University of Hawaii w 1982 roku ^{[ 37 ]} . Skala, otwarta i rozpoczynająca się od zera, jest określana na podstawie objętości wyrzucanych materiałów, wysokości pióropusza wulkanicznego i obserwacji jakościowych ^{[ 38 ]} .

Istnieją dwa główne typy erupcji wulkanicznych, w zależności od rodzaju emitowanej magmy: wylewne związane z „  czerwonymi wulkanami  ” i wybuchowe związane z „  szarymi wulkanami  ” ^{[ 39 ]} . Wylewne erupcje to erupcje hawajskie i strombolskie , podczas gdy wybuchowe to erupcje wulkaniczne , peleańskie i plinowskie . Te erupcje mogą mieć miejsce w obecności wody , a następnie przybrać cechy erupcji freatycznych , freato -magmowych , surtseyan , subglacjalnych ., podwodny i limniczny .

Geomorfologia wulkaniczna

Szyja w Le Puy-en-Velay we Francji .

Oprócz samego wulkanu, różne formacje geologiczne są bezpośrednio lub pośrednio związane z aktywnością wulkaniczną.

Niektóre formy terenu lub krajobrazy są bezpośrednim produktem erupcji . Są to stożki wulkaniczne same w sobie tworzące góry lub wyspy , kopuły i strumienie zastygłej lawy , tunele lawy , „  lawy poduszkowe  ” i odciągi wulkanów podmorskich , pułapki tworzące płaskowyże , nagromadzenia tefry w tufach , kratery i maary pozostawione przez wypływ lawyitp.

Inne formy terenu są wynikiem erozji lub ewolucji produktów erupcji. Tak jest w przypadku grobli , przesmyków , progów , natrętnych skał , płaskowyżów i płaskowyżów uwolnionych przez erozję, kalder i cyrków powstałych w wyniku zapadnięcia się części wulkanu, jezior kraterowych lub utworzonych powyżej tamy utworzonej z produktów erupcji , atole koralowe otaczające pozostałości zawalonego podwodnego wulkanu itp.

Zjawiska parawulkaniczne

Gejzer Old Faithful w Yellowstone w Stanach Zjednoczonych w 2004 roku.

Niektóre działania geotermalne mogą poprzedzać, towarzyszyć lub następować po erupcji wulkanu . Działania te są zwykle obecne, gdy ciepło odpadowe z komory magmy podgrzewa wody gruntowe czasami do temperatury wrzenia. Na powierzchni powstają gejzery , fumarole , baseny błotne , mofety , solfatary , a nawet osady mineralne ^{[ 40 ] .}. Zjawiska te można pogrupować w „pola wulkaniczne”. Te pola wulkaniczne powstają, gdy wody gruntowe są podgrzewane przez płytkie zbiorniki magmy. Tak jest w przypadku superwulkanów, takich jak Yellowstone w Stanach Zjednoczonych i Pola Flegrejskie we Włoszech , czy pól geotermalnych, takich jak Haukadalur na Islandii .

Na grzbietach oceanów woda morska przedostaje się do szczelin w dnie oceanu , nagrzewa się, zostaje naładowana minerałami i pojawia się na dnie oceanów jako czarne palacze lub białe palacze .

W kraterze z odgazowaniem i aktywnością fumaroli, gromadząc wodę deszczową, może powstać kwaśne jezioro . Woda w jeziorze jest bardzo kwaśna, jej pH wynosi od 4 do 1, czasami jest bardzo gorąca i ma temperaturę od 20 do 85  °C . W wodach tych mogą żyć tylko cyjanobakterie , które są wtedy zabarwione na niebiesko-zielono. Ten typ jeziora jest powszechny w dużych łańcuchach wulkanów, takich jak Pacyficzny Pierścień Ognia i w Wielkich Rowach Afrykańskich .

Konsekwencje wulkanizmu w dziejach Ziemi

Wulkanizm narodził się w tym samym czasie co Ziemia , podczas akrecyjnej fazy jej formowania się 4,6 miliarda lat temu. Od określonej masy materiały w centrum Ziemi podlegają znacznemu ciśnieniu , wytwarzając w ten sposób ciepło. To ciepło, wzmocnione degradacją pierwiastków radioaktywnych , powoduje syntezę Ziemi, która rozprasza dwadzieścia razy więcej ciepła niż obecnie. Po kilku milionach lat na powierzchni Ziemi tworzy się stały film. W wielu miejscach jest rozdarty przez strumienie lawy i duże masy granitoidów , z których w przyszłości powstaną kontynenty. Następnie nowo utworzone płyty litosfery będą preferencyjnie rozdzierać się w określonych miejscach, w których utworzą się wulkany. Przez sto milionów lat wulkany będą uwalniać duże ilości gazów do ówczesnej skromnej atmosfery : azotu , dwutlenku węgla , pary wodnej , tlenku siarki , kwasu solnego , kwasu fluorowodorowego itp  . 4,2 miliarda lat temu, pomimo temperatury 375  °C i ciśnienia 260 razy wyższego niż obecnie, para wodna skrapla się i tworzy oceany .

Rolę powstania pierwszych cząsteczek organicznych i pojawienia się życia na Ziemi można przypisać wulkanom. Rzeczywiście, podwodne gorące źródła lub solfatary i inne gejzery stwarzają sprzyjające warunki do pojawienia się życia: wody, która wypłukała cząsteczki węgla, minerały, ciepło i energię. Kiedy życie rozprzestrzeniło się i zróżnicowało na powierzchni Ziemi, wulkany mogły wręcz spowodować wielkie wymieranie  : wiek wielkiego wymierania istot żywych pokrywa się z wiekiem pułapek . Pułapki te mogły powstać w wyniku upadku meteorytów lub erupcjiwyjątkowe gorące punkty . Połączone działanie gazów wulkanicznych i cząstek rozproszonych w atmosferze spowodowałoby zniknięcie wielu gatunków przez wulkaniczną zimę , po której nastąpiłby wzrost efektu cieplarnianego w wyniku zmian w gazowym składzie atmosfery.

Jedną z najbardziej akceptowanych teorii dotyczących pojawienia się człowieka byłoby otwarcie szczeliny afrykańskiej  : równomiernie wilgotny na poziomie równika klimat afrykański wyschłby na wschód od szczeliny, która zatrzymuje chmury napływające z „Zachodu”. Hominidy , przystosowując się do nowego środowiska utworzonego przez sawannę , rozwinęły dwunożność , aby uciec przed drapieżnikami.

Do dziś wulkany uczestniczą w odprowadzaniu wewnętrznego ciepła Ziemi oraz w globalnym cyklu biogeochemicznym , uwalniając gazy, parę wodną i minerały pochłonięte w płaszczu na poziomie dołów subdukcyjnych .

Wpływ wulkanizmu na działalność człowieka

Wierzenia i mity związane z wulkanami

Każdego roku nad brzegiem Bromo odbywa się popularna ceremonia Yadnya Kasada  (en) , hinduskie święto, podczas którego pielgrzymi okrążają siedem razy szczyt wulkanu, który użyźnił glebę na ich wyspie i jest uważany za Święte miejsce. Rodziny odprawiają tam swoje obrzędy pogrzebowe i przebłagalne , wrzucając do krateru dary (błogosławione plony, produkty rolne, zwierzęta, ciasta, kwiaty) ^{[ 41 ]} . Zadowolone dusze zmarłych odlatują w stronę słońca ^{[ 42 ]} .

Od czasu pojawienia się rolnictwa i osiadłego trybu życia, ludzie zawsze stykali się z wulkanami. Chwaląc je za żyzną ziemię, którą oferują, obawiają się ich także za ich erupcje i śmierć, którą powodują. Szybko, przez nieznajomość naturalnego zjawiska, wulkany budzą strach, są ubóstwiane , uważane za wejście do królestwa zmarłych, piekła i podziemnych światów zamieszkanych przez złe duchy i są przedmiotem legend i mitów według różnych kultur.

W plemionach Azji , Oceanii i Ameryki żyjących w pobliżu Pacyficznego Pierścienia Ognia erupcje wulkanów uważane są za przejaw sił nadprzyrodzonych lub boskich. W mitologii Maorysów wulkany Taranaki / Egmont i Ruapehu zakochały się w wulkanie Tongariro i wybuchła między nimi gwałtowna kłótnia. To jest powód, dla którego żaden Maorys nie mieszka między dwoma gniewnymi wulkanami, z obawy, że zostanie złapany w sam środek sporu.

Wśród innych mitów i legend można wymienić legendę o Diabelskiej Wieży , która miała powstać, by ocalić siedem młodych indiańskich dziewcząt przed niedźwiedziami , które podrapałyby skalne ściany, a nawet historię bogini Pele , która wygnana z Tahiti przez jej siostra Namakaokahai znalazła schronienie w Kīlauea i od tego czasu wściekła wylewa strumienie lawy prostym kopnięciem pięty.

Szczyt góry Mawenzi w Tanzanii , 1996.

Wśród Inków kaprysy Misti doprowadziły do ​​zablokowania krateru przez bryłę lodu , co było karą nałożoną przez Słońce . Chagowie z Tanzanii opowiadają, że Kilimandżaro , rozwścieczony przez swojego sąsiada , wulkan Mawensi , uderzył w nie wielkim tłuczkiem, dzięki czemu zdobył postrzępiony wierzchołek. Wśród rdzennych Amerykanów w Oregonie góra Mazama była domem złego boga ognia i góry Shastadobroczynnego boga śniegu. Pewnego dnia dwa bóstwa weszły w konflikt, a bóg ognia został pokonany i ścięty, tworząc Crater Lake w klęsce.

Wulkany były nawet miejscem składania ofiar z ludzi  : dzieci wrzucane do krateru Bromo w Indonezji , chrześcijan składanych w ofierze na górę Unzen w Japonii , dziewice wrzucane do jeziora lawy Masaya w Nikaragui , dzieci wrzucane do jeziora kraterowego w celu uspokojenia jeziora wulkan Ilopango w Salwadorze itp.

Wśród Greków i Rzymian wulkany były miejscem zamieszkania Hefajstosa lub Wulkana . Erupcje są wyjaśnione jako boska manifestacja: gniew bogów, wróżby, działalność kuźni Hefajstosa — które Grecy umieścili pod Etną  — lub tych z Wulkana — które Rzymianie umieścili pod Wulkanem —  itd  . . Grecki Cyklop mógłby być alegorią wulkanów z kraterem na szczycie, podczas gdy nazwa Herakles pochodzi od hiera lub etna, greckie słowo oznaczające wulkany. Żadne naukowe ani bezbożne wyjaśnienie nie zostało zaakceptowane.

Wśród greckich mitów przedstawiających wulkany najbardziej znany jest ten, o którym opowiada Platon w Timaeus i Critias . Historie te dotyczą zniknięcia Atlantydy , pochłoniętej przez fale podczas gigantycznego trzęsienia ziemi , po którym nastąpiło tsunami . Wydaje się, że ten mit nie dotyczy bezpośrednio wulkanu, a pochodzi z erupcji Santorini około 1600 roku pne. J.-C. , które prawie całkowicie zniszczyły wyspę i które mogły spowodować upadek cywilizacji minojskiej lub w nim uczestniczyć. Nie odnotowano jednak żadnych obserwacji erupcji Santorini i dopiero na początku ^XX wieku  zdano sobie sprawę ze znaczenia tej erupcji ^{[ 43 ]} .

Rzymski poeta Wergiliusz , opierając się na mitach greckich, donosił, że podczas Gigantomachii uciekający Enceladus został pochowany pod Etną przez Atenę jako kara za nieposłuszeństwo bogom. Dudnienie Etny stanowi zatem łzy Enceladusa, płomienie jego oddechu i drżenie jego prób wyrwania się. Mimas , inny olbrzym, został w międzyczasie pochłonięty przez Hefajstosa pod Wezuwiuszem , a krew pozostałych pokonanych olbrzymów trysnęła z pobliskich Pól Flegrejskich .

Wycieczkowicze na górze Fuji wsierpień 2005.

W popularnym chrześcijaństwie , pomimo pewnych prób przednaukowych wyjaśnień, wulkany były często postrzegane jako dzieło szatana , a erupcje jako oznaki gniewu Bożego . Szereg cudów przypisywanych niektórym świętym wiąże się w tradycji katolickiej z erupcjami: w 253 r. miasto Katania zostało oszczędzone, gdy strumienie lawy Etny rozdzieliły się na dwie części przed procesją niosącą relikwie św . Agaty . Ale w 1669 r, procesja z tymi samymi relikwiami nie mogła uniknąć zniszczenia ogromnej większości miasta.

W 1660 r. erupcja Wezuwiusza spowodowała, że ​​wokół niego spadł deszcz czarnych kryształów piroksenu . Ludność wzięła je za krucyfiksy i przypisała ten znak świętemu Janowi , który został patronem i protektorem Neapolu . Od tego czasu, z każdą erupcją, procesja maszeruje przez Neapol, aby błagać świętego o opiekę. Ponadto trzy razy w roku ma miejsce zjawisko upłynnienia krwi świętego stycznia, które zgodnie z tradycją, jeśli wystąpi, chroni miasto przed ewentualną erupcją Wezuwiusza.

Do dziś procesje religijne kojarzone są z wulkanami i ich aktywnością. Z każdą erupcją Wezuwiusza katolickie procesje modlą się do świętego stycznia, na Hawajach mieszkańcy nadal czczą Pele , a góra Fudżi jest świętą górą szintoizmu , a także Bromo dla indonezyjskich Hindusów .

Wybuchowa prognoza

Jednym z celów wulkanologii jest zrozumienie pochodzenia i funkcjonowania wulkanów i podobnych zjawisk w celu ustalenia diagnozy ryzyka i niebezpieczeństw związanych z populacją i działalnością człowieka. Prognozy wulkanologiczne wymagają zastosowania instrumentów (narodziny wulkanologii instrumentalnej datuje się na rok 1980 podczas erupcji Mount Saint Helens  ; wulkan był wówczas w pełni oprzyrządowany ^{[ 44 ]} ) oraz znajomości kilku dyscyplin naukowych. Obecna wiedza pozwala dziś jedynie przewidywać rodzaj erupcji, nie wiedząc jednak z więcej niż kilkugodzinnym wyprzedzeniem, kiedy będą miały miejsce, jak długo będą trwały, a zwłaszcza ich znaczenia (objętość lawy , intensywność uwolnień itp.).

Coraz częściej obserwuje się tendencję do ciągłego monitorowania aktywnych wulkanów, o których wiadomo, że są niebezpieczne, za pomocą zdalnie sterowanych urządzeń zasilanych bateriami słonecznymi. Pod tym względem sprzęt w Piton de la Fournaise na Reunion , choć uchodzi za bezpieczny, jest wzorowy. Pomiary są przesyłane telemetrycznie do obserwatorium i rejestrowane są wszystkie rozszerzenia, wstrząsy i zmiany temperatury.

Służby bezpieczeństwa cywilnego dotkniętych krajów próbują następnie znaleźć właściwy kompromis między ryzykiem a niepotrzebnymi środkami ostrożności. W wielu przypadkach władze były nieuważne ^{[ 45 ]} . Były jednak pewne sukcesy, jak w przypadku erupcji Pinatubo w 1991 roku, gdzie eksperci przekonali rząd Filipin do zorganizowania ewakuacji 300 000 ludzi. Pomimo 500 ofiar uratowano w ten sposób 15 000 istnień ludzkich.

Niebezpieczne manifestacje wulkaniczne

Krajobraz zatopiony pod lawą wypluwaną przez Puʻu ʻŌʻō na Hawajach w Stanach Zjednoczonych w 1987 roku.

Od 1600 r. wulkany spowodowały 300 000 zgonów na całym świecie, co stanowi w 2011 r . ^{[ 44 ]}  :

• 35,5% ofiar z powodu ognistych chmur;
• 23% na głód i epidemie (liczba ta wynika głównie ze skutków erupcji Tambory w 1815 r. , która spowodowała ponad 60 000 ofiar);
• 22,5% z powodu laharów i osuwisk;
• 14,9% do tsunami;
• 3% do wodospadu Tephra  ;
• 1,3% do gazu;
• 0,3% do lawy.

Lawa płynie

Wbrew powszechnemu przekonaniu, strumienie lawy generalnie powodują więcej szkód materialnych niż ofiary (patrz 0,3% powyżej), ponieważ nawet jeśli mogą poruszać się bardzo szybko z prędkością kilkudziesięciu kilometrów na godzinę, ich zachowanie jest ogólnie przewidywalne, dając ludziom czas na ewakuację. W 2002 roku jezioro lawy w kraterze Nyiragongo opróżniło się dzięki uskokom, które otworzyły się w wulkanie: dwa strumienie dotarły do ​​miasta Goma w Demokratycznym Kongu, zabił 147 osób i zniszczył 18% miasta. Te rzeki stopionej materii pozostawiają roślinność i budynki na swojej drodze z niewielkimi szansami, pochłaniając je i zakopując w skale płonnej.

ogniste chmury

Na wulkanie Sakurajima (w tle) około trzydziestu betonowych schronów i około dwudziestu budynków ewakuacyjnych zapewnia ochronę przed opadami tefry. Mieszkańcy wulkanicznego półwyspu trzymają w zapasie hełm, a uczniowie chodzą w nim na wycieczkę szkolną ^{[ 46 ]} .

Nazywane również przepływami piroklastycznymi, ogniste chmury to szare chmury, które schodzą ze zboczy wulkanów z prędkością kilkuset kilometrów na godzinę, osiągają temperaturę 600  °C i przemieszczają się przez wiele kilometrów, zanim się zatrzymają.

Zrodzone z zawalenia się kopuły lub igły lawy , te chmury złożone z gazów wulkanicznych i tefry szybują nad ziemią, przecinają grzbiety i pochłaniają wszystko na swojej drodze. Stosy materiałów transportowanych przez ogniste chmury mogą gromadzić się na dziesiątki metrów grubości i są źródłem obszarów ignimbrytów .

Najbardziej śmiercionośne są te z Krakatau w 1883 roku , które spowodowały 36 000 zgonów. W 1902 r. strumień piroklastyczny pochodzący z góry Pelée na Martynice zrównał z ziemią miasto Saint-Pierre i zabił jego 29 000 mieszkańców. Niedawno przebudzenie Soufrière de Montserrat spowodowało zniszczenie Plymouth , stolicy wyspy, i sprawiło, że ogromna większość wyspy nie nadawała się do zamieszkania z powodu powtarzających się przelotów ognistych chmur.

pył wulkaniczny

Pole pokryte popiołem wulkanicznym uwolnionym przez Mount Saint Helens w Stanach Zjednoczonych w 1980 roku.

Wyrzucony przez wulkaniczne pióropusze , pył wulkaniczny może spaść i pokryć całe regiony o grubości kilku metrów, powodując zniszczenie upraw i pojawienie się głodu , jak miało to miejsce po erupcji Laki na Islandii w 1783 r . , zawaleniu się dachów mieszkań na ich mieszkańców, tworzenie się laharów w przypadku deszczu itp.

trzęsienia ziemi

Trzęsienia ziemi mogą być spowodowane opróżnianiem komory magmowej , gdy wulkan zapada się i tworzy kalderę . Wielokrotne osuwanie się ścian wulkanu generuje następnie trzęsienia ziemi, które powodują zawalenie się budynków osłabionych czasem opadami pyłu wulkanicznego .

Tsunami

Tsunami może być generowane na wiele sposobów podczas erupcji wulkanu , takich jak eksplozja podwodnego lub zalanego wulkanu , upadek ścian lub ognistych chmur do morza, zapadnięcie się wulkanu na siebie, powodując bezpośredni kontakt wody z magmą komora magmowa, osuwiska związane z opróżnianiem komory magmowej itp. W 1883 r. eksplozja Krakatau wywołała tsunami, które w połączeniu z ognistymi chmurami pochłonęło 36 000 ofiar, w 1792 r . wybuch Mount Unzen pochłonął 15 000 ofiar.

osuwiska

Podobnie jak ogniste chmury, osuwiska mogą powodować śmiertelne lawiny. W rzadkich przypadkach to duża część lub większość wulkanu rozpada się pod naporem lawy . W 1980 roku Góra Świętej Heleny zaskoczyła wulkanologów na całym świecie, kiedy połowa wulkanu się rozpadła. Niektórzy naukowcy, wierząc, że znajdują schronienie na okolicznych wzgórzach, zostali uwięzieni i zginęli w gigantycznej ognistej chmurze , która nastąpiła.

gazy wulkaniczne

Gazy wulkaniczne są najbardziej podstępnym zagrożeniem ze strony wulkanów. Czasami są emitowane bez żadnych innych oznak aktywności wulkanicznej podczas erupcji limnicznej . W 1986 roku w Kamerunie z jeziora Nyos wydostała się warstwa dwutlenku węgla . Będąc cięższym od powietrza, ten gaz stoczył się po zboczach wulkanu i zabił 1800 wieśniaków i kilka tysięcy sztuk śpiącego bydła przez uduszenie .

Lahary

Osady powstałe w wyniku przejścia laharów na zboczach Mount Saint Helens w Stanach Zjednoczonych w 1982 roku.

Lahary to błotniste strumienie utworzone z wody , tefry przeważnie zimnego lub gorącego popiołu wulkanicznego , bardzo gęste i ciężkie oraz niosące dużo gruzu, takiego jak głazy, pnie drzew, pozostałości budynków itp. Lahary powstają, gdy na pył wulkaniczny spadają ulewne deszcze występujące podczas cyklonów tropikalnych lub długotrwałe deszcze synoptyczne . Mogą wystąpić lata po erupcji wulkanu , o ile popiół może zostać porwany. W 1985 roku 24 000 mieszkańców kolumbijskiego miasta Armerozostały pochłonięte przez lahar urodzony na zboczach Nevado del Ruiz .

Jökulhlaup

Jökulhlaup jest szczególnie potężną i brutalną powodzią . Powstaje, gdy pod lodowcem lub czapą lodową następuje erupcja wulkanu , a ciepło magmy lub lawy powoduje stopienie dużych ilości lodu . Jeśli woda z roztopów nie może odpłynąć, tworzy jezioro , które można opróżnić, gdy pęknie bariera, która go zatrzymuje, utworzona przez ścianę skalną lub lodowiec. Strumień mieszający lawę, tefry , błoto , lóda następnie głazy uciekają z lodowca, niosąc wszystko na swojej drodze. Najczęściej jökulhlaup odbywa się na Islandii , w okolicach Vatnajökull .

Zakwaszenie jezior

Zakwaszenie jezior jest kolejną możliwą konsekwencją obecności wulkanu. Zakwaszenie powoduje eliminację wszelkich form życia z wód i ich otoczenia, a nawet może stanowić zagrożenie dla miejscowej ludności. Zjawisko to występuje, gdy na dnie jeziora pojawiają się opary gazów wulkanicznych , które następnie zatrzymują je poprzez rozpuszczanie, co zakwasza wody.

Wulkaniczne zimy

Popiół , gazy wulkaniczne oraz krople kwasu siarkowego i fluorowodorowego wyrzucane do atmosfery przez chmury wulkaniczne mogą powodować kwaśne deszcze i „  wulkaniczne zimy  ”, które obniżają temperaturę i mogą powodować głód , surowe zimy lub mroźne lata na całym świecie, jak miało to miejsce w przypadku erupcji Samalas w 1257 , Tambora w 1815 i Krakatau w 1883 .

Ostatnie badania pokazują, że erupcje wulkanów mają znaczący wpływ na globalny klimat i powinny być uważane za kluczowe zjawiska katalityczne w wyjaśnianiu zmian ekologicznych i wstrząsów historycznych ^{[ 47 ]} .

Zasoby związane z wulkanami

Zbieranie rudy siarki w kraterze Kawah Ijen w Indonezji , 2005.

W niektórych aspektach człowiek może wykorzystać obecność wulkanów poprzez:

• wykorzystanie energii geotermalnej do produkcji energii elektrycznej , ogrzewania budynków lub szklarni na uprawy;
• dostawa materiałów do budowy lub do użytku przemysłowego, takich jak:
  • bazalt , który służy jako kamienie budowlane, balast lub tłuczeń;
  • pumeks i pucolan , które służą m.in. jako izolacja w betonie;
  • wydobywanie rud siarki , miedzi , żelaza , platyny , diamentów itp.
• nawożenie gleb, takich jak zbocza Etny , które stanowią region o bardzo dużym zagęszczeniu rolniczym ze względu na żyzność gleb wulkanicznych i gdzie zakłada się ogromne sady cytrusowe. Na tych żyznych wulkanicznych glebach żyje 350 milionów ludzi na całym świecie ^{[ 48 ]} .

Wulkan przyczynia się również do turystyki , oferując odwiedzającym panoramę , miejsca do wędrówek , hydroterapię , a nawet miejsce pielgrzymek .

Ich wpływ jest odczuwalny nawet w dziedzinie sztuki: niektóre erupcje emitujące silnie pył wulkaniczny , takie jak Tambora w 1815 r., generowały spektakularne zachody słońca przez kilka lat. Niektórym malarzom, takim jak Turner , udało się uchwycić to światło poprzez oryginalne prace zapowiadające impresjonizm .

Wulkanologia

Wulkanologia lub (znacznie rzadziej) wulkanologia to nauka zajmująca się badaniem zjawisk wulkanicznych , ich wytworów oraz ich występowania: wulkanów, gejzerów , fumaroli , erupcji wulkanów , magm , lawy , tefry itp. Wulkanolog lub wulkanolog to naukowiec specjalizujący się w tej dyscyplinie związanej z geofizyką , sejsmologią i geologią , której jest specjalnością.

Celem tej nauki jest zrozumienie pochodzenia i funkcjonowania wulkanów oraz podobnych zjawisk w celu postawienia diagnozy, na określony czas, zagrożeń i niebezpieczeństw związanych z populacją i działalnością człowieka. Studia i badania odbywają się początkowo w terenie w celu zebrania informacji w postaci obserwacji, pomiarów i pobierania próbek, a następnie w laboratorium w celu analizy i interpretacji danych i próbek. Rzeczywiście, zarządzanie skutkami nawet erupcji, gdy już nastąpi, jest niemożliwe. Tylko kilka operacji zmiany kierunku przepływu lawy zakończyło się sukcesemHeimaey na Islandii .

Tylko zapobieganie może ograniczyć lub uniknąć skutków erupcji wulkanu. Ta profilaktyka obejmuje obserwację wulkanu i znaków ostrzegawczych erupcji: emisji gazów wulkanicznych , pęcznienia i deflacji wulkanu, niewielkich trzęsień ziemi , anomalii termicznych itp. Tymczasowa i pilna ewakuacja z obszarów zagrożonych jest najczęściej stosowanym środkiem zapobiegawczym. Niemniej jednak istnieją długoterminowe środki zapobiegania, takie jak całkowita ewakuacja obszarów najbardziej narażonych na zagrożenia wulkaniczne, opracowanie planów zapobiegania, ewakuacji, pomocy i świadomości społecznej itp.

Podwodne wulkany

Czarni palacze w Mid-Atlantic Ridge .

Podwodne wulkany są najliczniejsze na Ziemi . Szacuje się, że 75% wulkanów i materiałów magmowych emitowanych przez wulkany jest uwalnianych na grzbietach oceanicznych ^{[ 49 ]} . Wulkany uskokowe znajdują się głównie wzdłuż grzbietów oceanicznych, gdzie emitują płynną lawę . Te lawy, poddane działaniu zimnej wody o temperaturze od jednego do dwóch stopni Celsjusza i wysokiemu ciśnieniu , przybierają postać kul: są to „  lawy poduszkowe  ”.

Z innych wulkanów położonych wzdłuż dołów subdukcyjnych i utworzonych przez gorące punkty powstaje podwodna góra o płaskim szczycie i bardzo stromym zboczu: Guyot . Kiedy podwodnemu wulkanowi udaje się dotrzeć na powierzchnię, pojawia się on w postaci erupcji podobnej do Surtseyana . Dwa podwodne wulkany są znane i monitorowane: Lōʻihi , który będzie kolejnym wulkanem na Hawajach , który wyłoni się z Oceanu Spokojnego , oraz Kick-'em-Jenny na północ od wyspy Grenada w Indiach Zachodnich .i który znajduje się bardzo blisko powierzchni i wykazuje aktywność wybuchową.

Masyw Tamu to podwodny wulkan tarczowy uważany za największy wulkan na Ziemi i jeden z największych w Układzie Słonecznym ^{[ 50 ]} .

Pozaziemskie wulkany

Zdjęcie satelitarne Olympus Mons na Marsie wykonane przez sondę Viking 1 w 1978 roku.

Ziemia nie jest jedyną planetą w Układzie Słonecznym , na której występuje aktywność wulkaniczna.

Wenus doświadcza intensywnego wulkanizmu z 500 000 budowli wulkanicznych, Mars ma Olympus Mons , wulkan uważany za wygasły i wysoki na 22,5 km, co czyni go najwyższym szczytem w Układzie Słonecznym, Księżyc jest pokryty „  księżycową marią  ”, olbrzymimi polami bazaltu .

Wulkany istnieją również na satelitach Jowisza i Neptuna , w tym na Io i Trytonie . Sonda Voyager 1 umożliwiła fotografowaniemarzec 1979erupcja na Io, podczas gdy Voyager 2 odkrył na Trytonie wsierpień 1989ślady kriowulkanizmu i gejzerów . Enceladus , satelita Saturna , jest siedliskiem kriowulkanów (patrz artykuł Enceladus, sekcja Kriowulkanizm ). Ponieważ skład chemiczny różni się znacznie między planetami i satelitami, rodzaj wyrzutów jest bardzo różny od tych emitowanych na Ziemi, takich jak siarka , lód z azotem itp.

Wulkany w mediach

Erupcja wulkanu w pobliżu zamieszkałego obszaru jest bardzo często postrzegana jako wielkie wydarzenie w życiu kraju, ponieważ oprócz spektakularnego i nieoczekiwanego charakteru erupcji wymaga monitorowania, a czasem ewakuacji i opieki nad ludźmi w niebezpieczeństwo.

Wulkany są czasami głównymi aktorami w niektórych filmach katastroficznych, takich jak Dante's Peak and Volcano lub dokument BBC i Discovery Channel Supervolcano , który przedstawia przebudzenie superwulkanu Yellowstone podczas erupcji . Wulkaniczna wyspa 8. Film Stromboli opowiada historię Cudzoziemka, której nie udaje się zintegrować na wulkanicznej wyspie Stromboli , ze względu na różnice mentalne z jej mieszkańcami, w tym z mężem, którego poślubiła w pośpiechu w obozie jenieckim.

Częściej wulkany są tematem wielu naukowych, informacyjnych lub popularnonaukowych telewizyjnych filmów dokumentalnych .

Dokumentacja

• Najwyższe wulkany:
  • całkowita wysokość: Mauna Kea na Hawajach , 10230 metrów nad dnem oceanu, na wysokości 4207,5 metrów ^{[ 51 ]}  ;
  • wysokość nad poziomem morza: Nevados Ojos del Salado , Chile , 6887 metrów nad poziomem morza ^{[ 52 ]} .
• Największy wulkan w Europie: Cantal o powierzchni 2700  km ² i średnicy 70  km ^{[ 53 ]} .
• Największa erupcja (pod względem objętości wyrzuconego materiału): Toba 73 000 lat temu z 2800  km ³
• Najmniejsza erupcja (pod względem objętości wyrzuconego materiału): odwierty geotermalne w Hverarönd na Islandii w 1977 r. przy użyciu 1,2  m3 ^{bazaltu [ 54 ] , [ 55 ]} .
• Najbardziej aktywny wulkan: Kīlauea i Piton de la Fournaise rywalizują o rekord z erupcją co rok do półtora roku.
• Najmłodszy wulkan: Ardoukoba z pierwszą erupcją wlistopad 1978podczas gdy Paricutín przeżył swoją pierwszą erupcję w 1943 roku .
• Największa kaldera lub największy ziemski krater wulkaniczny : Toba powstał 73 000 lat temu, mając sto kilometrów długości i trzydzieści kilometrów szerokości.
• Największa liczba ofiar: Tambora na wyspie Sumbawa w Indonezji w 1816 r. Z 88 000 zgonów bezpośrednio związanych z erupcją i 200 000 dodatkowych zgonów spowodowanych głodem.
• Najgłośniejsza erupcja wulkanu: Krakatau w Indonezji dn27 sierpnia 1883gdzie eksplozję słyszano aż do wyspy Rodrigues , 500 kilometrów na wschód od Mauritiusa , czyli 4811 kilometrów od erupcji ^{[ 55 ]} .
• Największy pióropusz wulkaniczny  : Taupo w Nowej Zelandii o szacowanej wysokości pięćdziesięciu kilometrów ^{[ 55 ]} .
• Najdłuższy strumień lawy  : w Undara w Australii o długości 160 kilometrów ^{[ 55 ]} .

Uwagi i odniesienia

załączniki

Istnieje kategoria poświęcona temu tematowi: Wulkan .

Bibliografia

• Jacques-Marie Bardintzeff , Wulkany , Minerva, 2004 ( ISBN  978-2-8307-0755-7 )
• Michel i Anne-Marie Detay, Wulkany ognia i wody , Belin, 2013 ( ISBN  978-2-7011-7561-4 )
• Bernhard Edmaier, Wulkany , Fernand Nathan, 2004 ( ISBN  978-2-09-261099-2 )
• Jacques Kornprobst , Christine Laverne, Wulkany, jak to działa? , wydanie BRGM, 2002 ( ISBN  978-2-84703-017-4 )
• Maurice Krafft , Pożary Ziemi: Historie wulkanów , Éditions Gallimard, kol. „  Odkrycia Gallimard / Nauki i techniki” ( nr ¹¹³ )  , 2003 ( ISBN  978-2-07-042900-4 )
• Haroun Tazieff , Wulkany , Larousse-Bordas, 1996, wydanie drugie, 1999 ( ISBN  978-2-04-027174-9 )
• Patrick de Wever, Wulkanizm: przyczyna śmierci i źródło życia , Vuibert, 2003 ( ISBN  978-2-7117-5293-5 )
• Science et Vie Junior , „Wulkany i ludzie”, wydanie specjalne, Excelsior Publications SA, 1994

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

• Rekordy władz  :

  • Biblioteka Narodowa Francji ( dane )
  • Biblioteka Kongresu
  • Gemeinsame Normdatei
  • Narodowa Biblioteka Diety
  • Biblioteka Narodowa Izraela
  • Czeska Biblioteka Narodowa
• Rekordy w słownikach ogólnych lub encyklopediach  :

  • Encyklopedia Britannica
  • Gran Encyclopedia Catalana
  • Sklep norske leksikon

• Portal Wulkanizm
• Portal górski
• Portal geograficzny