Arten von Vulkanausbrüchen - Types of volcanic eruptions

Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Einige der eruptiven Strukturen, die sich während der Vulkanaktivität (gegen den Uhrzeigersinn) gebildet haben: eine plinische Eruptionssäule , hawaiianische Pahoehoe- Flüsse und ein Lavabogen aus einer strombolianischen Eruption

Mehrere Arten von Vulkanausbrüchen -während die Lava , tephra ( Asche , lapilli , vulkanische Bomben und vulkanischer Block ), und verschiedene Gas werden aus einer ausgetrieben Vulkanentlüftungsöffnung oder Fissur -Have durch unterschieden volcanologists . Diese werden oft nach berühmten Vulkanen benannt, bei denen diese Art von Verhalten beobachtet wurde. Einige Vulkane weisen während einer Aktivitätsperiode möglicherweise nur eine charakteristische Art von Eruption auf, während andere möglicherweise eine ganze Folge von Arten in einer Eruptionsserie aufweisen.

Es gibt drei verschiedene Arten von Eruptionen. Am bekanntesten sind magmatische Eruptionen , bei denen Gas in Magma dekomprimiert wird, das es vorwärts treibt. Phreatomagmatische Eruptionen sind eine andere Art von Vulkanausbrüchen, die durch die Kompression von Gas innerhalb von Magma ausgelöst werden, das direkte Gegenteil des Prozesses, der die magmatische Aktivität antreibt. Der dritte Eruptivtyp ist der phreatische Ausbruch , der durch die Überhitzung von Dampf durch Kontakt mit Magma ausgelöst wird . Diese eruptiven Typen zeigen oft keine magmatische Freisetzung, sondern verursachen die Granulation des vorhandenen Gesteins.

Innerhalb dieser weit definierten Eruptivtypen gibt es mehrere Subtypen. Die schwächsten sind Hawaiianer und U-Boote , dann Strombolianer , gefolgt von Vulcanian und Surtseyan . Die stärkeren Eruptionsarten sind Pelean-Eruptionen , gefolgt von Plinian-Eruptionen ; Die stärksten Eruptionen werden als " Ultra-Plinian " bezeichnet. Subglaziale und phreatische Eruptionen werden durch ihren Eruptionsmechanismus definiert und variieren in ihrer Stärke. Ein wichtiges Maß für die Eruptionsstärke ist der Volcanic Explosivity Index (VEI), eine Größenordnungsskala von 0 bis 8, die häufig mit Eruptionsarten korreliert.

Eruptionsmechanismen

Diagramm , das die Skala von VEI Korrelation mit insgesamt ejecta Volumen

Vulkanausbrüche entstehen durch drei Hauptmechanismen:

Es gibt zwei Arten von Eruptionen in Bezug auf Aktivität, explosive Eruptionen und überschwängliche Eruptionen . Explosive Eruptionen sind durch gasbetriebene Explosionen gekennzeichnet, die Magma und Tephra antreiben . Effusive Eruptionen sind unterdessen durch das Ausgießen von Lava ohne signifikanten explosiven Ausbruch gekennzeichnet.

Vulkanausbrüche variieren stark in ihrer Stärke. Auf der einen Seite gibt es überschwängliche hawaiianische Eruptionen , die durch Lavafontänen und flüssige Lavaströme gekennzeichnet sind , die normalerweise nicht sehr gefährlich sind. Auf der anderen Seite sind plinische Eruptionen große, gewalttätige und hochgefährliche explosive Ereignisse. Vulkane sind nicht an einen Eruptionsstil gebunden und weisen häufig viele verschiedene Arten auf, sowohl passive als auch explosive, selbst innerhalb eines einzelnen Eruptionszyklus. Vulkane brechen auch nicht immer vertikal aus einem einzelnen Krater in der Nähe ihres Gipfels aus. Einige Vulkane weisen seitliche Ausbrüche und Rissausbrüche auf . Bemerkenswert ist , viele Hawaii - Ausbrüche beginnen von Riftzonen , und einige der stärksten Surtseyan Ausbrüche entwickeln entlang Bruchzonen . Wissenschaftler glaubten, dass sich Magmapulse in der Kammer vermischten, bevor sie nach oben kletterten - ein Prozess, der schätzungsweise mehrere tausend Jahre dauern wird. Vulkanologen der Columbia University stellten jedoch fest, dass der Ausbruch des Irazú-Vulkans in Costa Rica im Jahr 1963 wahrscheinlich durch Magma ausgelöst wurde, das innerhalb weniger Monate eine ununterbrochene Route vom Mantel nahm.

Vulkanischer Explosivitätsindex

Der Volcanic Explosivity Index (üblicherweise auf VEI abgekürzt) ist eine Skala von 0 bis 8 zur Messung der Stärke von Eruptionen. Es wird durch die verwendete Smithsonian Institution ‚s globalen Vulkanismus - Programm bei der Beurteilung der Auswirkungen der historischen und prähistorischen Lavaströme. Es funktioniert ähnlich wie die Richterskala für Erdbeben , da jedes Wertintervall eine zehnfache Zunahme der Größe darstellt (es ist logarithmisch ). Die überwiegende Mehrheit der Vulkanausbrüche besteht aus VEIs zwischen 0 und 2.

Vulkanausbrüche nach VEI-Index

VEI Federhöhe Eruptives Volumen * Eruptionstyp Frequenz ** Beispiel
0 <100 m (330 ft) 1.000 m 3 (35.300 cu ft) hawaiisch Kontinuierlich Kilauea
1 100–1.000 m (300–3.300 ft) 10.000 m 3 (353.000 cu ft) Hawaiianer / Strombolianer 14-tägig Stromboli
2 1–5 km 1.000.000 m 3 † (35.300.000 cu ft) Strombolian / Vulcanian Monatlich Galeras (1992)
3 3–15 km 10.000.000 m 3 (353.000.000 cu ft) Vulkanier 3 Monate Nevado del Ruiz ( 1985 )
4 10–25 km 100.000.000 m 3 (0,024 cu mi) Vulkanier / Peléan 18 Monate Eyjafjallajökull ( 2010 )
5 > 25 km 1 km 3 (0,24 cu mi) Plinian 10–15 Jahre Mount St. Helens ( 1980 )
6 > 25 km 10 km 3 (2 cu mi) Plinian / Ultra-Plinian 50–100 Jahre Mount Pinatubo ( 1991 )
7 > 25 km 100 km 3 (20 cu mi) Ultra-Plinian 500–1000 Jahre Tambora ( 1815 )
8 > 25 km 1.000 km 3 (200 cu mi) Supervulkanisch Über 50.000 Jahre Tobasee ( 74 kya )
* Dies ist das minimale Eruptionsvolumen, das erforderlich ist, damit der Ausbruch innerhalb der Kategorie berücksichtigt wird.
** Die Werte sind eine grobe Schätzung. Sie geben die Frequenzen für Vulkane dieser Größenordnung oder höher an
Zwischen der 1. und 2. VEI-Ebene besteht eine Diskontinuität. Anstatt um eine Größe von 10 zu erhöhen, erhöht sich der Wert um eine Größe von 100 (von 10.000 auf 1.000.000).

Magmatische Eruptionen

Magmatische Eruptionen erzeugen während der explosiven Dekompression durch Gasfreisetzung jugendliche Klasten . Ihre Intensität reicht von den relativ kleinen Lavafontänen auf Hawaii bis zu katastrophalen ultra-plinischen Eruptionssäulen, die mehr als 30 km hoch sind und größer sind als der Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 , der Pompeji begrub .

hawaiisch

Hawaiianische Eruptionen sind eine Art von Vulkanausbruch, benannt nach den hawaiianischen Vulkanen, mit denen dieser eruptive Typ ein Markenzeichen ist. Hawaiian Ausbrüche sind die ruhigsten Arten von vulkanischen Ereignissen, durch den gekennzeichneten effusive Ausbruch sehr Fluidbasalt -Typs Laven mit niedrigem Gasanteil . Das Volumen des aus hawaiianischen Eruptionen ausgestoßenen Materials beträgt weniger als die Hälfte des Volumens, das bei anderen Eruptionsarten gefunden wurde. Die stetige Produktion kleiner Mengen Lava bildet die große, breite Form eines Schildvulkans . Eruptionen sind am Hauptgipfel nicht wie bei anderen Vulkantypen zentralisiert und treten häufig an Öffnungen rund um den Gipfel und an Fissurenöffnungen auf, die aus dem Zentrum ausstrahlen.

Hawaiianische Eruptionen beginnen oft als eine Reihe von Entlüftungsausbrüchen entlang einer Fissurenentlüftung , einem sogenannten "Feuervorhang". Diese sterben ab, wenn sich die Lava an einigen Stellen konzentriert. Eruptionen der zentralen Entlüftung treten häufig in Form großer Lavafontänen (sowohl durchgehend als auch sporadisch) auf, die Höhen von Hunderten von Metern oder mehr erreichen können. Die Partikel aus Lavafontänen kühlen normalerweise in der Luft ab, bevor sie auf den Boden treffen, was zur Ansammlung von Schlackenfragmenten führt . Wenn die Luft jedoch besonders dicht mit Klasten ist , können sie aufgrund der Umgebungswärme nicht schnell genug abkühlen und treffen noch heiß auf den Boden, dessen Ansammlung Spritzkegel bildet . Wenn die Eruptionsraten hoch genug sind, können sie sogar spritzende Lavaströme bilden. Hawaiianische Eruptionen sind oft extrem langlebig; Puʻu ʻŌʻō , ein Vulkankegel auf Kilauea , brach über 35 Jahre lang ununterbrochen aus. Ein weiteres hawaiianisches Vulkanmerkmal ist die Bildung aktiver Lavaseen , sich selbst erhaltender Pools aus roher Lava mit einer dünnen Kruste aus halbgekühltem Gestein.

Flüsse aus hawaiianischen Eruptionen sind basaltisch und können aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften in zwei Arten unterteilt werden. Pahoehoe Lava ist ein relativ glatter Lavastrom, der wogend oder seilig sein kann. Sie können sich als ein Blatt, durch Vorrücken von "Zehen" oder als schlängelnde Lavasäule bewegen. A'a Lavaströme sind dichter und viskoser als Pahoehoe und bewegen sich tendenziell langsamer. Die Strömungen können 2 bis 20 m dick sein. A'a-Strömungen sind so dick, dass sich die äußeren Schichten zu einer schuttartigen Masse abkühlen, wodurch das noch heiße Innere isoliert und ein Abkühlen verhindert wird. A'a Lava bewegt sich auf besondere Weise - die Vorderseite des Flusses wird durch den Druck von hinten steiler, bis sie abbricht. Danach bewegt sich die allgemeine Masse dahinter vorwärts. Pahoehoe-Lava kann manchmal aufgrund zunehmender Viskosität oder zunehmender Schergeschwindigkeit zu A'a-Lava werden , aber A'a-Lava verwandelt sich niemals in Pahoehoe-Fluss.

Hawaiianische Eruptionen sind für mehrere einzigartige vulkanologische Objekte verantwortlich. Kleine Partikel werden vulkanischer getragen und durch den Wind gebildet wird , schnell in tropfenförmige Abkühlung glasig - Fragmente bekannt als Peles Tränen (nach Pele , die Hawaii - Vulkan Gottheit). Bei besonders starkem Wind können diese Stücke sogar die Form von langgezogenen Strähnen haben, die als Peles Haar bekannt sind . Manchmal belüftet Basalt zu Retikulit , dem Gesteinstyp mit der niedrigsten Dichte auf der Erde.

Obwohl hawaiianische Eruptionen nach den Vulkanen von Hawaii benannt sind, sind sie nicht unbedingt auf sie beschränkt; Der größte jemals aufgezeichnete Lavabrunnen wurde 1986 auf der Insel Izu Ōshima (auf dem Berg Mihara ) gegründet. Er war ein 1.600 m hoher Schwall, der mehr als doppelt so hoch war wie der Berg selbst (der 764 m hoch ist). ).

Zu den Vulkanen mit hawaiianischer Aktivität gehören:

Strombolian

Strombolianische Eruptionen sind eine Art Vulkanausbruch, benannt nach dem Vulkan Stromboli , der seit Jahrhunderten fast ununterbrochen ausbricht. Strombolianische Eruptionen werden durch das Platzen von Gasblasen im Magma ausgelöst . Diese Gasblasen im Magma sammeln sich an und verschmelzen zu großen Blasen, den sogenannten Gasblöcken . Diese werden groß genug, um sich durch die Lavasäule zu erheben. Beim Erreichen der Oberfläche platzt der Luftdruckunterschied mit einem lauten Knall und wirft Magma ähnlich wie eine Seifenblase in die Luft . Aufgrund des hohen Gasdrucks , der mit den Laven verbunden ist, erfolgt die fortgesetzte Aktivität im Allgemeinen in Form von episodischen Explosionseruptionen, die von den charakteristischen lauten Explosionen begleitet werden. Bei Eruptionen treten diese Explosionen alle paar Minuten auf.

Der Begriff "Strombolian" wurde wahllos verwendet, um eine Vielzahl von Vulkanausbrüchen zu beschreiben, die von kleinen Vulkanexplosionen bis zu großen Eruptionssäulen reichen . In Wirklichkeit sind echte strombolianische Eruptionen durch kurzlebige und explosive Eruptionen von Laven mit mittlerer Viskosität gekennzeichnet , die oft hoch in die Luft ausgestoßen werden. Säulen können Hunderte von Metern hoch sein. Die Laven durch Strombolian Ausbrüchen ausgebildet sind eine Form von relativ viskosen basaltisch Lava, und dessen Endprodukt ist meist Schlacken . Die relative Passivität strombolianischer Eruptionen und ihre nicht schädliche Natur für die Quellenentlüftung ermöglichen es, dass strombolianische Eruptionen über Tausende von Jahren unvermindert anhalten, und machen sie auch zu einer der am wenigsten gefährlichen Eruptionsarten.

Ein Beispiel für die Lavabögen, die während der strombolianischen Aktivität gebildet wurden. Dieses Bild ist von Stromboli selbst.

Strombolianische Eruptionen werfen Vulkanbomben und Lapilli- Fragmente aus, die sich auf parabolischen Pfaden bewegen, bevor sie um ihre Quellenöffnung landen. Die stetige Anhäufung von kleinen Fragmenten baut Schlackenkegel vollständig aus Basaltzusammengesetzt pyroclasts . Diese Form der Akkumulation führt tendenziell zu gut geordneten Tephra -Ringen .

Strombolianische Eruptionen ähneln hawaiianischen Eruptionen , es gibt jedoch Unterschiede. Strombolianische Eruptionen sind lauter, produzieren keine anhaltenden Eruptionssäulen , produzieren keine mit dem hawaiianischen Vulkanismus verbundenen Vulkanprodukte (insbesondere Peles Tränen und Peles Haare ) und produzieren weniger geschmolzene Lavaströme (obwohl das Eruptionsmaterial dazu neigt, kleine Bäche zu bilden).

Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie strombolianische Aktivität haben, gehören:

  • Parícutin , Mexiko , das 1943 aus einem Spalt in einem Getreidefeld ausbrach. Zwei Jahre nach seinem Leben begann die pyroklastische Aktivität zu schwinden, und das Ausgießen von Lava aus seiner Basis wurde zu seiner primären Aktivitätsart. Die Eruptionen hörten 1952 auf und die endgültige Höhe betrug 424 m (1.391 ft). Dies war das erste Mal, dass Wissenschaftler den gesamten Lebenszyklus eines Vulkans beobachten konnten.
  • Ätna , Italien , der bei jüngsten Ausbrüchen strombolianische Aktivitäten gezeigt hat, beispielsweise 1981, 1999, 2002–2003 und 2009.
  • Der Erebus in der Antarktis , der südlichste aktive Vulkan der Welt, der seit 1972 ausbricht. Die Eruptionsaktivität in Erebus besteht aus häufigen strombolianischen Aktivitäten.
  • Stromboli selbst. Der Namensgeber der milden explosiven Aktivität, die es besitzt, war im Laufe der historischen Zeit aktiv; Seit mehr als einem Jahrtausend sind in Stromboli im Wesentlichen kontinuierliche Strombolianische Eruptionen zu verzeichnen, die gelegentlich von Lavaströmen begleitet werden.

Vulkanier

Vulkanausbrüche sind eine Art von Vulkanausbruch, der nach dem Vulkan Vulcano benannt ist . Es wurde so benannt nach Giuseppe Mercallis Beobachtungen seiner Ausbrüche von 1888–1890. Bei Vulkanausbrüchen erschweren viskose Zwischenmagma im Vulkan das Entweichen vesikulärer Gase . Ähnlich wie bei strombolianischen Eruptionen führt dies zum Aufbau eines hohen Gasdrucks , wodurch schließlich die Kappe aufplatzt und das Magma gedrückt wird, was zu einem explosiven Ausbruch führt. Im Gegensatz zu strombolianischen Eruptionen sind ausgeworfene Lavafragmente jedoch nicht aerodynamisch. Dies ist auf die höhere Viskosität von vulkanischem Magma und den stärkeren Einbau von kristallinem Material zurückzuführen, das von der früheren Kappe abgebrochen wurde. Sie sind auch explosiver als ihre strombolianischen Gegenstücke, mit eruptiven Säulen, die oft zwischen 5 und 10 km hoch sind. Schließlich sind Vulkanianische Einlagen andesitic dazitischen statt basaltischen .

Die anfängliche vulkanische Aktivität ist durch eine Reihe kurzlebiger Explosionen gekennzeichnet, die einige Minuten bis einige Stunden dauern und durch das Auswerfen von Vulkanbomben und -blöcken gekennzeichnet sind . Diese Eruptionen zermürben die Lavakuppel, die das Magma festhält, und sie zerfällt, was zu viel ruhigeren und kontinuierlicheren Eruptionen führt. Ein frühes Anzeichen für zukünftige vulkanische Aktivitäten ist daher das Wachstum der Lavakuppel, und sein Zusammenbruch führt zu einer Ausgießung von pyroklastischem Material den Hang des Vulkans hinunter.

Ablagerungen in der Nähe der Quellenöffnung bestehen aus großen Vulkanblöcken und Bomben , wobei sogenannte " Brotkrustenbomben " besonders häufig sind. Diese tief rissigen Vulkanstücke bilden sich, wenn das Äußere der ausgestoßenen Lava schnell zu einer glasigen oder feinkörnigen Schale abkühlt , das Innere jedoch weiter abkühlt und bläht . Die Mitte des Fragments dehnt sich aus und bricht das Äußere. Der Großteil der vulkanischen Lagerstätten besteht jedoch aus feinkörniger Asche . Die Asche ist nur mäßig verteilt, und ihre Häufigkeit weist auf einen hohen Fragmentierungsgrad hin , der auf einen hohen Gasgehalt im Magma zurückzuführen ist. In einigen Fällen wurde festgestellt, dass diese das Ergebnis einer Wechselwirkung mit meteorischem Wasser sind , was darauf hindeutet, dass Vulkanausbrüche teilweise hydrovulkanisch sind .

Zu den Vulkanen, die vulkanische Aktivität gezeigt haben, gehören:

Vulkanausbrüche machen schätzungsweise mindestens die Hälfte aller bekannten holozänen Ausbrüche aus.

Peléan

Peléan-Eruptionen (oder nuée ardente ) sind eine Art Vulkanausbruch, der nach dem Vulkan Mount Pelée in Martinique benannt ist , dem Ort eines Peléan-Ausbruchs im Jahr 1902, der eine der schlimmsten Naturkatastrophen in der Geschichte darstellt. Bei Peléan-Eruptionen wird eine große Menge von Gas-, Staub-, Asche- und Lavafragmenten aus dem zentralen Krater des Vulkans herausgeblasen, was durch den Zusammenbruch von Rhyolith- , Dacit- und Andesit- Lavakuppeln verursacht wird , die häufig große Eruptionssäulen bilden . Ein frühes Anzeichen für einen bevorstehenden Ausbruch ist das Wachstum eines sogenannten Peléan oder Lava-Rückens , einer Ausbuchtung auf dem Gipfel des Vulkans, die dessen völligen Zusammenbruch verhindert. Das Material fällt in sich zusammen, ein schnell bewegendes Form Glutlawine (bekannt als ein Block -und- Aschestrom) , dass Zügen auf der Seite des Berges mit enormer Geschwindigkeit, oft über 150 km (93 Meilen) pro Stunde. Diese Erdrutsche machen Peléan-Eruptionen zu einer der gefährlichsten der Welt, die besiedelte Gebiete durchbrechen und schwere Todesfälle verursachen können. Der Ausbruch des Mount Pelée im Jahr 1902 verursachte enorme Zerstörungen, tötete mehr als 30.000 Menschen und zerstörte St. Pierre , das schlimmste Vulkanereignis im 20. Jahrhundert, vollständig .

Pelean Ausbrüche sind am deutlichsten durch die gekennzeichnet Glüh- fließt pyroclastic dass sie fahren. Die Mechanik eines Peléan-Ausbruchs ist der eines Vulkanausbruchs sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Struktur des Vulkans bei Peléan-Ausbrüchen mehr Druck aushält, weshalb der Ausbruch eher als eine große Explosion als als mehrere kleinere auftritt.

Zu den Vulkanen mit Peléan-Aktivität gehören:

  • Berg Pelée , Martinique . Der Ausbruch des Mount Pelée im Jahr 1902 verwüstete die Insel vollständig, zerstörte St. Pierre und hinterließ nur drei Überlebende. Dem Ausbruch ging direkt das Wachstum der Lavakuppel voraus.
  • Mayon Volcano , der aktivste Vulkan der Philippinen . Es war der Ort vieler verschiedener Arten von Eruptionen, einschließlich Peléan. Ungefähr 40 Schluchten strahlen vom Gipfel aus und bieten Wege für häufige pyroklastische Strömungen und Schlammlawinen in das darunter liegende Tiefland. Mayons gewalttätigster Ausbruch ereignete sich 1814 und war für über 1200 Todesfälle verantwortlich.
  • Der Peléan-Ausbruch des Mount Lamington im Jahr 1951 . Vor diesem Ausbruch war der Gipfel noch nicht einmal als Vulkan erkannt worden. Über 3.000 Menschen wurden getötet, und es ist ein Maßstab für die Untersuchung großer Peléan-Eruptionen geworden.

Plinian

Plinianische Eruptionen (oder vesuvianische Eruptionen) sind eine Art von Vulkanausbruch, der nach dem historischen Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n . Chr. Benannt wurde und die römischen Städte Pompeji und Herculaneum und insbesondere seinen Chronisten Plinius der Jüngere begrub . Der Prozess, der die Plinian-Eruptionen antreibt, beginnt in der Magmakammer , in der gelöste flüchtige Gase im Magma gespeichert werden. Die Gase blasen auf und sammeln sich an, wenn sie durch die Magmakanalleitung aufsteigen . Diese Blasen agglutinieren und explodieren, sobald sie eine bestimmte Größe erreicht haben (etwa 75% des Gesamtvolumens der Magmakanalleitung). Die engen Grenzen der Leitung drücken die Gase und das damit verbundene Magma nach oben und bilden eine Eruptionssäule . Die Eruptionsgeschwindigkeit wird durch den Gasinhalt der Säule gesteuert, und Oberflächengesteine ​​mit geringer Festigkeit reißen gewöhnlich unter dem Druck der Eruption und bilden eine aufgeweitete abgehende Struktur, die die Gase noch schneller drückt.

Diese massiven Eruptionssäulen sind das charakteristische Merkmal eines plinischen Ausbruchs und reichen bis zu 2 bis 45 km in die Atmosphäre . Der dichteste Teil der Wolke direkt über dem Vulkan wird intern durch Gasexpansion angetrieben . Wenn es höher in die Luft reicht, dehnt sich die Wolke aus und wird weniger dicht. Konvektion und Wärmeausdehnung der Vulkanasche treiben sie noch weiter in die Stratosphäre . An der Spitze der Wolke treiben starke vorherrschende Winde die Wolke in eine Richtung weg vom Vulkan .

Diese hochexplosiven Eruptionen sind mit flüchtigen, dakitischen bis rhyolitischen Laven verbunden und treten am typischsten bei Stratovulkanen auf . Eruptionen können zwischen Stunden und Tagen dauern, wobei längere Eruptionen mit mehr felsischen Vulkanen verbunden sind. Obwohl sie mit felsic Magma assoziiert sind, können Plinian Ausbrüche auftreten , als auch nur bei basaltisch Vulkan gegeben, dass die Kammer Magma unterscheidet und eine Struktur , die reich an hat Siliziumdioxid .

Plinianische Eruptionen ähneln sowohl vulkanischen als auch strombolianischen Eruptionen, mit der Ausnahme, dass plinische Eruptionen keine diskreten explosiven Ereignisse erzeugen, sondern anhaltende Eruptionssäulen bilden. Sie ähneln auch den hawaiianischen Lavafontänen , da beide Eruptionsarten anhaltende Eruptionssäulen produzieren, die durch das Wachstum von Blasen erhalten bleiben, die sich mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit wie das sie umgebende Magma nach oben bewegen.

Regionen, die von Plinian-Eruptionen betroffen sind, sind einem starken Bimssteinluftfall ausgesetzt, der eine Fläche von 0,5 bis 50 km 3 (0 bis 12 cu mi) betrifft . Das Material in der Aschefahne findet schließlich seinen Weg zurück zum Boden und bedeckt die Landschaft mit einer dicken Schicht von vielen Kubikkilometern Asche.

Lahar entspringt dem Ausbruch des Nevado del Ruiz im Jahr 1985 , der
Armero in Kolumbien völlig zerstörte

Das gefährlichste Eruptionsmerkmal sind jedoch die durch Materialkollaps erzeugten pyroklastischen Strömungen , die sich mit extremen Geschwindigkeiten von bis zu 700 km / h die Seite des Berges hinunterbewegen und die Reichweite der Eruption um Hunderte von Hunderten erhöhen können Kilometer. Das Ausstoßen von heißem Material vom Gipfel des Vulkans schmilzt Schneebänke und Eisablagerungen auf dem Vulkan, die sich mit Tephra zu Laharen vermischen , sich schnell bewegenden Schlammlawinen mit der Konsistenz von nassem Beton, der sich mit der Geschwindigkeit eines Flusses schnell bewegt .

Wichtige plinische Eruptionsereignisse sind:

Arten von Vulkanen und Eruptionsmerkmalen.jpg

Phreatomagmatische Eruptionen

Phreatomagmatische Eruptionen sind Eruptionen, die durch Wechselwirkungen zwischen Wasser und Magma entstehen . Sie werden durch Wärmekontraktion (im Gegensatz zu magmatischen Eruptionen, die durch Wärmeausdehnung hervorgerufen werden) von Magma angetrieben, wenn es mit Wasser in Kontakt kommt. Dieser Temperaturunterschied zwischen den beiden verursacht heftige Wasser-Lava-Wechselwirkungen, die den Ausbruch ausmachen. Die Produkte von phreatomagmatischen Ausbrüche sind vermutlich mehr regelmäßig in Form und sein feiner gekörnt als die Produkte von magmatischen Eruptionen in eruptiven Mechanismen wegen der Unterschiede.

Es gibt Debatten über die genaue Art der phreatomagmatischen Eruptionen, und einige Wissenschaftler glauben, dass Kraftstoff-Kühlmittel-Reaktionen für die explosive Natur kritischer sein können als die thermische Kontraktion. Kraftstoffkühlmittelreaktionen können das vulkanische Material fragmentieren, indem sie Spannungswellen ausbreiten , Risse vergrößern und die Oberfläche vergrößern , was letztendlich zu einer schnellen Abkühlung und explosiven kontraktionsbedingten Eruptionen führt.

Surtseyan

Ein Surtseyan-Ausbruch (oder Hydrovulkanausbruch) ist eine Art von Vulkanausbruch, der durch Wechselwirkungen zwischen Wasser und Lava im Flachwasser verursacht wird und nach seinem berühmtesten Beispiel, dem Ausbruch und der Bildung der Insel Surtsey vor der Küste Islands im Jahr 1963, benannt ist. Surtseyan Eruptionen sind das "nasse" Äquivalent zu bodengebundenen strombolianischen Eruptionen , aber aufgrund ihres Ortes sind sie viel explosiver. Dies liegt daran, dass Wasser, wenn es durch Lava erhitzt wird, in Dampf blitzt und sich heftig ausdehnt, wodurch das Magma, mit dem es in Kontakt kommt, in feinkörnige Asche zersplittert wird . Surtseyan Ausbrüche sind das Markenzeichen von Flachwasser - Vulkan ozeanischen Inseln , aber sie sind nicht speziell auf sie beschränkt. Surtseyan-Eruptionen können auch an Land auftreten und werden durch aufsteigendes Magma verursacht , das in flachen Höhen unter dem Vulkan mit einem Grundwasserleiter (wasserführende Felsformation) in Kontakt kommt . Die Produkte von Surtseyan-Eruptionen sind im Allgemeinen oxidierte Palagonit- Basalte (obwohl andesitische Eruptionen auftreten, wenn auch selten), und wie strombolianische Eruptionen sind Surtseyan-Eruptionen im Allgemeinen kontinuierlich oder auf andere Weise rhythmisch.

Ein charakteristisches Merkmal einer Surtseyan-Eruption ist die Bildung einer pyroklastischen Welle (oder Basiswelle ), einer bodenumarmenden radialen Wolke, die sich zusammen mit der Eruptionssäule entwickelt . Grundstöße werden durch den Gravitationskollaps einer dampfenden Eruptionssäule verursacht, die insgesamt dichter ist als eine normale Vulkansäule. Der dichteste Teil der Wolke ist der Entlüftung am nächsten, was zu einer Keilform führt. Verbunden mit diesen seitlich bewegenden Ringe sind Dünen -förmigen Abscheidungen von Gestein zurückgelassenen durch die seitliche Bewegung. Diese werden gelegentlich durch Bombensacken unterbrochen , Steine , die durch den explosiven Ausbruch herausgeschleudert wurden und einem ballistischen Weg zum Boden folgten. Ansammlungen von nasser, kugelförmiger Asche, die als akkretionäre Lapillen bekannt sind, sind ein weiterer häufiger Anstiegsindikator.

Im Laufe der Zeit neigen Surtseyan-Eruptionen dazu, Maare , breite , in den Boden eingegrabene Vulkankrater mit niedrigem Relief und Tuffringe zu bilden , kreisförmige Strukturen aus schnell abgeschreckter Lava. Diese Strukturen sind mit einem einzelnen Entlüftungsausbruch verbunden. Wenn jedoch Eruptionen entlang von Bruchzonen auftreten, kann eine Risszone ausgegraben werden. Diese Eruptionen sind in der Regel heftiger als diejenigen, die einen Tuffring oder Maare bilden. Ein Beispiel hierfür ist der Ausbruch des Mount Tarawera im Jahr 1886 . Littoral Kegel sind ein weiteres Merkmal hydrovolcanic, durch die explosive Ablagerung von basaltischen tephra erzeugt (obwohl sie nicht wirklich vulkanischen Schloten sind). Sie bilden sich, wenn sich Lava in Rissen der Lava ansammelt, überhitzt und bei einer Dampfexplosion explodiert , wobei der Stein auseinander gebrochen und auf der Vulkanflanke abgelagert wird. Aufeinanderfolgende Explosionen dieser Art erzeugen schließlich den Kegel.

Zu den Vulkanen mit bekannter Surtseyan-Aktivität gehören:

U-Boot

U-Boot-Eruptionen sind eine Art von Vulkanausbruch, der unter Wasser auftritt. Schätzungsweise 75% der gesamten Vulkaneruptionsvolumen wird durch submarine Eruptionen in der Nähe erzeugt Mitte ozeanischen Rücken allein, aber wegen der Probleme im Zusammenhang mit Nachweis Tiefsee Vulkanite, sie blieben so gut wie unbekannt , bis Fortschritte in den 1990er Jahren machten es möglich , sie zu beobachten.

U-Boot-Eruptionen können Seamounts erzeugen, die die Oberfläche brechen und Vulkaninseln und Inselketten bilden können.

Der U-Boot-Vulkanismus wird durch verschiedene Prozesse angetrieben. Vulkane in der Nähe von Plattengrenzen und Kämmen in der Mitte des Ozeans werden durch Dekompressionsschmelzen von Mantelgestein errichtet, das sich auf einem aufsteigenden Teil einer Konvektionszelle zur Krustenoberfläche erhebt. Eruptionen im Zusammenhang mit Zonen subduzierenden Zwischenzeit werden von subduzierenden angetriebenen Platten hinzufügen , dass flüchtige Bestandteile auf die ansteigende Platte, verringert dessen Schmelzpunkt . Jeder Prozess erzeugt ein anderes Gestein. Vulkane im mittleren Ozean sind hauptsächlich basaltisch , während Subduktionsströme meist kalkalkalisch und explosiver und viskoser sind .

Die Ausbreitungsraten entlang der Kämme im mittleren Ozean variieren stark, von 2 cm pro Jahr am mittelatlantischen Rücken bis zu 16 cm entlang des ostpazifischen Anstiegs . Höhere Ausbreitungsraten sind eine wahrscheinliche Ursache für ein höheres Maß an Vulkanismus. Die Technologie zur Untersuchung von Seamount-Eruptionen gab es erst, als Fortschritte in der Hydrophontechnologie es ermöglichten, akustische Wellen , sogenannte T-Wellen, zu "hören" , die durch U-Boot-Erdbeben im Zusammenhang mit U-Boot-Vulkanausbrüchen ausgelöst wurden. Der Grund dafür ist, dass landgestützte Seismometer Erdbeben auf See unter einer Stärke von 4 nicht erkennen können , Schallwellen sich jedoch im Wasser und über lange Zeiträume gut ausbreiten. Ein System im Nordpazifik , das von der United States Navy unterhalten wird und ursprünglich zur Erkennung von U-Booten bestimmt war , hat durchschnittlich alle 2 bis 3 Jahre ein Ereignis festgestellt.

Der häufigste Unterwasserfluss ist Kissenlava , ein kreisförmiger Lavastrom, der nach seiner ungewöhnlichen Form benannt ist. Weniger häufig sind glasige Randblattströmungen, die auf größere Strömungen hinweisen. Vulkaniklastische Sedimentgesteine sind in Flachwasserumgebungen häufig. Wenn die Plattenbewegung beginnt, die Vulkane von ihrer Eruptionsquelle wegzutragen, beginnen die Eruptionsraten nachzulassen und die Wassererosion zermahlen den Vulkan. Die letzten Stadien des Ausbruchs begrenzen den Seamount in alkalischen Strömen . Es gibt ungefähr 100.000 Tiefwasservulkane auf der Welt, obwohl sich die meisten jenseits des aktiven Stadiums ihres Lebens befinden. Einige beispielhafte Seamounts sind Loihi Seamount , Bowie Seamount , Davidson Seamount und Axial Seamount .

Subglazial

Subglaziale Eruptionen sind eine Art Vulkanausbruch, der durch Wechselwirkungen zwischen Lava und Eis gekennzeichnet ist , häufig unter einem Gletscher . Die Natur des Gletschervulkanismus diktiert, dass er in Gebieten mit großer Breite und großer Höhe auftritt . Es wurde vermutet, dass subglaziale Vulkane, die nicht aktiv ausbrechen, häufig Wärme in das sie bedeckende Eis abgeben und Schmelzwasser produzieren . Diese Schmelzwassermischung führt dazu, dass subglaziale Eruptionen häufig gefährliche Jökulhlaups ( Überschwemmungen ) und Lahare erzeugen .

Die Erforschung des Gletschervulkanismus ist noch ein relativ neues Gebiet. Frühe Berichte beschrieben die ungewöhnlichen steilen Vulkane ( Tuyas ) in Island , die sich vermutlich aus Eruptionen unter Eis gebildet haben. Das erste englischsprachige Papier zu diesem Thema wurde 1947 von William Henry Mathews veröffentlicht und beschreibt das Tuya Butte- Feld im Nordwesten von British Columbia , Kanada . Der Eruptionsprozess, der diese Strukturen aufbaut, der ursprünglich in der Veröffentlichung abgeleitet wurde, beginnt mit dem vulkanischen Wachstum unterhalb des Gletschers. Die Eruptionen ähneln zunächst denen in der Tiefsee und bilden am Boden der Vulkanstruktur Haufen von Lava-Kissen . Ein Teil der Lava zerbricht, wenn sie mit dem kalten Eis in Kontakt kommt, und bildet eine glasige Brekzie namens Hyaloclastit . Nach einer Weile schmilzt das Eis schließlich zu einem See, und die explosiveren Ausbrüche der Surtseyan-Aktivität beginnen und bilden Flanken, die hauptsächlich aus Hyaloklastit bestehen. Schließlich kocht der See durch anhaltenden Vulkanismus ab, und die Lavaströme werden effusiver und dichter, wenn die Lava viel langsamer abkühlt und häufig säulenförmige Verbindungen bildet . Gut erhaltene Tuyas zeigen all diese Stadien, zum Beispiel Hjorleifshofdi in Island.

Produkte von Vulkan-Eis-Wechselwirkungen stehen als verschiedene Strukturen, deren Form von komplexen Eruptions- und Umweltwechselwirkungen abhängt. Der Gletschervulkanismus ist ein guter Indikator für die Eisverteilung in der Vergangenheit und daher ein wichtiger Klimamarker. Da sie in Eis eingebettet sind, gibt es weltweit Bedenken, dass sich Tuyas und andere Strukturen destabilisieren könnten, was zu massiven Erdrutschen führen könnte . In Island und Teilen von British Columbia gibt es Hinweise auf vulkanisch-glaziale Wechselwirkungen , und es ist sogar möglich, dass sie eine Rolle bei der Enteisung spielen .

Glaciovolcanic Produkte wurden in Island, der kanadischen Provinz British Columbia, den US-Bundesstaaten Hawaii und Alaska , der Cascade Range im Westen Nordamerikas, Südamerikas und sogar auf dem Planeten Mars identifiziert . Zu den Vulkanen mit subglazialer Aktivität gehören:

  • Mauna Kea im tropischen Hawaii . Es gibt Hinweise auf frühere subglaziale Eruptionsaktivitäten auf dem Vulkan in Form einer subglazialen Ablagerung auf seinem Gipfel. Die Eruptionen entstanden vor etwa 10.000 Jahren, während der letzten Eiszeit , als der Gipfel von Mauna Kea mit Eis bedeckt war.
  • Im Jahr 2008 berichtete die British Antarctic Survey vor 2.200 Jahren über einen Vulkanausbruch unter der Eisdecke der Antarktis . Es wird angenommen, dass dies der größte Ausbruch in der Antarktis in den letzten 10.000 Jahren war. Vulkanascheablagerungen des Vulkans wurden durch eine Radaruntersuchung in der Luft identifiziert , die unter späteren Schneefällen in den Hudson Mountains nahe dem Pine Island Glacier begraben wurde .
  • Island , das sowohl für Gletscher als auch für Vulkane bekannt ist , ist häufig ein Ort subglazialer Eruptionen. Ein Beispiel für einen Ausbruch unter der Vatnajökull -Eiskappe im Jahr 1996, der unter geschätzten 762 m Eis erfolgte.
  • Im Rahmen der Suche nach Leben auf dem Mars haben Wissenschaftler vermutet, dass es auf dem roten Planeten subglaziale Vulkane geben könnte. Mehrere potenzielle Orte eines solchen Vulkanismus wurden untersucht und ausführlich mit ähnlichen Merkmalen in Island verglichen:

Es wurden lebensfähige mikrobielle Gemeinschaften gefunden, die in tiefem (–2800 m) geothermischem Grundwasser bei 349 K und Drücken> 300 bar leben. Darüber hinaus wurde postuliert, dass Mikroben in Basaltgesteinen in Rinden aus verändertem Vulkanglas existieren. All diese Bedingungen könnten heute in polaren Regionen des Mars existieren, in denen subglazialer Vulkanismus aufgetreten ist.

Phreatische Eruptionen

Phreatische Eruptionen (oder Dampfexplosionen) sind eine Art von Eruption, die durch die Expansion von Dampf ausgelöst wird . Wenn kaltes Grund- oder Oberflächenwasser mit heißem Gestein oder Magma in Kontakt kommt, überhitzt und explodiert es , bricht das umgebende Gestein und stößt eine Mischung aus Dampf, Wasser , Asche , Vulkanbomben und Vulkanblöcken aus . Das Unterscheidungsmerkmal phreatischer Explosionen besteht darin, dass sie nur Fragmente bereits vorhandenen festen Gesteins aus der Vulkanleitung heraussprengen. es wird kein neues Magma ausgebrochen. Phreatische Aktivität führt nicht immer zu einem Ausbruch, da sie durch das Knacken von Gesteinsschichten unter Druck angetrieben werden. Wenn die Felswand stark genug ist, um der Explosionskraft standzuhalten, können keine direkten Eruptionen auftreten, obwohl sich wahrscheinlich Risse im Gestein entwickeln und diese schwächen, was zukünftige Eruptionen fördert.

Phreatische Eruptionen sind oft ein Vorläufer zukünftiger Vulkanaktivität und im Allgemeinen schwach, obwohl es Ausnahmen gegeben hat. Einige phreatische Ereignisse können durch Erdbebenaktivität , einen anderen vulkanischen Vorläufer, ausgelöst werden , und sie können sich auch entlang von Deichlinien bewegen. Phreatische Explosion Form Basisspannungen , Lahare , Lawinen und Vulkan Block „regen.“ Sie können auch tödliches giftiges Gas freisetzen , das jeden in Reichweite des Ausbruchs ersticken kann.

Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie phreatische Aktivität zeigen, gehören:

Siehe auch

Verweise

Weiterführende Literatur

Externe Links