OSNOVE GEOLOGIJE za študente geografije

1. OSNOVE GEOLOGIJE za študente geografije 4. predavanje: Vulkanizem in vulkani

2. Vulkani • vulkan: označi strukturo, ki omogoča magmi preboj iz notranjosti Zemlje na površje • vulkan vsebuje • odprtine, razpoke in prelome • vulkanske kamnine • vulkani so lahko • na kopnem, • potopljeni (popolnoma ali le deloma) • pod snegom in ledom • vulkani so zelo različnih oblik • vulkanske kamnine so raznolike

3. Vulkani

4. Vulkani: oblika vulkana oblak pepela vulkanski krater piroklastični tok vulkanska razpoka stranski vulkanski kanal dike lavin tok lakolit glavni vulkanski kanal sill magmatsko ognjišče

5. Vulkani: magma in lava • MAGMA JE • naravna vroča, homogena silikatna talina • med komponentami prevladujeta silicij in kisik • LAVA JE • magma, ki se izlije na površje, • tokovi lave lahko prekrijejo obsežna področja

6. Vulkani efuzivne erupcije eksplozivne erupcije poznamo dva glavna tipa vulkanskih erupcij

7. Vulkani: efuzivne erupcije • so relativo mirne erupcije • lava se iz žrela izliva v okoliško pokrajino • lave imajo lahko različno sestavo, gostoto in viskoznost • oblika pobočja vpliva na razširjenost lave

8. Vulkani: eksplozivne erupcije • gre za eksplozivne izbruhe • vulkan izbruha mešanico plinov, pepela, lave in kamnin • nastajajo piroklastične kamnine

9. Vulkani • na tip erupcije vplivajo • fizikalne lastnosti magme • predvsem gostota in viskoznost • zgodovina dekompresije • na kakšen način in kako hitro se magma dviga • zgodovina izgube plinov (degassing) • kako in kdaj pride do izgube lahkohlapnih snovi • oblika in položaj vulkanskega kanala • oblika, dimenzije, položaj

10. Vulkani: fizikalne lastnosti magme • pomembne še količina alkalij (Na, K) • in količina lahkohlapnih komponent (H2O, CO2, SO2) vplivajo na viskoznost in gostoto magme

11. Vulkani: viskoznost magme • Viskoznost je fizikalna količina, ki podaja odziv tekočine na strižno deformacijo. Določena je kot razmerje med strižno napetostjo in strižno hitrostjo. • viskoznost magme se spreminja v odvisnosti od • sestave • temperature • tlaka • vsebnosti kristalov v magmi • vesikularnosti magme

12. Vulkani: viskoznost magme • več ko je v magmi SiO2, višja je viskoznost • več ko je v magmi H2O, nižja je viskoznost • višja je temperatura, nižja je viskoznost • višji je tlak, nižja je viskoznost • višja ko je vsebnost kristalov v magmi, višja je viskoznost

13. Vulkani; viskoznost magme viskoznost magme vpliva na stil erupcije • srednje - andezitne magme • so lahko efuzivne in eksplozivne • gradijo vulkanske stožce - stratovulkane • bazične – bazaltne magme • ponavadi efuzivne • gradijo ščitaste vulkane • če vsebujejo veliko plinastih komponent so eksplozivne • kisle – riolitne, dacitne magme • ponavadi so eksplozivne • tvorijo kaldere • redkeje so brez lahkohlapnih snovi, izredno goste lave • gradijo dome

14. Vulkani: gostota magme • gostota magme je odvisna od sestave, predvsem od količine FeO • bazaltne magme vsebujejo več Fe, Ca in Ti • riolitne magme vsebujejo več Na, Al, Si • višja temperatura magme, nižja gostota • višji tlak, višja gostota • bazaltne magme: 2.65 to 2.80 g/cm3 • andezitne magme: 2.45 to 2.50 g/cm3 • riolitne magme: 2.18 to 2.25 g/cm3

15. Vulkani: lave

16. Vulkani: lave • lava • magma, ko predre Zemljino površje in se razlije po njem • ime za kamnino, ki je nastala iz te magme • ime verjetno izhaja iz latinske besede labes, ki pomeni drseti • ko predre površje je viskozna tekočina • temperature v trenutku izlitja: 700 -12000C • potuje v obliki lavinih tokov • prepotuje lahko velike razdalje • je tiksotropičnen fluid (viskoznost lave v odvisnosti od časa pada)

17. Vulkani: lave • sestava lave je odvisna od magme iz katere je nastala • bazične: bazaltne lave • srednje: andezitne lave • kisle: riolitne lave • obnašanje lave na površju je predvsem odvisno od njene sestave in manj od temperature izlitja • lave se izlivajo tako na kopnem, kot v morju

18. Vulkani: bazaltne lave • lave z nizko viskoznostjo • izlivi ogromnih dimenzij • 1 000 000 km3 (Deccan Traps Indija) • pokrivajo lahko enormne površine • Deccan traps 500 000 km2 (25x Slovenija) • Columbia River Plateau: 300 000 km2 • eruptirajo kot • ognjeni ’’stožci’’ (fire fountain) • efuzivno kot tokovi

19. Vulkani: bazaltne pahoehoe lave

20. Vulkani: bazaltne pahoehoe lave • ime izvira iz Havajev • pahoehoe lave • zelo tekoče, nizka viskoznost • površinsko nagubane (ropey wrinkles, lineacije vzporedne toku) • tvori lavine kanale • prepotuje velike razdalje

21. Vulkani: bazaltne AA lave

22. Vulkani: bazaltne AA lave • ime izvira iz Havajev • AA lave • slabo tekoče • na površini so bodičaste in razkosane • znotraj so masivne • eruptirajo z ognjenimi vodnjaki • v začetku so lahko pahoehoe

23. Vulkani: bazaltne blazinaste lave Makedonija: blazinate lave

24. Vulkani: bazaltne blazinaste lave • blazinaste: ’pillow’ lave • podvodni izlivi bazaltne lave • v kontaktu z vodo se skorja ‘’blazine’’ hitro shladi in otrdi • lava znotraj blazine predre površino in se izlije kot nova blazina • površina je nagubana, razpokana

25. Vulkani: bazaltne blazinaste lave http://www.youtube.com/watch?v=0URoqoPkU_c&feature=related

26. Tipi vulkanskih izbruhov • Vulkanske izbruhe ločujemo glede na moč in vrsto izbruha • Moč izbruha določamo z VEI (Volcanic Explosive Index) • količina izbruhanega materiala, višina stolpca, čas trajanja

27. Tipi vulkanskih izbruhov • Glavne vrste izbruhov so naslednje • Plinijski in Subplinijski izbruhi • Strombolijski izbruhi • Vulkanski izbruhi • Havajski izbruhi

28. Tipi vulkanskih izbruhov • Plinijski in subplinijski izbruhi • eksplozivno delovanje od nekaj ur do nekaj dni • izbruhi stolpcev plina, pepela, ki lahko dosežejo višine do 50km • izbruhi so enakomerno trajajoči in sledijo daljšim obdobjem mirovanja

29. Pinatubo, 15 junij 1991 VEI 6

30. Tipi vulkanskih izbruhov • Strombolijski izbruhi • kratkotrajni, nekajsekundni, ponavljajoči eksplozivni izbruhi lave • vulkanske bombe lahko bruhne do nekaj 100m visoko • lave so večinoma manj viskozne, a še vedno dovlj da se v njih nakopičijo plini

31. Tipi vulkanskih izbruhov • http://www.youtube.com/watch?v=dS_7BjgM2vk

32. Tipi vulkanskih izbruhov • Vulkanski izbruhi • posamične eksplozije relativno viskozne magme, • lahko trajajo več časa • nastanejo zaradi nakopičenja plinov, ki predreko krovne plasti strjene lave • nastajajo delci vseh velikosti: še posebej so značilne vulkanske bombe s strukturo krušne skorje

33. Tipi vulkanskih izbruhov • Havajski izbruhi • so najmanj eksplozivni izbruhi • pojavljajo se na bazaltnih vulkanih, kjer je magma zelo tekoča • lava prosto izteka iz kraterjev, občasno se pojavijo izbruhi ognjenih stožcev

34. http://video.google.com/videoplay?docid=5138291898525259472#

35. Vulkani: piroklastični tokovi

36. Vulkani: piroklastični tokovi • piroklastični tok • vroča turbulentna mešanica vulkanskega prahu in plinov, ki se hitro razširja in je tako gosta, da se ne dvigne visoko v ozračje, temveč teče po površju • beseda izvira iz grških besed • πῦρ – ogenj • λαστός- razbit • prvič uporabljen za katastrofalen piroklastični oblak na otoku Martinique v Malih Antilih leta 1902 • temperature piroklastičnih tokov dosegajo 1000 0C • hitrosti piroklastičnih tokov so običajno okoli 80 km/h, vendar lahko dosežejo tudi do 300 km/h

37. http://video.google.com/videoplay?docid=1402055746471417674# • http://videos.howstuffworks.com/discovery/7153-volcanoes-pyroclastic-flow-video.htm

38. Vulkani: Mt. Pelee 1902 • otok Martinique v Malih Antilih • erupcija vulkana Mt. Pelee 8. maja 1902 • piroklastični tok je pripotoval s hitrostjo 200km/h • umrli: 28 000 • preživeli • čevljar Leon Compere-Leandre • deklica Havivra De Ifrile • pretepač in pijanec Louis-Auguste Cyparis, znan kot Samsom, ki je bil tisti dan zaprt v kleti policije

40. Laharji • laharji so vulkanski drobirsko tokovi • sestavljeni so iz piroklastičnega materiala z visoko nasičenostjo vode • transportirajo lahko delce v velikosti do nekah metrov • so hladnejši, njihova temperatura ne presega 1000C

41. http://www.youtube.com/watch?v=WEAfXO7q8Xs

42. Oblike vulkanov

43. Vulkani: ščitasti vulkani so ščitaste tvorbe z nizkim nagibom pobočij ime prihaja iz prevoda islandske besede ‘’Skjaldbreiður’’ nastanejo z izlivi nizko viskoznih bazaltnih lav nekateri največji vulkani na Zemlji so ščitasti vulkani

44. Vulkani: ščitasti vulkani Skjaldbreiður

45. Vulkani: lavine dome običajno nastanejo z eksplozivnimi erupcijami, vendar lava ne potuje daleč nastanejo s počasnimi erupcijami visoko viskozne lave včasih nastanejo v kraterjih starejših vulkanov

46. Vulkani: lavine dome lavina doma znotraj ognjenika Sv. Helene

47. Vulkani: vulkanski stožci večinoma le ena erupcija tvorijo stožce od 30 do 400m višine nastanejo ob erupcijah manjše količine lave in piroklastitov, ki se nakopičijo okoli kraterja relativno kratkotrajne erupcije

48. Vulkani: vulkanski stožci holocenski vulkan blizu Veya, Utah

49. Vulkani: stratovulkani • so stožčasti vulkani in so t.i. sestavljeni vulkani • sestavljeni iz različnih plasti vulkanskega pepela, piroklastitov in lavinih tokov • ime izhaja iz besede ‘’strata’’ plasti

50. Vulkani: stratovulkani vulkan Ngauruhoe, Nova Zelandija