Tulivuoret ovat murtumia planeetan kuoressa, joka muodostuu hengittävän magman tai sulan kallion takia. Magma kerääntyy magmakammioon lähellä pintaa. Kammion magmasta vapautuva kaasu luo paineen kammiossa, mikä lopulta aiheuttaa murtuman kallioon, mikä johtaa tulivuorenpurkaukseen.
Jotkut tulivuoret aiheuttavat räjähdysalttiimpia purkauksia ja tuottavat enemmän roskia. Toiset tuottavat purkauksia, jotka johtavat enemmän laavavirtauksia. Tulivuoria löytyy monista aurinkokunnan planeettakappaleista, mukaan lukien Maa, Mars, Io ja Venus. On myös todisteita kryovolkaanista, tulivuorista, jotka purkavat haihtuvia aineita, kuten vettä ja ammoniakkia, jotka tuottavat jään kallion sijaan, ulkoisen aurinkojärjestelmän jäisissä kappaleissa, kuten Neptunuksen kuussa Triton ja Saturnuksen kuussa Enceladus.
Tulivuoret voidaan luokitella monin tavoin. Kaksi tapaa, jolla tulivuoret luokitellaan usein, ovat purkaustyyppi ja morfologia. Tulivuoreja on monia erilaisia morfologisia tyyppejä, mutta kolme yleistä tyyppiä ovat kilven tulivuoret, stratovolcanoes ja tuhkakartiota tuottavat tulivuoret. On myös olemassa useita erilaisia purkaustyyppejä. Jotkut purkaukset aiheuttavat enemmän räjähdyksiä ja roskia. Näitä kutsutaan luonnollisesti räjähtäviksi purkauksiksi. Muut purkaukset tuottavat enemmän laavavirtauksia. Näitä kutsutaan epäpuhtaiksi purkauksiksi.
Luokittelu morfologian perusteella
Cindercones
Tuhkofonit ovat suuren tulivuoren kartion muotoisia tuuletusaukkoja, jotka on tehty vulkaanisten lasikuitujen paaluista, kuten kuohut, jotka nousevat nopeasti maasta jatkuvista räjähtävistä purkauksista, joissa sula kivi “sylkee” tuuletusaukosta ja kiinteytyy nopeasti. Nämä tulivuoren ominaisuudet ovat yleisiä riftin altaissa, joissa kuori on ohut, jolloin magma voi helposti rikkoa pinnan.
Suoja tulivuoria
Kilven tulivuoret ovat kupolin muotoisia tulivuoria, jotka saavat nimensä muistuttaen kyljelleen asetettua kilpiä. Ne koostuvat yleensä peräkkäisistä laavavirtauksista, jotka on pinottu päällekkäin. Mauna Kea Havaijilla ja Tharsisin tulivuoret Marsilla ovat esimerkkejä tällaisesta tulivuoresta.
Stratovolcanoes
Nämä ovat tulivuoria, jotka sisältävät useita kerroksia erityyppisiä vulkaanista materiaalia. Ne sisältävät suuria määriä vulkaanista jätettä, kuten tuhkakartiota tuottavia tulivuoria, ja laajoja laavavirtauksia, kuten suojatulvia. Kuuluisia stratovolcanoes ovat Fuji-vuori, Stromboli ja Saint Helens -vuori.
Tulivuorenpurkaukset vaihtelevat kallion koostumuksen, magman määrän, kaasupitoisuuden ja tektonisen asetuksen mukaan.
Havaijin purkaukset
Havaijin purkaukset koostuvat pääasiassa laavavirtauksista. Tämäntyyppiset purkaukset ovat yleisiä vulkaanisilla saarilla ja paikoissa, joissa magmalla on erityisen mafinen, erityisesti basalttilainen koostumus, kuten valtameren saarikaarit, ja valtamerten saarilla hotspot-pisteiden lähellä. Havaijin purkauksiin liittyvillä magmoilla on myös alhainen kaasupitoisuus. Paikkoja maan päällä, joissa havaijilaisten tyyppisiä tulivuorenpurkauksia on yleisesti, ovat Islanti, Havaiji ja vastaavat paikat. Tharsisin, Olympus Monsin, Tharsis Montesin, Ascreaus Monsin ja Arsia Monsin Marsin tulivuoret ovat myös todennäköisesti Havaijin tyylin purkauksia, jotka tapahtuivat paljon suuremmassa mittakaavassa kuin heidän maanpäälliset kollegansa..
Strombolian purkaukset
Strombolian purkaus tapahtuu, kun magma on vähemmän mafinen, mutta silti pääasiassa mafinen, ja kaasupitoisuus on suurempi. Strombolian purkaukset koostuvat peräkkäisistä laava- ja tulivuorenpurkauksista, joita seuraa lepotila, joka kestää muutamasta minuutista muutamaan tuntiin. Erittäin tunnettu tulivuori, jolla on strombolian tyylin purkauksia, on Strombolin saaren tulivuori, jota on kutsuttu nimellä ”Välimeren majakka”.
Vulcanian purkaus
Vulkaanin purkaus on samanlainen kuin strombolian purkaus, paitsi että purkaukset ovat räjähtävämpiä ja purkauksia erottavat lepotilat ovat pidempiä. Vulkaanisen purkauksen magmat ovat enemmän forsisia kuin strombolian tai havaijin tyylin purkaukset. Felsic magma, kuten ryoliitti, vangitsee enemmän kaasua kuin mafic magmas ja sen seurauksena felsic magman kanssa tulivuoret ovat yleensä räjähtäviä. Tämä tekee vulkaanipuhdistuksista suurempia ja voimakkaampia kuin Strombolian purkaukset.
Plinian purkaukset
Voimakkain yleinen purkaus, joka tapahtuu maapallolla, on Plinian purkaus. Plinian purkaukset tapahtuvat, kun magma on jopa feksisempi kuin vulkaanipurskauksissa ja vielä enemmän kaasua on loukussa. Plinian purkaukset tuottavat tulivuorijätepylväitä, jotka voivat olla jopa 45 kilometriä. Yli 30 kilometrin korkeammilla pylväillä on pitkäaikaisia vaikutuksia ilmastoon, joten nämä purkaukset ovat tärkeitä paleoklimaattitutkimuksissa. Plinian purkaukset nimettiin Plinius Nuoremmalle, joka havaitsi Plinian purkauksen Vesuvius-vuoren seurauksena, joka tuhosi Pompein vuonna Aasian 79. Muita kuuluisia Plinian purkauksia ovat Tambora ja Krakatoa.
Aktiiviset tulivuoret ovat yleisimpiä aktiivisten lautasten rajoissa ja kuormituspisteissä. Levyrajat, joissa vulkanismi on yleisintä, ovat yhtenäisiä lautasten rajoituksia, kuten subduktiovyöhykkeet, joissa merivesilaatta on altistettu joko kevyemmän valtameren tai mantereen kuoren alle, koska mantereen kuori on aina vähemmän tiheä kuin valtameren kuori. Tulivuoret ovat yleisiä myös mannerjakoisissa riffeissä, joissa kuori on niin ohut, että magma voi helposti rikkoa pinnan. Näillä alueilla tulivuoren vaara on suurin.
Purkaukset voivat olla erittäin tuhoisia paikallisille ihmisyhteisöille. Tulivuorten aiheuttamiin vaaroihin kuuluvat joukkohukka, tuhka ja putoaminen.
Tulivuoriin liittyvä joukkohukkaa
mutavyöryt
Mutaliukumia voi tapahtua, kun massaa mutaista materiaalia irtoaa tulivuorin rinteestä ja liukuu yhtenäisessä yksikössä. Tällaiset maidot voivat olla erittäin tuhoisia lähikaupunkeihin.
Mudflows
Mutavirtaukset voivat myös laukaista tulivuorenpurkauksia, ja niitä voi tapahtua, kun muta käyttäytyy nesteenä muodostaen mutajoen. Mutavirtaukset ovat erittäin tiheitä ja ne voivat kuljettaa lohkareita suurilla nopeuksilla.
Lahars
Laharit ovat seoksia mutaa, vulkaanista jätettä ja vettä. Niiden lämpötilat ovat satoja celsiusasteita ja ne liikkuvat erittäin suurilla nopeuksilla. Ne ovat tuhoisimpia joukkotuhlauksen muotoja, jotka liittyvät tulivuorenpurkauksiin.
Ashfalls
Räjähtävät tulivuorenpurkaukset voivat tuottaa runsaasti määriä tuhkan kokoisia hiukkasia, joita tuuli voi kuljettaa pitkiä matkoja. Tuhka voi kattaa katot ja maan, ja sitä on erittäin vaikea puhdistaa. Tulivuorentuhka on myös erittäin terävää ja roskaa ja voi vahingoittaa auto- ja lentokoneiden moottoreita sekä eläinten ja ihmisten keuhkoja.
Putoava roska
Räjähtävissä purkauksissa sulatut kivi- ja mineraalikiteet, jotka ovat jo kiinteytyneet magmassa, voidaan työntää suurilla nopeuksilla. Niiden koko vaihtelee tuhka- ja pikkukivikokoisina lapillien tapauksessa metriin tai enemmän, lohkojen ja pommien tapauksessa. Lentävä tulivuoren roskat ovat myös vaarallisia, koska ne voivat törmätä rakennusten ja muiden esineiden sekä ihmisten kanssa.
Ei voida mitenkään ennustaa tarkalleen, milloin purkaus tapahtuu, mutta on merkkejä, jotka osoittavat, että tulivuorenpurkaus on välitön. Näitä ovat maanjäristysparvet ja tulivuoren kaltevuuden pullistuma.
Maanjäristysparvet
Kun sula kivi liikkuu pinnan alla olevien kammioiden läpi, tämä voi aiheuttaa maanjäristyskaskadin, kun sula kivi liikkuu kammion seinämiä vasten. Tämä ei välttämättä tarkoita, että purkaus tapahtuu, mutta se tarkoittaa, että sula kivi liikkuu ja saattaa siirtyä kohti tulivuoren aukkoa.
Maaston laajeneminen
Koska kaasu ja magma lähestyvät pian purkautuvan tulivuoren pintaa, tulivuoren kaltevuus voi näyttää pullistuneelta tai muodonmuutokselta kaasun ja magman työntyessä kallioon. Tämä pullistuminen on yleensä havaittavissa vain kallistusmittarien avulla.
Useimmissa väestökeskuksien lähellä olevissa tulivuoreissa on vulkanologiryhmiä, jotka seuraavat niitä ja varoittavat mahdollisesti vaarallisesta toiminnasta. On myös värikoodijärjestelmä, jota vulkanologit käyttävät ilmaisemaan tulivuorenpurkauksen vaaraastetta.
Maanjäristyksiä tapahtuu, kun pintaa ravistetaan tai häiriintyi jollain tavalla maan sisäisten prosessien takia. Maanjäristykset johtuvat yleensä liukumisesta kahden kalliokappaleen välillä vikaa pitkin. Tämä liukuminen johtaa seismisiin aaltoihin. Samanlaisia järistyksiä voi esiintyä myös muilla planeetoilla.
Kaksi tyyppiä aaltoja, jotka aiheuttavat maanjäristyksiä, ovat pinta-aallot ja kehon aallot, jotka kulkevat maan sisäosien läpi.
Kehon aallot
Kahden tyyppiset kehon aallot ovat p-aallot ja s-aallot.
P-aaltoja
P-aallot ovat pitkittäisaaltoja, mikä tarkoittaa, että aallon aiheuttama värähtely on yhdensuuntainen aallon etenemisen kanssa kallion läpi. Ne voivat kulkea maan tai muun planeettakappaleen kiinteiden ja nestemäisten komponenttien läpi. Kun p-aallot liikkuvat kallion läpi, materiaali puristuu aaltojen rintakehällä ja jatkuu kouruissa.
S-aallot
S-aallot ovat poikittaisiaaltoja, mikä tarkoittaa, että niiden värähtely on kohtisuora niiden etenemiseen. S-aallot ovat hitaampia kuin p-aallot. Itse asiassa s-aallon ”s” tarkoittaa ”toissijaista”, kun taas “p” p-aallossa tarkoittaa ensisijaista, koska s-aallot saapuvat p-aaltojen jälkeen. Toisin kuin p-aallot, s-aallot voivat kulkea vain kiinteän materiaalin läpi eivätkä ne pääse nesteen tai ilman läpi. Yksi syy siihen, miksi geofysiikot tietävät maapallon nestemäisestä ytimestä, on se, että maan sisäosassa on alue, josta seismiset ilmaisimet eivät vastaanota mitään s-aaltoja, vain p-aaltoja.
Pinta-aallot
Pinta-aallot voivat olla eri muodoissa. Kaksi tyyppiä olevat pinta-aallot ovat aaltoja, jotka saavat maan liikkumaan sivusuunnassa, ja aaltoja, jotka myös aiheuttavat maan pystysuoran värähtelyn. Pinta-aaltoja, jotka liikkuvat maassa sivusuunnassa, kutsutaan rakkauden aaltoiksi. Pinta-aaltoja, jotka aiheuttavat myös pinnan pystysuoran värähtelyn, kutsutaan Rayleigh-aaltoiksi.
Maanjäristykset johtuvat pääasiassa levyjen liikkeistä ja vikojen liikkeistä. Viat ovat olennaisesti maapallonkuoren halkeamia, jotka aktiivisesti muotoutuvat kivikappaleina vian molemmin puolin liukuvat toisiaan vasten. Tämä kalliokappaleiden liike on levytektonian perusta.
Maanjäristykset ja viat
Maanjäristykset johtuvat tyypillisesti kalliokappaleiden liikkeistä vikojen varrella. On olemassa kolmen tyyppisiä vikoja, joissa maanjäristykset rypälevät. Normaalit viat, käänteiset viat ja muutosviat.
Normaalit viat
Normaalit viat ovat vikoja, joissa kaksi tektonista lohkoa tai kalliokappaletta vedetään pois toisistaan. Näitä vikoja esiintyy pidennysalueilla, kuten riftin altaat, ja valtameren puolivälissä, joilla tektoniset levyt eroavat toisistaan. Nämä viat ilmenevät myös muilla planeettakehoilla, kuten Marsilla Valles Marineris -alueella.
Peruuta viat
Peruutusvirheitä esiintyy, kun kaksi tektonista lohkoa työntää toisiaan vastaan. Tämä voi aiheuttaa yhden lohkon työntövoiman ylöspäin ja toisen lohkon yli. Tämäntyyppinen vika on yleinen subduktiovyöhykkeillä ja ryppyharjoilla planeettakappaleissa, kuten elohopeassa, kuussa ja Marsissa, joissa planeetan jäähtyminen on aiheuttanut kuoren supistumisen. Käänteinen vikaantuminen liittyy seurauksena puristukseen.
Muuta vikoja
Muunnosviat ilmenevät, kun kaksi tektonista lohkoa liikkuu sivusuunnassa toistensa suhteen. Tunnettu esimerkki muunnosvirheestä on San Andreasin vika Yhdysvaltain Kalifornian osavaltiossa.
Kaltevat viat
Kaltevissa vikoissa esiintyy niihin liittyvien tektonisten lohkojen sekä käänteistä / normaalia että muunnosliikettä. Suurimmassa osassa merkittäviä vikoja on segmenttejä, joissa on vaihteleva kaltevuus.
Kuinka viat johtavat maanjäristyksiin
Kun tektoniset lohkot liikkuvat vikoja pitkin, ne eivät liiku jatkuvasti. Kun lohkot liukuvat toisiaan vastaan, ne tarttuvat ulokkeisiin vikapinnan seinämiä pitkin, joita kutsutaan aukkoiksi. Kun ne ovat kiinni, paine kasvaa epäsugurteihin, kunnes lopulta kiven kaksi runkoa lukitsevat aukot rikkoutuvat tai sulavat aiheuttaen lohkojen liukumisen uudelleen. Tämä epäsuhteiden rikkominen ja myöhempi lohkojen liukuminen tuottaa maanjäristyksen.
Maanjäristysten luonteen vuoksi on lähes mahdotonta ennustaa, milloin maanjäristys tapahtuu. Paras tapa tehdä useimmissa tapauksissa on välttää sellaisten rakennusten rakentamista, joissa todennäköisesti tapahtuu maanjäristyksiä, kuten vikoja, ja suunnitella rakennuksia alueille, joilla maanjäristykset ovat yleisiä kestämään niitä..
Richterin asteikko
Richterin asteikko on asteikko, jota käytetään laskemaan maanjäristyksen voimakkuus. Maanjäristyksen voimakkuus on tapahtuman aikana vapautuva energia. Useimmat maanjäristykset eivät ole korkeampia kuin 9. Hyvin harvoin tapahtuu 9: n suuruisia maanjäristyksiä, jotka ovat tuhoisimpia maanjäristyksiä, joita on tapahtunut maan historiassa. Maanjäristyksen voimakkuutta rajoittaa siihen liittyvän vian pituus. Maapallolla ei tällä hetkellä ole riittävän suurta virhettä, jotta se kestäisi voimakkuuden 10 maanjäristyksen.
Tulivuoret ja maanjäristykset liittyvät molemmat murtumiin, joka tapahtuu kallioissa planeettakappaleen lähellä tai sen pinnalla.
Molemmat ovat myös geologista alkuperää olevia ilmiöitä, jotka aiheuttavat vakavia vaaroja ihmisille. Myös tulivuorenpurkauksia ja maanjäristyksiä on vaikea ennustaa.
Vaikka tulivuorien ja maanjäristysten välillä on yhtäläisyyksiä, on myös merkittäviä eroja, joihin sisältyy seuraavat.
Tulivuoria muodostuu, kun magma tulee pintaan ja aiheuttaa pinnan repeämisen, joka mahdollistaa tuuletusaukon muodostumisen. Ne luokitellaan monien tekijöiden perusteella, mukaan lukien, mutta niihin rajoittumatta, morfologia ja purkauksen laajuus. Purkauksen laajuutta säätelevät magman koostumus ja sisälle jääneen kaasun määrä. Maanjäristykset johtuvat yleensä kalliokappaleiden liukumisesta vikaan. Tulivuoret ja maanjäristykset ovat samanlaisia siinä mielessä, että ne ovat lähtökohtaisesti geologisia ja aiheuttavat molemmat pinta-ilmiöitä. Ne molemmat edustavat myös merkittäviä vaaroja ihmisille. Ne eroavat toisistaan siinä, että tulivuoret purkautuvat prosesseista, jotka tapahtuvat hyvin lähellä Maan pintaa, kun taas maanjäristykset johtuvat yleensä häiriöistä, jotka ovat alun perin ainakin satojen metrien päässä planeetan pinnasta. Tulivuoret ovat myös piirteitä, jotka voivat tuottaa useita liittyviä tapahtumia, kun taas jokainen maanjäristys on vain geologinen tapahtuma. Lisäksi tulivuoret johtavat uusien kallioiden muodostumiseen, kun taas maanjäristykset johtavat seismisiin aaltoihin ja kallion tärisemiseen, mutta eivät uuden kallion muodostumiseen. Tulivuorten voidaan myös ennustaa purkautuvan muutaman päivän tai viikon sisällä, vaikka tarkkaa aikaa ei voida tietää ja ennusteet voivat olla vääriä, kun taas vain maanjäristyksen todennäköisyys voidaan ennustaa. On mahdotonta määrittää aikataulua seuraavalle maanjäristykselle.