TURINYS
ĮVADAS…………………………………………………………………………2
1. VULKANIZMO SAMPRATA……………………………………………………………….31.1 Magma. Lavos rūšys.Vulkaninės medžiagos…………………….4
1.2 Ekstruziniai ir intruziniai dariniai………………………………..8
2. UGNIKALNIŲ KLASIFIKACIJOS………………………………………….9
3. GEOGRAFINIS VULKANŲ PAPLITIMAS………………………………..13
3.1 Europa……………………………………………………………14
3.2 Azija ir Indonezija……………………………………………….17
3.3 Afrika, Š. Amerika, P. ir C. Amerika……………………………16
3.4 Australija ir Antarktida…………………………………………..20
4. VULKANŲ IŠSIVERŽIMŲ PASEKMĖS……………………………………21
4.1 Išsiveržimai, sukėlę stichines nelaimes…………………………..21
4.2 Vulkanų padaryti nuostoliai, pastangos jų išvengti………………23
Vulkanų nauda……………………………………………………26
IŠVADOS…………………………………………………………………………27
LITERATŪRA……………………………………………………………………28
ĮVADAS
Vulkanų išsiveržimas- viena įspūdingiausių energijos apraiškų Žemėje. Pasaulyje kasdien kur nors išsiveržia ugnikalnis. Dažniausiai tai įvyksta gilių vandenynų dugne, todėl dauguma jų lieka nepastebėti.Vulkanų veikla labiausiai domina mokslininkus. Ugnikalnių išsiveržimai padeda suvokti Žemės istoriją ir vystymąsi, jos gelmių prigimtį. Tačiau aktyvi vulkanų veikla sukelia nemažai stichinių nelaimių, kurios yra pavojingos ne tik žmonių gyvybei, bet ir sukelia daug ekologinių problemų. Stichinių nelaimių metu pasaulyje buvo sugriautas ne vienas miestas- tai Herkulanumas, Stabija, Pompėja. Remiantis statistikos duomenimis, per pastaruosius 500 metų ugnikalnių išsiveržimai nusinešė apie 2 mln. žmonių gyvybių. Didžiausią pavojų kelia pelenų lietus, purvo ir lavos srautai.Tačiau, nepaisydami vulkanų keliamos grėsmės, žmonės gyvena jų papėdėse, nes iš sudūlijusių vulkaninių uolienų susidarę dirvožemiai yra pakankamai derlingi. Be to, dabar jau bandoma ugnikalniuose slypinčią šiluminę energiją panaudoti pigios energijos gamybai.
Šiais laikais mokslininkai pateikia nemažai žinių apie mūsų planetos sandarą, gali paaiškinti, kaip žemynų slinkimas sukelia vulkaninius reiškinius. Ši informacija padeda suprasti, kodėl ugnikalniai per kelias sekundes gali suniokoti neaprėpiamus plotus.
Vulkanų išsiveržimai mane sudomino tada, kai pamačiau Vezuvijaus vulkaną. Todėl rašydama šį darbą sužinojau daugiau apie ugnikalnių veiklą . Mano tikslas- paaiškinti skaitytojui, kas yra vulkanai, kodėl jie veržiasi ir kur labiausiai paplitę.
Pirmojoje darbo dalyje aptarsiu vulkanizmo sąvoką, plačiau panagrinėsiu magmos reikšmę ir lavos rūšis,pateiksiu vulkaninių medžiagų iliustraciją, paaiškinsiu, kaip susiformuoja intruziniai ir ekstruziniai dariniai. Antrojoje dalyje pateiksiu keletą ugnikalnių klasifikacijų. Tre- čiojoje smulkiau panagrinėsiu kai kuriuos ugnikalnius, pateiksiu vulkanų paplitimo žemėlapį.
Paskutinėje, t. y. pagrindinėje darbo dalyje, kalbėsiu apie ugnikalnių išsiveržimų reikšmę, kokia jų žala, padaryti nuostoliai ir pastangos jų išvengti. Plačiau aptarsiu keletą išsiveržimų, kurie žmonijos istorijoje atnešė didžiausias stichines nelaimes. Taip pat kalbėsiu apie teigiamą vulkanų reikšmę ir būdus, kaip stebėti ugnikalnius.
Tikiuosi, kad skaityti šį darbą bus įdomu ir naudinga. Galbūt dar labiau paaiškės kai kurie dalykai, susiję su vulkanizmu Žemėje.
1. VULKANIZMO SAMPRATA
Vulkanizmas- tai visuma gamtos reiškinių, kuriuos sukelia magmos (lavos) ir iš jos išsiskiriančių dujų, perkaitusių vandens garų, terminio vandens, migracija Žemės plutoje ir viršutinėje mantijoje, kilimas iš gelmių ir pasklidimas Žemės paviršiuje, atmosferoje. Dėl vulkanizmo susidaro magmos intruzijos (batolitai, daikos, lakolitai, silai), vyksta uolienų metamorfizacija litosferoje, kalnodara, giluminiai tektoniniai lūžiai, susidaro vulkaninės salos, dangos, vulkanai, ekstruzijos (fumarolės, geizeriai, terminiai vandenys), vulkaninės uolienos.
Vulkanizmo reiškinius, priežastis ir padarinius, įtaką Žemės plutos formavimuisi, aktyvumo etapus ir ryšį su kitais gamtos reiškiniais, vulkanų ir jų veiklos produktų pasiskirstymą Žemės paviršiuje tiria vulkanoligija. Šio mokslo tislas- rasti patikimus būdus vulkanų, ypač esančių tankiai žmonių gyvenamose vietose, veiklai ir stiprių išsiveržimų ypatumams nustatyti, kaip ekonomiškiau panaudoti vulkanų teikiamą energiją (Zinkus, 1984).
“Vulkano” ir “ugnikalnio” sąvokos yra tapačios. Vulkanas (lot. Vulcanus- senovės romėnų dievas) yra labiau tarptautinis žodis- tai ugnikalnis, vieta sausumoje ar po vandenynu, pro kurią iš požeminio magmos židinio per stemplę, o vėliau kraterį, į Žemės paviršių, atmosferą išsiveržia lava, vandens garai, vulkaninės dujos, bombos, smėlis, pelenai ir kt. Ugnikalnis yra kūgiška kalva, tai kalnas su
piltuvo pavidalo dauba, viršūnėje- krateriu. Dažnai vulkanuose atsiranda ir šoninių krateių, vadinamų parazitiniais. Kartais išsiveržia tiek magmos, kad požeminė kamera ištuštėja. Tada vulkanas įgriūva į tą tuštumą, ir susidaro stačiašlaitė įduba, vadinama kaldera, kurios skersmuo gali būti iki 20 km (Beazley, 1993).
Vulkanų kūgiai būna suraižyti siaurų, gilių išgraužų, kurios atsiranda dėl šlaitais nutekančių lietaus ir tirpsmo vandenų erozijos. Dvigubas ugnikalnis yra vadinamas soma, kuris susidaro iš seno suirusio kūgio ir jaunesnio vulkano, atsiradusio jo kalderoje arba krateryje. Toks yra Avačios ugnikalnis Kamčiatkoje (Solovjovas, Karpovas, 1987).
Vulkanai gali būti monogeniniai ir poligeniniai. Monogeniniai savo kūgį suformuoja vienkartinio aktyvumo metu. Tuo tarpu poligeniniai ugnikalniai savo kūgius formuoja ilgą laiko tarpą. Jie būna sudėtingi, turi daug parazitinių kraterių. Monogeniniai vulkanai turi gana paprastos formos kūgį. Ugnikalniai būna pavieniai (Vezuvijus) arba gali sudaryti grandines – Kamčiatka, Kurilai (Česnulevičius, 1998) .
1.2 Magma. Lavos rūšys. Vulkaninės medžiagos
Magma- tai įkaitusios ir ištirpusios, gana judrios uolienos. Magmos judrumą lemia šie veiksniai:
1. Litosferos masių slėgio pokytis.
2. Magmos tūrio pokytis dėl gravitacijos.
3. Magmos tūrio pokytis dėl konvekcinių srautų.
4. Magmos tūrio pokytis dėl radioaktyvių medžiagų skilimo ( Česnulevičius, 1998 ). Magma susidaro 40-300 km gylyje. Jai būdinga labai aukšta temperatūra ir didelis slėgis. Magmai kylant aukštyn, temperatūra ir slėgis mažėja. Tada susidaro dujų srautai, kurie skystesnėje magmoje greitai jungiasi, todėl kyla aukštyn ir veržiasi per kraterį ( Hortis, 1989 ). Į paviršių išsiliejusi lava ar išmetami pelenai suformuoja kūgį. Tačiau magma ne visada pasiekia paviršių. Vėsdama gilesniuose sluoksniuose ji sudaro didelius magminių uolienų masyvus- lakolitus, kurie yra lešiški geologiniai kūnai. Taip pat daikas, kurios kerta nuosėdinių uolienų sluoksnius, bei silus- nuosėdinių uolienų intarpus. ( Beazley, 1993 ).
Magma yra plastiška, elastinga, tąsi ir trapi. Dėl plastiškumo Zemės paviršiumi ji gali tekėti ir giliau. Nuo magmos cheminės sudėties (kvarco ir aliuminio kiekio) priklauso ugnikalnių išsiveržimų stiprumas. Bazinėje magmoje kvarcas ir aliuminis yra visiškai sunaudojami, tai lemia magmos takumą. Rūgštinėje magmoje šių elementų lieka pakankamai, todėl ji pasidaro tiršta ir klampi. Pro tokią magmą vulkaninės dujos laisvai veržtis negali, todėl jos kaupiasi sudarydamos aukštą slėgį, ir tik per ugnikalnio išsiveržimą patenka į atmosferą (Booth, 1995).
Lavos rūšys. Kai magma pasiekia litosferos paviršių, ji virsta lava. Vandenynų vidurio kalnagūbriai ir riftai yra sudaryti iš bazinės (takios) lavos.
Andezitinė (rūgščioji) lava suformuoja vulkanines salas, iškilusias ties plokščių pakraščiais. Ši lava susidaro plokščių užsikeitimo zonoje, tai vandenyninės plokštės,
magmos lydalas. Skysta lava liejasi ramiai. Klampesnė, kurioje kaupiasi dujos, kol jų slėgis nepadidėja, veržiasi sprogdama. Labai klampią lavą pelenų ir vulkaninių bombų pavidalu išmeta dideli sprogimai (Waugh, 2002). Bazinės ir rūgščios lavos skirtumai parodyti 1 lentelėje.Bazinė lava Rūgščioji lava
Skysta ir taki, temperatūra 1200°C Tiršta ir klampi, teka lėtai, temperatūra 800°C
Turi mažiau silicio dioksido (45- 52proc.) Turi daugiau silicio dioksido (52- 75 proc.)
Nuteka gana toli, ilgai vėsta ir sustingsta. Greit sustingsta ir atvėsta, todėl toli nenuteka.
Užlieja didelius plotus, susidariusios reljefo formos būna lėkštais šlaitais. Pasklinda mažesniame plote ir susidariusios reljefo formos būna stačiais šlaitais.
Išsilieja dažnai, bet gana ramiai. Išsiveržimai retesni, bet sprogimai galingesni.
Kartu išsiveržia ir garai. Kartu išmetami pelenai, uolienų gabalai, garai.
Susidaro ties konstruktyvaisiais plokščių pakraščiais, kur magma kyla iš mantijos. Tai būdinga Maunos Loa ugnikalniui. Susidaro ties destruktyvaisiais plokščių pakraščiais, iš užsikeitimo zonoje besilydančios vandenyninės plutos (Šv. Elenos, Mon Pelė).
Lavos srauto sudėtis priklauso nuo temperatūros, tėkmės greičio ir lavos sudėties. Yra naudojami du vulkaninio dirvožemio havajietiškos kilmės apibūdinimai- aa ir pahoehoe. Kai lava teka lėtai arba liejasi iš kraterio šiek tiek atvėsusi, susidaro
aa dirvožemis. Maždaug po septynių metų, kai lava sukietėja, šiame dirvožemyje pradeda augti augalai. Greitai tekant skystai lavai, ir jai vėstant, paviršiuje stingsta
plastiškas sluoksnis. Po juo tekanti dar skysta lava viršutiniį sluoksnį suraukšlėja- tai pahoehoe dirvožemis (Beazley, 1993).
Vulkaninės medžiagos. Apskaičiuota, kad kasmet vulkanai išmeta iš Žemės gelmių į paviršių apie 3 milijardus tonų medžiagų, kurios, veikiamos oro ir vandens, pereina geologinės apytakos ratą, labai pasikeičia ir virsta dabartine mažesnio tankio ir kitokios sudėties Žemės pluta. Vulkanai išmeta dujas, skysčius ir kietas medžiagas (Basalykas, 1985).
Lava yra skysta medžiaga, kuri pagal SiO2 kiekį būna:
a) rūgšti: daugiau nei 65% SiO2
b) vidutinė: 55-65%
c) bazinė: 55-45%
d)
mažiau nei 45%.
Rūgščioje, klampioje lavoje kaupiasi dujos. Kol jų slėgis nepadidėja, dujos veržiasi sprogdamos. Labai klampią lavą pelenų ir vulkaninių bombų pavidalu išmeta didžiuliai sprogimai. Vulkanų išsiveržimų metu išsiskiria tokios dujos kaip azotas, anglies dioksidas, vandenilio chloridas, vandens garai, vandenilio sulfidas (Beazley, 1993).
Kietosios vulkaninės kilmės medžiagos yra vadinamos piroklastine uoliena ir susideda iš šlako, pelenų, lavos ir kitų uolienų dalelių. Iš ugnikalnių veržiasi bombos (skersmuo iki 3 cm), lapiliai (1-3 cm skersmens), vulkaninis smėlis. Tai matome 2 paveiksle. Birūs dariniai yra vadinami tefra, o slenkanti šlaitu vulkaninių uolienų masė- piroklastiniais srautais. Nespėjusių ataušti piroklastinių uolienų dariniai vadinami ignimbritais (Waugh, 2002).
1.2 Ekstruziniai ir intruziniai dariniai
Dujos ir vandens garai iš žemės gelmių išmetami ne tik veržiantis ugnikalniams, bet ir veikiant šalia jų esantiems ekstruziniams dariniams. Tai- fumarolės, sulfataros, geizeriai ir purvo ugnikalniai. Jų daugiausiai būna silpnėjančios vulkaninės veiklos rajonuose.
Sulfataros susidaro, kai iš kraterio ima kilti sieringų dujų ir vandens garų srautai. Cirkuliuodamas tarp karštų uolienų, vanduo kaista ir plečiasi, retėja ir ima
kilti į viršų. Jame ištirpusios dujos sudaro burbulus, kurie dar labiau jį plečia ir stumia per kiaurymes karštų versmių pavidalu.
Fumarolėms yra būdinga tai, jog perkaitintas vanduo, išsiveržęs iš gelmių, dėl sumažėjusio slėgio virsta garais. Fumarolės susidaro iš sieros kristalų. Karštos fumarolių dujos teikia vulkanologams informaciją apie įvairių dujų santykinį kiekį magmoje. Iš to galima numatyti gretimų ugnikalnių išsiveržimus. Fumarolių dujas sudaro vanduo, anglies dvideginis, rūgštys, druskos. Patekusios į atmosferą dujos kondensuojasi, o fumarolių angose nusėda druskos, dažniausiai geltonos sieros adatėlės ir balti chlorido kristalai (Booth, 1995).
Geizeris- Žemės plutos apatinėje dalyje nuo karštų uolienų įkaitusio vandens ir garų fontanas. 1903 m. Vaimangaus geizeris N. Zelandijoje ištryško į maždaug 457 m aukštį ( Booth, 1995 ).
Intruziniai dariniai. Paviršių pasiekia nedidelis magmos kiekis, didelė jos dalis įsiterpia į plutą ir atvėsusi sukietėja. Susidaro intruzijos, kurios labai didelės įtakos reljefui neturi. Tačiau sudūlėjus virš jų slūgstančioms uolienoms, gali iškilti į paviršių, sukurdamos savitą kraštovaizdį. Tai įtakos turėjo ir paleogeno periode magmai įsiterpus į nuosėdines uolienas susidaręs šiaurės granitas Arano saloje , D. Britanijoje. Vėsdama magma pleišėjo, traukėsi, kol sukietėjusi sudarė kupolo formos granito kūną- batolitą, kurį gaubė nuo magmos karščio pakitusios nuosėdinės uolienos, iš smiltainių virtusios kristaliniais skalūnais. Po tam tikro laiko šios uolienos, veikiamos ledo, vėjo dūlėjo, batolitas atsidengė, jį paveikė cheminis dūlėjimas. Taip susidarė dideli granito luitai ir uolos.