Witaj, Gość
Główna » Artykuły » Moje artykuły

JAKIE ZJAWISKA WYWOŁUJĄ WULKANIZM I TRZĘSIENIA ZIEMI

Jakie procesy wywołują zjawiska wulkaniczne i trzęsienia Ziemi?

Jest takie miejsce na Ziemi, gdzie można kręcić filmy fantastyczno‑naukowe lub baśnie, gdzie ośnieżone szczyty sąsiadują z morzem, gdzie dymią stożki wulkaniczne otoczone lasami drzewiastych paproci, a gorące źródła biją wśród czarnych wydm wulkanicznego piasku. Ten piękny zakątek to wyspy Nowej Zelandii.

Na zdjęciu krajobraz Nowej Zelandii. Na pierwszym planie rozległa równina pokryta trawą, gdzieniegdzie drzewa. Kręta droga. Po lewej stronie wysokie strome góry. Nie są pokryte roślinnością. W tle zbiornik wodny i góry. Niebo pokryte szarymi chmurami przykrywającymi szczyty gór.

Nowa Zelandia

Już wiesz

  • jaka jest wewnętrzna budowa Ziemi;

  • jakie można wyróżnić podstawowe rodzaje skał i minerałów;

  • jakie są przyczyny i konsekwencje płytowej budowy skorupy ziemskiej.

Nauczysz się

  • wyjaśniać, co to są wulkany i jak powstają;

  • odczytywać z mapy, gdzie na Ziemi rozmieszczone są wulkany;

  • wyjaśniać przyczyny powstawania, rozmieszczenie geograficzne i konsekwencje trzęsień ziemi.

1. Co to jest wulkan i jak jest zbudowany?

Zjawiska wulkaniczne powstają w wyniku wysokiego ciśnienia materii znajdującej się głęboko pod powierzchnią Ziemi, w skorupie lub płaszczu Ziemi. Powstaje tam magma– gorąca, stopiona masa skał, z dużą ilością wody i gazów. Ciśnienie to powoduje wydobywanie się na powierzchnię stałych, ciekłych i gazowych produktów wulkanicznych. Przez szczeliny i otwory w skorupie ziemskiej wylewa się roztopiona masa skalna, czyli lawa, a do atmosfery wyrzucane są gazy i popioły wulkaniczne. Miejsce, w którym na powierzchnię kontynentów lub na dno morza punktowo wydobywa się lawa i inne produkty wulkaniczne, jest nazywane wulkanem. Od ciśnienia gazów oraz temperatury i lepkości lawy zależy przebieg erupcji oraz kształt stożków wulkanicznych.
Wulkany, z których wydostaje się gęsta lawa, dużo gazów oraz popiołów, przybierają zwykle kształt wysokich stożków, dlatego nazywamy je wulkanami stożkowymi. Ich erupcje są gwałtowne i niebezpieczne dla ludzi. Łagodne, powolne erupcje rzadkiej lawy z małą ilością gazów wulkanicznych tworzą płaskie wulkany tarczowe. Wulkany powstają najczęściej w strefach subdukcji i wówczas magma formuje się ze stopionych skał pogrążających się płyt litosfery. Wiele wulkanów występuje również w strefach spreadingu (zarówno na lądzie, jak i na dnie oceanicznym), a wylewająca się z nich lawa pochodzi z płaszcza ziemskiego. Wulkany spotyka się także daleko od granic płyt litosfery, ale w ich obrębie. Kształtują się one nad tzw. plamami gorąca (ang. hot spot), czyli miejscami, gdzie prądy konwekcyjne w płaszczu ziemskim dostarczają tak wiele ciepła, że potrafi ono przetopić litosferę i umożliwić wędrówkę magmy ku powierzchni Ziemi. Jedna z największych plam gorąca mieści się pod terenem Parku Narodowego Yellowstone w USA.

Kolorowy schemat przekroju przez litosferę, płaszcz Ziemi i jądro Ziemi. Warstwa wierzchnia to z lewej strony morze w kolorze niebieskim, a z prawej ląd w kolorze zielonym. Na morzu wulkan powstały w strefach spreadingu i nad tzw. plamami gorąca, na lądzie wulkan powstały w strefie subdukcji.

Wulkany powstają w strefach subdukcji, w strefach spreadingu i nad tzw. plamami gorąca

Na ilustracji przekrój wulkanu. Podstawa w kolorze szarym z czerwoną magmą wybijającą ku górze przez komin wulkaniczny. Na podstawie przekrój stożka. Lawa wydostaje się przez krater i komin boczny. Nad stożkiem chmura gazów i bomby wulkaniczne.

Charakterystyczne elementy budowy wulkanu

Na zdjęciu góra w kolorze szarym, o kształcie stożka, na szczycie leży śnieg. Nie jest porośnięta roślinnością. Na pierwszym planie ogrodzona łąka, krzewy i drzewa.

Góra Taranaki na Nowej Zelandii jest przykładem wulkanu stożkowego

fullscreen

Wulkany tarczowe w Parku Narodowym Wulkany Hawaiʻi

Polecenie 1

Opisz budowę wulkanu stożkowego. Wymień kilka produktów erupcji wulkanicznej.

Ciekawostka

27 sierpnia 1883 roku miała miejsce jedna z największych erupcji w dziejach ludzkości. Wulkan Krakatau na małej wyspie w Indonezji (pomiędzy Jawą a Sumatrą) wyrzucił 20–40 km3 popiołów i skał na wysokość 55 km, niszcząc 2/3 wyspy. Wybuch było słychać i widać w odległości kilku tysięcy kilometrów. Zginęło kilkadziesiąt tysięcy ludzi.

Zdjęcie satelitarne. Ciemnogranatowe morze. Kilka wysp porośniętych roślinnością. Biały kontur obejmujący dwie odległe wyspy. To kształt wyspy przed wybuchem wulkanu Krakatau. W lewym dolnym rogu miniatura globu z zaznaczoną lokalizacją sfotografowanego miejsca – Sumatra, Jawa.

Na skutek wybuchu wulkanu Krakatau w 1883 roku z powierzchni Ziemi zniknęło 2/3 wyspy

Ważne!

Gleby powstające na podłożu z popiołów wulkanicznych są bardzo żyzne i w ciepłym klimacie chętnie uprawiane przez rolników. W rezultacie okolice wulkanów w obszarach o dogodnym klimacie charakteryzują się gęstym zaludnieniem.

Uwaga!

Gwałtowne erupcje wulkanów, zwłaszcza wulkanów stożkowych, są bardzo niebezpieczne dla ludzi. Potoki lawy, popiół i bomby wulkaniczne, a najbardziej tzw. spływy piroklastyczne, czyli lawiny gorących gazów, popiołów i materiału skalnego schodzące z ogromną prędkością w dół stoków wulkanu, potrafią zabić setki, tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy ludzi.

Na zdjęciu mieszanina gazów wulkanicznych i popiołów unosząca się nad wzniesieniem. Na pierwszym planie zabudowania i nieliczne drzewa.

Widoczny spływ piroklastyczny na zboczach wulkanu Mayon na Filipinach

Na zdjęciu po prawej stronie zniszczone zabudowania pokryte szarym pyłem. Po lewej stronie gruba warstwa szarego pyłu. W tle trzy wzniesienia. Przez środek zdjęcia przebiega szeroka szczelina, jakby puste koryto rzeki.

Zniszczenia dokonane pod wpływem spływu piroklastycznego po wybuchu wulkanu Soufrière Hills na wyspie Montserrat na Morzu Karaibskim

2. Gdzie można natrafić na wulkany na kuli ziemskiej? Zjawiska powulkaniczne

Większość czynnych wulkanów kuli ziemskiej znajduje się w ogromnym pierścieniu obejmującym niemal cały Ocean Spokojny. Jest on związany ze strefami subdukcji i spreadingu. Do strefy tej zaliczamy wulkany zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej i Ameryki Północnej, wschodnie wybrzeża Azji, a szczególnie archipelagi Aleutów, Kurylów, Wysp Japońskich, Filipin i Indonezji aż po Nową Gwineę, archipelagi Oceanii i Nową Zelandię. Nazywamy go pacyficznym pierścieniem ognia. Występuje tam ok. 90% wszystkich czynnych wulkanów na Ziemi. Znacznie mniej wulkanów jest na terenach aktywnych wulkanicznie w Europie (głównie na Islandii i na Morzu Śródziemnym), Afryce (Ryft Wschodnioafrykański i Wyspy Kanaryjskie), na Hawajach i w górach Kaukazu. Pojedyncze występują także w innych miejscach kuli ziemskiej. Wygasłe wulkany, czyli niewykazujące już żadnej aktywności, spotkać można w wielu zakątkach świata, także w Polsce.

Ilustracja przedstawia mapę świata. Opisano kontynenty. Opisano oceany. Na mapie różowymi trójkątami zaznaczono czynne wulkany z nazwą i rokiem znaczącej erupcji od tysiąc dziewięćset osiemdziesiątego roku. Największe skupiska czynnych wulkanów znajdują się wzdłuż zachodnich wybrzeży obu Ameryk, na Islandii i południu Europy, w środkowej Afryce oraz wzdłuż wschodnich wybrzeży Azji, na wyspach Oceanu Spokojnego i w rejonie Archipelagu Malajskiego. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami. Dookoła mapy w białej ramce opisano współrzędne geograficzne co dwadzieścia stopni. Na dole mapy po lewej stronie wyjaśniono znak różowego trójkącika użytego na mapie – czynny wulkan z nazwą i rokiem znaczącej erupcji od tysiąc dziewięćset osiemdziesiątego roku.

Mapa z rozmieszczeniem na Ziemi większych czynnych wulkanów

W obszarach aktywnych wulkanicznie oraz tam, gdzie wulkany niedawno wygasły, można obserwować wiele zjawisk towarzyszących. Szczególnie efektowne są gejzery, czyli rodzaj gorących źródeł, z których co pewien czas gwałtownie wydobywa się wrząca woda z parą wodną, osiągając wysokość nawet kilkudziesięciu metrów. Często występują również gorące wody podziemne (wody termalne) oraz gorące źródła, w których woda bez udziału wysokiego ciśnienia spokojnie wypływa na powierzchnię. W wielu miejscach z ciągle gorącego wnętrza Ziemi wydostają się gazy. W zależności od ich lokalizacji, temperatury i składu chemicznego noszą różne nazwy. Na przykład wyziewy gazów o wysokiej lub bardzo wysokiej temperaturze nazywane są fumarolami.

fullscreen

Wybuch gejzeru na Islandii

Na zdjęciu kilka zagłębień w warstwie miękkich, wilgotnych, szarych osadów zebranych na dnie większego zagłębienia. W niektórych mała warstwa wody i bąbelki gazu.

Fumarole w Narodowym Parku Yellowstone w Stanach Zjednoczonych

Na zdjęciu w zagłębieniu brudna woda pokryta szarym kożuchem, widoczne bąbelki gazu. Szarobrunatna gleba dookoła.

Przez fumarole wydostają się gazy, m.in. chlorowodór, dwutlenek siarki, para wodna

Polecenie 2

Przeanalizuj mapy płyt litosfery oraz mapy występowania wulkanów i stwierdź, czy jest między nimi związek.

Polecenie 3

Wyszukaj w Internecie lub w czasopismach popularno‑naukowych informacje o niedawnych wybuchach wulkanów i ich konsekwencjach.

Ciekawostka

Zjawiska powulkaniczne, a zwłaszcza fumarole, są bardzo nietrwałe. Ubocznym skutkiem wybuchu wulkanu Navarupta w 1912 roku było powstanie na Alasce niezwykłego obszaru o powierzchni 100 km2 wypełnionego lawą i popiołami. Z powodu niezliczonej liczby fumaroli został on nazwany Doliną Dziesięciu Tysięcy Dymów. Dziś fumarole nie są już tak częste i sukcesywnie zanikają. Przyczyną tego zjawiska jest spadek aktywności wulkanicznej na tym obszarze.

Na czarno-białym zdjęciu teren górzysty. Cały teren spowija gęsty biały i szary dym.

Obraz Doliny Dziesięciu Tysięcy Dymów sprzed ponad 100 lat

Na zdjęciu na pierwszym planie płaski teren pokryty grubą warstwą brązowego pyłu. Pęknięcia i zagłębienia. W tle wysokie góry w najwyższych partiach pokryte śniegiem. Szczyty gór w chmurach. Chmury gęste. Nie widać nieba.

Dolina Dziesięciu Tysięcy Dymów (widok współczesny) wypełniona warstwą popiołów sięgającą nawet do 200 m. To efekt erupcji wulkanu Novarupta z 1912 roku

Uwaga!

Woda i para wodna w gejzerach mają temperaturę znacznie wyższą niż 100°C, są więc potencjalnie niebezpieczne dla obserwatorów. Nie wolno zbliżać się do gejzeru na odległość mniejszą niż wyznaczona dla punktów widokowych.

3. Rozmieszczenie trzęsień ziemi

Trzęsienia ziemi to drgania skorupy ziemskiej. Te, które rozchodzą się wewnątrz Ziemi, nazywamy falami sejsmicznymi. Z reguły są następstwem rozładowywania naprężeń wynikających z ruchu płyt litosfery. Do częstych przyczyn trzęsień ziemi zalicza się także wybuchy wulkanów. Ponadto może do nich dochodzić na skutek zapadania się stropów jaskiń albo wyrobisk w kopalniach (tzw. tąpnięcia), a także (bardzo rzadko) upadku relatywnie dużych meteorytów. Największe i najsilniejsze trzęsienia ziemi powstają w strefach kontaktu płyt litosfery. Przede wszystkim występują one w strefach subdukcji i przesuwania się płyt litosfery wzdłuż uskoków, często w okolicach czynnych wulkanów oraz w strefach spreadingu. Źródło rozchodzenia się fal sejsmicznych zostało nazwane ogniskiem albo hipocentrumtrzęsienia ziemi. Może ono znajdować się na różnej głębokości, nawet kilkuset kilometrów. Miejsce położone na powierzchni Ziemi, bezpośrednio ponad hipocentrum, to epicentrum. W nim właśnie wstrząsy odczuwane są najwcześniej i są najsilniejsze. Wielkość trzęsień ziemi określa się m.in. za pomocą skali Richtera. Na przykład trzęsienie ziemi o sile 2,0 to delikatne wstrząsy odczuwane tylko przez sejsmografy, występujące setki tysięcy razy na Ziemi w ciągu roku. Natomiast trzęsienie o mocy ok. 9,0 to katastrofalne w skutkach, niszczące całe miasta na wielkiej powierzchni (tysiące km2) wstrząsy, występujące dosyć rzadko – raz na kilka, kilkanaście lat.
Trzęsienia ziemi spotyka się na całej powierzchni kuli ziemskiej, ale ich oddziaływanie jest bardzo zróżnicowane geograficznie.

Na ilustracji prostopadłościan – wycinek Ziemi. Kilka brązowych warstw Ziemi, na powierzchni trawa, zbiornik wodny. Z lewej strony pęknięcie, tędy przechodzi uskok. Prawa strona przesunięta nieco w dół. Pod ziemią czerwonym punktem zaznaczone hipocentrum trzęsienia ziemi. Dookoła okręgami zaznaczone fale sejsmiczne. Na powierzchni nad hipocentrum czerwonym punktem zaznaczone epicentrum trzęsienia ziemi.

Epicentrum trzęsienia ziemi znajduje się na powierzchni Ziemi bezpośrednio nad hipocentrum

Na obszarach starych, sztywnych tarcz kontynentalnych i starych gór trzęsienia ziemi występują bardzo rzadko i są słabe. Nazywamy je obszarami asejsmicznymi. Ich przeciwieństwo stanowią obszary sejsmiczne, czyli takie, gdzie występuje 90% wszystkich trzęsień ziemi, w tym wszystkie najsilniejsze. Obszary sejsmiczne w bardzo dużym stopniu pokrywają się ze strefami kolizji płyt litosfery.

Ilustracja przedstawia mapę świata. Opisano kontynenty. Opisano oceany. Na mapie zaznaczono sejsmiczne obszary Ziemi: kolorem czerwonym – sejsmicznie aktywny obszar kontynentów i szelfów, kolorem pomarańczowym – sejsmicznie aktywny obszar grzbietów śródoceanicznych oraz asejsmiczne obszary Ziemi: kolorem zielonym stabilną platformę kontynentalną, kolorem niebieskim – stabilną platformę oceaniczną. Na mapie kolorowymi punktami zaznaczono trzęsienia ziemi w latach od dwa tysiące do dwa tysiące piętnaście. Na mapie przeważa kolor zielony w obrębie lądów i niebieski w obrębie mórz. Przez środek każdego z oceanów przebiega pomarańczowy pas oznaczający sejsmicznie aktywny obszar grzbietów śródoceanicznych. Wzdłuż zachodnich wybrzeży obu Ameryk, na południu Europy oraz wzdłuż wschodnich wybrzeży Azji i na wyspach Oceanu Spokojnego znajduje się oznaczony kolorem czerwonym sejsmicznie aktywny obszar kontynentów i szelfów. W jego obrębie umieszczono kolorowe (żółte, pomarańczowe, fioletowe i czarne) punkty obrazujące siłę trzęsień ziemi w stopniach skali Richtera. Najwięcej jest punktów w kolorze żółtym. Punkty czarne na mapie opisano wartościami i datą wystąpienia trzęsienia ziemi. Maksymalna wartość wynosi dziewięć i jedna dziesiąta stopnia w skali Richtera i mieści się w rejonie Archipelagu Malajskiego. Mapa pokryta jest równoleżnikami i południkami. Dookoła mapy w białej ramce opisano współrzędne geograficzne co dwadzieścia stopni. Po obu stronach mapy na dole umieszczono kolorowe prostokąty z opisem sejsmicznych i asejsmicznych obszarów Ziemi. Po prawej stronie na górze mapy umieszczono kolorowe punkty z opisem siły trzęsień Ziemi w skali Richtera. Wydzielono cztery kategorie: punkty żółte – trzęsienia ziemi o sile poniżej siedmiu stopni w skali Richtera, punkty pomarańczowe – trzęsienia ziemi o sile od siedmiu do siedem i cztery dziesiąte stopnia w skali Richtera, punkty fioletowe – trzęsienia ziemi o sile od siedmiu i pół do siedem i dziewięć dziesiątych stopnia w skali Richtera, punkty czarne – trzęsienia ziemi o sile powyżej ośmiu stopni w skali Richtera.

Rozmieszczenie i siła potężniejszych trzęsień ziemi mających miejsce na naszym globie w ostatnich kilkunastu latach

Polecenie 4

Wyszukaj w Internecie lub w czasopismach popularno‑naukowych informacje o niedawnych trzęsieniach ziemi i ich skutkach.

Polecenie 5

Znajdź informacje na temat rozwiązań stosowanych przez ludzi w sytuacjach podanych poniżeń i spróbuj ocenić ich skuteczność:

  • Jakie działania można podjąć, gdy budynek grozi zawaleniem?

  • Jak zapobiegać niszczycielskim falom zalewającym wybrzeże?

  • Jak przygotować ludzi do przetrwania godzin lub dni po trzęsieniu ziemi bez wody, elektryczności, żywności, leków i Internetu?

Uwaga!

Katastrofalne trzęsienia ziemi pod dnem oceanów, a jednocześnie w pobliżu wysp lub kontynentów mogą powodować zniszczenia będące efektem zarówno wstrząsów, jak i wywołanych trzęsieniem potężnych fal tsunami. W 2011 roku u wybrzeży japońskiej wyspy Honsiu miało miejsce tragiczne w skutkach trzęsienie ziemi. Duże zniszczenia przyniosło samo trzęsienie. Większe jednak były te spowodowane przez falę tsunami, którą ono wywołało. Dodatkowo, w wyniku obu kataklizmów doszło do uszkodzenia elektrowni jądrowej Fukushima, eksplozji i skażenia promieniotwórczego powietrza, wody oraz terenu wokół elektrowni.

fullscreen

Katastrofalne skutki fal tsunami

Praktycznie wszystkie trzęsienia ziemi są odnotowywane przez stacje sejsmologiczne rozsiane po całym świecie. Do ich zapisu służą specjalistyczne urządzenia, tzw. sejsmografy.

Na ilustracji sejsmograf. Urządzenie składa się z podstawy zamocowanej na podłożu i pionowej obudowy. Obudowa przenosi drgania podłoża na zawieszoną na obudowie nić. Na nici wisi ciężarek z rysikiem, który zapisuje drgania na obracającym się walcu umocowanym do podstawy.

Konstrukcja i zasada działania sejsmografu

fullscreen

Sejsmografy pracujące w Parku Narodowym Wulkany Hawaiʻi

Podsumowanie

  • Wulkan jest miejscem, gdzie magma z wnętrza Ziemi wydostaje się na powierzchnię w postaci lawy, popiołów i gazów wulkanicznych.

  • Wulkany powstają w strefach spreadingu, subdukcji i rzadziej we wnętrzach płyt litosfery.

  • W zależności od charakteru magmy zachodzą różne rodzaje erupcji wulkanicznych, a w ich efekcie powstają różne wulkany.

  • Najwięcej czynnych wulkanów funkcjonuje wokół Pacyfiku.

  • W sąsiedztwie wulkanów oraz w obszarach, gdzie wulkany już wygasły, występują gorące źródła, fumarole i gejzery.

  • Trzęsienia ziemi występują najczęściej w strefach kolizji płyt litosfery.

Kategoria: Moje artykuły | Dodał: kolo (2019-03-20)
Wyświetleń: 190 | Rating: 0.0/0
Liczba wszystkich komentarzy: 0
Imię *:
Email *:
Kod *:
Kategorie sekcji
Mini-czat
Statystyki

Ogółem online: 1
Gości: 1
Użytkowników: 0
Formularz logowania
 Statystyki