wulkan

wulkan,

miejsce wydobywania się na powierzchnię Ziemi (także powierzchnię innych planet i ich satelitów) produktów erupcji: lawy (wulkan lawowy), materiałów piroklastycznych (wulkan pyłowy, szlakowy) oraz gazów wulkanicznych (wulkan gazowy).

Potocznie wulkanem nazywa się wzniesienie powstałe wskutek nagromadzenia się produktów erupcji wokół krateru lub szczeliny; forma tego wzniesienia zależy od przebiegu erupcji (a tym samym od składu lawy i jej właściwości fizycznych oraz od środowiska erupcji), a także od procesów powierzchniowych zachodzących po erupcji (erozja, osuwiska, oblodzenie, abrazja i in.). Ze względu na środowisko erupcji wulkany dzieli się na powierzchniowe (subaeralne), podmorskie i podlodowcowe (subglacjalne), a zależnie od rodzaju aktywności — na wulkany czynne, drzemiące i wygasłe (wulkany które nie wybuchały w czasach historycznych). Zależnie od kształtu otworu wulkanicznego rozróżnia się wulkany centralne (punktowe), wulkany szczelinowe (linearne) i wulkany mieszane. Najistotniejszym elementem budowy wulkanu centralnego jest komin wulkaniczny łączący zbiornik magmowy z powierzchnią Ziemi, gdzie jego ujście zwane jest kraterem wulkanicznym. W wulkanach szczelinowych funkcję komina wulkanicznego pełni głęboka rozpadlina, wokół której zalegają produkty erupcji; szczeliny doprowadzające lawę mogą znajdować się także na zboczach wulkanów centralnych.

Spośród wulkanów powierzchniowych, najbardziej rozległe budowle tworzą wulkany tarczowe; mają one postać płaskich, rozległych wzgórz o łagodnie nachylonych stokach (6–8°), składających się z law bazaltowych; wulkany te występują zazwyczaj w grupach i tworzą ciągi górskie towarzyszące szczelinom wulkanicznym; przykładem są wulkany hawajskie o średnicy podstawy powyżej 100 km i wysokości ponad 4 tysiące m, wulkany islandzkie i wulkany ápagos. Do stosunkowo niewielkich budowli (o wysokości rzędu kilkuset m) należą kopuły lawowe, o stromych stokach (45–75°); powstają w wyniku spiętrzenia lepkiej lawy (np. riolitowej) bezpośrednio nad kraterem wulkanicznym, z którego na ostatnim etapie erupcji bywają wyciskane iglice prawie zestalonej lawy, czyli protruzje. Najbardziej rozpowszechnione są wulkany stożkowe (o stokach nachylonych zazwyczaj pod kątem 20–40°), charakterystyczne dla stref subdukcji, wśród których rozróżnia się wulkany zbudowane głównie z materiałów piroklastycznych (np. wulkan Mayon na Filipinach) oraz wulkany składające się z naprzemianległych pokryw lawowych i piroklastycznych, czyli tzw. stratowulkany (np. Etna na Sycylii, Saint Helens w USA). Dla późnego stadium rozwoju dużych wulkanów (tarczowych, stożkowych) typowe są formy zwane kalderami, powstałe w wyniku zapadnięcia górnej części wzniesienia, wskutek opróżnienia zbiornika magmowego; w czasach historycznych jedna z nielicznych kalder utworzyła się 1883 po wybuchu wulkanu Krakatau (Indonezja); z kalderami oraz ze stożkami zniszczonymi przez gwałtowne eksplozje są związane specyficzne, złożone budowle wulkaniczne, zwane somma, w których młodsze formy wulkaniczne (zazwyczaj stożki) wyrastają z zagłębień znajdujących się na szczycie starszych form (np. w Wezuwiuszu).

Dla wulkanów morskich typowe są erupcje, które przy ciśnieniu słupa wody o wysokości co najmniej 500–1000 m produkują lawy (najczęściej bazaltowe) ulegające w różnym stopniu fragmentacji pod wpływem przechłodzenia w kontakcie z wodą; utwory te, są znane głównie jako lawy poduszkowe (pillow lava), tworzą góry podmorskie wznoszące się w postaci tarcz, stożków, rzadziej kopuł, na wysokość do kilku tysięcy km ponad dno oceaniczne; odmianą ich są gujoty, czyli wulkany stołowe, w formie ściętych stożków przykrytych płytkowodnymi osadami kredowymi; budowle te są reliktami wysp wulkanicznych, które uległy erozji i pogrążyły się w wodzie wskutek obniżania się dna oceanicznego; wulkany podmorskie tworzą najczęściej długie łańcuchy górskie na obszarach ryftów oceanicznych, w strefach rozprzestrzeniania się dna oceanicznego (np. grzbiet Juan de Fuca długości ok. 500 km), gdzie wylewy szczelinowe powodują powstanie pokryw wulkanicznych złożonych głównie z law bazaltowych. Obfite erupcje zachodzące na niewielkich głębokościach (rzędu kilkuset m), mogą szybko spowodować powstanie wysp wulkanicznych; w ten sposób 1963–65 w pobliżu południowych wybrzeży Islandii wyłoniły się wyspy Surtsey. Długotrwała działalność wulkanów podmorskich usytuowanych na znacznych głębokościach (kilku tysięcy m) też może z czasem prowadzić do powstania wulkanicznych wysp oceanicznych. Wulkany podlodowcowe wybuchające pod lodem (lub pod wodą z roztopionego lodu) są zbudowane z utworów podobnych do tych, z których składają się wulkany podmorskie, a ponadto — z niewielkiej ilości produktów erupcji powierzchniowych (zarówno law, jak też materiałów piroklastycznych); do charakterystycznych form morfologicznych należą kopce, grzbiety i góry stołowe, zwane tujami, o stromych zboczach i wierzchołku o długości do ok. 1 km, często pokrytym lawą; tego typu wulkany są znane m.in. z Islandii, obydwu Ameryk i Aleutów.

Wielkie wybuchy wulkanów powodowały olbrzymie zniszczenia; do niszczących czynników aktywności wulkanicznej należą głównie chmury gorejące i lawiny piroklastyczne, spływy popiołowe, opady piroklastyczne, wylewy lawy, gazy wulkaniczne; m.in. podczas wybuchu Wezuwiusza 79 r. n.e. ogromna ilość wyrzuconego popiołu zmieszanego z deszczem spowodowała zasypanie miast Herkulanum, Pompeje i Stabie. Obecnie jest czynnych ok. 460 wulkanów, których działalność wiąże się głównie z granicami płyt litosfery i strefami subdukcji; najwięcej wulkanów (ok. 340) grupuje się dookoła wybrzeży Oceanu Spokojnego (tzw. ognisty pierścień Pacyfiku). Na terenie Polski nie ma czynnych wulkanów, w ubiegłych epokach geologicznych istniały tu jednak rozległe i aktywne rejony wulkaniczne, np. w okresie permskim w okolicach Krakowa.

Wulkany znane są także z innych ciał niebieskich Układu Słonecznego. Na Księżycu, rozległe równiny mórz księżycowych są pokryte są lawami bazaltowymi i druzgotem tych law; wiek większości zbadanych skał wulkanicznych wynosi 3–4 mld lat. Na Marsie wykryto 3 główne obszary wulkaniczne; spośród ok. 20 wulkanów opatrzonych nazwami, 5 reprezentuje największe w Układzie Słonecznym wulkany tarczowe, będące jednocześnie najmłodszymi wulkanami tej planety, przedstawicielem ich jest wulkan Olympus Mons (wysokość ok. 27 tysięcy m, średnica podstawy ok. 500 km, wiek law 20–200 mln lat); do najstarszych form (3–3,5 mld lat) należą nieznane z innych planet tzw. wulkany paterowe (wysokość 1–2 km, średnica 200–300 km) zbudowane z popiołu bazaltowego, z kalderą pośrodku otoczoną radialnymi bruzdami. Największą obfitością wulkanów w Układzie Słonecznym odznacza się Wenus, na której odkryto ponad 1600 dużych wulkanów, a liczbę wszystkich szacuje się na co najmniej kilkaset tysięcy; przypuszcza się, że tylko nieliczne wulkany Wenus są obecnie czynne. Najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem Układu Słonecznego jest Io, największy księżyc Jowisza, na którym zachodzą niezwykle silne erupcje lawowe i eksplozywne; przy tych ostatnich wysokość kolumny erupcyjnej osiąga ponad 300 km, a prędkość wznoszenia się wynosi ok. 1000 m/s; wulkany te składają się głównie z law bazaltowych, lokalnie również z utworów piroklastycznych; lawy te są pokryte nalotem siarki.

Kilauea, krater wulkanu Pu’u O’o (Hawaje)

Arizona, wygasłe wulkany na terenie National Monument Sunset Crater (USA)

Kordyliery, wulkan Misti (Peru)

Wulkan, erupcja na Kamczatce.

Etna, wybuch wulkanu, zdjęcie satelitarne

Etna, dom zasypany popiołem po wybuchu wulkanu (Włochy)

Popocatépetl, czynny wulkan w Kordylierze Wulkanicznej (Meksyk)