Arten von Vulkanausbrüchen - Types of volcanic eruptions

Einige der eruptiven Strukturen, die während der vulkanischen Aktivität (gegen den Uhrzeigersinn) gebildet wurden: eine plinische Eruptionssäule , hawaiianische Pahoehoe- Flüsse und ein Lavabogen aus einer strombolianischen Eruption

Mehrere Arten von Vulkanausbrüchen -während die Lava , tephra ( Asche , lapilli , vulkanische Bomben und vulkanischer Block ), und verschiedene Gas werden aus einer ausgetrieben Vulkanentlüftungsöffnung oder Fissur -Have durch unterschieden volcanologists . Diese werden oft nach berühmten Vulkanen benannt, bei denen dieses Verhalten beobachtet wurde. Einige Vulkane können während einer Aktivitätsperiode nur einen charakteristischen Ausbruchstyp aufweisen, während andere eine ganze Reihe von Typen in einer Eruptionsserie aufweisen können.

Es gibt drei verschiedene Arten von Eruptionen. Die am besten beobachteten sind magmatische Eruptionen , die die Dekompression von Gas innerhalb des Magmas beinhalten, das es vorwärts treibt. Phreatomagmatische Eruptionen sind eine andere Art von Vulkanausbrüchen, die durch die Kompression von Gas im Magma angetrieben werden, das direkte Gegenteil des Prozesses, der die magmatische Aktivität antreibt. Der dritte Eruptionstyp ist die phreatische Eruption , die durch die Überhitzung von Dampf durch den Kontakt mit Magma angetrieben wird ; diese eruptiven Typen weisen oft keine magmatische Freisetzung auf, sondern verursachen stattdessen die Granulation von bestehendem Gestein.

Innerhalb dieser weitreichenden eruptiven Typen gibt es mehrere Untertypen. Die schwächsten sind Hawaiianer und U-Boote , dann Strombolianer , gefolgt von Vulcanian und Surtseyan . Die stärkeren eruptiven Typen sind Pelean-Eruptionen , gefolgt von Plinian-Eruptionen ; die stärksten Eruptionen werden „ Ultra-Plinian “ genannt. Subglaziale und phreatische Eruptionen werden durch ihren Eruptionsmechanismus definiert und variieren in ihrer Stärke. Ein wichtiges Maß für die Eruptionsstärke ist der Volcanic Explosivity Index (VEI), eine Größenordnung von 0 bis 8, die oft mit Eruptionstypen korreliert.

Eruptionsmechanismen

Diagramm , das die Skala von VEI Korrelation mit insgesamt ejecta Volumen

Vulkanausbrüche entstehen durch drei Hauptmechanismen:

Es gibt zwei Arten von Eruptionen in Bezug auf die Aktivität, explosive Eruptionen und effusive Eruptionen . Explosive Eruptionen sind durch gasgetriebene Explosionen gekennzeichnet, die Magma und Tephra vorantreiben . Effusive Eruptionen sind dagegen durch das Ausströmen von Lava ohne signifikante explosive Eruptionen gekennzeichnet.

Vulkanausbrüche variieren stark in ihrer Stärke. Auf der einen Seite gibt es überschwängliche hawaiianische Eruptionen , die durch Lavafontänen und flüssige Lavaströme gekennzeichnet sind , die normalerweise nicht sehr gefährlich sind. Auf der anderen Seite sind Plinianische Eruptionen große, heftige und hochgefährliche explosive Ereignisse. Vulkane sind nicht an einen Eruptionsstil gebunden und zeigen häufig viele verschiedene Typen, sowohl passive als auch explosiv, selbst innerhalb eines einzigen Eruptionszyklus. Vulkane brechen auch nicht immer senkrecht aus einem einzelnen Krater in der Nähe ihres Gipfels aus. Einige Vulkane weisen seitliche und Spalteneruptionen auf . Bemerkenswert ist, dass viele hawaiianische Eruptionen von Riftzonen ausgehen , und einige der stärksten surtseyanischen Eruptionen entwickeln sich entlang von Bruchzonen . Wissenschaftler glaubten, dass sich Magmapulse in der Kammer vermischten, bevor sie nach oben kletterten – ein Prozess, der schätzungsweise mehrere Tausend Jahre dauert. Vulkanologen der Columbia University fanden jedoch heraus, dass der Ausbruch des Irazú-Vulkans in Costa Rica im Jahr 1963 wahrscheinlich durch Magma ausgelöst wurde, das innerhalb weniger Monate eine ununterbrochene Route vom Mantel nahm.

Vulkanischer Explosivitätsindex

Der Volcanic Explosivity Index (üblicherweise abgekürzt als VEI) ist eine Skala von 0 bis 8, um die Stärke von Eruptionen zu messen. Es wird vom Global Volcanism Program der Smithsonian Institution verwendet , um die Auswirkungen historischer und prähistorischer Lavaströme zu bewerten. Sie funktioniert ähnlich wie die Richterskala für Erdbeben , da jedes Wertintervall eine Verzehnfachung der Magnitude repräsentiert (es ist logarithmisch ). Die überwiegende Mehrheit der Vulkanausbrüche weist VEIs zwischen 0 und 2 auf.

Vulkanausbrüche nach VEI-Index

VEI Federhöhe Eruptives Volumen * Eruptionstyp Häufigkeit ** Beispiel
0 <100 m (330 ft) 1.000 m 3 (35.300 Kubikfuß) hawaiisch Kontinuierlich Kilauea
1 100 – 1.000 m (300 – 3.300 Fuß) 10.000 m 3 (353.000 Kubikfuß) Hawaiianer/ Strombolianer Täglich Stromboli
2 1–5 km (1–3 Meilen) 1.000.000 m 3 (35.300.000 Kubikfuß) Strombolianer/ Vulkanier 14-tägig Galeras (1992)
3 3–15 km (2–9 Meilen) 10.000.000 m 3 (353.000.000 Kubikfuß) Vulkanier 3 Monate Nevado del Ruiz ( 1985 )
4 10–25 km (6–16 Meilen) 100.000.000 m 3 (0,024 Kubikmeter) Vulkanier/ Peléan 18 Monate Eyjafjallajökull ( 2010 )
5 >25 km (16 Meilen) 1 km 3 (0,24 Kubikmeter) Plinian 10–15 Jahre Mount St. Helens ( 1980 )
6 >25 km (16 Meilen) 10 km 3 (2 Kubikmeter) Plinian/ Ultra-Plinian 50–100 Jahre Berg Pinatubo ( 1991 )
7 >25 km (16 Meilen) 100 km 3 (20 Kubikmeter) Ultra-Plinian 500–1000 Jahre Tambora ( 1815 )
8 >25 km (16 Meilen) 1.000 km 3 (200 Kubikmeter) Supervulkanisch 50.000+ Jahre Toba-See ( 74 kya )
* Dies ist das minimale Eruptionsvolumen, das erforderlich ist, damit die Eruption innerhalb der Kategorie berücksichtigt wird.
** Werte sind eine grobe Schätzung. Sie geben die Häufigkeiten für Vulkane dieser Größenordnung ODER HÖHER an
Zwischen der 1. und 2. VEI-Ebene besteht eine Diskontinuität; statt um eine Größenordnung von 10 erhöht sich der Wert um eine Größenordnung von 100 (von 10.000 auf 1.000.000).

Magmatische Eruptionen

Magmatische Eruptionen produzieren juvenile Klasten während der explosiven Dekompression durch Gasfreisetzung. Ihre Intensität reicht von den relativ kleinen Lavafontänen auf Hawaii bis hin zu katastrophalen ultra-plinischen Eruptionssäulen mit einer Höhe von mehr als 30 km (19 mi), größer als der Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 , der Pompeji begrub .

hawaiisch

Diagramm einer hawaiianischen Eruption . (key: 1. Aschenfeder 2. Lavafontäne 3. Crater 4. Lava See 5. Fumaroles 6. Lavafluss 7. Schichten aus Lava und Asche 8. Stratum 9. Sill 10. Magma Leitung 11 Magma Kammer 12. Dike ) Klicken Sie für eine größere Version .

Hawaiianische Eruptionen sind eine Art von Vulkanausbruch, die nach den hawaiianischen Vulkanen benannt ist, für die diese eruptive Art charakteristisch ist. Hawaiian Ausbrüche sind die ruhigsten Arten von vulkanischen Ereignissen, durch den gekennzeichneten effusive Ausbruch sehr Fluidbasalt -Typs Laven mit niedrigem Gasanteil . Das Volumen des ausgestoßenen Materials von hawaiianischen Eruptionen ist weniger als die Hälfte dessen, was bei anderen eruptiven Typen gefunden wird. Durch die stetige Produktion kleiner Mengen Lava entsteht die große, breite Form eines Schildvulkans . Eruptionen sind nicht auf dem Hauptgipfel wie bei anderen Vulkantypen zentralisieren und oft an Lüftungsöffnungen rund um den Gipfel auftreten und von Spaltenvulkan des Mittels ausstrahlend.

Hawaiianische Eruptionen beginnen oft als eine Reihe von Eruptionen entlang einer Spalte , einem sogenannten "Feuervorhang". Diese sterben ab, wenn sich die Lava an einigen der Schlote zu konzentrieren beginnt. Zentrale Eruptionen nehmen unterdessen oft die Form großer Lavafontänen (sowohl kontinuierlich als auch sporadisch) an, die Höhen von Hunderten von Metern oder mehr erreichen können. Die Partikel aus Lavafontänen normalerweise in der Luft abkühlen , bevor auf den Boden, in der Anhäufung von cindery resultierenden scoria Fragmenten; Wenn die Luft jedoch besonders dick mit Klasten ist , können sie aufgrund der Umgebungswärme nicht schnell genug abkühlen und treffen auf den noch heißen Boden, dessen Ansammlung Spritzkegel bildet . Wenn die Eruptionsraten hoch genug sind, können sie sogar spritzergespeiste Lavaströme bilden. Hawaiianische Eruptionen sind oft extrem langlebig; Puʻu ʻŌʻō , ein Vulkankegel auf dem Kilauea , brach seit über 35 Jahren ununterbrochen aus. Ein weiteres hawaiianisches vulkanisches Merkmal ist die Bildung aktiver Lavaseen , selbsterhaltende Pools aus roher Lava mit einer dünnen Kruste aus halbgekühltem Gestein.

Ropey pahoehoe Lava aus Kilauea , Hawai'i

Die Ströme von hawaiianischen Eruptionen sind basaltisch und können aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften in zwei Arten unterteilt werden. Pahoehoe- Lava ist ein relativ glatter Lavastrom, der wogend oder seilig sein kann. Sie können sich als ein Blatt, durch das Vorrücken von "Zehen" oder als schlängelnde Lavasäule bewegen. A'a- Lavaströme sind dichter und viskoser als Pahoehoe und neigen dazu, sich langsamer zu bewegen. Strömungen können 2 bis 20 m (7 bis 66 ft) dick sein. A'a-Ströme sind so dick, dass die äußeren Schichten zu einer schuttartigen Masse abkühlen, die das noch heiße Innere isolieren und an der Abkühlung hindern. A'a-Lava bewegt sich auf eine eigentümliche Weise – die Vorderseite der Strömung wird durch den Druck von hinten steiler, bis sie abbricht, woraufhin sich die allgemeine Masse dahinter vorwärts bewegt. Pahoehoe-Lava kann aufgrund zunehmender Viskosität oder zunehmender Schergeschwindigkeit manchmal zu A'a-Lava werden , aber A'a-Lava verwandelt sich nie in Pahoehoe-Fluss.

Hawaiianische Eruptionen sind für mehrere einzigartige vulkanologische Objekte verantwortlich. Kleine vulkanische Partikel werden vom Wind getragen und geformt und erkalten schnell zu tropfenförmigen glasigen Fragmenten, die als Peles Tränen (nach Pele , der hawaiianischen Vulkangottheit) bekannt sind. Bei besonders starkem Wind können diese Stücke sogar die Form von langen Strähnen annehmen, die als Pele-Haar bekannt sind . Manchmal belüftet Basalt zu Retikulit , dem Gesteinstyp mit der niedrigsten Dichte auf der Erde.

Obwohl hawaiianische Eruptionen nach den Vulkanen Hawaiis benannt sind, sind sie nicht unbedingt auf sie beschränkt; Die größte jemals aufgezeichnete Lavafontäne bildete sich 1986 auf der Insel Izu Ōshima (auf dem Berg Mihara ), ein 1.600 m (5.249 ft) hoher Schwall, der mehr als doppelt so hoch war wie der Berg selbst (der 764 m (2.507 ft) hoch ist) ).

Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie hawaiianisch aktiv sind, gehören:

Strombolian

Strombolianische Eruptionen sind eine Art Vulkanausbruch, benannt nach dem Vulkan Stromboli , der seit Jahrhunderten fast ununterbrochen ausbricht. Strombolianische Eruptionen werden durch das Platzen von Gasblasen im Magma angetrieben . Diese Gasbläschen im Magma sammeln sich an und verschmelzen zu großen Bläschen, die als Gasschnecken bezeichnet werden . Diese werden groß genug, um durch die Lavasäule aufzusteigen. Beim Erreichen der Oberfläche platzt die Blase durch den Luftdruckunterschied mit einem lauten Knall und schleudert Magma ähnlich einer Seifenblase in die Luft . Aufgrund des hohen Gasdrucks , der mit den Laven verbunden ist, findet die anhaltende Aktivität im Allgemeinen in Form von episodischen explosiven Eruptionen statt, die von den markanten lauten Explosionen begleitet werden. Bei Eruptionen treten diese Explosionen alle paar Minuten auf.

Der Begriff "Strombolian" wurde wahllos verwendet, um eine Vielzahl von Vulkanausbrüchen zu beschreiben, die von kleinen Vulkanexplosionen bis hin zu großen Eruptionssäulen reichen . In Wirklichkeit sind echte strombolianische Eruptionen durch kurzlebige und explosive Eruptionen von Laven mit mittlerer Viskosität gekennzeichnet , die oft hoch in die Luft geschleudert werden. Säulen können Hunderte von Metern hoch sein. Die Laven durch Strombolian Ausbrüchen ausgebildet sind eine Form von relativ viskosen basaltisch Lava, und dessen Endprodukt ist meist Schlacken . Die relative Passivität strombolianischer Eruptionen und ihre nicht schädigende Natur an ihrem Quellschlot ermöglichen es strombolianischen Eruptionen, sich über Tausende von Jahren unvermindert fortzusetzen, und machen sie auch zu einer der am wenigsten gefährlichen Eruptionsarten.

Ein Beispiel für die Lavabögen, die während der strombolianischen Aktivität entstanden sind. Dieses Bild ist von Stromboli selbst.

Strombolianische Eruptionen stoßen Vulkanbomben und Lapilli- Fragmente aus, die sich in parabolischen Bahnen bewegen, bevor sie um ihre Quellöffnung landen. Die stetige Anhäufung kleiner Fragmente bildet Schlackenkegel, die vollständig aus basaltischen Pyroklasten bestehen . Diese Form der Akkumulation führt tendenziell zu wohlgeordneten Tephra -Ringen .

Strombolianische Eruptionen ähneln den hawaiianischen Eruptionen , aber es gibt Unterschiede. Strombolianische Eruptionen sind lauter, produzieren keine anhaltenden Eruptionssäulen , produzieren keine vulkanischen Produkte, die mit dem hawaiianischen Vulkanismus in Verbindung stehen (insbesondere Peles Tränen und Peles Haare ) und produzieren weniger geschmolzene Lavaströme (obwohl das Eruptionsmaterial dazu neigt, kleine Rinnsale zu bilden).

Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie strombolianische Aktivitäten aufweisen, gehören:

  • Parícutin , Mexiko , die 1943 aus einem Riss in einem Maisfeld ausbrach. Zwei Jahre nach ihrem Bestehen begann die pyroklastische Aktivität nachzulassen, und das Ausströmen von Lava aus ihrer Basis wurde zu ihrer primären Aktivität. Die Eruptionen hörten 1952 auf und die endgültige Höhe betrug 424 m (1.391 ft). Dies war das erste Mal, dass Wissenschaftler den kompletten Lebenszyklus eines Vulkans beobachten konnten.
  • Ätna , Italien , der bei jüngsten Eruptionen strombolianische Aktivität gezeigt hat, zum Beispiel 1981, 1999, 2002–2003 und 2009.
  • Mount Erebus in der Antarktis , der südlichste aktive Vulkan der Welt, seit 1972 ausbrechend beobachtet. Eruptive Aktivität bei Erebus besteht aus häufiger strombolianischer Aktivität.
  • Stromboli selbst. Der Namensgeber der milden explosiven Aktivität, die es besitzt, war während der gesamten historischen Zeit aktiv; Seit mehr als einem Jahrtausend werden bei Stromboli im Wesentlichen kontinuierliche strombolianische Eruptionen aufgezeichnet, die gelegentlich von Lavaströmen begleitet werden.

Vulkanier

Diagramm eines Vulkanausbruchs . (key: 1. Aschenfeder 2. Lapilli 3. Lavafontäne 4. Vulkanasche regen 5. Vulkan Bombe 6. Lavafluss 7. Schichten aus Lava und Asche 8. Stratum 9. Sill 10. Magma Leitung 11 Magma Kammer 12. Deich ) Klicken Sie für eine größere Version.

Vulkanausbrüche sind eine Art Vulkanausbruch, der nach dem Vulkan Vulcano benannt ist . Er erhielt seinen Namen nach Giuseppe Mercallis Beobachtungen seiner Eruptionen zwischen 1888 und 1890. Bei Vulkanausbrüchen erschwert viskoses Magma im Inneren des Vulkans das Entweichen von vesikulären Gasen . Ähnlich wie bei strombolianischen Eruptionen führt dies zum Aufbau eines hohen Gasdrucks , der schließlich die Kappe platzt, die das Magma unten hält, und zu einer explosiven Eruption führt. Im Gegensatz zu strombolianischen Eruptionen sind ausgestoßene Lavafragmente jedoch nicht aerodynamisch; dies ist auf die höhere Viskosität des vulkanischen Magmas und die stärkere Aufnahme von kristallinem Material zurückzuführen, das von der ehemaligen Kappe abgebrochen wurde. Sie sind auch explosiver als ihre strombolianischen Gegenstücke, wobei eruptive Säulen oft zwischen 5 und 10 km hoch werden. Schließlich sind Vulkanianische Einlagen andesitic dazitischen statt basaltischen .

Die anfängliche vulkanische Aktivität ist durch eine Reihe kurzlebiger Explosionen gekennzeichnet, die einige Minuten bis einige Stunden andauern und durch den Auswurf von vulkanischen Bomben und Blöcken gekennzeichnet sind . Diese Eruptionen verschleißen den Lavadom , der das Magma festhält, und es zerfällt, was zu viel ruhigeren und kontinuierlicheren Eruptionen führt. Ein frühes Anzeichen für zukünftige vulkanische Aktivität ist das Wachstum von Lavadomen, und sein Zusammenbruch erzeugt eine Ausgießung von pyroklastischem Material den Hang des Vulkans hinunter.

Ausbruch von Tavurvur in Papua-Neuguinea

Ablagerungen in der Nähe des Quellschlots bestehen aus großen Vulkanblöcken und Bomben , wobei sogenannte „ Brotkrustenbomben “ besonders verbreitet sind. Diese tief gerissenen Vulkanbrocken bilden sich, wenn das Äußere der ausgestoßenen Lava schnell zu einer glasigen oder feinkörnigen Schale abkühlt , das Innere jedoch weiter abkühlt und blasig wird . Das Zentrum des Fragments dehnt sich aus und bricht das Äußere. Der Großteil der vulkanischen Lagerstätten besteht jedoch aus feinkörniger Asche . Die Asche ist nur mäßig dispergiert und ihre Häufigkeit weist auf einen hohen Fragmentierungsgrad hin , der auf hohe Gasgehalte im Magma zurückzuführen ist. In einigen Fällen wurde festgestellt, dass diese das Ergebnis von Wechselwirkung mit meteorischem Wasser sind , was darauf hindeutet, dass Vulkanausbrüche teilweise hydrovulkanisch sind .

Vulkane, die vulkanische Aktivität gezeigt haben, sind:

Vulkanische Eruptionen machen schätzungsweise mindestens die Hälfte aller bekannten holozänen Eruptionen aus.

Peléan

Peléan-Eruptionen (oder nuée ardente ) sind eine Art Vulkanausbruch, der nach dem Vulkan Mount Pelée auf Martinique benannt ist , dem Ort eines Peléan-Ausbruchs im Jahr 1902, der eine der schlimmsten Naturkatastrophen der Geschichte ist. Bei Peléan-Eruptionen wird eine große Menge an Gas, Staub, Asche und Lavafragmenten aus dem zentralen Krater des Vulkans geblasen, angetrieben durch den Einsturz von Rhyolith- , Dazit- und Andesit- Lavadomeinbrüchen , die oft große eruptive Säulen erzeugen . Ein frühes Zeichen einer kommende Eruption ist das Wachstum eines sogenannten Pelean oder Lava Wirbelsäule , eine Beule in dem Gipfel des Vulkans seinen totalen Zusammenbruch preempting. Das Material kollabiert in sich selbst und bildet einen sich schnell bewegenden pyroklastischen Strom (bekannt als Block- and- Asche- Strom), der sich mit enormen Geschwindigkeiten, oft über 150 km (93 Meilen) pro Stunde, den Berghang hinunter bewegt. Diese Erdrutsche machen Peléan-Eruptionen zu einer der gefährlichsten der Welt, die bewohnte Gebiete durchbrechen und schwere Menschenleben kosten kann. Der Ausbruch des Mount Pelée im Jahr 1902 verursachte enorme Zerstörungen, tötete mehr als 30.000 Menschen und zerstörte St. Pierre vollständig , das schlimmste Vulkanereignis des 20. Jahrhunderts .

Peléan-Eruptionen zeichnen sich vor allem durch die glühenden pyroklastischen Ströme aus, die sie antreiben. Die Mechanik einer Peléan-Eruption ist der einer vulkanischen Eruption sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Struktur des Vulkans bei Peléan-Eruptionen mehr Druck aushalten kann, sodass die Eruption als eine große Explosion und nicht als mehrere kleinere auftritt.

Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie Peléan-Aktivitäten haben, gehören:

  • Berg Pelée , Martinique . Der Ausbruch des Mount Pelée im Jahr 1902 verwüstete die Insel vollständig, zerstörte St. Pierre und hinterließ nur 3 Überlebende. Der Eruption ging direkt das Wachstum von Lavadomen voraus.
  • Mayon Vulkan , der aktivste Vulkan der Philippinen . Es war der Ort vieler verschiedener Arten von Eruptionen, einschließlich Peléan. Etwa 40 Schluchten strahlen vom Gipfel aus und bieten Wege für häufige pyroklastische Ströme und Schlammlawinen in das darunter liegende Tiefland. Mayons heftigster Ausbruch ereignete sich 1814 und war für über 1200 Todesfälle verantwortlich.
  • Der Peléan-Ausbruch des Mount Lamington 1951 . Vor dieser Eruption war der Gipfel noch nicht einmal als Vulkan erkannt worden. Über 3.000 Menschen wurden getötet, und es ist zu einem Maßstab für die Untersuchung großer Peléan-Eruptionen geworden.

Plinian

Diagramm einer Plinian-Eruption . (Schlüssel: 1. Aschewolke 2. Magma Leitung 3. Vulkanasche regen 4. Schichten aus Lava und Asche 5. Stratum 6. Magma Kammer ) für eine größere Ansicht klicken .

Plinianische Eruptionen (oder Vesuvianische Eruptionen) sind eine Art Vulkanausbruch, der nach dem historischen Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n . Chr. benannt wurde, der die römischen Städte Pompeji und Herculaneum und insbesondere nach seinem Chronisten Plinius dem Jüngeren begrub . Der Prozess, der Plinianische Eruptionen antreibt, beginnt in der Magmakammer , wo gelöste flüchtige Gase im Magma gespeichert werden. Die Gase bilden Blasen und sammeln sich an, während sie durch die Magmaleitung aufsteigen . Diese Blasen verklumpen und explodieren, sobald sie eine bestimmte Größe (etwa 75% des Gesamtvolumens der Magmaleitung) erreicht haben. Die engen Grenzen der Leitung drücken die Gase und das zugehörige Magma nach oben und bilden eine eruptive Säule . Die Eruptionsgeschwindigkeit wird durch den Gasgehalt der Säule gesteuert, und Oberflächengesteine ​​mit geringer Festigkeit brechen normalerweise unter dem Druck der Eruption und bilden eine aufgeweitete ausgehende Struktur, die die Gase noch schneller drückt.

Diese massiven Eruptionssäulen sind das charakteristische Merkmal einer pliinischen Eruption und reichen 2 bis 45 km (1 bis 28 Meilen) in die Atmosphäre . Der dichteste Teil der Wolke, direkt über dem Vulkan, wird durch die Gasexpansion nach innen getrieben . Wenn sie höher in die Luft gelangt, dehnt sich die Wolke aus und wird weniger dicht, Konvektion und Wärmeausdehnung der Vulkanasche treiben sie noch weiter in die Stratosphäre . An der Spitze des Plumes treiben starke vorherrschende Winde den Plume in eine Richtung weg vom Vulkan .

21. April 1990 eruptive Kolonne vom Vulkan Redoubt , von der Kenai-Halbinsel nach Westen gesehen

Diese hochexplosiven Eruptionen sind mit volatilen dazitischen bis rhyolithischen Laven verbunden und treten am typischsten bei Stratovulkanen auf . Eruptionen können von Stunden bis Tagen dauern, wobei längere Eruptionen mit mehr felsischen Vulkanen verbunden sind. Obwohl sie mit felsischem Magma in Verbindung gebracht werden, können plinische Eruptionen auch an basaltischen Vulkanen auftreten, da die Magmakammer differenziert und siliziumdioxidreich strukturiert ist .

Plinianische Eruptionen ähneln sowohl den vulkanischen als auch den strombolianischen Eruptionen, mit der Ausnahme, dass Plinian-Eruptionen keine diskreten explosiven Ereignisse erzeugen, sondern anhaltende Eruptionssäulen bilden. Sie ähneln auch hawaiianischen Lavafontänen , da beide eruptiven Typen anhaltende Eruptionssäulen produzieren, die durch das Wachstum von Blasen aufrechterhalten werden, die sich mit etwa der gleichen Geschwindigkeit wie das sie umgebende Magma nach oben bewegen.

Von Plinian-Eruptionen betroffene Regionen sind starken Bimsstein- Luftfällen ausgesetzt, die eine Fläche von 0,5 bis 50 km 3 (0 bis 12 cu mi) betreffen . Das Material in der Aschewolke findet schließlich seinen Weg zurück zum Boden und bedeckt die Landschaft mit einer dicken Schicht aus vielen Kubikkilometern Asche.

Lahar fließt aus dem Ausbruch des Nevado del Ruiz 1985 , der Armero in Kolumbien völlig zerstörte

Das gefährlichste Eruptionsmerkmal sind jedoch die pyroklastischen Ströme, die durch den Materialkollaps erzeugt werden und sich mit extremen Geschwindigkeiten von bis zu 700 km pro Stunde den Berghang hinab bewegen und die Reichweite der Eruption auf Hunderte von verlängern können Kilometer. Der Auswurf von heißem Material vom Gipfel des Vulkans schmilzt Schneebänke und Eisablagerungen auf dem Vulkan, die sich mit Tephra zu Lahars mischen , schnell bewegenden Schlammlawinen mit der Konsistenz von nassem Beton, die sich mit der Geschwindigkeit einer Stromschnelle bewegen .

Zu den wichtigsten eruptiven Ereignissen der Plinianer gehören:

Arten von Vulkanen und Eruptionsfeatures.jpg

Phreatomagmatische Eruptionen

Phreatomagmatische Eruptionen sind Eruptionen, die durch Wechselwirkungen zwischen Wasser und Magma entstehen . Sie werden durch die thermische Kontraktion von Magma angetrieben, wenn es mit Wasser in Kontakt kommt (im Unterschied zu magmatischen Eruptionen, die durch thermische Expansion angetrieben werden). Dieser Temperaturunterschied zwischen den beiden verursacht heftige Wasser-Lava-Wechselwirkungen, die den Ausbruch ausmachen. Es wird angenommen, dass die Produkte phreatomagmatischer Eruptionen aufgrund der unterschiedlichen Eruptionsmechanismen regelmäßiger und feiner körnig sind als die Produkte magmatischer Eruptionen.

Es gibt Debatten über die genaue Natur von phreatomagmatischen Eruptionen, und einige Wissenschaftler glauben, dass Kraftstoff-Kühlmittel-Reaktionen für die explosive Natur kritischer sein können als thermische Kontraktion. Kraftstoff-Kühlmittel-Reaktionen können das vulkanische Material fragmentieren, indem sie sich Spannungswellen ausbreiten , Risse erweitern und die Oberfläche vergrößern , was letztendlich zu einer schnellen Abkühlung und explosiven, kontraktionsgetriebenen Eruptionen führt.

Surtseyan

Ein surtseyanischer (oder hydrovulkanischer) Ausbruch ist eine Art von Vulkanausbruch, der durch Wechselwirkungen zwischen Wasser und Lava im Flachwasser gekennzeichnet ist und nach seinem berühmtesten Beispiel benannt ist, dem Ausbruch und der Bildung der Insel Surtsey vor der Küste Islands im Jahr 1963. Surtseyan-Eruptionen sind das "nasse" Äquivalent zu bodengebundenen strombolianischen Eruptionen , aber da sie im Wasser stattfinden, sind sie viel explosiver. Da Wasser von Lava erhitzt wird, es blinkt in Dampf und heftig expandiert, es das Magma Kontakte in feinkörnigen Fragmentieren ash . Surtseyan-Eruptionen sind typisch für ozeanische Flachwasser- Vulkaninseln , aber sie sind nicht auf Seamounts beschränkt. Sie können auch an Land auftreten, wo aufsteigendes Magma , das in flachen Ebenen unter dem Vulkan mit einem Aquifer (wasserführende Gesteinsformation) in Kontakt kommt, sie verursachen kann. Die Produkte von Surtsey-Eruptionen sind im Allgemeinen oxidierte Palagonit- Basalte (obwohl andesitische Eruptionen vorkommen, wenn auch selten), und wie Strombolian-Eruptionen sind Surtsey-Eruptionen im Allgemeinen kontinuierlich oder anderweitig rhythmisch.

Ein entscheidendes Merkmal einer surtseyanischen Eruption ist die Bildung einer pyroklastischen Welle (oder Basiswelle ), einer bodenbedeckenden radialen Wolke, die sich zusammen mit der Eruptionssäule entwickelt . Basisstöße werden durch den Gravitationskollaps einer dampfförmigen Eruptionssäule verursacht, die insgesamt dichter ist als eine normale vulkanische Säule. Der dichteste Teil der Wolke ist der Öffnung am nächsten, was zu einer Keilform führt. Verbunden mit diesen seitlich bewegenden Ringe sind Dünen -förmigen Abscheidungen von Gestein zurückgelassenen durch die seitliche Bewegung. Diese werden gelegentlich durch Bombendurchbrüche unterbrochen , Gestein, das durch die explosive Eruption herausgeschleudert wurde und einem ballistischen Weg zum Boden folgte. Ansammlungen von nasser, kugelförmiger Asche, bekannt als akkretionäre Lapilli, sind ein weiterer häufiger Indikator für Schwall.

Im Laufe der Zeit neigen Surtseyan Ausbrüche zu bilden Maare , breiten Niedrig Relief Vulkankrater in den Boden gegraben, und Tuff Ringe , kreisförmige Strukturen schnell abgeschreckt Lava gebaut. Diese Strukturen sind mit einzelnen Eruptionen verbunden. Wenn jedoch Eruptionen entlang von Bruchzonen auftreten , können Riftzonen ausgegraben werden. Solche Eruptionen neigen dazu, heftiger zu sein als solche, die Tuffringe oder Maare bilden, ein Beispiel ist der Ausbruch des Mount Tarawera im Jahr 1886 . Littoral Kegel sind ein weiteres Merkmal hydrovolcanic, durch die explosive Ablagerung von basaltischen tephra erzeugt (obwohl sie nicht wirklich vulkanischen Schloten sind). Sie entstehen, wenn sich Lava in Lavarissen ansammelt, überhitzt und in einer Dampfexplosion explodiert , das Gestein zerbricht und an der Flanke des Vulkans ablagert. Aufeinanderfolgende Explosionen dieser Art erzeugen schließlich den Kegel.

Vulkane, von denen bekannt ist, dass sie Surtseyan-Aktivitäten haben, umfassen:

U-Boot

U-Boot-Eruptionen sind eine Art Vulkanausbruch, der unter Wasser auftritt. Schätzungsweise 75% des gesamten vulkanischen Eruptionsvolumens werden allein durch submarine Eruptionen in der Nähe von Mittelozeanischen Rücken erzeugt , aber aufgrund der Probleme, die mit der Erkennung von Tiefseevulkanen verbunden sind , blieben sie praktisch unbekannt, bis Fortschritte in den 1990er Jahren ihre Beobachtung ermöglichten.

Unterseeische Eruptionen können Seeberge hervorbringen, die die Oberfläche durchbrechen und vulkanische Inseln und Inselketten bilden können.

Unterseeischer Vulkanismus wird durch verschiedene Prozesse angetrieben. Vulkane in der Nähe von Plattengrenzen und mittelozeanischen Rücken entstehen durch das Dekompressionsschmelzen von Mantelgestein, das auf einem aufsteigenden Teil einer Konvektionszelle zur Krustenoberfläche aufsteigt. Eruptionen, die mit subduzierten Zonen verbunden sind, werden unterdessen durch subduzierende Platten angetrieben , die der steigenden Platte flüchtige Stoffe hinzufügen und ihren Schmelzpunkt senken . Jeder Prozess erzeugt anderes Gestein; Mittelozeanische Rückenvulkane sind hauptsächlich basaltisch , während Subduktionsströme hauptsächlich kalkalkalisch und explosiver und viskoser sind .

Die Ausbreitungsraten entlang der mittelozeanischen Rücken variieren stark, von 2 cm (0,8 Zoll) pro Jahr am Mittelatlantischen Rücken bis zu 16 cm (6 Zoll) entlang des Ostpazifischen Anstiegs . Höhere Ausbreitungsraten sind eine wahrscheinliche Ursache für einen höheren Vulkanismus. Die Technologie zur Untersuchung von Meeresbergeruptionen existierte nicht, bis Fortschritte in der Hydrophontechnologie es ermöglichten, akustische Wellen , die als T-Wellen bekannt sind, zu "hören" , die von unterseeischen Erdbeben im Zusammenhang mit unterseeischen Vulkanausbrüchen freigesetzt wurden . Der Grund dafür ist, dass landgestützte Seismometer keine seegestützten Erdbeben unter einer Magnitude von 4 erkennen können, sich aber akustische Wellen im Wasser und über lange Zeiträume gut ausbreiten. Ein System im Nordpazifik , das von der United States Navy unterhalten wurde und ursprünglich für die Erkennung von U-Booten gedacht war , hat im Durchschnitt alle 2 bis 3 Jahre ein Ereignis erkannt.

Die häufigste Unterwasserströmung ist Kissenlava , ein kreisförmiger Lavastrom, der nach seiner ungewöhnlichen Form benannt ist. Weniger verbreitet sind glasartige , marginale Blattströmungen, die auf größere Strömungen hinweisen. Vulkaniklastische Sedimentgesteine sind in Flachwasserumgebungen üblich. Wenn Plattenbewegungen beginnen, die Vulkane von ihrer eruptiven Quelle wegzutragen, beginnen die Eruptionsraten zu sinken und die Wassererosion zermahlt den Vulkan. Die letzten Stadien der Eruption bedecken den Seamount in alkalischen Strömen . Es gibt etwa 100.000 Tiefseevulkane auf der Welt, obwohl die meisten das aktive Stadium ihres Lebens überschritten haben. Einige beispielhafte Seamounts sind Loihi Seamount , Bowie Seamount , Davidson Seamount und Axial Seamount .

Subglazial

Subglaziale Eruptionen sind eine Art Vulkanausbruch, der durch Wechselwirkungen zwischen Lava und Eis , oft unter einem Gletscher, gekennzeichnet ist . Die Natur des Glaziovulkanismus schreibt vor, dass er in Gebieten hoher Breite und großer Höhe auftritt . Es wurde vermutet, dass subglaziale Vulkane, die nicht aktiv ausbrechen, oft Wärme in das sie bedeckende Eis abgeben und Schmelzwasser produzieren . Diese Schmelzwassermischung führt dazu, dass subglaziale Eruptionen oft gefährliche Jökulhlaups ( Überschwemmungen ) und Lahars erzeugen .

Die Erforschung des Glaziovulkanismus ist noch ein relativ neues Gebiet. Frühe Berichte beschrieben die ungewöhnlichen steilen Vulkane mit flacher Spitze ( Tuyas genannt ) in Island , von denen angenommen wurde, dass sie sich aus Eruptionen unter dem Eis gebildet haben. Der erste englischsprachige Artikel zu diesem Thema wurde 1947 von William Henry Mathews veröffentlicht und beschreibt das Tuya Butte- Feld im Nordwesten von British Columbia , Kanada . Der eruptive Prozess, der diese Strukturen aufbaut, der ursprünglich im Papier vermutet wurde, beginnt mit vulkanischem Wachstum unter dem Gletscher. Die Eruptionen ähneln zunächst denen, die in der Tiefsee vorkommen, und bilden am Fuße der vulkanischen Struktur Kissenlavahaufen . Ein Teil der Lava zerspringt beim Kontakt mit dem kalten Eis und bildet eine glasige Brekzie namens Hyaloklastit . Nach einer Weile schmilzt das Eis schließlich zu einem See, und die explosiveren Eruptionen der Surtsey-Aktivität beginnen, wobei Flanken hauptsächlich aus Hyaloklastit aufgebaut werden. Schließlich kocht die See von fort Vulkanismus aus, und die Lavaströme werden mehr überschwänglich und verdicken , wie die Lava kühlt sich viel langsamer, oft bilden säulen Verfugung . Gut erhaltene Tuyas zeigen all diese Etappen, zum Beispiel Hjorleifshofdi in Island.

Produkte von Vulkan-Eis-Wechselwirkungen stehen als verschiedene Strukturen, deren Form von komplexen Eruptions- und Umweltwechselwirkungen abhängt. Gletschervulkanismus ist ein guter Indikator für die Eisverteilung in der Vergangenheit und damit ein wichtiger klimatischer Marker. Da sie in Eis eingebettet sind, gibt es bei Gletschereisrückgängen weltweit Bedenken, dass Tuyas und andere Strukturen destabilisiert werden könnten, was zu massiven Erdrutschen führen könnte . Hinweise auf vulkanisch-glaziale Interaktionen gibt es in Island und Teilen von British Columbia , und es ist sogar möglich, dass sie bei der Deglaziation eine Rolle spielen .

Glaziovulkanische Produkte wurden in Island, der kanadischen Provinz British Columbia, den US-Bundesstaaten Hawaii und Alaska , der Cascade Range im westlichen Nordamerika, Südamerika und sogar auf dem Planeten Mars identifiziert . Zu den Vulkanen, von denen bekannt ist, dass sie subglaziale Aktivitäten aufweisen, gehören:

  • Mauna Kea im tropischen Hawaii . Es gibt Hinweise auf vergangene subglaziale Eruptionsaktivitäten auf dem Vulkan in Form einer subglazialen Ablagerung auf seinem Gipfel. Die Eruptionen entstanden vor etwa 10.000 Jahren, während der letzten Eiszeit , als der Gipfel des Mauna Kea mit Eis bedeckt war.
  • Im Jahr 2008 meldete der British Antarctic Survey einen Vulkanausbruch unter dem Eisschild der Antarktis vor 2.200 Jahren. Es wird angenommen, dass dies die größte Eruption in der Antarktis in den letzten 10.000 Jahren war. Vulkanische Ascheablagerungen des Vulkans wurden durch eine luftgestützte Radaruntersuchung identifiziert , die unter späteren Schneefällen in den Hudson Mountains in der Nähe des Pine Island-Gletschers begraben wurde .
  • Island , bekannt für Gletscher und Vulkane , ist oft ein Ort subglazialer Eruptionen. Ein Beispiel dafür ist eine Eruption unter der Vatnajökull -Eiskappe im Jahr 1996, die unter einer geschätzten 762 m hohen Eisschicht stattfand.
  • Im Rahmen der Suche nach Leben auf dem Mars haben Wissenschaftler vermutet, dass es auf dem Roten Planeten subglaziale Vulkane geben könnte. Mehrere potenzielle Orte eines solchen Vulkanismus wurden überprüft und ausführlich mit ähnlichen Merkmalen in Island verglichen:

Es wurden lebensfähige mikrobielle Gemeinschaften gefunden, die in tiefem (-2800 m) geothermischem Grundwasser bei 349 K und Drücken >300 bar leben. Darüber hinaus wurde postuliert, dass Mikroben in basaltischen Gesteinen in Rinden von verändertem vulkanischem Glas existieren. All diese Bedingungen könnten heute in Polarregionen des Mars existieren, in denen subglazialer Vulkanismus aufgetreten ist.

Phreatische Eruptionen

Phreatische Eruptionen (oder Dampfstoßeruptionen) sind eine Art von Eruption, die durch die Expansion von Dampf angetrieben wird . Wenn kaltes Grund- oder Oberflächenwasser mit heißem Gestein oder Magma in Kontakt kommt, überhitzt es sich und explodiert , bricht das umgebende Gestein und schiebt eine Mischung aus Dampf, Wasser , Asche , Vulkanbomben und Vulkanblöcken heraus . Das charakteristische Merkmal phreatischer Explosionen besteht darin, dass sie nur Fragmente von bereits vorhandenem Festgestein aus der vulkanischen Leitung sprengen; kein neues Magma ist ausgebrochen. Da sie durch das Aufbrechen von Gesteinsschichten unter Druck angetrieben werden, führt die phreatische Aktivität nicht immer zu einer Eruption; Wenn die Felswand stark genug ist, um der Explosionskraft standzuhalten, treten möglicherweise keine offenen Eruptionen auf, obwohl sich wahrscheinlich Risse im Gestein entwickeln und es schwächen werden, was zukünftige Eruptionen begünstigt.

Phreatische Eruptionen sind oft ein Vorläufer zukünftiger vulkanischer Aktivitäten und sind im Allgemeinen schwach, obwohl es Ausnahmen gab. Einige phreatische Ereignisse können durch Erdbeben ausgelöst werden , eine andere vulkanische Vorstufe, und sie können auch entlang von Deichlinien verlaufen. Phreatische Eruptionen bilden Basiswellen , Lahars , Lawinen und vulkanischen Block "Regen". Sie können auch tödliche giftige Gase freisetzen , die jeden in Reichweite der Eruption ersticken können.

Vulkane, von denen bekannt ist, dass sie phreatische Aktivität aufweisen, umfassen:

Siehe auch

Verweise

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Externe Links