Vulkanismus: Ursachen, Produkte, Eigenschaften, Auswirkungen und Verbreitung

Vulkanismus bezieht sich auf die Aktivität eines Vulkans und die Ergebnisse dieser Aktivität.

Ein Vulkan ist im Wesentlichen ein Riss in der Erdkruste, der mit der Erdkruste kommuniziert, mit dem Erdinneren kommuniziert, aus dem geschmolzenes Gesteinsmaterial (Lava), Springbrunnen aus glühendem Sprühnebel oder explosive Gase und Vulkanausbrüche fließen. “ Asche 'wird an der Oberfläche ausgebrochen. WM Davis (1905) behandelte den Vulkanismus als einen "Zufall", der zeitlich und örtlich so willkürlich vorkommt und die Erosionsentwicklung von Landschaften so stört, dass die Landformen nicht systematisch behandelt werden können.

Aufgrund der Häufigkeit des Ausbruchs gibt es aktive, ruhende und erloschene Vulkane. Die Vulkane, die im Vergleich zu anderen relativ häufig ausbrechen, sind aktiv. Nur wenige Vulkane bleiben über längere Zeiträume mehr oder weniger ständig in Eruption, aber intermittierende Aktivitäten treten häufiger auf. Die ruhenden Vulkane (aus dem lateinischen Wort Dromir, was "schlafen" bedeutet) sind Vulkane, bei denen es in letzter Zeit nicht regelmäßig zu Ausbrüchen gekommen ist.

Diese Vulkane durchlaufen lange Ruhephasen, in denen alle äußeren Anzeichen von Aktivität aufhören. Die Vulkane, in denen in historischen Zeiten kein Ausbruch registriert wurde, gelten als ausgestorben. Bevor ein Vulkan ausgestorben ist, durchläuft er eine abnehmende Phase, in der Dampf und andere heiße Gase und Dämpfe ausgeatmet werden. Diese werden als Fumarolen oder Solfataras bezeichnet.

Manchmal wird ein Vulkan, der als ausgestorben gilt, plötzlich aktiv. Die unfruchtbare Insel in den Andamanen- und Nikobareninseln Indiens, der Vesuv (Italien) und Krakatao (Indonesien) sind solche Beispiele. Die unfruchtbare Insel begann in den letzten Jahren plötzlich, heiße Gase und Lava auszuatmen, während der Vulkan Krakatao 1883 aktiv wurde und 36.000 Menschen in West-Java tötete. Es wird berichtet, dass das Geräusch der Explosion bis in die Türkei im Westen und Tokio im Osten gehört wurde. Heute ist Krakatao nur noch eine niedrige Insel mit einem Caldera-See im Krater.

Ursachen der vulkanischen Aktivität:

Die radioaktiven Substanzen in der Erde erzeugen durch Zersetzung und chemische Reaktionen ständig viel Wärme. Dadurch ist das Material im Erdinneren ständig im Fluss. Dieses geschmolzene, halb geschmolzene und manchmal gasförmige Material erscheint bei der ersten verfügbaren Gelegenheit auf der Erde.

Diese Gelegenheit bieten schwache Zonen entlang der Erdoberfläche. Die Erdbeben können zum Beispiel Störungsbereiche freigeben, durch die Magma entweichen kann. Aufgrund des hohen Drucks im Erdinneren entweichen Magma und Gase mit hoher Geschwindigkeit, wenn der Druck durch Ausbrüche abgelassen wird.

Produkte der vulkanischen Aktivität:

Grundsätzlich können vier Arten von vulkanischer Aktivität identifiziert werden:

1. Ausatmen:

Dies umfasst die Abgabe von gasförmigem Material wie Dampf, Rauch und Salzsäure, Ammoniumchlorid, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Kohlenmonoxid. Diese Gase können durch Entlüftungsöffnungen entweichen, die in Form von heißen Quellen, Geysiren, Fumarolen und Solfataras vorliegen - die im Allgemeinen nicht als Vulkane betrachtet werden, obwohl ihre Aktivität dem Vulkanausbruch ähnelt.

Ausatmende Aktivität führt zu Landformen wie Sinterhügeln, Kegeln aus ausgefällten Mineralien und Schlammvulkanen. Die Schlammvulkane des Capper River Basin in Alaska sind zwischen 45 und 95 m hoch und geben mineralisiertes warmes Wasser und Gas ab, einschließlich leichter Kohlenwasserstoffe, die wahrscheinlich aus dem Zerfall von vergrabenen Torfbetten oder Kohle stammen.

2. Effusive:

Diese Art von Aktivität bezieht sich auf die reichlichen Ausbrüche von Lava aus einem Abfluss oder Spalt. Lava ist der Name für durchgebrochenes geschmolzenes Gestein und für das anschließend abgekühlte feste Äquivalent. Während die meisten Lavas aus geschmolzenen Silikaten bestehen, ist auch kieselsäurefreie Lava üblich - wie in Ostafrika. Schwefelbasierte Lava wurde in Japan kommerziell abgebaut. Kieselsäure-reiche (also saure) Lava ist viskoser (dh dichter) als kieselarme (also basische) Lava. Die Viskosität der Lava ist ein entscheidender Faktor für die Entwicklung der Landform. Die beiden anderen Faktoren, die neben der Kieselsäure die Viskosität der Lava bestimmen, sind die Temperatur und die gelösten Gase.

Basaltische Lavas mit niedrigem Silikatgehalt sind sehr mobil und fließen für lange Distanzen frei. Die Deccan-Fallen, die heute aus solchen Lavas bestehen, bedecken eine Fläche von 5, 500 km². Ihre heutige Verbreitung ist jedoch kein Maß für ihre frühere Ausdehnung, da seit Tausenden von Jahren Denudation durchgesetzt wurde, die Basalte durchtrennt und eine Reihe von Ausreißern entfernt hat, die vom Hauptgebiet durch große Entfernungen getrennt sind.

Diese Ausreißer weisen darauf hin, dass das ursprüngliche Ausmaß der Formation mindestens 14 Lakh Quadratkilometer betragen musste. Säurelavas dagegen reisen nicht sehr weit, da sie sehr viskos sind. Die Säulenstruktur wird manchmal in feinkörnigen Plateau-Basalten einheitlicher Textur entwickelt (Abb. 1.35). Sehr gute säulenförmige Basalte sind in den Deccan-Fallen in der Nähe von Bombay zu sehen.

3. Explosiv:

Diese Art von Aktivität führt zur Fragmentierung und zum Auswurf von festem Material durch Lüftungsöffnungen. Vulkanische Ejekta, die sich aus Luft oder Wasser absetzen, werden manchmal als pyroklastische oder vulkaniclastische Sedimente oder Gesteine ​​bezeichnet. Tephra ist ein weniger umständlicher Sammelbegriff für alle fragmentierten Auswürfe aus den Vulkanen. Die unter Tephra klassifizierten Fragmente können unterschiedliche Korngrößen und -formen aufweisen. Das feinste sandgroße Tephra wird Asche genannt. Größere Schlacken nennt man Lapilli. Dies sind Kiesgrößen und entweder geschmolzen oder fest.

Bei den Blöcken handelt es sich um strömende oder bouldergroße, feste Auswurfstücke. Die verdrehten, luftgekühlten Auswürfe werden Bomben genannt. Tephra wird während des Transports in der Luft sortiert. Kleinere Partikel wie Lapilli und Asche wandern viele Kilometer durch die Luft und können lange Zeit in der Luft schweben. Die schwereren Teilchen wie Bomben und Blöcke fallen nur so weit von der Öffnung oder dem Spalt entfernt, wie die Sprengkraft sie schleudern kann. Schichten von Vulkanstaub und Asche werden oft zu einem Felsen namens Tuff verdichtet.

4. Unterwasservulkanismus:

Diese Art von vulkanischer Aktivität findet unter der Wasseroberfläche statt. Wenn Lava über den tiefen Meeresboden strömt oder anderweitig mit Wasser in Kontakt kommt, verfestigt sie sich zu einer Struktur wie ein durcheinandergesetzter Kissenhaufen und wird daher als Kissen-Lava bezeichnet.

In Teilen von Karnataka sind hervorragende Beispiele für Kissen-Lava aus der präkambrischen Zeit zu sehen. Viskose Lavas, und solche, die in geringeren Tiefen ausgebrochen sind, entwickeln zerbrochene glasige Ränder an Kissen und Strömungsflächen. Das verwandte vulkanische Produkt ist Hyaloclastit (wörtlich: glasiges Fragmentgestein). Die meisten bisher identifizierten Hyaloclastite befinden sich in Island. Im Marie-Byrd-Land der Antarktis machen Hyaloclastite einen erheblichen Anteil an mehreren Vulkangipfeln aus, die durch die Eisdecke ragen.

Charakteristische eruptive Typen:

Basierend auf dem typischen Muster oder der Art der Eruptionen bestimmter bekannter Vulkane können vier grundlegende Arten der Eruption identifiziert werden. Keiner der Vulkane bricht jedoch mit nur einer der beschriebenen Aktivitäten aus.

1. Hawaiianische Eruption:

Dabei wurde die Basaltlava aus Kratern, Lavaseen oder Rissen ausgiebig ausgeschüttet. Eine einzelne Strömung ist ungefähr 10 m dick und breitet sich entweder über offene Hänge breit aus oder fließt als Lavafluss durch die Täler. Es wird wenig Gas oder Tephra produziert. Beispiele: Die großen Basaltplateaus von Kolumbien und Island.

2. Strombolianischer Ausbruch:

In diesem Fall wird mehr viskose Lava in regelmäßigen Abständen von etwa 15 Minuten aus einem Lavasee im Krater brunnenartig nach oben ausgeworfen. Stromboli liegt auf den Liparischen Inseln in der Nähe von Italien. Es wird der "Leuchtturm des Mittelmeers" genannt.

3. Vulcanian Ausbruch:

Der Ausbruch in diesem Modus ist explosiv. Die geschmolzene Lava, die den Krater füllt, verfestigt sich und wird explosionsartig als große Blumenkohlwolke aus dunklem Tephra ausgestoßen. Bomben, Blöcke, Lapilli duschen die Umgebung. Es entstehen nur geringe Lavaströme. Nach jedem Ausbruchszyklus schlummert der Vulkan jahrzehntelang oder jahrhundertelang.

4. Pelean-Eruption:

Diese Art von Eruption ist das Ergebnis von sehr viskoser, gasreicher, saurer Lava, die den Abzug verstopft und entweder heftig über dem Kraterrand aufschäumt oder seitlich ausbricht. Eine Explosion des Pelean-Typs unterscheidet sich von einem Vulkanausbruch dadurch, dass die sehr heiße Gas-Lava-Mischung nicht vom Aufwind in den Himmel zu kaltem Tephra befördert wird, sondern sich als nuce ardente nach unten ausbreitet und weiterhin Gas entwickelt, das die fließenden Fragmente abfedert.

Auswirkungen des Vulkanismus auf die menschliche Aktivität:

Zerstörerische Effekte:

Vulkanausbrüche zählen zu den großen Naturkatastrophen der Erde. In der Geschichte von Völkern, die in der Nähe von aktiven Vulkanen leben, kommt es häufig zum Verlust von Menschenleben und zur Zerstörung von Städten. Der Schaden wird durch fortschreitende Lava verursacht, die ganze Städte überflutet, von Aschenduschen, Schlacken und Bomben, Lawinen von Glühgasen, die die Vulkanhänge hinabsteigen, gewaltsamen Erdbeben, die mit der vulkanischen Aktivität verbunden sind, und Schlammströmen von vulkanischer Asche, die durch starken Regen gesättigt sind.

In Küstengebieten sind seismische Meereswellen (in Japan Tsunamis genannt) zusätzliche Gefahren, die durch unterirdische Erdfehler entstehen. Ein Vulkan in Mexiko im Jahr 1943 brach im ersten Jahr täglich vier Tonnen Lava und Asche aus. Es entvölkerte eine Fläche von über 750 km² und verursachte gewaltige Verluste.

Positive Effekte:

Die vulkanische Asche und der Staub sind für landwirtschaftliche Betriebe und Obstplantagen sehr fruchtbar. Vulkanische Gesteine ​​bilden bei Verwitterung und Zersetzung sehr fruchtbaren Boden. Obwohl steile Vulkanhänge eine ausgedehnte Landwirtschaft verhindern, liefern Forstbetriebe wertvolle Holzressourcen. Vulkanische Aktivität fügt unserer Erde ausgedehnte Hochebenen und Vulkanberge hinzu. Mineralressourcen, insbesondere metallischen Erzen, fehlen auffällig Vulkane und Lavaströme, es sei denn, spätere geologische Ereignisse haben dazu geführt, dass Erzmineralien in die vulkanischen Gesteine ​​eingedrungen sind. Manchmal füllen Kupfer und andere Erze die Gasblasen.

Der berühmte Kimberlitfelsen Südafrikas, Diamantenquelle, ist die Pfeife eines alten Vulkans. In der Nähe von aktiven Vulkanen werden Gewässer in der Tiefe durch den Kontakt mit heißem Magma erhitzt. Die Wärme aus dem Erdinneren in vulkanischen Aktivitätsgebieten wird zur Erzeugung von Erdwärme genutzt. Geothermie produzierende Länder umfassen die USA, Russland, Japan, Italien, Neuseeland und Mexiko.

In Indien wurden 340 heiße Quellen im Temperaturbereich von 90 ⁹ C-130 ° C identifiziert. In Manikaran (Himachal Pradesh) wurde eine Pilotanlage errichtet, die 5 Kilowatt Strom hauptsächlich für Forschungszwecke erzeugt. Das Puga-Tal in Ladakh ist ein weiterer aussichtsreicher Ort, der identifiziert wurde. Das geothermische Potenzial kann auch zur Raumheizung genutzt werden.

Als landschaftliche Merkmale von großer Schönheit, die ein starkes touristisches Geschäft anziehen, übertreffen nur wenige Landschaften die Vulkane. An mehreren Stellen wurden Nationalparks eingerichtet, die sich um Vulkane zentrieren. Als Gesteinsbrocken für Betonaggregate oder Eisenbahnschotter und andere technische Zwecke wird Lavagestein häufig intensiv genutzt.

Verteilung der Vulkane:

Seit dem Jahr 1500 wurde berichtet, dass 486 Vulkane aktiv sind. Davon befinden sich 403 im und um den Pazifischen Ozean und 83 befinden sich im mittleren Gürtel der Mittelmeerregion, des Alpen-Himalaya-Gürtels sowie im Atlantik und im Indischen Ozean. Auch innerhalb der hohen Konzentration

Pacific Gürtel gibt es Variationen. Die Gürtel mit der höchsten Konzentration sind Aleuten-Kurile-Inseln, Melanesien und Neuseeland-Tonga-Gürtel. Im Pazifikgürtel USA-Kanada waren in historischen Zeiten nur 7 Vulkane aktiv.

Berücksichtigt man die ältesten bekannten Ausbrüche, so erhält man insgesamt 522 Vulkane, von denen wahrscheinlich mehr als 1300 im Holozän (letzte 10.000 Jahre) ausgebrochen sind.

Der Pazifikgürtel ist wegen der meisten aktiven Vulkane entlang der Küsten Amerikas und Asiens als "Ring of Fire" bekannt. Der mittlere Vulkangürtel nimmt einen zweiten Platz ein. An dritter Stelle steht Afrika mit einem Vulkan an der Westküste, einem erloschenen Vulkan Kilimanjaro in Tansania und mehreren im Rift-Valley-Seegürtel, der durch das Rote Meer führt und im Norden bis nach Palästina reicht.

In Australien gibt es keine Vulkane. Nur 10% bis 20% aller vulkanischen Aktivitäten befinden sich über dem Meer, und die vulkanischen Landvögel sind im Vergleich zu ihren U-Boot-Kollegen klein. Von allen aktiven U-Boot-Vulkanen befinden sich 62 Prozent in der Subduktionszone um den Pazifikraum (Pacific Ring of Fire), 22 Prozent in Indonesien, 10 Prozent im Atlantik (einschließlich des Karibischen Meeres), während sich der Rest befindet in Afrika, im Mittelmeer-Mittleren Osten, in Hawaii und in den Inseln im mittleren Ozean.

Die bekannteste vulkanische Aktivität und die Erdbeben treten entlang konvergierender Plattenränder und mittelozeanischer Grate auf, wo die aufsteigenden Glieder der Konvektionsströmungen im Erdmantel aufeinander treffen. Es gibt eine auffallend enge Übereinstimmung zwischen den Vulkan- und Erdbebengebieten der Erde, die darauf schließen lässt, dass zwischen diesen beiden Phänomenengruppen ein eindeutiger Zusammenhang besteht. Die Lage der Vulkane an den steilen Kontinentalgrenzen in der Nähe großer Meerestiefen und in oder in der Nähe von jungen Bergen korreliert sie eindeutig mit Schwachstellen in der Erdkruste.

Vulkanische Landformen werden unabhängig von klimatisch kontrollierten Prozessen konstruiert. Vulkanische Strukturen werden in oder auf der antarktischen Eiskappe, in den Tropenwäldern von Melanesien und Indonesien, in Wüsten und in jedem anderen geomorphologisch bedeutsamen Klima errichtet. In jedem Fall sind die ursprüngliche Struktur und Form der konstruierten Landform ähnlich.

Vulkane in Indien:

Es gibt keine Vulkane im Himalaya-Gebiet oder auf der indischen Halbinsel. Die unfruchtbare Insel, 135 km nordöstlich von Port Blair gelegen, galt als ruhend, seit sie im frühen 19. Jahrhundert zum letzten Mal ausgebrochen war. Im März 1991 wurde sie plötzlich wieder aktiv. Eine zweite Ausbruchsphase begann im Januar 1995. Die Insel hat eine Basis von 2000 Metern unter dem Meeresspiegel und der Krater befindet sich etwa 350 Meter über dem Meeresspiegel.

Nach seiner Tätigkeit im neunzehnten Jahrhundert durchlief es eine milde Saffatarstufe, wie die Sublimationen von Schwefel an den Kraterwänden beweisen. Die andere Vulkaninsel im indischen Territorium ist Narcondam, etwa 150 km nordöstlich von 3arren Island; es ist wahrscheinlich ausgestorben. Seine Kraterwand wurde vollständig zerstört (Abb. 1. 37).