آتشفشان

خلاصه :

آتشفشان چیست و چگونه به وجود می آید؟

آتشفشان پدیده‌ای در حوزه علم زمین‌شناسی است که در زبان ساده می‌توان آن را فوران توده‌های مذاب از حفره‌های سطح زمین دانست. کره زمین در ابتدا کره‌ای گداخته بوده است و در طول سال‌هایی که از عمر آن می‌گذرد، پوسته بیرونی به لایه‌ای سخت تبدیل شده و بر اثر عبور مواد مذاب از منافذ، بخش‌هایی از این پوسته سوراخ شده و مواد مذاب داخل آن به سطح زمین رسیده است. در هر پدیده آتشفشان، مخلوطی از سنگ‌های آتشفشانی، گازهای درون زمین و خاکستر به سطح زمین فوران می‌کنند. آتشفشان‌ها در حالت کلی در مناطقی از زمین که پوسته سخت آن حالت فرورفته یا برآمده داشته باشند رخ می‌دهد و کوه‌های آتشفشانی نیز به همین ترتیب در طول زمان با انباشت مواد مذاب سرد شده به وجود آمده‌اند.

آتشفشان در تعریف علمی، یک ساختمان زمین‌شناسی است که مواد مذاب درون زمین از طریق آن به پوسته بیرونی و سطح زمین می‌رسند. انباشت مواد گداخته هسته زمین که شامل گاز، مایع و جامد هستند در یک منطقه سبب ایجاد کوه آتشفشانی می‌شود. در هر نقطه از زمین که به‌لحاظ ساختار، پوسته برای فوران آتشفشان مناسب باشد نیز کوه‌های آتشفشانی تشکیل می‌شوند.

ساختمان آتشفشان شامل دودکش، دهانه انفجاری و مخروط آتشفشانی می‌شود. بسته به‌شدت انفجار آتشفشان، قطر دهانه متفاوت است و مواد فورانی نیز شکل مخروط آتشفشانی را تعیین می‌کنند. فوران آتشفشان شامل ماگما، لاوا یا گدازه و سنگ‌های آتشفشانی می‌شوند. ماگما داغ، سیال و سیلیکاتی است و ماده اصلی سازنده سنگ‌ها به شمار می‌رود. سنگ‌های آتشفشانی پس از افتادن روی سطح زمین به سرعت سرد می‌شوند. سنگ‌های اطراف کوه آتشفشان ساختار شیشه‌ای دارند و از انواع سنگ‌های ریزدانه هستند.

از مهم‌ترین آثار فوران آتشفشان‌ها می‌توان به تشکیل چشمه‌های آبگرم اشاره کرد. آب‌های سطحی و زیرزمینی پس از برخورد با سنگ‌های داغ، گرم شده و وارد چرخه آب می‌شوند. این روند در اطراف کوه‌های آتشفشانی چشمه‌های آبگرم را ایجاد می‌کند. از دیگر آثار فوران آتشفشان‌ها می‌توان به تغییر کوتاه مدت آب و هوایی در جهان اشاره کرد. پس از هر بار آتشفشان، کره زمین کاهش دمای ملموسی را تجربه می‌کند، اما مرگ و میر انسان‌ها و جانوران و تخریب ساختمان‌ها و سازه‌ها از آثار مخرب فوران آتشفشان‌ها هستند.

با کمک سایر رشته‌های علمی و مطالعه بر پدیده آتشفشان، می‌توان پیشگویی‌های نسبی درباره احتمال فعال شدن کوه‌های آتشفشانی خاموش به دست آورد. آتشفشان پدیده‌ای جهانی به شمار می‌رود و در سایر کرات منظومه شمسی نیز اتفاق می‌افتد.

آتشفشان چگونه فوران می‌کند؟

فوران آتشفشان زمانی رخ می‌دهدکه فشار گازها و گدازه‌های هسته زمین بالا می‌رود و با پرتاب گازهای سمی، خاکستر و سنگ همراه است. فوران می‌تواند به‌صورت انفجاری عظیم یا خفیف باشد. گاهی بر اثر شدت انفجار حاصل از فوران آتشفشان در اطراف کوه، سونامی، زمین‌لرزه یا سیلاب‌های شدید رخ می‌دهد. بارش باران‌های اسیدی نیز از پیامدهای فوران آتشفشان به شمار می‌رود.

دسته‌بندی آتشفشان‌ها بر اساس شکل دهانه آتشفشان، محل قرار گرفتن آن، شکل و نوع مخروط آتشفشانی انجام می‌شود. شدت فوران آتشفشان‌ها به نوع ترکیب عناصر موجود در گداخته و گازها مربوط می‌شود. سنگ‌های آتشفشانی نیز انواع متفاوتی دارند. عناصر تشکیل دهنده سنگ‌ها سبب شکل‌گیری نوع مخروط‌های آتشفشانی می‌شود. ریزشی یا فرسایشی بودن دهانه و مخروط نیز با شدت و جنس سنگ و ترکیب‌های موجود در فوران، ارتباط دارند.

به‌طور کلی، پس از فوران آتشفشانی حجم زیادی از گازها از دهانه کوه آزاد می‌شوند. ترکیب گازهای مختلف و تشکیل گازهای آتشفشانی در عمق زمین اتفاق می‌افتد. گازهای اصلی در این فرآیند بخار آب، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد هستند. بخار آب سمی نیست و رها شدن آن از دهانه آتشفشان تاثیر مثبتی بر چرخه آب و هوایی می‌گذارد.

دی اکسید کربن نیز با وجود آن که از گازهای گلخانه‌ای محسوب می‌شود و در گرم شدن زمین نقش دارد؛ اما با توجه به تعداد فوران آتشفشان‌ها در سال، تاثیر محدودی در این فرآیند دارد؛ بنابراین خسارت قابل‌توجهی نخواهد داشت. بیشترین تاثیر در میان گازهای فورانی به دی اکسید گوگرد مربوط می‌شود. بارش باران اسیدی نیز به‌دلیل تولید اسید سولفوریک از دی اکسید گوگرد موجود در هوا پس از آتشفشان، اتفاق می‌افتد؛ البته در طول زمان این پدیده سبب خنک شدن کره زمین می‌شود.

شاید در نگاه نخست، فوران آتشفشان پدیده‌ای مخرب به نظر برسد؛ اما خوب است بدانید که آتشفشان‌ها دلیل حاصلخیزی زمین‌های بایر می‌شوند. خاکستر حاصل از هر بار آتشفشان، به سرعت تجزیه و با خاک مخلوط می‌شود. گازهای منتشر شده از آتشفشان‌ها نیز در طول زمان به منابعی قابل‌توجه تبدیل می‌شوند. دامنه‌های کوه‌های آتشفشانی به‌دلیل خارج از دسترس بودن، مکانی امن و به دور از تصرف انسان‌ها برای رشد گیاهان و حیوانات نادر به شمار می‌روند. از طرف دیگر فوران آتشفشان‌ها کره زمین را خنک کرده‌اند و در طول زمان جزایر زیادی را نیز به وجود آورده‌اند. رسوب حاصل از فوران‌های آتشفشانی نیز برای تهیه وسایل صنعتی و بهداشتی بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع آتشفشان

آتشفشان‌ها در شکل‌ها و انواع مختلفی اتفاق می‌افتند. فوران آتشفشان ممکن است به‌صورت نقطه‌ای، شکافی یا پله‌ای صورت بگیرد. آتشفشان‌ها از نظر شکل ظاهری به سه دسته تقسیم می‌شوند. آتشفشان‌های سپری به‌شکل یک گنبد صاف هستند و به‌آرامی رخ می‌دهند؛ تا جایی که ساکنان اطراف آن فرصت دور شدن از آتشفشان را دارند.

آتشفشان‌های چینه‌ای نوع دیگری از فوران آتشفشانی هستند که شکل مخروطی دارند و با شدت زیاد اتفاق می‌افتند. در این نوع از فوران آتشفشانی شدت و سرعت انفجار مجالی برای گریز ساکنان اطراف آن باقی نمی‌گذارد. انفجار آتشفشان کوه آگونگ در جزیره بالی بین سال‌های ۱۹۶۳ تا ۱۹۶۴، از نوع انفجار چینه‌ای بود که متاسفانه تلفات زیادی در بر داشت. آخرین نوع فوران، کاسه آتشفشانی نام دارد که ظاهری دایره‌ای شبیه به حوضچه دارد. شدت فوران در این نوع به حدی است که دیواره‌های محافظ ماگما از بین می‌روند.

آتشفشان چگونه فعال می‌شود؟

پس از آشنا شدن با مفهوم پدیده آتشفشان و شکل فوران آن، ممکن است این سوال در ذهن شما پیش بیاید که چرا آتشفشان اتفاق می‌افتد یا آتشفشان چگونه فعال می‌شود؟

فوران آتشفشانی بسیار فراتر از آن چیزی است که در ظاهر می‌بینیم. در واقع فعل و انفعالات داخل زمین به‌همراه عوامل خارجی باعث شکل‌گیری پدیده آتشفشان می‌شوند. حرکت صفحات زمین، تغییرات آب و هوایی و حرکت ماگما در نزدیکی هسته زمین، دلایل اصلی فوران آتشفشان‌ها هستند.

سنگ‌های لایه‌های زیرین زمین، در اثر گرمای هسته زمین ذوب می‌شوند و مایعی مذاب به نام ماگما با درجه حرارت بالا تولید می‌کنند. این گدازه‌ها زیر پوسته‌ای جامد مخفی می‌مانند تا زمانی که به‌دلیل کمتر شدن چگالی به‌سمت بالا شروع به حرکت می‌کنند. در این مرحله گازهای موجود در گدازه‌ها تا ۱۰۰۰ برابر اندازه واقعی خود بزرگ می‌شوند که مانند بمبی آماده انفجار هستند. با رسیدن به سوراخ پوسته زمین، گدازه‌های ماگما رها می‌شوند و انفجاری با درجه حرارت بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد با سرعت ۷۰۰ کیلومتر در ساعت اتفاق می‌افتد.

در بعضی فوران‌های آتشفشانی انفجارهای پیاپی رخ می‌دهد که به‌دلیل افزایش انرژی گازهای منبسط است. استحکام کم سنگ‌های پوسته زیرین زمین و تغییرات شدید آب و هوایی مانند آب شدن یخچال‌های طبیعی، اثر زیادی بر احتمال فعال شدن آتشفشان‌های خفته دارند. زمین‌لرزه نیز به‌دلیل جابه‌جا کردن صفحه‌های زیرین زمین، نقشی مؤثر در شکل‌گیری فوران آتشفشانی دارد.

با وجود پیشرفت هر روزه تکنولوژی در زمینه بررسی گازهای اطراف آتشفشان‌ها‌ و همین طور بررسی تغییرات حرارتی اعماق زمین، پیش‌بینی وقوع پدیده آتشفشان هنوز برای بشر ممکن نیست. اگرچه دانشمندان موفق به شناسایی آتشفشان‌های فعال یا کوه‌های با احتمال فعالیت آتشفشانی شده‌اند، هنوز از زمان فوران آتشفشان‌ها کسی خبر ندارد.