آشنایی با آتشفشان
آتشفشان در حقیقت یک ساختار زمین شناختی است که مواد مذاب داخل زمین (ماگما) را به سطح آن می رساند. جریان مذاب ماگما بعد از خروج از آتشفشان، سخت و سنگی شده و گدازه خوانده می شود.
تجمع گدازه ها در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می کند. مواد خروجی از آتشفشان، می توانند به صورت مذاب، گاز، قطعات جامد یا هر سه حالت دیده شوند. سنگ های آذرین، نامی است که به گدازه های سرد سنگی شده می دهیم.
نحوه تولید مواد آتشفشانی و پدیده های موثر در آن، از دوره پرکامبرین تا دوران کنونی تقریباً تغییری نکرده است. آتشفشان ها پدیده هایی مربوط به کل جهان هستی هستند و حتی در دیگر کره های منظومه شمسی، به ویژه سیارات زمین مانند نیز یک پدیده عادی به حساب می آیند.
خوب است بدانیم پوشش سطح کره ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بلندترین ارتفاعات در سیاره مریخ نیز توسط آتشفشان ها ساخته شده است.
در این مقاله شما می توانید با پدیده آتشفشان آشنا شوید.
ساختمان آتشفشان
هر آتشفشان از بخش های اصلی دودکش، دهانه و مخروط آتشفشانی تشکیل شده است.
- دودکش، مجرایی است که از راه آن مواد آتشفشانی از درون زمین به سطح آن می رسند.
- دهانه، انتهای بالایی دودکش است که اغلب از دیگر قسمت های آن وسیع تر است. دهانه آتشفشان می تواند انواع مختلفی داشته باشد از جمله دهانه های انفجاری نوع دیاترم (Diatreme) که بر اثر انفجار ناشی از وجود گازهای آتشفشانی شکل می گیرد. این گازها ممکن است منشاء ماگمایی یا غیر ماگمایی داشته باشند. نوع دیگر، دهانه های نسبتاً وسیع آتشفشانی یا مار (Maar) هستند که معمولاً بوسیله بخار آب حاصل از گرما ایجاد می شوند. مارها اغلب در مناطق مرطوب و دریایی دیده می شود یا کالدرا (Caldera) که نوع دیگری از دهانه های خیلی وسیع آتشفشانی است و قطر آنها به چندین کیلومتر می رسد.
- مخروط، برجستگی های مخروطی شکل است که از انباشتگی مواد آتشفشانی در اطراف دهانه آتشفشان به وجود می آید و مخروط آتشفشان را می سازد و بر اساس اینکه از کدام نوع مواد آتشفشانی تشکیل می شود، نام های مختلفی به آن می دهند از جمله مخروط های تغرایی که فقط از مواد آذرآواری تشکیل شده اند، مخروط های گدازه ای که فقط از گدازه تشکیل شده اند و نیز مخروط های چینه ای که تناوبی از گدازه و مواد آذرآواری هستند.
فوران های آتشفشانی
فوران های آتشفشانی معمولاً بر اساس شکل دهانه ای که از آن فوران صورت می گیرد، محل قرارگیری دهانه در کوه آتشفشان، شکل و نوع مخروط و بالاخره خصوصیات عمومی فوران (آرام یا شَدید – انفجاری یا غیر انفجاری) انواع مختلفی دارند.
گفتنی است گدازه های اسیدی به علت درصد بالای سیلیس (SiO2) و درجه حرارت نسبتاً پایین، گرانروی (ویسکوزیته) زیاد دارند و در نتیجه به صورت انفجاری همراه با مواد پرتابی خارج می شوند اما گرانروی گدازه های بازیک به علت درصد کم سیلیس و درجه حرارت نسبتاً زیاد، کم است و در نتیجه فوران آرام و با مقدار کم مواد پرتابی صورت می گیرد.
انواع آتشفشان ها
آتشفشان هاوایی
این نوع آتشفشان، گنبدی شکل است و بیشتر مخروط آن از گدازه های رقیق با ضخامت زیاد و گسترش کم بوده و بلندی این نوع آتشفشان نیز نسبتاً کم است. از دهانه آن اغلب گدازه های بازیک با مواد پرتابی کم، بیرون می ریزد. ماگمایی که به سطح می رسد، معمولاً به صورت فواره یا چشمه های گدازه ای خارج می شود. به دلیل اینکه میزان گاز در گدازه این نوع آتشفشان کم است، جریانی از فوران در آتشفشان های هاوایی دیده می شود. این نوع آتشفشان در جزایر هاوایی به تعداد زیاد وجود دارند. از این نوع آتشفشان در جزیره ایسلند نیز یافت می شود.
آتشفشان استرومبولی
در آتشفشان های نوع استرومبولی، ماگما نسبتاً رقیق با ترکیب بازیک و مواد پرتابی کم تا زیاد است. بیشتر فعالیت این نوع آتشفشان در ساحل غربی ایتالیا دیده شده است. فعالیت های آرام استرومبولی از دهانه های باز صورت می گیرد و گدازه های نسبتاً روان در افق های بالایی مجرای آتشفشان وجود دارند. به علت گرانروی زیاد ماگما، خروج گاز در این نوع آتشفشان، بیشتر از انواع ماگماهای روان نوع هاوایی صورت می گیرد. خاکستر در این نوع آتشفشان کم بوده و به هنگام انفجار، تولید ابرهای سبک وزن می کند. شیب مخروط این نوع آتشفشان از شیب آتشفشان نوع هاوایی خیلی بیشتر است.
آتشفشان پله
در آتشفشان نوع پله که نمونه آن در جزیره مارتینیک قرار دارد، مجرای آتشفشانی بوسیله گدازه خمیری شکلی مسدود شده و در نتیجه گازها و بخارها از کناره ها و دامنه کوه، راهی برای خروج خود پیدا می کنند. ابرهای سوزان در این نوع آتشفشان تقریباً شبیه نوع وولکانو است ولی شدت خروج آنها از دهانه بیشتر است. همچنین حرکت آنها موازی با سطح زمین و گاهی مایل با آن است، در حالی که در نوع وولکانو این حرکت به صورت عمود دیده می شود.
در آتشفشان نوع پله، بیشتر مواد مذابی که بسیار غلیظ و خمیری شکل هستند با فشار زیاد از دهانه خارج می شوند و به صورت سوزنی شکل در اطراف دهانه کوه منجمد می شوند که به این مواد منجمد شده (گدازه ها)، موی پله گفته می شود.
آتشفشان وولکانو
در آتشفشان از نوع وولکانو نیز مانند آتشفشان پله، گدازه های خمیری شکل، دهانه آتشفشان را می بندند و مانع خروج گازها و بخارها می شود. در اینجا پس از آنکه فشار گازها و بخارها بر اثر تراکم بالا رفت، انفجارهای شَدیدی رخ می دهد. در نتیجه این اتفاق، ذرات مذاب با فشار به خارج پرتاب شده و ابرهای وسیعی از خاکستر تولید می کنند. این ذرات خاکستر، پس از سرد شدن در اطراف دهانه آتشفشان ریخته شده و مخروطی از خاکستر را می سازند. این نوع مخروط آتشفشانی اغلب دارای دو شیب است که یکی به طرف دهانه و دیگری به طرف خارج آن است. ماگما در آنها به صورت روان، خیلی کم و نسبتاً محدود جاری می شود.
آتشفشان های مهم دنیا
بزرگترین آتشفشان کره زمین، آتشفشان مَونالوآ (Mauna Loa) است که بخشی از جزایر هاوایی را ساخته است. نام این آتشفشان در زبان هاوایی به معنای کوه بلند است. محیط قاعده مخروط این آتشفشان 600 کیلومتر و قله آن نسبت به کف اقیانوس آرام که آن را در بر گرفته است، 10 کیلومتر بلندی دارد. این آتشفشان، در کنار سایر بخش های جزایر هاوایی، نشان دهنده موادی هستند که بوسیله فوران هایی که از یک میلیون سال پیش تاکنون ادامه داشته اند، شکل گرفته اند. از دیگر آتشفشان های مهم سیاره زمین می توان به آتشفشان های وزوو در ایتالیا، پله در جزیره مارتینیک دریای کارائیب، بزیمیانی در کامچاتکا (شرق دور روسیه)، پاریکوتین در مکزیک و سنت هلن در ایالات متحده اشاره کرد.
گدازه A’a: این نوع گدازه زمانی شکل می گیرد که سطح ماگمای جاری، سرد و سخت شده ولی بخش زیرین آن مذاب است و همچنان به حرکت خود ادامه می دهد. این شرایط باعث می شود که گدازه های تشکیل شده، تیز و زاویه دار باشند و سطح آن خشن و خاردار به نظر برسد. ضخامت این نوع گدازه ها بیشتر از نوع گدازه Pahoehoe است. گدازه Pahoehoe: این نوع، فراوان ترین گدازه است که سطح صاف، چسبناک و موج داری را به وجود می آورد. این موج ها در طول جریان گدازه، رشته های طناب مانندی را شکل می دهند که در تصویر به خوبی قابل تشخیص است. این نوع گدازه در مسیر طولانی و با ضخامت کم جریان می یابد. از ویژگی های مهم ماگما برای تشکیل این شکل از گدازه، حرکت آهسته و سرد شدن آن به آرامی است. گدازه Pele’s Hair: این ماده زیبا که در این تصویر می بینید، موی پله نامیده می شود. علت نامگذاری این گدازه، نام خدای آتشفشان ها در هاوایی است که البته شکل ظاهری آن هم در این نامگذاری بی تاثیر نبوده است. این رشته های طلایی زمانی ایجاد می شوند که ذرات بسیار ریز گدازه در هوا پرتاب شده و توسط باد به شکل رشته های ظریف و مو مانند در می آیند. این رشته ها جلای شیشه ای دارند. گدازه Pillow: گدازه ای که در اینجا تصویرش را می بینید، فراوان ترین نوع گدازه از نظر حجمی است، یعنی می توانیم ساختارهای بزرگی مانند رشته کوه هایی که از این مواد ساخته شده را در سیاره مان ببینیم. این گدازه ها که با توجه به شکل شان بالشی نامیده شده اند، حاصل فعالیت آتشفشان هایی هستند که از بستر اقیانوس ها منشاء می گیرند و به ایجاد جزایر آتشفشانی میان اقیانوسی منجر می شوند.
آتشفشان در ایران
دماوند
قله آتشفشانی دماوند 5610 متر از سطح دریا بلندی دارد. قله آتشفشانی دماوند در بیشتر ماه های سال پوشیده از برف است. بخشی از سفیدی قله دماوند که گاهی قابل مشاهده است، متعلق به گوگردهای متصاعد شده از دهانه مخروط است. مخروط آتشفشانی دماوند در شرق البرز مرکزی قرار دارد. آتشفشان البرز مربوط به فعالیت های آتشفشانی دوره کواترنر در البرز مرکزی است.
تمامی ساختمان های تکتونیکی از جمله گسل ها، تراست ها و چین های البرز مرکزی که در منطقه دماوند وجود دارند، زمانی که به محدوده گدازه ها می رسند، ناپدید می شوند. آتشفشان دماوند به صورت مخروطی نامتقارن است بطوریکه در قسمت جنوب غرب آن گدازه ها گسترش بیشتری دارند. سنگ شناسی آتشفشان دماوند بر اساس میزان سیلیس موجود در گدازه و نیز ترکیب کانی شناختی آن، نشان می دهد سنگ های آتشفشانی این کوه، به سه گروه سنگ های بازیک، اسیدی و حد واسط تعلق دارند.
در مورد نحوه شکل گیری کوه آتشفشانی دماوند، نظریات مختلفی ارائه شده است. در برخی منابع گفته شده احتمالاً یک خمش در کمان البرز سبب تشکیل آتشفشان دماوند شده است. هر چند برخی معتقد هستند که گسل های تشکیلات رسوبی موجب بالا آمدن گدازه ها به سطح زمین شده اند. در عین حال بعضی از محققان نیز تشکیل آن را مرتبط با برخورد صفحه عربستان و اوراسیا و در پی آن فرو رانش و ذوب پوسته اقیانوسی می دانند. هر چند برخی از پژوهشگران در این باره عقیده دارند آخرین حرکت فشارشی ای که فلات ایران را تحت تاثیر قرار داده و سبب چین خوردگی، بالاآمدگی و جمع شدن پوسته قاره ای ایران شده است، محل تاشدگی البرز را هم تحت فشار قرار داده است و این فشار موجب فعال شدن شکستگی های عمیق و خروج مواد مذاب گردیده است. همچنین حرکت گسل هایی که دارای خمیدگی هستند، باعث ایجاد یک منطقه کشش در محل خمیدگی می شود. گروهی از دانشمندان نیز آتشفشان دماوند را حاصل چنین پدیده ای می دانند.
از دیگر دلایل مطرح شده برای تشکیل دماوند، گسل های عمیق منطقه هستند که می توانند وضعیتی را ایجاد کنند که از طریق آن ماگمای آلکاسن به سطح زمین برسد. به عنوان مثال گسل های اسک، بایجان، نوا، سفید آب، شاهان دشت و ورارود که در منطقه شناخته شده اند، تا زیر دماوند نیز ادامه پیدا می کنند.
سبلان
این آتشفشان در غرب شهر اردبیل به ارتفاع 4811 متر قرار دارد که در واقع خط تقسیم حوضه های آبریز ارومیه و رودخانه ارس به شمار می رود. رشته کوه آتشفشانی خاموش سبلان از دره قره سو در شمال غرب اردبیل شروع و در جهت شرقی – غربی به طول 60 کیلومتر و عرض تقریبی 48 کیلومتر تا کوه قوشاداغ در جنوب اهر ادامه پیدا می کند. مخروط آتشفشانی سبلان از نوع چینه ای است که گدازه های آن مساحتی معادل 1200 کیلومتر مربع را می پوشانند. مخروط سبلان ساختمان مرکزی عظیمی است که روی یک سیستم هورست با روند شرقی – غربی قرار گرفته است.
تفتان
کوه تفتان یک آتشفشان جوان و نیمه فعال به قدمت پلیوسن – کواترنر است که در بلوچستان و 50 کیلومتری شهر خاش قرار دارد. ارتفاع این آتشفشان از سطح دریا 4050 متر است. اولین فوران تفتان شامل گدازه ها و سنگ های پیروکلاستیک با ترکیب داسیت و ریوداسیت در 20 کیلومتری غرب – شمال غرب قله فعلی شروع شده است. در فعالیت مجدد تفتان، یک انفجار مهم در دو کیلومتری جنوب قله امروزی اتفاق افتاده که اثر آن امروزه به صورت گودال فرسایشی قابل مشاهده است.
بیشتر بدانید…
آتشفشان ها دهانه ها یا شکاف های مختلفی در پوسته زمین هستند که سنگ مذاب یا گدازه، گاز، بخار، خاکستر و حتی سنگ جامد با فشار از آنها بیرون می آیند و به سطح زمین می رسند. شکل آتشفشان تا حدود زیادی به نوع موادی بستگی دارد که از آن خارج می شود.
فوران های آتشفشانی در قسمت هایی از پوسته زمین رخ می دهند که جریان گرمایی بزرگی درون جبه یا گوشته وجود دارد. این حالت معمولاً در مرز صفحاتی که خشکی ها و دریاها روی آنها قرار دارند، به وجود می آید. بعضی آتشفشان ها، نظیر آتشفشان های موجود در جزایر هاوایی درون صفحه قرار گرفته اند و نسبت به آتشفشان های واقع در مرز صفحات، آرام تر هستند. در مرز صفحه اقیانوس آرام آنقدر آتشفشان وجود دارد که این ناحیه را حلقه آتش اقیانوس آرام می نامند.
در جزایر هاوایی که از مناطق آتشفشانی مهم در دنیا به حساب می آید، موجودات زنده به شکل خاص و منحصر به فردی تکامل یافته اند. از جمله این سازگاری های جالب، در نوعی از غازها به نام نین (Nene) دیده می شود. همانطور که می دانید، پاهای غازها و اردک ها دارای پرده ای بین انگشتان پاهایشان هستند که انگشتان را به هم متصل می کند. این شکلِ پا، به بهتر شنا کردن پرنده کمک می کند. اما در غازهای نین که بومی جزایر آتشفشانی هاوایی هستند، وسعت این پرده بین انگشتی در پا به عنوان یک سازگاری جالب و به منظور کاهش احتمال آسیب دیدن پا هنگام راه رفتن روی سنگ های سخت آذرین، کاهش یافته است.
منابع
مقاله علمی و آموزشی «آشنایی با آتشفشان»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله مهدی میزرائی در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.
