En vulkan är en imponerande syn. När dem är vilande , de skymtar stora över allt på landskapet. När dem är aktiva , de är en destruktiv naturkraft som saknar motstycke och regnar eld och aska över allt på plats. Och under de långa perioder då de inte bryter ut kan de också vara ganska välgörande till den omgivande miljön.
Men vad är det som orsakar vulkaner? När det kommer till vår planet är de resultatet av aktiva geologiska krafter som har format jordens yta under loppet av miljarder år. Och intressant nog finns det gott om exempel på vulkaner på andra kroppar i vårt solsystem också, av vilka några gör dem på jorden på skam!
Definition:
Per definition är en vulkan ett brott i jordens (eller en annan himlakropps) skorpa som tillåter het lava, vulkanisk aska och gaser att fly från en magmakammare som ligger under ytan. Termen kommer från Vulcano, en vulkaniskt aktiv ö belägen vid Italiens kust, vars namn i sin tur kommer från den romerska eldguden (Vulcan).
Konstnärs illustration av jordens tektoniska plattor. Kredit: msnucleus.org
På jorden är vulkaner resultatet av verkan mellan de stora tektoniska plattorna. Dessa delar av jordskorpan är stela, men sitter ovanpå den relativt trögflytande övre manteln. Den heta smälta stenen, känd som magma, tvingas upp till ytan – där den blir till lava. Kort sagt, vulkaner finns där tektoniska plattor divergerar eller konvergerar – såsom Mid-Atlantic Ridge eller den Pacific Ring of Fire – vilket gör att magma tvingas upp till ytan.
Vulkaner kan också bildas där det sker sträckning och förtunning av skorpans inre plattor, såsom i East African Rift och den Rio Grande Rift i Nordamerika. Vulkanism kan också förekomma borta från plattgränser, där uppströmmande magma tvingas upp i sköra delar av jordskorpan och bildar vulkaniska öar – som Hawaiiöarna.
Vulkaner som bryter ut utgör många faror, och inte bara för den omgivande landsbygden. I deras omedelbara närhet kan varm, strömmande lava orsaka omfattande skador på miljön, egendom och äventyra liv. Vulkanaska kan dock orsaka långtgående skador, regna svavelsyra, störa flygresor och till och med orsaka 'vulkaniska vintrar' genom att skymma solen (och därmed utlösa lokala missväxter och svält).
Typer av vulkaner:
Det finns fyra huvudsakliga typer av vulkaner - cinder-kon, komposit- och sköldvulkaner och lavakupoler. Cinder kottar är den enklaste typen av vulkan, som uppstår när magma stöts ut från en vulkanisk öppning. Den utskjutna lavan regnar ner runt sprickan och bildar en oval kon med en skålformad krater ovanpå. De är vanligtvis små, med få som någonsin växer sig större än cirka 300 meter (1 000 fot) över sina omgivningar.
Paricutin, ett exempel på en vulkan. Kredit: USGS
Sammansatta vulkaner (aka. stratovulkaner) bildas när en vulkan led förbinder en magma-reservoar under ytan med jordens yta. Dessa vulkaner har vanligtvis flera öppningar som gör att magma bryter igenom väggarna och spyr från sprickor på sidorna av berget såväl som på toppen.
Dessa vulkaner är kända för att orsaka våldsamma utbrott. Och tack vare allt detta utstötta material kan dessa vulkaner bli upp till tusentals meter höga. Exempel inkluderar Mount Rainier (4 392 m; 14 411 fot), Mount Fuji (3 776 m; 12 389 fot), Mount Cotopaxi (5 897 m; 19 347 fot) och Mount Saint Helens (2 549 mm; 8 363 fot).
Sköldvulkaner kallas så på grund av sina stora, breda ytor. Med dessa typer av vulkaner är lavan som strömmar ut tunn, vilket gör att den kan färdas långa sträckor nerför de grunda sluttningarna. Denna lava svalnar och byggs upp långsamt över tiden, med hundratals utbrott som skapar många lager. Det är därför inte troligt att de blir katastrofala. Några av de mest kända exemplen är de som utgör Hawaiiöarna, särskilt Mauna Loa och Mauna Kea.
Vulkaniska eller lavakupoler skapas av små massor av lava som är för trögflytande för att rinna mycket långt. Till skillnad från sköldvulkaner, som har lava med låg viskositet, hopar sig den långsamma lavan helt enkelt över öppningen. Kupolen växer genom expansion med tiden, och berget bildas från material som rinner ut från sidorna av den växande kupolen. Lavakupoler kan explodera våldsamt och släppa ut en enorm mängd het sten och aska.
Konstnärens intryck av vad som ligger under vulkanen Yellowstone. Kredit: Hernán Cañellas/National Geographic
Vulkaner kan också hittas på havsbotten, kända som undervattensvulkaner. Dessa avslöjas ofta genom närvaron av sprängande ånga och stenigt skräp ovanför havets yta, även om trycket från havets vatten ofta kan förhindra ett explosivt utsläpp.
I dessa fall svalnar lava snabbt vid kontakt med havsvatten och bildar kuddformade massor på havsbotten (kallad kuddlava). Varmvatten ventilation är också vanliga runt undervattensvulkaner, som kan stödja aktiva och säregna ekosystem på grund av energin, gaserna och mineralerna de släpper ut. Med tiden kan formationerna som skapas av undervattensvulkaner bli så stora att de blir öar.
Vulkaner kan också utvecklas under istäcken, som är kända som subglaciala vulkaner. I dessa fall strömmar platt lava ovanpå kuddlava, vilket är ett resultat av att lava snabbt svalnar vid kontakt med is. När inlandsisen smälter kollapsar lavan på toppen och lämnar ett berg med platt topp. Mycket bra exempel på denna typ av vulkan kan ses på Island och British Columbia, Kanada.
Exempel på andra planeter:
Vulkaner kan hittas på många kroppar i solsystemet. Exempel inkluderar Jupiters måne de , som periodvis upplever vulkanutbrott som når upp till 500 km (300 mi) ut i rymden . Denna vulkaniska aktivitet orsakas av friktion eller tidvattenavledning producerad i Ios inre, som är ansvarig för att smälta en betydande mängd av Ios mantel och kärna.
Modell av möjlig interiörsammansättning av Io med olika funktioner märkta. Kredit: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Dess färgglada yta (orange, gul, grön, vit/grå, etc.) visar närvaron av svavel- och silikatföreningar, som tydligt avsattes av vulkanutbrott. Bristen på nedslagskratrar på dess yta, vilket är ovanligt på en joviansk måne, tyder också på ytförnyelse.
Mars har också upplevt intensiv vulkanisk aktivitet i dess förflutna, vilket framgår av Olympus Mons – den största vulkanen i solsystemet. Medan de flesta av dess vulkaniska berg är utdöda och kollapsade, Mars Express rymdfarkost observerade bevis på nyare vulkanisk aktivitet, vilket tyder på att Mars fortfarande kan vara geologiskt aktiv.
Mycket av Venus yta har också formats av vulkanisk aktivitet. Medan Venus har flera gånger så många som jordens vulkaner, trodde man att de alla var utdöda. Det finns dock en mängd bevis som tyder på att det fortfarande kan finnas aktiva vulkaner på Venus som bidrar till dess täta atmosfär och skenande växthuseffekt.
Till exempel, under 1970-talet, flera sovjetiska Kammussla uppdrag genomförde undersökningar av Venus. Dessa uppdrag fick bevis på åska och blixten i atmosfären , vilket kan ha varit resultatet av vulkanisk aska som interagerar med atmosfären. Liknande bevis samlades in av ESA Venus Express undersökning 2007.
3D-perspektiv av den venusiska vulkanen Maat Mons genererade från radardata från NASA:s Magellan-uppdrag. Kredit: NASA/JPL
Samma uppdrag observerade övergående lokaliserade infraröda heta fläckar på Venus yta 2008 och 2009, särskilt i sprickzonen Ganis Chasma – nära sköldvulkanen Maat Mons. De Magellan sonden noterade också bevis på vulkanisk aktivitet från detta berg under dess uppdrag i början av 1990-talet, med hjälp av radarljud för att upptäcka askflöden nära toppen.
Kryovulkanism:
Förutom 'heta vulkaner' som spyr ut smält sten finns det också kryovulkaner (aka. 'kalla vulkaner'). Dessa typer av vulkaner involverar flyktiga föreningar – d.v.s. vatten, metan och ammoniak – istället för att lava bryter igenom ytan. De har observerats på isiga kroppar i solsystemet där vätska bryter ut från havets gömda i månens inre.
Till exempel Jupiters måne Europa , som är känt för att ha ett inre hav, tros uppleva kryovulkanism. De tidigaste bevisen för detta hade att göra med dess släta och unga yta, som pekar mot endogen ytförnyelse och förnyelse. Ungefär som varm magma bryter vatten och flyktiga ämnen ut på ytan där de sedan fryser för att täcka upp nedslagskratrar och andra egenskaper.
Dessutom observerades vattenplymer under 2012 och igen under 2016 använda Rymdteleskopet Hubble . Dessa intermittenta plymer observerades vid båda tillfällena komma i den södra regionen av Europa, och beräknades nå upp till 200 km (125 miles) innan de avsatte is och material tillbaka på ytan.
År 2005 Cassini-Huygens Uppdraget upptäckte bevis på kryovulkanism på Saturnus månar Titan och Enceladus . I det förra fallet använde sonden infraröd avbildning för att penetrera Titans täta moln och upptäcka tecken på en formation på 30 km (18,64 mi), som antogs vara orsakad av uppsvällningen av kolväteisar under ytan.
På Enceladus har kryovulkanisk aktivitet bekräftats genom att observera vattenplymer och organiska molekyler kastas ut från månens sydpol. Dessa plymer tros ha sitt ursprung från månens inre hav och består mestadels av vattenånga, molekylärt kväve och flyktiga ämnen (som metan, koldioxid och andra kolväten).
1989, den Reser 2 rymdskepp observerade kryovulkaner som sprutar ut plymer av vatten ammoniak och kvävgas på Neptunus måne Triton . Dessa kvävegejsrar observerades skicka plymer av flytande kväve 8 km (5 mi) över månens yta. Ytan är också ganska ung, vilket sågs som indikation på endogen återuppbyggnad. Det är också en teori om att kryovulkanism också kan finnas på Kuiperbältsobjektet Quaoar .
Här på jorden tar vulkanismen formen av att het magma trycks upp genom jordens silikatskorpa på grund av konventioner i det inre. Men denna typ av aktivitet finns på alla planeter som bildas av silikatmaterial och mineraler, och där det är känt att geologisk aktivitet eller tidvattensspänningar existerar. Men på andra kroppar består det av kallt vatten och material från det inre havet som tvingas fram till den isiga ytan.
Färgmosaik av Olympus Mons på Mars. Kredit: NASA/JPL
Idag är vår kunskap om vulkanism (och de olika former den kan ta) resultatet av förbättringar inom både geologiområdet och rymdutforskningen. Ju mer vi lär oss om andra planeter, desto mer kan vi se häpnadsväckande likheter och kontraster med våra egna (och vice versa).
Vi har skrivit många intressanta artiklar om vulkaner här på Universe Today. Här är 10 intressanta fakta om vulkaner , Vilka är de olika typerna av vulkaner? , Hur får vulkaner utbrott? , Vilka är fördelarna med vulkaner? , Vad är skillnaden mellan aktiva och vilande vulkaner?
För mer information, se till att kolla in Vad är en vulkan? på NASA Space Place.
Astronomy Cast har ett avsnitt om ämnet – Avsnitt 141: Volcanoes Hot and Cold .
Källor: