گدازه چیست؟
از ماگما تا گدازه: یک دگرگونی شگفت‌انگیز
برای درک گدازه، ابتدا باید با مفهوم ماگما1 آشنا شویم. ماگما ماده‌ای داغ، نیمه‌مذاب و سیال است که در اعماق زمین، در لایه‌ای به نام گوشته، تشکیل می‌شود. این ماده معمولاً ترکیبی از سنگ‌های ذوب‌شده، بلورهای نیمه‌شکل‌گرفته و گازهای حل‌شده است. وقتی این ماگما به دلیل فشار زیاد از طریق شکستگی‌های پوستهٔ زمین به سمت بالا حرکت می‌کند و در نهایت از دهانهٔ یک آتشفشان به بیرون فوران می‌کند، نام آن تغییر می‌یابد. به محض خروج ماگما از سطح زمین و تماس با هوا یا آب، گدازه نامیده می‌شود. تفاوت اصلی در محل قرارگیری آنهاست: ماگما در زیر زمین و گدازه بر روی زمین.
به زبان ساده، مانند یک لیوان نوشابه را در نظر بگیرید. گازهای حل‌شده در نوشابه، مانند گازهای موجود در ماگما هستند. وقتی در بطری را محکم ببندید (مانند فشار زیاد درون زمین)، گازها داخل نوشابه باقی می‌مانند. اما به محض باز کردن در بطری (مانند فوران آتشفشان)، فشار کاهش یافته و گازها به شکل حباب خارج می‌شوند و مایع از بطری بیرون می‌زند. این مایع خارج‌شده، همان نقش گدازه را بازی می‌کند.
ترکیب و انواع گدازه: چرا برخی غلیظ و برخی رقیق هستند؟
همهٔ گدازه‌ها یکسان نیستند. رفتار، سرعت حرکت و حتی شکل نهایی آنها پس از سرد شدن، به ترکیب شیمیایی و به‌ویژه میزان سیلیس2 موجود در آنها بستگی دارد. سیلیس یک مادهٔ معدنی است که مانند قند در شربت عمل می‌کند: هرچه مقدار آن بیشتر باشد، گدازه غلیظ‌تر و چسبنده‌تر می‌شود.
| نوع گدازه | میزان سیلیس (تقریبی) | ویژگی‌ها و رفتار | مثال در جهان واقعی |
|---|---|---|---|
| گدازهٔ بازالتی | ~50% | رقیق، روان، جریان‌های طولانی و سریع، خطر انفجار کم | آتشفشان‌های هاوایی |
| گدازهٔ آندزیتی | ~60% | نسبتاً غلیظ، جریان‌های کوتاه‌تر، امکان انفجار متوسط | کوه‌های آتشفشانی رشته‌کوه آند |
| گدازهٔ ریولیتی | ~70% | بسیار غلیظ و چسبنده، جریان‌های کند و کوتاه، خطر انفجار بسیار بالا | فوران کوه سنت هلنز (ایالات متحده) |
سفر یک قطره گدازه: از فوران تا سنگ سخت
زندگی یک گدازه پس از فوران، ماجراجویی پرهیاهو است. دمای آن هنگام خروج می‌تواند بین 700 تا 1200 درجهٔ سانتی‌گراد باشد. همانطور که جریان می‌یابد، به تدریج گرما از دست داده و شروع به سرد شدن و جامد شدن می‌کند. سرعت این سرد شدن بر بافت سنگ نهایی تأثیر می‌گذارد. اگر گدازه به آرامی در زیر زمین سرد شود، بلورهای درشتی تشکیل می‌دهد (مانند گرانیت). اما اگر به سرعت در سطح زمین سرد شود، سنگ‌هایی با بلورهای ریز یا حتی شیشه‌ای (مانند ابسیدین) ایجاد می‌کند.
شکل‌های زمین‌شناسی زیبایی که از سرد شدن گدازه به وجود می‌آیند، بسیار متنوع هستند:
- فلات‌های بازالتی: زمانی تشکیل می‌شوند که حجم عظیمی از گدازهٔ رقیق (بازالت) از شکاف‌های بزرگ زمین بیرون می‌زند و پهنه‌های وسیعی را می‌پوشاند.
- گنبدهای گدازه‌ای: زمانی شکل می‌گیرند که گدازهٔ غلیظ و چسبنده (ریولیتی) به‌سختی از دهانه خارج شود و مانند یک تودهٔ گنبدی شکل در جای خود منجمد گردد.
گدازه؛ نه تنها نابودگر، بلکه آفریننده
اگرچه فوران‌های گدازه‌ای می‌توانند بسیار مخرب باشند، اما در مقیاس بزرگ‌تر و در گذر زمان، نقش حیاتی در شکل‌دهی و غنی‌سازی سیارهٔ ما داشته‌اند. بسیاری از جزایر کرهٔ زمین، مانند جزایر هاوایی یا ایسلند، مستقیماً بر اثر انباشته شدن لایه‌های متوالی گدازه در کف اقیانوس به وجود آمده‌اند. خاک‌های حاصل از تجزیهٔ سنگ‌های آتشفشانی بسیار حاصلخیز هستند و برای کشاورزی ایده‌آل می‌باشند. همچنین، گرمای درونی زمین که توسط ماگما و گدازه به سطح می‌آید، به عنوان یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر (انرژی زمین‌گرمایی) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر. گدازه سوختن نیست. گدازه خودش یک مادهٔ مذاب بسیار داغ است که بر اثر حرارت فوق‌العاده زیاد ذوب شده است. وقتی چیزی را می‌سوزاند، در واقع آن را با حرارت خود ذوب یا مشتعل می‌کند، نه با شعله. مانند اینکه یک قطعه پلاستیک را روی یک اجاق گاز داغ بگذارید؛ اجاق گاز نمی‌سوزد، بلکه فقط داغ است و پلاستیک را ذوب می‌کند.
پاسخ: قطعاً نه! این یک تصور بسیار خطرناک است. گدازه نه تنها بسیار داغ است، بلکه بسیار سنگین و چگال است. ضربه زدن به آن با هر وسیله‌ای باعث پاشیدن قطرات مذاب به اطراف می‌شود که فاجعه‌بار خواهد بود. ضمناً چکش فولادی بلافاصله در آن ذوب می‌شود.
پاسخ: خیر. رنگ گدازه نشان‌دهندهٔ دمای آن است. گدازه‌های داغ‌تر (>900°C) به رنگ زرد-سفید روشن دیده می‌شوند. با کاهش دما، رنگ آن به نارنجی، سپس قرمز پررنگ و در نهایت در دمای حدود 600°C به رنگ تیره‌ای نزدیک به سیاه تبدیل می‌شود که در واقع یک پوستهٔ سفت شده بر روی مادهٔ مذاب زیرین است.
پاورقی
1ماگما (Magma): مادهٔ سیال و داغ متشکل از سنگ‌های ذوب‌شده و گاز که در زیر پوستهٔ زمین قرار دارد.
2سیلیس (Silica): ترکیب شیمیایی سیلیکون دی‌اکسید ($SiO_2$) که جزء اصلی تشکیل‌دهندهٔ بسیاری از سنگ‌ها است و غلظت گدازه را کنترل می‌کند.
3بازالت (Basalt): نوعی سنگ آذرین که از سرد شدن گدازهٔ بازالتی به وجود می‌آید و رایج‌ترین سنگ بر روی زمین است.