آتشفشان: دریچه‌ای به درون زمین
آتشفشان چیست و چگونه کار می‌کند؟
آتشفشان در واقع یک روزنه یا شکاف در پوسته2 زمین است که از طریق آن، مواد مذاب درون زمین که ماگما3 نامیده می‌شوند، به همراه گازها و خاکستر، به سطح زمین راه پیدا می‌کنند. وقتی ماگما به سطح زمین میرسد، گدازه4 نام می‌گیرد. برای درک بهتر، می‌توانید یک بطری نوشابه را که تکان داده‌اید تصور کنید. فشار گازهای داخل بطری آنقدر زیاد می‌شود که در نهایت درب بطری باز شده و مایع و گاز با شدت به بیرون فوران می‌کند. در آتشفشان‌ها نیز فشار گازهای حل‌شده در ماگما، محرک اصلی فوران است.
اجزای اصلی یک آتشفشان
هر آتشفشان از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که مانند اجزای یک کارخانهٔ عظیم عمل می‌کنند.
| نام جزء | توضیح |
|---|---|
| اتاقک ماگما(Magma Chamber) | یک مخزن بزرگ و داغ در زیر زمین که ماگما در آن جمع می‌شود. مانند مخزن بنزین یک ماشین است. |
| مجرای آتشفشانی(Conduit) | لوله یا کانالی که ماگما را از اتاقک ماگما به دهانهٔ آتشفشان می‌رساند. مانند یک شلنگ است. |
| دهانه(Vent) | سوراخ یا شکافی در سطح زمین که مواد آتشفشانی از آن خارج می‌شوند. خروجی اصلی سیستم است. |
| مخروط آتشفشانی(Cone) | ساختاری کوه‌مانند که در اثر انباشته شدن مواد فوران‌کننده در اطراف دهانه به وجود می‌آید. |
انواع آتشفشان‌ها از نظر شکل و فعالیت
همهٔ آتشفشان‌ها شبیه به هم نیستند. آنها بر اساس شکل ظاهری و الگوی فوران به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند.
| نوع آتشفشان | شکل | نوع فوران | مثال معروف |
|---|---|---|---|
| آتشفشان سپری(Shield Volcano) | پهن و کم‌ارتفاع، شبیه یک سپر قدیمی | آرام و غیرانفجاری | کوه‌های مونا لوآ و کیلائوآ در هاوایی |
| آتشفشان مخروطی(Cinder Cone Volcano) | شیب تند و مخروطی متقارن | انفجاری و پرتاب خاکستر | پاریکوتین در مکزیک |
| آتشفشان ترکیبی(Composite Volcano) | بلند، مخروطی و با شیب تند | متناوب (آرام و انفجاری) | کوه فوجی در ژاپن، کوه سنت هلن در آمریکا |
| گنبد گدازه(Lava Dome) | گنبدی کوچک و ناهموار از گدازهٔ غلیظ | کند و خیلی انفجاری | گنبد گدازه در کوه سنت هلن |
مواد خارج شده از آتشفشان: از گدازه تا گاز
آتشفشان‌ها در هنگام فوران، مواد مختلفی را به بیرون پرتاب می‌کنند. این مواد به سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارند.
- گدازه (مایع): این همان ماگمایی است که به سطح زمین رسیده و جاری می‌شود. سرعت حرکت گدازه بستگی به غلظت آن دارد. گدازه‌های رقیق مانند رودخانه‌ای از آتش جاری می‌شوند، در حالی که گدازه‌های غلیظ به کندی حرکت کرده و اغلب متوقف می‌شوند و گنبدهای گدازه را تشکیل می‌دهند.
- خاکستر، پوکه سنگ و بمب‌های آتشفشانی (جامد): این مواد در اثر خرد شدن گدازه در هنگام فوران‌های انفجاری به وجود می‌آیند. بمب‌های آتشفشانی تکه‌های بزرگی از گدازه هستند که هنگام سرد شدن در هوا، اشکال خاصی به خود می‌گیرند.
- گازها: بیشترین سهم گازهای آتشفشانی را بخار آب تشکیل می‌دهد. پس از آن گازهایی مانند دی‌اکسید کربن ($CO_2$)، دی‌اکسید گوگرد ($SO_2$) و سولفید هیدروژن ($H_2S$) خارج می‌شوند. این گازها می‌توانند برای محیط‌زیست و سلامتی انسان‌ها مضر باشند.
علل به وجود آمدن آتشفشان‌ها: نقش صفحات تکتونیکی
بیشتر آتشفشان‌ها در مرز صفحات تکتونیکی5 تشکیل می‌شوند. پوستهٔ زمین از تکه‌های عظیمی به نام صفحات تکتونیکی تشکیل شده که دائماً در حال حرکت هستند. سه موقعیت اصلی برای تشکیل آتشفشان وجود دارد:
- مرزهای واگرا: جایی که دو صفحه از هم دور می‌شوند. در اینجا ماگما اززیر به سمت بالا رانده شده و پوستهٔ جدید می‌سازد. مانند آتشفشان‌های واقع در رشته‌کوه میانی اقیانوس اطلس.
- مرزهای همگرا: جایی که دو صفحه به هم برخورد می‌کنند و یکی به زیر دیگری فرو می‌رود (فرورانش). سنگ‌های صفحهٔ فرورونده ذوب شده و ماگما تشکیل می‌دهند که به سمت بالا صعود می‌کند. حلقهٔ آتش اقیانوس آرام نمونه‌ای از این نوع است.
- نقاط داغ: این نقاط، مکان‌های ثابتی در زیر صفحات تکتونیکی هستند که ستون‌های عظیمی از ماگمای داغ از اعماق گوشته به سمت بالا فوران می‌کنند. هنگامی که یک صفحهٔ تکتونیکی روی یک نقطهٔ داغ حرکت می‌کند، زنجیره‌ای از آتشفشان‌ها مانند جزایر هاوایی تشکیل می‌شود.
فواید و کاربردهای مواد آتشفشانی
با وجود خطرات زیاد، آتشفشان‌ها فواید بسیاری برای انسان و طبیعت دارند. خاک‌های حاصل از مواد آتشفشانی بسیار حاصلخیز هستند و برای کشاورزی ایده‌آل می‌باشند. از پوکه سنگ در صنعت ساختمان‌سازی به عنوان مصالح سبک‌وزن استفاده می‌شود. از سنگ بازالت برای سنگ فرش خیابان‌ها و ریخته‌گری استفاده می‌گردد. انرژی زمین‌گرمایی تولید شده توسط آتشفشان‌ها نیز یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر است که برای تولید برق و گرمایش به کار می‌رود. کشور ایسلند نمونهٔ بسیار موفقی در استفاده از این انرژی است.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاورقی
1 آتشفشان (Volcano)
2 پوسته (Crust)
3 ماگما (Magma)
4 گدازه (Lava)
5 صفحات تکتونیکی (Tectonic Plates)
6 ویسکوزیته (Viscosity)
