آتشفشان: خروج مواد مذاب، گاز و خاکستر از شکاف‌های پوسته

آتشفشان: خروج مواد مذاب، گاز و خاکستر از شکاف‌های پوسته

آتشفشان چگونه به وجود می‌آید؟

برای درک آتشفشان، ابتدا باید ساختار درونی زمین را بشناسیم. زمین مانند یک پیاز چند لایه است. ما روی لایهٔ سفت و سخت بیرونی به نام پوسته² زندگی می‌کنیم. زیر پوسته، لایه‌ای داغ و خمیری به نام گوشته³ قرار دارد. در عمق گوشته، دما و فشار آن‌قدر بالا می‌رود که قسمتی از سنگ‌ها ذوب می‌شوند و ماده‌ای به نام ماگما را تشکیل می‌دهند. ماگما از سنگ مذاب، کریستال‌های جامد و گازهای حل‌شده تشکیل شده است. از آنجایی که ماگما سبک‌تر از سنگ‌های جامد اطراف خود است، به سمت بالا حرکت می‌کند. اگر مسیر خود را به سطح زمین پیدا کند و از شکاف‌های پوسته بیرون بزند، فوران آتشفشانی رخ می‌دهد. ماگمایی که به سطح زمین می‌رسد، گدازه⁴ نامیده می‌شود.

مثال ملموس: یک بطری نوشابه گازدار را در نظر بگیرید. وقتی در بطری بسته است، گاز به صورت نامرئی در نوشابه حل شده است. اگر بطری را تکان دهید و درب آن را باز کنید، فشار ناگهان کم می‌شود و گاز به همراه مایع با شدت بیرون می‌زند! در آتشفشان هم ماگما پر از گازهای حل‌شده است. وقتی ماگما به سطح می‌رسد، فشار کم می‌شود و گازها مانند باز کردن درب بطری نوشابه، به سرعت خارج می‌شوند و باعث انفجار و پرتاب مواد به هوا می‌گردند.

موادی که از آتشفشان خارج می‌شوند

آتشفشان‌ها تنها گدازه داغ بیرون نمی‌دهند، بلکه مجموعه‌ای از مواد جامد، مایع و گاز را آزاد می‌کنند. این مواد را می‌توان در یک جدول دسته‌بندی کرد:

انواع آتشفشان‌ها: از آرام تا انفجاری

همهٔ آتشفشان‌ها شبیه هم نیستند. شکل و شدت فوران آن‌ها به دو عامل اصلی بستگی دارد: غلظت (ویسکوزیته) ماگما و مقدار گاز موجود در آن. ماگمای رقیق و روان، گازها را راحت‌تر رها می‌کند و فوران‌های آرامی ایجاد می‌کند. اما ماگمای غلیظ و چسبنده، گازها را به دام می‌اندازد و وقتی فشار از حدی بیشتر شود، فوران شدید و انفجاری رخ می‌دهد.

مثال ملموس: عسل را با آب مقایسه کنید. آب رقیق است و به راحتی جاری می‌شود (مثل ماگمای رقیق). اما عسل غلیظ است و به سختی از قاشق می‌ریزد (مثل ماگمای غلیظ). اگر سعی کنید با نی در یک لیوان عسل بدمید، حباب‌های گاز زیر عسل به دام می‌افتند و ناگهان با فشار خارج می‌شوند و همه جا را کثیف می‌کنند! این شبیه فوران انفجاری است.

بر این اساس، آتشفشان‌ها را به طور کلی می‌توان در سه گروه اصلی دسته‌بندی کرد:

1. آتشفشان‌های سپری: گدازه‌های آن‌ها بسیار رقیق و روان است. مانند یک قطره عسل که روی میز پخش می‌شود، گدازه‌ها مسافت‌های زیادی را به آرامی می‌پیمایند و کوه‌های پهن و کم‌ارتفاعی می‌سازند. فوران‌های آن‌ها معمولاً خطرناک نیست. مثال: آتشفشان‌های هاوایی.

2. آتشفشان‌های مخروطی: فوران‌های کوتاه‌مدت و نسبتاً انفجاری دارند. مواد جامد (خاکستر و سنگ‌پاره) بیشتر از گدازه از آن‌ها خارج می‌شود و مخروطی با شیب تند می‌سازند. اندازهٔ متوسطی دارند. مثال: آتشفشان پاریکوتین در مکزیک.

3. آتشفشان‌های مرکب (آندزیتی): خطرناک‌ترین نوع هستند. ماگمای آن‌ها بسیار غلیظ و پرگاز است. فوران‌های آن‌ها شدیداً انفجاری و پر از خاکستر و گازهای سمی است. این آتشفشان‌ها کوه‌های بلند و مخروطی شکلی با لایه‌های متناوب گدازه و خاکستر می‌سازند. مثال: آتشفشان دماوند در ایران، وزوو در ایتالیا.

آتشفشان‌ها: هم ویرانگر، هم زندگی‌بخش

در اخبار، بیشتر شاهد خرابی‌های ناشی از فوران‌های آتشفشانی هستیم: تخریب شهرها (مانند پمپئی)، مسدود شدن راه‌ها توسط خاکستر، آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی موقت. اما جالب است بدانید که فعالیت‌های آتشفشانی فواید زیادی هم برای سیارهٔ زمین و زندگی انسان داشته‌اند:

• تشکیل خاک حاصلخیز: مواد معدنی موجود در خاکستر آتشفشانی پس از تجزیه، به غنی‌ترین و حاصلخیزترین خاک‌های جهان تبدیل می‌شوند. بسیاری از زمین‌های کشاورزی اطراف آتشفشان‌های خاموش، بسیار پربرکت هستند.
• ساختن سرزمین: تمام جزایر هاوایی و همچنین بخش بزرگی از کشور ایسلند، حاصل انباشته شدن گدازه‌های آتشفشانی در کف اقیانوس و بیرون زدن از آب هستند. آتشفشان‌ها می‌توانند خشکی جدید خلق کنند!
• منبع انرژی و مواد معدنی: گرمای درون زمین (انرژی زمین‌گرمایی⁹) در مناطق آتشفشانی برای تولید برق پاک و گرم کردن خانه‌ها استفاده می‌شود. همچنین برخی کانی‌ها و سنگ‌های باارزش مانند الماس در شرایط خاص آتشفشانی تشکیل می‌شوند.
• ایجاد چشمه‌های آب گرم و گردشگری: بسیاری از مناطق دیدنی و تفریحی مانند چشمه‌های آب گرم و گل‌فشان‌ها، نتیجهٔ فعالیت‌های آتشفشانی هستند که صنعت گردشگری را رونق می‌بخشند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ماگما (Magma): سنگ مذاب، کریستال و گازهای حل‌شده در زیر پوستهٔ زمین.
²پوسته (Crust): لایهٔ بیرونی و جامد زمین که قاره‌ها و کف اقیانوس‌ها را تشکیل می‌دهد.
³گوشته (Mantle): لایهٔ ضخیم و نیمه‌جامد زیر پوسته که بیشتر حجم زمین را تشکیل می‌دهد.
⁴گدازه (Lava): ماگمایی که به سطح زمین رسیده و فوران کرده است.
⁵دهانه (Crater): دهانه یا حفرهٔ بالایی آتشفشان که مواد از آن خارج می‌شوند.
⁶پومیس (Pumice): سنگ آذرین اسفنجی و بسیار سبک که به دلیل وجود حباب‌های گاز در آن، روی آب شناور می‌ماند.
⁷سنگ‌پاره (Lapilli): قطعات کوچک سنگی (به اندازهٔ نخود تا گردو) که در فوران آتشفشانی به هوا پرتاب می‌شوند.
⁸سنگ‌های آذرآواری (Pyroclastic rocks): به کلیهٔ مواد جامد پرتاب‌شده از آتشفشان (از خاکستر ریز تا تخته‌سنگ‌های بزرگ) گفته می‌شود.
⁹انرژی زمین‌گرمایی (Geothermal Energy): انرژی حاصل از گرمای درون زمین که در مناطق آتشفشانی برای تولید برق و گرما قابل دسترسی است.