آتشفشان
می دانیم که زمین در ابتدا به حالت کره گداخته ای بوده است که پس از طی میلیونها سال بخش خارجی آن به صورت قشر سختی در آمد. این پوسته به دفعات بر اثر عبور مواد مذاب درونی سوراخ گردید و سنگهای آتشفشانی زیادی به سطح آن رسید.
می دانیم که زمین در ابتدا به حالت کره گداخته ای بوده است که پس از طی میلیونها سال بخش خارجی آن به صورت قشر سختی در آمد. این پوسته به دفعات بر اثر عبور مواد مذاب درونی سوراخ گردید و سنگهای آتشفشانی زیادی به سطح آن رسید.
این عمل حتی در عصر کنونی نیز ادامه دارد. تمام پدیدههایی که با فوران تودههای مذاب بستگی دارند، پدیده آتشفشانی می گویند و علمی را که هدف آن بررسی این پدیده هاست با آتشفشان شناسی می نامند.
وقتی که از فعالیت آتشفشانی صحبت می شود در فکر خود فورانهای بزرگ ، سیلهایی از گدازه ، بهمن هایی از سنگهای گرم و خاکستر ، گازهای سمی و خطرناک و انفجارات شدید در نظر مجسم می نماییم که با مرگ و خرابی همراه است. به قول ریتمن کسی که این حوادث را می بیند هرگز نمی تواند فراموش کند و این امر به قدرت عظیم طبیعت و ضعف نیروی انسانی مربوط می باشد.
● بزرگترین آتشفشان کره زمین
بزرگترین آتشفشان کره زمین مونالوآ نام دارد که بخشی از جزایر هاوایی را تشکیل می دهد. محیط قاعده مخروط این آتشفشان ۶۰۰ کیلومتر و قله آن نسبت به کف اقیانوس که آن را احاطه کرده است ۱۰ کیلومتر ارتفاع دارد. این آتشفشان ، همراه با سایر قسمتهای جزایر هاوایی نشاندهنده موادی هستند که به وسیله فورانهایی که از یک میلیون سال پیش تا کنون ادامه داشته اند، بیرون ریخته شده اند.
● بزرگترین آتشفشان کشف بشر
بزرگترین آتشفشانی که تا کنون به وسیله بشر کشف شده است، الیمیوس مونز یا کوه المپیک نام دارد که در کره مریخ واقع است. شواهد به دست آمده از طریق عکسبرداریهای سفینه فضایی ماریند ۹ نشان میدهد که ارتفاع این آتشفشان احتمالا ۲۳ کیلومتر بوده و کالدرای آن نیز ۶۵ کیلومتر عرض دارد.
● نمونه ای از فورانهای مهم دنیا
▪ آتشفشان وزوو
▪ آتشفشان مونالوآ
▪ آتشفشان پله
▪ آتشفشان بزیمیانی
▪ آتشفشان پاری کوتین در مکزیک
▪ آتشفشان نست هلن
● اقسام آتشفشانها
آتشفشانهای نقطه ای که مواد گداخته از یک محل بیرون می آید (آتشفشان نوع مرکزی). انواع آتشفشانهای نقطهای عبارتند از:
▪ آتشفشانهای نوع هاوایی یا سپری
▪ آتشفشانهای نوع استرومبولی
▪ آتشفشانهایی پرکابی
▪ آتشفشانهای نوع پله
▪ آتشفشانهای نوع ولکانو
آتشفشانهای شکافی یا خطی که فوران آن در امتداد یک شکاف صورت می گیرد. انواع آتشفشانهای شکافی یا خطی عبارتند از:
▪ فورانهای خطی غیر انفجاری
▪ فورانهای خطی انفجاری
آتشفشان چگونه بوجود می آید؟
هـــــر قدر از سطح زمین پایین تر برویم ، و دما را در اعماق آن اندازه گیری کنیم ، متوجه می شویم که مرتبا" همه جا بر میزان دما ، متناسب با عمق آن افزوده میشود . بطوری که دمای محیط درعمق ۳۰ کیلومتری به ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد میرسد د و میدانیم که در این دما اغلب سنگها بصورت مذاب هستند .وقتی سنگ می جوشد ، گازهایی از آن حاصل میشود که حجمش خیلی زیاد است ، و به فضای وسیعی نیاز دارد .
به این دلیل منفذهای کوچکی پیدا میکند ، و ابتدا دودهای کم و بیش تیره رنگ از آنها بیرون میاید د سرانجام وقتی فشار گازهای درون محفظه زیرزمین ، از فشاری که از وزن زمین دوروبر و آتمسفر روی آن حاصل میشود، بیشتر گردد ، مواد مذاب با فشار عجیبی فواران میکنند و هر چه سر راهشان است می سوزانند و از بین می برند.
معمـــــولا" دهانه های سوراخی که به این وسیله باز شده است ، با مواد مذاب دوباره پوشیده میشود د این به چوپ پنبه ای می ماند ، که در دهانه بطری قرار گرفته است .مدتی بعد وقتی دوباره فشار محفظه مواد مذاب بیشتر میشود ، این بار به سادگی همان دهانه را باز میکنند ، و فوران از نو شروع میشود . هم اکنون امریکای مرکزی یکی از فعالترین نقاط کوه آتشفشان است . در واقع دو سوم آتشفشانهای فعال کره زمین در آنجا قرار دارند .
دهانه آتشفشان
قطعات پرتابی به صورت هلال کم و بیش منظم در اطراف دهانه دیده می شود و حداقل نصف اطراف دهانه را در بر می گیرد.
● آشنایی
غالبا انتهای فوقانی دودکش در سطح زمین وسیع تر می گردد و دهانه را بوجود می آورد ومعادل لاتین آن crater می باشد.
بعضی آتشفشانها دهانه وسیع و دریاچه مانند (Lake Crater) دارند. در آتشفشانهای انفجاری دهانه بر اثر انفجار ، از بین می رود و دهانه های جدید بوجود می آید.
● اشکال مختلف دهانه آتشفشان
۱) دهانه های دریاچه مانند (Lake Crater): در آتشفشانهای نوع هاوایی دیده می شود.
۲) دیاترم (Diatreme):
عبارت از حفره ها و چاههایی است که بر اثر انفجار گاز بوجود می آید. منشا این گازها ممکن است ماگمایی باشد و یا از بخار شدن آبهای زیرذ زمینی بر اثر حرارت حاصل شود. دیاترم های که انواعی از پایپ یا دودکشهستند که در اعماق پوسته واقع شده اند و پر از برش های سنگی هستند. هنوز بدرستی ، مکانیسم ایجاد دیاترم ها مشخص نشده است. منشا گازهای داغ و پرفشار در اعماق ، قدرت انفجار گازهایی که بتواند حجم های زیاد برش ها را در داخل پایپ ها در اعماق ایجاد کند، و مکانیسم حرکت مواد فرار هنوز بدرستی شناخته نشده است.
گاهی پیدایش حفره ها ، ممکن است بدون انفجار و بر اثر خروج گازها در دهانه های بعضی از آتشفشانها باشد. این عمل سبب پراکنده شدن مواد سبک وزن وخاکستری می گردد و حفره های قیفی شکل حاصل می شود که به آنها نیز ، دیاترم می گویند.
۳) مآر (Maar):
به دهانه انفجاری اطلاق می شود که قطر بزرگ داشته و بوسیله دریاچه یا برکه اشغال شده باشد. قطر آن ممکن است ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ متر برسد. معمولا مآر در راس مخروط آتشفشانی قرار ندارد و بلکه بر اثر انفجار به صورت گودال هایی در زمین های اطراف آتشفشان حاصل می شود مآر ممکن است بوسیله ماگمای بازیک و یا ماگمای اسیدی بوجود آید.
▪ مآرهای بازالتی
قطعات پرتابی به صورت هلال کم و بیش منظم در اطراف دهانه دیده می شود و حداقل نصف اطراف دهانه را در بر می گیرد. جنس این مواد متفاوت است و شامل قطعات لاپیلی ، گدازه شیشه ای ، بمب های گل کلمی می باشد. مآرهای بازالتی بر اثر فوران فراتوماگماتیک (pheratlo-magmatic) حاصل می شود. یعنی بر اثر برخورد سفره های آب دار زیرزمینی با ستون ماگما که از شکاف سنگها نفوذ می کند. در این عمل بدون اینکه ماگما با آب مخلوط شود و در محل برخورد ، در اثر تبخیر آب فشار هیدرواستاتیک فوق العاده ایجاد می کتند. که مانع صعود ماگما می شود. در این حالت کشش بخار در قاعده ستون زیاد می شود. هنگامی که این کشش بیشتر از فشار هیدرواستاتیک گردید انفجار شدید گاز حاصل می شود و بمب های گل کلمی . قطعات جدا شده از جدار دودکش را با خود جدا میکند و از این ماگما لاپیلی های فراوان همراه با بخار آب خارج می گردد. پس از انفجار، نفوذ دوباره آب سبب تکرار این پدیده می شود. انفجار سبب پرتاب مواد به ارتفاع زیاد می شود به نحوی که مواد سنگین تر در مجاورت دهانه و اجزای سبکتر به وسیله ابرهای گازی به اطراف برده می شود. اختلاف عمده مآرهای بازالتی با مآرهای اسیدی در علت انفجار در اثر فشار فوق العاده گازهایی است که در گدازه خیلی غلیظ محبوس مانده و ایجاد آتشفشانهایی از نوع ولکانو، این نوع مآرها را بوجود می آورد.
۴) کالدارها (caldera)
کالدراها ، گودیهای نسبتا مهمی هستند که در ساختمان آتش فشانها پدید می آید و قطر آنها ممکن است به چند کیلومتر برسند کالدراها بر سه نوع هستند: کالدراهای انفجاری ، کالدراهای ریزشی ، کالدراهای فرسایشی.
▪ کالدراهای انفجاری
این کالدراها فقط بر اثر انفجار حاصل می شوند، تراکم و فراوانی گازهای تحت فشار که به انفجار همراه است دهانه وسیعی ایجاد می کند. موادپرتابی ممکن است آتش فشانی نباشد. حتی بعد از انفجار هم گدازه ای ظاهر نمی شود. فوران آتنشفشان باندائی سان در ژاپن نمونه جالب این انفجارات در مقیاس های کوچک کالدراهای انفجاری را می توان دیاترم نامید.
▪ کالدراهای ریزشی
فراوان ترین انواع کالدراها ، کالدراهای ریزشی هستند. در واقع وقتی از کالدراها صحبت می شود منظور فقط کالدراهای ریزشی است. به دنبال تغییر شکل مخازن ماگمایی در اعماق و خالی شدن بخش های زیرین و سنگین قسمت های فوقانی ، ریزش انجام می شود (در سبلان قطر کالدراهای ریزش ۱۲ کیلومتر و در دماوند ۹ کیلومتر است). با پیدایش کالدراهای ریزشی شکاف هایی در مخروط ایجاد می شود که ممکن است حلقه مانند بوده و در اطراف مخروط ظاهر شود در این صورت آن را دایک حلقوی گویند.
▪ کالدراهای فرسایشی
این قبیل کالدراها کمیابند. بر اثر فرسایش جوی مخصوصا یخچالی و بادی فرورفتگیهایی در دهانه بوجود می آید که می توان آن را کالدرا نامید. مسلما این قبیل کالدراها در انواع قدیمی آتشفشانها قابل رویت هستند.
● رابطه آتشفشان شناسی با سایر علوم زمینی
▪ ژئوفیزیک:
برای اثبات و آگاهی از کانونهای درونی آتشفشانها و پیشگویی شکل و محل و موقعیت آن.
▪ ژئوشیمی:
تعیین دقیق عناصر که بصورت مواد جامد ، مایع و گاز از آتشفشان خارج می شوند.
▪ ترمودینامیک:
برای فهم و ارزیابی نیروی حرارتی آتشفشان و انرژی حاصله از آن و رابطه تشکیل مواد گداخته با حرارت و فشار و همچنین انجماد آن.
▪ سنگ شناسی:
جهت اطلاع از اختصاصات گدازه و شناسایی دقیق سنگهای آتشفشانی
▪ رسوب شناسی:
پراکندگی و نحوه انتشار مواد جامد آتشفشانی در دریاها و خشکیها که به صورت خاکستر ، توف ، برش و … ته نشین می شوند.
علل پیدایش آتشفشان
بنا بر تعریف قدما ، آتشفشانها کوههایی هستند که آتش از آنها بیرون می جهد. این تعریف محافل علمی قدیم تاحدی با واقعیت تطبیق می کرد و شامل مورفولوژی و عملکرد این پدیده های طبیعی بود.
بنا بر تعریف قدما ، آتشفشانها کوههایی هستند که آتش از آنها بیرون می جهد. این تعریف محافل علمی قدیم تاحدی با واقعیت تطبیق می کرد و شامل مورفولوژی و عملکرد این پدیده های طبیعی بود. وقتی از آتشفشان صحبت می شود دملهایی عظیم و مشتعلی در سطح زمین در نظر مطرح می شود که دارای شکل و ابعاد خاصی بوده و از سنگهای ویژه با بافت و ترکیب شیمیایی مشخصی ساخته شده اند.
ولی غیر از شکل مخروطی مخصوص ، آنچه که آتشفشان را نسبت به سایر برجستگیهای روی زمین متمایز می کند پدیده های فورانی آن است که با بیرون ریختن متوالی مواد ، کوه آتشفشان متولد می شود و این کل مسائل حاکم بر آن است. بطور کلی آتشفشانهای عهد حاضر در سه منطقه تکتونیکی ، حاشیه صفحات همگرا ، مرز صفحات واگرا و در داخل صفحات پراکنده اند. اصولا صعود ماگما به سطح زمین به وجود شکستگیهای قائم یا تقریبا قائم و معابری در پوسته زمین وابسته است.
● آتشفشانهای حاشیه صفحات همگرا
این آتششانها یا درحاشیه قاره ها و یا در داخل جزایر و در کنار دراز گودالهای اقیانوسی قرار دارند مانند ژاپن و اندونزی. در محل مرزهای همگرا جایی که صفحات به هم می رسند سه حالت ممکن است اتفاق بیافتد.
▪ فرورانش یک صفحه اقیانوسی به زیر صفحه اقیانوسی دیگر :
مثل فرورفتن صفحه اقیانوس آرام به زیرصفحه اقیانوس هند در شمال زلاندنو.
▪ فرورانش صفحه اقیانوسی به زیرصفحه قاره ای :
در این حالت به دلیل نازکی و چگالی بیشتر ، لیتوسفر اقیانوسی در امتداد سطح موربی به زیر صفحه قاره ای کشیده می شود. در محل برخورد ، دراز گودال عمیق اقیانوسها بوجود می آید. این قبیل فرورانش با گسترش عظیم آتشفشانهای آندزیتی و ضخامت زیاد لبه صفحه قاره ای توام است. این آتشفشانها غالبا انفجاری اند و ابتدا ولکانهایی با مخروط مرتفع و قطر قاعده بزرگ (مانند آتشفشان فوجی یاما در ژاپن ) بوجود می آورند.
▪ برخورد قاره با قاره (اشتقاق قاره ای) :
وقتی دو توده قاره ای به سوی هم حرکت می کنند، در محل برخورد یک صفحه ممکن است به زیر صفحه مقابل فرو رود ولی هیچگاه تا گوشته ادامه پیدا نمی کند. در محل تصادم ، چین خوردگی و گسل خوردگی اتفاق می افتد و بنابراین پوسته جمع و جور شده و صفحات لیتوسفر زیاد می شود. ارتفاع زیاد کوه هیمالیا را نتیجه برخورد قاره هندوستان با فلات تبت می دانند.
● آتشفشانهای در مرز صفحات واگرا
این آتشفشانها در طول شکافهایی در قلمرو اقیانوسها و یا در قلمرو قاره ها حاصل می شوند. شکافهای مزبور به صورت ریفتهای طویلی هستند که گاه هزاران کیلومتر طول دارند و در امتداد آنها دو صفحه از هم دور می شوند. عملکرد ریفتهای مذکور در اقیانوسها و قاره ها نسبت به هم متفاوت است. ریفتهای اقیانوسی در پشته میانی اقیانوسها قرار دارند. در این محلها ، ماگمای تازه از آستنوسفر بالا می آید.
● جزیره ایسلند
جزیره ایسلند بر روی مرز واگرای اقیانوس اطلس واقع است و بزرگترین جزیره متعددی است که منشا کاملا آتشفشانی دارد و از مخروطهای آتشفشانی متعدد تشکیل گردیده است. کف اقیانوس اطلس دائما در حال کشش و بازشدگی است و ایسلند نیز از این قاره مجزا نیست. کشش باعث پیدایش شکاف و گسترش کف اقیانوس می شود. این شکافها با پشته میانی اقیانوس موازی اند و در امتداد آنها آتشفشانهایی در حال فعالیت اند.
در کنیا ، نازک شدن پوسته قاره ای (در نتیجه حرکات کششی پوسته قاره ای نازک شده و می شکند و سرانجام به ایجاد یک حوضه اقیانوسی منتهی می شود) به کندی انجام شد به نحوی که در اواسط میوسن ، فورانهای بازالتی آغاز گردید و سپس با حجم زیاد نفلینیت و کربناتیت دنبال شد. در اواخر میوسن از فوران شکافی گدازه های متولیتی بیرون ریخت و در پلیوسن ، فوران تراکیت طغیانی و خاکستر رواج داشت.
● آتشفشانهای درون صفحه ای
برای تفسیر این آتششانها عده ای از دانشمندان نظریه نقطه های داغ را پیشنهاد دادند که به موجب این نظریه در درون زمین و در مناطق عمیقتر در زیر صفحات لیتوسفر ، مناطق گرم و داغی وجود دارد که مواد مذاب از آنها بالا می آیند و به سطح زمین می رسند. از انباشته شدن همین مواد ، کوههای آتشفشانی در داخل صفحات بوجود می آیند. این محلها ممکن است در داخل صفحات اقیانوسی یا در داخل صفحه قاره ای باشند. در محل این نقاط داغ ، از نقطه ثابتی که در زیر لیتوسفر واقع است تاولهایی از ماگما به خارج صادر می شود.
لیتوسفر واقع بر روی این نقطه داغ با ورود این تاولها ، سوراخ می شود و مواد مذاب به سطح زمین راه پیدا می کند. با حرکت صفحه لیتوسفر کوههای آتشفشانی ممتد بوجود می آید. این نقاط داغ ممکن است در داخل صفحات اقیانوسی قرار داشته باشند که از این نمونه می توان به آتشفشان جزایر هاوایی اشاره کرد که در اقیانوس آرام قرار دارند و فعالترین آتشفشانهای دنیا به شمار می آیند.
همچنین این نقاط داغ در داخل صفحه قاره ای هم وجود دارند که از این نمونه می توان به آتشفشانهای ماسیف سانترال فرانسه اشاره کرد که در داخل صفحه قاره ای اورازی قرار دارند.
● اهمیت آتشفشان شناسی
▪ از نظر اقتصادی: استفاده از انرژی گرمایی آن و انرژی گازهای فومرولی در گردش توربین و به دست آوردن مواد شیمیایی با ارزش که امروزه در ایتالیا ، زلاندنو ، ژاپن و ایسلند اهمیت پیدا کرده است و در کشور ما نیز اخیرا برای استفاده از نیروی حرارتی زمین (انرژی ژئوترمال) حفاریهایی انجام شده است.
● پیشگیری از خطرات اجتماعی آتشفشان
▪ اطلاع و آگاهی از ساختمان و ترکیب پوسته و تا اندازه ای گوشته زمین.
فوران آتشفشان
فورانهای آتشفشانی معمولا براساسی شکل دهانه ای که از آن فوران صورت می گیرد، محل قرار گیری دهانه در کوه آتشفشان، شکل و نوع مخروط آتشفشانی و بالاخره خصوصیات عمومی فوران (آرام یا شدید – انفجاری یا غیر انفجاری) طبقه بندی می شوند.
گدازه های اسیدی به علت درصد Sio۲ بالا و درجه حرارت نسبتا پایین دارای گرانروی (ویسکوزیته) بالا و سیالیت پائین بوده و در نتیجه به صورت انفجاری همراه با مواد پرتابی می باشد. اما در گدازه های بازیک به علت درصد Sio۲ پائین و درجه حرارت نسبتا بالا، گرانروی پائین بوده و سیالیت افزایش می یابد و در نتیجه مواد پرتابی با مقدار کم و فوران آرام انجام می شود
● انواع فوران
۱) نوع هاوایی:
این نوع آتشفشان به شکل گنبدی می باشد و بیشتر مخروط آن از گدازه رقیق با ضخامت زیاد و گسترش کم است. ارتفاع این نوع آتشفشان نسبتا کم است. از دهانه آن اغلب گدازه های بازیک با سیالیت بالا و مواد پرتابی کم، بیرون می ریزد.
به علت وجود میزان کم گاز در گدازه این نوع آتشفشان، فوران جریانی در آن دیده می شود.ماگمایی که به سطح می رسد، معمولا به صورت فواره یا چشمه های گدازه ای خارج می شود. این نوع آتشفشان در جزایر هاوایی به تعداد زیاد یافت می شود. در جزیره ایسلند نیز از این نوع آتشفشان یافت می شود.
۲) نوع استرومبولی:
در آتشفشان های نوع استرومبولی ماگمای نسبتا رقیق با ترکیب بازیک و مواد پرتابی کم تا زیاد می باشد که مواد پرتابی به صورت ریتمی از اسکوری های ملتهب، لاپیلی و بمب می باشد. عمده 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 نسبتا سیال در افق های بالایی مجرای آتشفشان وجود دارند.
به علت گرانروی بالای ماگما، خروج گاز زیادتر از انواع ماگماهای سیال نوع هاوایی صورت می گیرد.
فوران های طولانی مدت استرومبولی می تواند مخروطهای مختلط را تشکیل دهد، در حالی که فوران های کوتاه مدت معمولا مخروط های اسکوری دار را تشکیل می دهند. خاکستر در این نوع آتشفشان کم بوده و به هنگام انفجار تولید ابرهای سبک وزنی را می کند.شیب مخروط این نوع آتشفشان از شیب آتشفشان نوع هاوایی خیلی بیشتر است.
۳) نوع وولکانو:
در نوع وولکانو، گدازه های خمیری شکل، دهانه آتشفشان را مسدود می کند و مانع خروج گازها و بخارات می شود. پس از آن که فشار گازها و بخارات بر اثر تراکم زیاد شد، انفجارات شدید تولید می کند. بر اثر انفجار، ذرات مواد مذاب با فشار به خارج رانده شده و بر اطراف پرتاب می شوند و تولید ابرهای ضخیم و وسیعی از خاکستر را می کنند. این ذرات خاکستر، پس از سرد شدن در اطراف دهانه آتشفشان ریخته شده و تولید مخروطی از خاکستر می کند. این نوع مخروط آتشفشانی اغلب دارای دو شیب است که یکی به طرف دهانه و دیگری به طرف خارج است گدازه مذاب در آن ها به صورت روانه، خیلی کم و نسبتا محدود است.
یک کوه آتشفشان ممکن است مدتی به شکل یک نوع و مدتی دیگر به شکل نوعی دیگر آتشفشانی می کند. چنان که آتشفشانی کوه وزوو و اتنا. گاهی از نوع استرومبولی و زمانی از نوع وولکانو می باشد.
۴) نوع پله:
در آتشفشان نوع پله که در جزیره مارتینیک قرار دارد، مجرای آتشفشانی به وسیله گدازه بسیار لزج و خمیری شکلی مسدود می شود و در نتیجه گازها و بخارات برای خود سوراخ و راهی در دامنه و پهلوی کوه پیدا می کنند. ابرهای سوزان در این نوع آتشفشان تقریبا شبیه نوع وولکانو می باشند ولی شدت خروج آنها از دهانه زیادتر است. به علاوه، حرکت آنها موازی با سطح زمین و گاهی مایل با آن است، در حالی که در نوع وولکانو این حرکت به صورت قائم می باشد.
در آتشفشان نوع پله، اغلب مواد مذابی که خیلی غلیظ و خمیری شکل هستند با فشار زیاد از دهانه خارج می شوند و به شکل سوزنی در دهانه کوه منجمد می شوند که به این مواد منجمد شده در دهانه کوه، سوزن پله می گویند.
۵) نوع کومولوولکان یا کوپول:
مخروط این نوع آتشفشان به شکل گنبد است که به یک طرف بیشتر متمایل است. این نوع آتشفشان در شرایطی تقریبا مشابه نوع پله ایجاد می شود. قطعات بزرگی از سنگ، که از دهانه این نوع آتشفشان خارج می شود، ممکن است دارای سطوح صیقلی یا مخطط باشند .
بمب آتشفشان
بمبها قطعاتی از گدازه هستند که دارای اشکال خاصی می باشند و این شکل احتمالا بر اثر چرخش آنها هنگامی که به هوا پرت می شوند، بوجود می آید. اندازه بمبها بیش از ۶۴ میلیمتر می باشد و در هنگام فوران حالت پلاستیکی دارند. بعضی اوقات اندازه بمبها بسیار یزرگ می باشد به عنوان مثال در انفجار آساما در ژاپن در سال ۱۹۳۵ بمبهایی با قطر ۶ الی۵ متر و وزن ۲۰۰ تن تا ارتفاع ۶۰۰ متر به آسمان پرتاب شد.
● عوامل موثر در اشکال بمبها
شکل بمبها تابع عواملی مانند غلظت ماگما ، اندازه و سرعت حرکت آنها در آسمان ، مدت زمان سرد شدن ، مقدار انبساط حفره ها و شکل آنها در سطح تماس بستگی دارد. معمولا در تعریف بمب عنوان می شود که شکل آنها تابع چرخش آنها در آسمان است. ولی به ندرت بمبها آنقدر سریع می چرخند که این چرخش بتواند شکل آنها را تعیین کند. بمبها انواع مختلفی دارند که در زیر به انواع آنها اشاره می شود.
● انواع بمبهای آتشفشانی
۱ـ بمبهای کروی
این دسته از بمبها حاصل سرد شدن و شکل گرفتن ماگمایی با ویسکوزیته پایین ، یعنی ماگمای بازالتی هستند. همین ماگما ها می توانند بمبهای دارای شکل یا دوکی شکل را بوجود آورند. معمولا این بمبها در فورانهای نوع استرومبولی دیده می شود.
۲ـ بمبهای نواری یا روبانی شکل
بمبهایی هستند که معمولا در جهت طول راه هستند و بیشتر دارای حفراتی می باشند.
۳ـ بمبهای تاپاله گاوی
بسیاری از بمبها ممکن است هنگامی که زود می آیند، پخش شده و به زمین بچسبند که دلیل آن سیالیت بالای گدازه است. از جوش خوردن این بمبها به یکدیگر سنگی به نام آگلوتیلیت بوجود می آورد.
۴ـ بمبهای گل کلمی
این بمبها بیشتر حاصل برخورد مواد مذاب با آب می باشند.
۵ـ بمبهای مرکز دار
بمبهایی هستند که دارای هسته ای می باشند که قبلا جامد بوده است. هسته آنها می تواند از سنگهایی باشد که قبلا توسط همان آتشفشان تولید شده است. یا اینکه زینولیت هایی از سنگ مادر های ساب ولکانیک باشد. توزیع بمبهای مرکزدار در بین آتشفشانهای بی قاعده است و در حقیقت فقط تعداد کمی از مخروط چنین بمبهایی را تولید می کنند.
6ـبمبهای قشر نافی
تشکیل این بمبها به این صورت است که بمب مزبور ابتدا دارای هسته ای شکل پذیر بوده و روی هسته را قشری نازک و شیشه ای می پوشاند. این قشر بر اثر انجماد قسمت درونی دارای شکافهای زیاد می شود و منظره قشر نافی به خود می گیرد.
قسمتهای مختلف آتشفشان
۱) دودکش :
مجاری ایست که گدازه از آن عبور کرده و به سطح زمین می رسد و رابطی بین مخزن ماگما و سطح زمین می باشد. گاهی دودکش با مواد مذاب پر می شود. دودکش ممکن است ساده باشد و از مجاری متعددی تشکیل شده باشد که مجاری اصلی را دودکش اصلی و و انشعبات دیگر آن را دودکش های فرعی می نامند.
۲) دهانه :
انتهای دودکش یعنی در جایی که گدازه به سطح زمین می رسد دهانه نامیده می شود. اگر دودکش های فرعی داشته باشیم دهانه های فرعی هم به وجود می آیند. معمولاً در محل دهانه چاله ای به نام کراتر به وجود می آید که ممکن است کراتر کامل یا ناقص باشد.
۳) مخروط :
بعد از بیرون ریختن گدازه از دهانه آتشفشان با سرد شدن گدازه ها مخروط به وجود می آید. قطر مخروط ها مختلف هستند برخی ممکن است بسیار وسیع باشند. (نوع کالدرا)
۴) سوزن یا گنبد :
گاهی گدازه درون دودکش را پر می کند بر اثر فشار گازهای درون ماگمای زیرین مواد مذاب سرد شده درون دودکش را بالا آورده و شکلی به صورت سوزن یا گنبد را پدید می آورد. (نوع پله)
● انواع مخروط :
۱) مخروط های گدازه ای :
جنس این مخروط از گدازه که بسیار سیال می باشد، است و دامنه ای با شیب ملایم دارد.
۲) مخروط های مرکب : (استراتوولکان)
جنس آنها از طبقات متناوب گدازه و مواد آذرآواری می باشد.
اگر مواد خروجی آتشفشان فقط مواد آذرآوری باشد تشکیل مخروط نمی دهد.
انواع آتشفشان
● دیدکلی
آتشفشانها همانند زمین لرزه ها با بلایا و خسارات زیادی همراهند. خطرهای ناشی از یک آتشفشان خاص ، بستگی به نوع عملکرد ، نوع ماگما ، و نیز جایگاه زمین شناسی و جغرافیای آن دارد. البته خاکسترهای آتشفشانی باعث حاصلخیزی زمین های زراعی می شود. عملکرد آتشفشانها توسط شکل هندسی ، صفحات تکتونیکی کنترل می شود و آتشفشانهای فعال در اکثر قاره ها جز قاره استرالیا وجود دارند.
● طیقه بندی تکتونیکی آتشفشانها
▪ آتشفشانها در سه خاستگاه تکتونیکی دیده می شوند. در درجه نخست تمرکز آنها در مناطق بین صفحات تکتونیکی بسیار زیاد است نزدیک به ۸۰% آتشفشانهای فعال در مناطق فرورانش یعنی جایی که صفحات تکتونیکی توسط صفحه دیگر به زیر می روند واقع اند. و انفجاری ترین نوع هستند مهمترین نوع اینها استراتو ولکانو و آتشفشان مرکب است.
▪ نوع دوم آتشفشانهای رنیتی در جایی که صفحات از یکدیگر دور می شوند، رخ می دهند این نوع آتشفشانها با انفجار کمتری همراهند و در کف اقیانوس واقع می شوند.
▪ نوع سوم آتشفشانهای نقطه داغ (Hot spot) که در مرکز صفحات جایی که پوسته ضعیف بوده و اجازه نفوذ مواد مذاب از درون زمین داده می شود. مثل آتشفشان جزایر هاوایی در میان اقیانوس آرام.
انواع آتشفشانها
● آتشفشانهای سپری شکل Shield Volcano
مواد مذاب بازالتی که نسبتا از نظر SiO۲ فقیر و دارای میزان بالایی از تمرکز آهن و منیزیم هستند نسبتا روان بوده و به آرامی و سهولت جاری می شوند منظر آتشفشانی بسیار مسطح است. مانند هاوایی.
آتشفشانهای گنبدی
مواد مذاب آتشفشانی حاوی SiO۲ بیشتر و فقیر از آهن و منیزیم است مواد مذاب و ویسکوزیته بالا و به آسانی در سطح روان نمی شوند. و در نزدیکی دودکش انفجار پیدا می کنند و ساختمانهای متراکم ایجاد می کنند که دارای پهلوهای با شیب زیاد است و یک گنبد آتشفشانی را تشکیل می دهند.
آتشفشان نوع ترکیبی (مرکب)
دارای فورانهای متناوب در زمان های مختلف است بسیاری از این آتشفشانها مقداری مواد آذرآواری و مواد مذاب و مقداری مواد آواری و غیره از خود خارج می کنند آتشفشانهایی که بدین صورت و به شکل لایه ای ساخته می شوند به استراتوولکانو Stratovolcano و یا آتشفشانهای چینه ای مرسوم اند بیشتر آتشفشانهای خطرناک در غرب ایالات متحده و آنشفشان دماوند و تفتان از این نوع اند.
۱) آتشفشان نوع سپری و ویژگی های فیزیکی آن ( مونتگمری ۱۹۹۷۰ )
۲) تشکیل آتشفشان نوع گنبدی ( مونتگمری ۱۹۹۷ )
۳) تشکیل آتشفشان نوع چینه ای ( اسمیت ۱۹۹۲)
آتشفشان سهند
آتشفشانهای بزرگ سهند ، در ۴۰ کیلومتری جنوب تبریز واقع است و با آتشفشانهای کوچکتر شمال غرب دریاچه ارومیه و مرکز آتشفشانی ارمنستان و آرارات که در نزدیکی مرز ایران واقع است، ارتباط دارد.
آتشفشانهای بزرگ سهند ، در ۴۰ کیلومتری جنوب تبریز واقع است و با آتشفشانهای کوچکتر شمال غرب دریاچه ارومیه و مرکز آتشفشانی ارمنستان و آرارات که در نزدیکی مرز ایران واقع است، ارتباط دارد.
ارتفاع کوه سهند از سطح دریا ۳۶۹۵ متر می باشد و مخروطی بسیار پهن و گسترده دارد که از توفها و خاکسترهای فوران تشکیل گردیده و بر اثر آبهای جاری دره های تنگی در آنها ایجاد شده است. سهند مخروط بسیار پهن و گسترده ای از تناوب منظم گدازه و خاکستر است که چینه بندی منظم دارد. مواد آتشفشانی سهند بر روی رسوبات مختلف (از پالئوزوئیک تا میوسن) و مساحت تقریبی ۴۵۰۰ کیلومتر مربع را پوشانیده است. این وسعت قشر نازک خاکسترهای آتشفشانی سهند در مناطق دوردست (مثلا در اطراف جاده بستان آباد – تبریز را شامل نمی شود.
● فعالیت آتشفشان سهند
تعیین سن مطلق گدازه های سهند بین ۱۴/۰ میلیون سال تا ۱۲ میلیون سال را نشان داده است. با این ترتیب آتشفشانهای سهند در چند مرحله فعالیت داشته و در حد بین این مراحل فعال ، آرامش نسبی برقرار بوده است. وجود رسوبات حاصل از فرسایش مواد آتشفشانی و سن متفاوت نمونه ها ، مسئله فوق را تائید می کند.
● محیط رسوبی گدازه های سهند
سیمان لایه ای سنگها ، دانه بندی رسوبات و وجود آثار انواع ماهی در خاکسترهای خلعت پوشان تبریز سبب شده تا عده ای از زمین شناسان ، براین باور باشند که سهند به صورت جزیره و یا شبه جزیره کوهستانی بوده که با دریایی کم ژرفا احاطه می شده و مواد آتشفشانی ورودی به این محیط ، به کمک جریان آب ، به صورت یکنواخت در سطحی وسیع پراکنده می شدند.
● چینه شناسی آتشفشان سهند
سهند ، توده آذرین خروجی است که به صورت کلاهکی برروی پایه ای از سنگهای رسوبی به سن های مختلف قرار گرفته است. ضخامت مواد آتشفشانی بیش از ۸۰۰ متر برآورد شده است و در یک نگاه کلی ، مواد آتشفشانی تشکیل دهنده سهند به ترتیب از پائین به بالا ، عبارتند از : کنگلومرای آتشفشانی ، افق های پامیس دار و گدازه های آندزیتی ، تناوبی از لایه های آگلومرایی ، روانه های برشی و لاهار و گدازه های داسیتی. بدین ترتیب با توجه به وضع چینه شناسی ، سهند را می توان نوعی کلاسیک از یک آتشفشان چینه ای دانست.
● ویژگی تکتونیکی آتشفشان سهند
به احتمال زیاد ، پیدایش آتشفشانهای سهند به تجدید فعالیت گسل سلطانیه – تبریز که از منطقه سهند عبور می کند، مربوط بوده است.
● سنگ شناسی آتشفشان سهند
آتشفشان سهند بیشتر از نوع گدازه های ریولیتی ، داسیتی و آندزیتی اند که در بین آنها توفها و خاکسترهای فراوان دیده می شود. وجود خاکستر با قطعات پامیس در فواصل بسیار دور از قله ( مراغه ، میانه ، بستان آباد ) نشان می دهد که فوران های انفجاری سهند بسیار شدید بوده است.
● آثار زیست محیطی آتشفشان سهند
فوران انفجاری سهند در مدفون نمودن پستانداران حوالی مراغه بی تاثیر نبوده است. آثار این پستانداران ذی قیمت به دفعات مورد دستبرد علمی قرار گرفته و در موزه های مختلف دنیا ضبط شده است.
● تحولات ماگمایی آتشفشان سهند
زمین شناسان بر اساس داده های جدید ، بر این باورند که:
▪ در سهند تغییر و تحولات ماگمایی در طول زمان صورت گرفته و این تحولات ناشی از تفریق ماگمای اصلی بر اثر نیروی گرانش می باشد. به گونه ای که ، در محفظه ماگمایی ، از ماده مذاب اولیه با ترکیب آندزیتی ( آندزیت قرمز گل ) ، سنگهای اسیدی شامل داسیت و ریوداسیت بوجود آمده است.
▪ با توجه به ترکیب شیمیایی سنگها ، به نظر می رسد که ماگمای تشکیل دهنده سنگها از ذوب بخش پوسته زیرین حاصل شده است.
▪ با توجه به نتایج زمین گاه شماری ، مراکز آتشفشانی سهند از اواسط دوره میوسن تا اواخر پلیتوسن ، بطور متناوب فعال بوده است.
دریاچه آتشفشان
آتشفشان سبلان در مشرق تبریز و شمال غربی اردبیل واقع است. ارتفاع آن از سطح دریا ۴۸۰۰ متر و گدازه های آن سطحی معادل ۱۲۰۰ کیلومتر را اشغال نموده اند و به علت فروریختگی و ریزش متعدد (کالدرا) به شدت قطعه قطعه است. سبلان اصلی ، سبلان کوچک ، کوه سلطان و آغان داغ قله های آتشفشانی متعدد این کوه را تشکیل می دهند.
در قسمت شمال و قاعده ای که بلندترین قله سبلان در آن واقع است دریاچه کوچکی وجود دارد که احتمالا باقیمانده دهانه آتشفشان است. در تشکیل این دریاچه کالدرا نقش اساسی را دارد که در اینجا لازم است، مختصری راجع به نحوه تشکیل کالدراها و انواع آنها بپردازیم.
● کالدرا
کالدراها ، گودالهای نسبتا مهمی هستند که در ساختمان آتشفشانها پدید می آید و قطر آنها ممکن است به چند کیلومتر برسد. کالدراها شامل انواع زیر می باشند:
۱) کالدراهای انفجاری : این کالدراها فقط بر اثر انفجار حاصل می شوند، تراکم و فراوانی گازهای تحت فشار که با انفجار همراه است، دهانه وسیعی را ایجاد می کند.
۲) کالدراهای ریزشی : فراوانترین انواع کالدراها ، کالدراهای ریزشی است. در واقع وقتی از کالدرا صحبت می شود، منظور فقط کالدراهای ریزشی است. در اثر تغییر شکل مواد مذاب یا خالی شدن بخشهای زیرین و سنگینی قسمتهای فوقانی ، دهانه ریزش می نماید و کالدرای ریزشی را بوجود می آورد. کالدراهای سبلان و دماوند در واقع ، کالدرای ریزشی هستند که قطر کالدرای ریزشی در سبلان ۱۲ کیلومتر و در دماوند ۹ کیلومتر می باشد.
۳) کالدراهای فرسایشی : این قبیل کالدراها کمیابند. بر اثر فرسایش جوی مخصوصا یخچالی و بادی فرورفتگیهایی در دهانه بوجود می آید که می توان آن را کالدرا نامید. مسلما این قبیل کالدراها در انواع آتشفشانهای قدیمی قابل روئیت است.
مکانیسم تشکیل دریاچه
پس از ایجاد کالدرا و خاموشی آتشفشان یا گذراندن دوره آرامش ، آبها و نزولات جوی که شامل برف و باران می شود در این حفره در دهانه آتشفشان جمع شده و به تدریج یک دریاچه ای را در این قسمت تشکیل می دهند.
● نمونه کاملی از یک دریاچه آتشفشانی
دریاچه کراتر (Crater Lake) واقع در جنوب ایالت اورگان (Oregon) در حوضچه ای قرار گرفته است که می تواند مثال کاملی از شکل کالدرا باشد. قطر این حوضچه دایره ای شکل ، کمی بیش از ۸.۵ کیلومتر و بیشترین عمق آن ۱۲۰۰ متر است. ارتفاع صخره های احاطه کننده این حوضچه بین ۷۵۰ تا ۱۲۰۰ متر است.
خود دریاچه کراتر عمقی حدود ۶۰۰ متر دارد. این کالدرا هنگامی تشکیل شد که قسمت بالای مخروط متقارن آتشفشان مازاما در حین یکی از فورانها ناپدید گشت. زمین شناسان از طریق مطالعه رسوبات دامنه آتشفشان ، سعی کردند تاریخ و چگونگی تشکیل این حوضچه را مشخص سازند.
ساختمان آتشفشان
ساختمان آتشفشان شامل ۳ بخش است:
دودکش آتشفشانی مجرایی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی از درون زمین به سطح آن راه می یابند. نک (Neck) مجرای آتشفشانی قدیمی است که اکنون از گدازه های قدیمی پرشده است و چون از سنگ های پیرامون خود مقاوم تر است، به صورت برجستگی ستون مانند باقی مانده و سنگهای اطراف آن که مقاومت کمتری دارند، فرسایش یافته اند.
▪ دهانه آتشفشان:
پایانه بالایی مجرای آتشفشان که اغلب از قسمتهای دیگر مجرا وسیع تر است، دهانه آتشفشان گفته می شود که شامل انواع مختلف ذیل می باشد:
ـ دیاترم (Diatreme)
عبارت است از دهانه های انفجاری که براثر انفجار ناشی از وجود گازهای آتشفشانی تشکیل گردیده است. این گازها خاستگاه ماگمایی و غیر ماگمایی دارند.
ـ مآر (Maar)
دهانه های نسبتا وسیع آتشفشانی که اغلب به وسیله بخار آب حاصل از گرما ایجاد می شوند. مآرها اغلب در مناطق مرطوب و دریایی رخ می دهند.
▪ کالدرا (Caldera)
دهانه های خیلی وسیع آتشفشانی که قطر آنها به چندین کیلومتر می رسد و شامل انواع ذیل می باشد:
ـ کالدرای انفجاری:
این نوع کالدرا بر اثر انفجار حجم عظیم از مواد آتشفشانی و پی سنگ در اثر گازهای تحت فشار حاصل می شود و دهانه های وسیعی را تشکیل می دهد بالتدکالدرای آتشفشانی باندائی سان در ژاپن (فوران در سال ۱۸۸۸).
ـ کالدرای ریزشی:
متداولترین نوع کالدرا می باشد می باشد که عمل فرونشست و یا ریزش۱، ۱- Collap se
در اثر انفجار و خارج شدن حجم زیادی از مواد ماگمایی و نیز سنگینی بخشهای بالایی آتشفشان اتفاق می افتد که با ایجاد شکستگی های همراه است. ممکن است این شکستگی ها توسط مواد مذاب به صورت دایک پرشود و یا از طریق آنها مواد فرار یابد احتمالا مواد گدازه ای جدید به سطح کالدرا برسد.
اگر دایک ها به صورت حلقوی پیرامون مخروط آتشفشان ظاهر شوند به آنها دایک های حلقوی می گویند. در حالی که اگر دایک ها به سمت درون زمین به صورت همگرا یا متقارب باشند و یک نوع شکل مخروطی مانند ایجاد نمایند که راس آنها به طرف درون زمین باشد به آنها صفحات مخروطی گفته می شود.
در مواردی نیز دایک ها نسبت به مخروط آتشفشان آرایش شعاعی دارند که به آنها دایک های شعاعی گفنه می شود.
ـ کالدراهای فرسایشی:
بر اثر فرسایش دهانه آتشفشان قدیمی و گسترش آنها به وسیله عوامل جوی، یخچالی و بادی حاصل می شوند. کراترهالکا کالا در جزیره ماوی هاوایی است.
▪ مخروط آتشفشانی:
برجستگی های مخروطی شکل که از انباشتگی مواد آتشفشانی در پیرامون دهانه آتشفشان حاصل می شود و بر حسب این که کدام مواد آتشفشانی تشکیل شده است تحت نام های مختلفی است:
ـ مخروط های تغرایی
فقط از مواد آذرآواری تشکیل شده است.
ـ مخروط های گدازه ای
فقط از گدازه تشکیل شده است.
ـ مخروط های چینه ای
تناوبی از گدازه و مواد آذر آواری(پیروکلاستیک) است.
آتشفشان در اقیانوس
با نگاهی به پراکندگی آتشفشانها در سطح زمین ملاحظه می کنیم که اولا بین مناطق آتشفشانی و نقاط زلزله خیز زمین رابطه غیر قابل انکاری وجود دارد و ثانیا این دو پدیده در مناطق خاصی از زمین یعنی در حد و مرز صفحات لیتوسفری زمین اتفاق می افتند.
با نگاهی به پراکندگی آتشفشانها در سطح زمین ملاحظه می کنیم که اولا بین مناطق آتشفشانی و نقاط زلزله خیز زمین رابطه غیر قابل انکاری وجود دارد و ثانیا این دو پدیده در مناطق خاصی از زمین یعنی در حد و مرز صفحات لیتوسفری زمین اتفاق می افتند.
در مجاور دراز گودالهای اقیانوسی ، یعنی در مناطق فرورانش ، آتشفشانها از نوع انفجاری اند ( مانند نواحی ژاپن ، اندونزی ، فیلیپین ، مغرب ایالات متحده ، مکزیک ، اکوادور ، پرو ، ایتالیا و یونان).
پشته های اقیانوسی ( Ridge ) نیز محل وقوع آتشفشانهای فعال و تقریبا دائمی است. این آتشفشانها عموما غیر قابل روئیت اند، زیرادر اعماق زیاد آب دریا (۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ متری) اتفاق می افتند و به ندرت در سطح زمین نمایان می شوند. با این وصف با اکتشافات و بررسیهای کف اقیانوسها به کمک اطاقکهای شناور ، توانسته اند تظاهرات آتشفشانی این مناطق را از نزدیک مشاهده کنند.
● آتشفشانهای پشته میان اقیانوسی
این آتشفشانها از شکافهای یک دره اصلی و دره ای فرعی کوچکتر در کف اقیانوس به بیرون سرازیر می شوند. ترکیب آنها اساسا بازالتی است که به آن بازالت مور می گویند و در آن گدازه پاشی به وفور یافت می شود. پشته میان اقیانوسی ، دارای شکستگی و گسلهای فراوان است که کم و بیش با محور پشته موازی است. رسوبات این ناحیه اساسا از نوع پلاژیک اند. با بررسیها و مطالعات دقیق ثابت شده است که لایه های سازنده پوسته اقیانوسی به اقیانوسها شباهت دارند.
بازالتهای سازنده کف اقیانوس از نوع تولئیت اقیانوسی است که ماگمای کم تحول یافته ای محسوب می شود. تشخیص آتشفشانهای بازالتی در پوسته اقیانوسی قدیمی که از مراکز گسترش کف اقیانوس ناشی شده باشد بسیار مشکل است، چه به دلیل دگرسانهای شدید ، ویژگیهای ژئوشیمیایی آن دستخوش تغییر زیاد می شود، از اینرو تنها به کمک توالی سنگ شناسی مثلا وجود گدازه های بالشی که به سمت پائین به مجموعه ای از دایکهای صفحه ای ختم شود و حضور قطعاتی از بقایای لیتوسفر اقیانوسی می توان وجود مراکز گسترش قدیمی را آشکار ساخت.
● آتشفشانهای ممتد وسط صفحه اقیانوسی
این قبیل آتشفشانها بر روی پی سنگی از لیتوسفر اقیانوسی بنا می شوند که گاهی به صورت کوه آتشفشان منفرد (سی مونت) و یا به صورت رشته جزایر آتشفشانی (مثلا جزایر آتشفشانی هاوایی) به دنبال هم قرار دارند. قطر سی مونتها متفاوت است و ممکن است کمتر از یک کیلومتر تا دهها کیلومتر تغییر کند. در قاعده کوه دریایی (یاسی مونت) ، گدازه های بالشی بازالتی و هیالوکلاستیتها دیده می شود ولی در نزدیک به سطح دریا ، با پوششی از لایه های پیروکلاستی و گدازه های آتشفشانی مفروش می شود.
رشته جزایر آتشفشانی وسط اقیانوس به صورت دانه های تسبیح به دنبال هم قرار می گیرند که امتداد آنها بر پشته میان اقیانوس عمود است و با دور شدن از این پشته سن آنها زیادتر می شود. این نوارهای آتشفشانی بر اثر عبور صفحه لیتوسفری از روی نقاط داغ زیر لیتوسفر بوجود می آیند. مسلما با حرکت و فرورانش صفحات لیتوسفری ، این جزایر نیز ممکن است به همراه پوسته اقیانوسی به زیر صفحات مجاور وارد شده، و بلعیده شوند. یا بخشهایی از آن به صورت تکه های مجزا به حالات فرورانش در قطعه مجاور باقی بماند.
● آتشفشانهای جزایر قوسی
این آتشفشانها به صورت خط باریک و با پهتای کمتر از ۵۰ کیلومتر به موازات محور دراز گودالهای اقیانوسی قرار دارند. بر حسب شکل گودال (مستقیم یا منحنی) ، امتداد خطی آتشفشانهای مزبور ممکن است مستقیم (جزایر تونگا – کرمارک) یا داری انحنا باشد (جزیره ماریانا). ساختمان زمین شناسی این مناطق به ترتیب بعد از گودال ، منطقه منشور به هم افزوده ، قوس حیهه ای و دریای حاشیه ای و قوس برجا مانده قرار دارد. آتشفشانهای فعال که به آن آتشفشانهای پشت قوس می گوییم، در کنار دریاهای حاشیه ای قرار دارند.
سنگهای جزایر قوسی اکثرا از نوع بازالتی یا آندزیتهای بازالتی با ماهیت تولئی ایتی اند و از لیتوسفر فرو رانده یا از گوه گوشته ای روی آن منشات گرفته اند. اخیرا سنگهایی به نام بونینیت (Boninte) ( بازالتی یا آندزیتی که غنی از منیزیم ، کروم و نیکل اند ) به عنوان ماگمای اصلی سنگهای جلوی قوس آتشفشانی معرفی شده است که در مراحل اولیه تکامل جزایر قوسی ظاهر می شوند.
● آتشفشانهای منفرد کف اقیانوس
این قبیل آتشفشانها دور از پشته میان اقیانوسی و سیستم ریفت اصلی آن قرار دارند. پی این آتشفشانها بر روی پوسته اقیانوسی با ترکیب تولئیت اقیانوسی بنا نهاده شده است. تعداد آنها به چندین هزار می رسد. بعضی از آنها در شمال اقیانوس اطلس (نظیر جزایر تنریف ، هیرو ، لاپالما) از نظر تحولات آتشفشان شناسی و فرسایشی در مراحل مختلف قرار دارند. سنگهای آتشفشانی این جزایر غالبا از نوع آلکالن سدیک اند که بعضی از آنها تامئولیت نیز تفریق یافته اند.
بعضی دیگر استثنائا از نوع آلکالن پتاسیک اند (تریستان داکونها که در جنوب اقیانوس اطلس و در فاصله ۵۰۰ کیلومتری از ریفت وسط اقیانوس قرار دارد ). به نظر می رسد که ماگمای مولد این آتشفشانهای منفرد از مناطق عمیقتر منشا گرفته و بنابراین درجه آلکالینیته آنها بیشتر است. مثلا جزیره اسیتر در نزدیکی پشته میانی اقیانوس آرام از نوع بازالت حد واسط و ساب آلکانی است و به ریولیت تفریق یافته است، در حالی که جزیره کوک Cock Island و تاهیتی واقع در ۳۰۰۰ کیلومتری مغرب پشته مزبور از نوع آلکالی و غیر اشباع از سیلیس اند.
آتشفشان نوع هاوایی
نمونه های مشخص این آتشفشان در هاوایی و ایسلند قرار دارد. در هاوایی دو آتشفشان فعال از این نوع وجود دارد که ارتفاع یکی از آنها ۴۱۶۶ متر است و دیگری ۱۲۳۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد. مخروط این نوع آتشفشان تقریبا مسطح است و فوران مواد هم شدید نیست.
نمونه های مشخص این آتشفشان در هاوایی و ایسلند قرار دارد. در هاوایی دو آتشفشان فعال از این نوع وجود دارد که ارتفاع یکی از آنها ۴۱۶۶ متر است و دیگری ۱۲۳۰ متر از سطح دریا ارتفاع دارد. مخروط این نوع آتشفشان تقریبا مسطح است و فوران مواد هم شدید نیست. گدازه از نوع بازالتی است و بنابراین سیالیت آن بسیار زیاد است.
● مهمترین آتشفشان هاوایی
مهمترین آتشفشانی که به این طریق فعالیت می نماید آتشفشان کوه کیلوآ واقع در جزیره هاوایی است، این نوع آتشفشان را امروزه تحت عنوان فعالیت با دریاچه گدازه مشخص می نمایند. فعالیت این آتشفشان از نظر حرارتی شدید مداوم بوده و ممکن است دهها سال ادامه داشته باشد. دریاچه آتشفشانی کیلوآ در گودالی به شکل دایره قرار دارد که قطر تقریبی آن در حدود ۳۵۰ متر است. جدار گودال وضع تقریبا قائمی دارد. حرکت گدازه ها را می توان در این گدال مشاهده نمود. سطح دریاچه گدازه از پوسته نازکی به رنگ تیره مفروش شده است که بر اثر حرکت گدازه موج دار است. این پوسته گاهی پاره می شود و مواد گداخته از آن تراوش می کند.
گاهی چشمه ای از مواد گداخته به ارتفاع ۱۰ تا ۱۵ متر در سطح دریاچه ظاهر می شود و مواد مذاب را به بیرون هدایت می کند. و حبابهای گاز ضمن خروج از چشمه قطرات و رشته هایی از گدازه را به هوا پرتاب می کند. این قطرات و رشته ها ضمن دوران در هوا و سرد شدن سریع به شیشه تبدیل می شوند و سپس باد آنها را به اطراف پراکنده می کند. قطرات و رشته های مزبور اشکها و موهای پله (در اصطلاح محلی یعنی خدای آتش) نامیده می شود که گاهی در هسته مرکزی آنها بلورهایی از الیوین و منیتیت وجود دارد.
● حرارت دریاچه کیلوآ
بر طبق ارزیابی ، در هر ثانیه بیش از ۳۰۹ میلیون کالری حرارت از دریاچه آتشین کیلوآ به هدر می رود، ولی این اتلاف حرارتی در سرد شدن دریاچه تاثیر مهمی ندارد. زیرا مواد گداخته پیوسته از درون به سطح می رسد و به علاوه احتراق گازها که در سطح دریاچه صورت می گیرد تا اندازه ای جبران حرارت از دست رفته را می نماید.
● گدازه آتشفشان هاوایی
گدازه آتشفشانهای نوع هاوایی سیالیت زیاد دارد و مواذد مذاب ، مانند آبی که از چشمه های گرم و جوشان خارج می شود، در دریاچه گدازه وارد می گردند و پس از لبریز شدن دریاچه ، از دهانه آشفشان جاری می شود و گدازه های آن روی هم قرار می گیرد. در نتیجه انفجار وجود ندارد و پرتاب قطعات جامد ، خاکستر ، اسکوری و لاپیلی در آن بندرت دیده می شود.
این نوع آتشفشانها غالبا گسترده و بسیار وسیع می باشند. به دلیل شکل نسبتا مسطح و کم ارتفاع مخروط که به سپر شباهت دارد، این قبیل آتشفشانها را به نام آتشفشان گسترده سپری یا بطور ساده آتشفشان سپری می گویند. ماهیت سنگ شناسی این نوع آتشفشان باز است، هاوایی ایت و بازانیت است. غیر از کیلوآ ، آتشفشان مونالوآ ، در هاوایی ، میهارایاما در ژاپن و نیراگنگو در کنگو و ماسایا در نیکاراگوئه دارای دریاچه گدازه و از انواع آتشفشانهای هاوایی به شمار می روند.
بهره برداری از آتشفشان
● ویژگیهای طبیعی آتشفشان
از مهمترین ویژگی های محیطی و سیماهای زمین شناختی بیشتر آتشفشانها وجود چشمه های آب گرم آبفشان ، دهانه و مخروط آتشفشانی است. چشمه های آب گرم از ویژگی های هیدرولوژیکی و سیماهای زمین گرمایی هستند در بسیاری مناطق نظیر دماوند و سبلان دیده می شوند.
● بهره برداری از ویژگی های طبیعی آتشفشانی
مهمترین استفاده از انرژی زمین گرمایی جهت گرمایش ، تولید برق ، آب درمانی ، کشاورزی ، پرورش آبزیان و توریسم می باشد.
● بلایای همراه آتشفشان
یکی از انواع بخصوص فوران و انفجارات آتشفشانی و آذرآواری ، مخلوطی از گازهای داغ و خاکستر داغ ریز به نامNuee Ardenteمی باشد که بسیار کشنده است. این ابرهای سوزان (Glowing Clouds) بسیار گرمند و در داخل ابر دما تا ۱۰۰۰ درجه نیز می رسد و با سرعتی حدود صد کیلومتر درساعت روان می شوند. و گازهای مختلف آتشفشانی نظیر Co۲ و بخار آب که سمی نیستند ولی گازهای Co سولفور ، اسید کلریدریک نسبتا خطرناک و سمی اند. بیشتر مرگ و میر حاصل از آتشفشان هنگامی است که نوع فوران انفجاری و همراه با ذرات آذرآواری باشد.
● پیش بینی فعالیت آتشفشان
از نظر فعالیت آتشفشانها به سه گروه فعال ، خاموش یا مرده و خفته (Dormant) آتشفشان فعال اخیرا فوران کرده باشد. آتشفشانی که به تازگی فوران نداشته و تحت تاثیر فرسایش زیاد بوده است (خاموش) و آتشفشانی که به تازگی فوران کرده باشد و از نظر فرسایش تازه به نظر برسد از نوع غیرفعال و یا خفته است اما دارای پتانسیل فعالیت می باشد.
● پیش درآمدهای آتشفشانی
آتشفشانهای مهم بطور آنی اتفاق نمی افتند این قبیل فورانها با یک سری تغییرات محیطی همراهند از قبیل زمین لرزه ، تغییر شکل زمین ، پدیده های زمین گرمایی و تغییرات شیمیایی متاسفانه چنین پدیده هایی همیشه اتفاق نمی افتند. از اینرو پیش بینی اکثر آتشفشانها قدری مشکل است. بررسی های دیگر پیش بینی آتشفشان را توسط رفتار حیوانات قبل از وقوع آتشفشان حکایت می کند.
● عکس العمل در برابر پیش بینی فوران
تخلیه منطقه تا زمان کاهش فرونشست فعالیت آتشفشانی است. پیش بینی دقیق و ارزیابی صدمات خصوصا در مورد آتشفشانهایی که مدت زیادی فعال نبوده اند بسیار دشوار است این امر به دلیل نبود سوابق تاریخی و مقایسه آنها با اطلاعات موجود است.
آتشفشان در منظومه شمسی
روش مقایسه از مشخصات اختر شناسی جدید است. برای مطالعه قوانین حاکم بر تکامل و ساختمان یک جسم فضایی ، پیدا کردن یک یا چند جسم مشابه آن در فضا و یافتن وجه اشتراک و تفاوت آنها مفید می باشد.
روش مقایسه از مشخصات اختر شناسی جدید است. برای مطالعه قوانین حاکم بر تکامل و ساختمان یک جسم فضایی ، پیدا کردن یک یا چند جسم مشابه آن در فضا و یافتن وجه اشتراک و تفاوت آنها مفید می باشد. با تعیین عللی که منجر به تشابه یا اختلاف می شوند، پرداختن به کار اصلی را آسانتر می کند. تشابهات ، جنبه های مشترکی را که بر تکامل اجسام مورد علاقه تاثیر می گذارد نشان می دهد و عدم تشابه مشخص کننده عواملی می باشد که مسیر های مختلف تکامل آنها را تعیین می نماید.
حتی انتزاعی ترین تحقیقات علمی باید طبیعتا به کاربرد علمی دانش جدید منتهی شود. این جهت یابی کارهای علمی ، از ماهیت اجتماعی علم به عنوان نوعی از فعالیتهای انسان سرچشمه می گیرد. اختر شناسی نیز از این مسئله مستثنی نیست. اخترشناسان در ضمن بررسی رویدادهایی که در فضا به وقوع می پیوندند. بویژه هنگام مطالعه سیارات منظومه شمسی ابتدا درباره زمین فکر می کنند. زیرا این مسئله به آنها کمک می کند که درباره خانه خود در جهان بیشتر بدانند. از این نظر در مطالعه فعالیت آتشفشان ما بسیار باارزش است.
● آتشفشان در زمین
مراحل آتشفشانی از تظاهرات جالب فعالیت درونی سیاره ما است که اثرات زیادی بر روی بسیاری از فرآیند ژئوفیزیکی دارد. می توان به کمک این واقعیت که حدود ۵۴۰ آتشفشان فعال در دنیا وجود دارد. یعنی آتشفشانهایی که حداقل یک بار در طی تاریخ ثبت شده دستخوش انفجار شده اند. درباره میزان آتشفشان زمین تصوری پیدا نمود. از این تعداد ۳۶۰ آتشفشان در "حلقه آتش" رشته کوههای آتشفشانی که اقیانوس آرام را احاطه کرده اند، واقع شده اند و ۶۸ آتشفشان در کامچاتکاپنینولا و جزایر کوریل قرار گرفته اند. در سالهای اخیر مشخص شده که تعداد بسیار زیادتری از آتشفشان در کف اقیانوس وجود دارند و فقط در ناحیه مرکزی اقیانوس آرام ، حداقل ۲۰۰۰۰۰ آتشفشان یافت می شود.
● انرژی انفجار آتشفشان
مقدار انرژی که در ضمن یک انفجار عادی آزاد می شود. با انرژی ۴۰۰۰۰۰ تن از سوخت معادل آن قابل قیاس است. انرژی که در یک انفجار عظیم ایجاد می گردد تقریبا معادل انرژی است که از سوختن ۵۰۰۰۰۰۰ تن ذغال سنگ حاصل می شود.
● پیدایش آتشفشان در سطح ماه
ذرات جامد زیادی که در ضمن انفجار به فضا رانده می شوند و پراکنده شدن پرتوهای خورشیدی ، اثر قابل توجهی بر مقدار گرمایی که به زمین می رسد دارند. برخی از اطلاعات موجود نشان می دهند که در تاریخ سیاره ما پیش از دوره یخبندان طولانی فعالیت شدید آتشفشانی صورت گرفته است. اطلاعات کنونی علمی نشان می دهند که فعالیت آتشفشانی همچنین در اجسام سیاره ای دیگری که از نظر ماهیت و ساختمان به زمین شباهت دارند رخ می دهد.
ماه که نزدیک ترین همسایه زمین است. از نظر تکاملی شباهت زیادی با سیاره زمین دارد. بنابراین ، مقایسه ها و مطالعات ماهواره ای باید آشکار کننده بسیاری از مسائل باشد. بر اساس اطلاعات به دست آمده از دستگاههای اکتشاف ماه ، بیشتر دهانه های حلقه ای شکل سطح ماه در اثر تصادم پدید آمده اند. از سوی دیگر ، اثرات واضحی از فعالیت آتشفشانی در سطح آن کشف شده است.
به عنوان مثال سنگهای سیاه آتشفشانی مانند گدازه های منجمد از مشخصات برجسته سطح ماه هستند. به علاوه دلایلی برای قبول این مسئله وجود دارد که ما سکون ها یا تجمع ماده که به وسیله ماهواره های مصنوعی ماه در زیر ماریا (دریای ماه)کشف شده اند. چیزی جز حفره های گدازه های منجمد نیستند. احتمالا مشخصات دیگر سطح ماه وجود ارتباط نزدیکی را با فعالیت آتشفشانی نشان می دهند.
● اثرات آتشفشان در ماه
در سطح ماه نواحی برآمده یا مناطق دایره شکل کم ارتفاع وجود دارد و بر روی برخی از آنها علائمی مانند دهانه های آتشفشان ها (مناطق صخره ای تخریب شده اطراف دهانه ها) بوضوح دیده می شود. ساختمانهای مشابهی که لاکولیت نامیده می شوند نیز در زمین وجود دارند. آنها برآمدگیهای پوسته زمین هستند که در نتیجه آتشفشان پدید آمده اند. برخی از تپه های قفقاز شمالی یعنی ماشوک ، بشتاف ، و زیمیکا به این گروه تعلق دارند. دانشمندان عقیده دارند که فعالیتهای آتشفشانی شدید بیشتر در طی نخستین ، یک و نیم میلیون سال تاریخ پیدایش ماه بوجود آمده اند. این نظریه بوسیله سنجش عمر صخره های ماه که دارای مواد آتشفشان می باشد تایید گردید عمر صخره ها حداقل سه بیلیون سال است.
● آتشفشان در سیاره تیر
اثرات واضحی از فعالیت آتشفشانی در عکس های تهیه شده از تیر نزدیک ترین سیاره به خورشید دیده می شود. سطح این سیاره به وسیله تعداد زیادی حفره ، سوراخ شده است. با آنکه حفره ها در اثر تصادم پدید آمده اند. اثرات جاری شدن گدازه ها در ته برخی از آنها قابل تشخیص است.
● آتشفشان در سیاره زهره
برخی از اطلاعات حاکی از آن است که فعالیت های آتشفشانی هم اکنون نیز در سیاره زهره ادامه دارند. همانطور که می دانید درجه حرارت سطح زهره حدود ۵۰۰ درجه سلسیوس است که در نتیجه اثر گلخانه ای معین تجمع گرمای خورشید در ناحیه پایین جو زهره به علت وجود لایه ابری در اطراف سیاره می باشد. کاملا امکان دارد که آتشفشانها و به ویژه جریان گدازه های داغ عامل کمک کننده دیگری باشد.
ممکن است ذرات جامد فراوانی که بر اساس برخی از اطلاعات در جو زهره یافت می شوند. دارای منشا آتشفشان باشند. به علاوه باید گفت که ۱۷ درصد جو از دی اکسید کربن ، گازی که در ضمن فوران آتشفشان آزاد می گردد تشکیل یافته است.
ایمنی در برابر آتشفشان
بطور کلی تعداد تلفات آتشفشانها خیلی کمتر از حوادث طبیعی دیگر مانند زلزله ، تسونامی ، سیل و امراض خطرناک واگیردار است.
بطور کلی تعداد تلفات آتشفشانها خیلی کمتر از حوادث طبیعی دیگر مانند زلزله ، تسونامی ، سیل و امراض خطرناک واگیردار است. شرط این که آتشفشانها حادثه زا باشند، آن است که فعالیت انفجاری داشته و فوران آن در مناطق مسکونی باشد. مهمترین عواملی که سبب مرگ و میر می شوند، عبارتند از: جریانهای گدازه و جریانهای گلی (لاهار) ، پرتاب خاکستر و ابرهای سوزان. لازم است برای ایمنی در برابر آتشفشان ابتدا در مورد پدیده های همراه آتشفشان یادآوری مختصر شود.
● پدیده های همراه آتشفشانها
▪ پدیده های ویرانگر
پدیده های ویرانگر قدرت تخریب زیادی دارند و عموما خطرناک اند، مانند هنگامی که فورانها در زیر پوششی از آب دریا یا یخ یخچالها صورت گرفته باشد. اگر فوران در اعماق دریا صورت گیرد، انفجار و مخصوصا فرونشستن آب دریا که پس از آن صورت می گیرد، باعث پیدایش امواج بسیار شدید (تسونامی) می شود.
▪ بهمنهای سوزان
بهمنهای سوزان فقط در نتیجه قوه ثقل بر روی توده ای از گدازه که قسمتی از آن جامد گردیده، بوجود می آیند. اگر گدازه ویسکوز که سطح آن جامد باشد و با فشار مواد مذاب زیرین از جا کنده شود و از دهانه لبریز و روی دامنه سرازیر گردد، نیروی ثقل از یک طرف و خروج شدید گازهای متراکم و محبوس از طرف دیگر ، سبب تحرک بیشتر قطعات ریزشی و سوزان در شیبهای تند دامنه آتشفشان می شود.
▪ بارانهای ناشی از فوران
فوران آتشفشانی همیشه بخار آب زیاد وارد اتمسفر می نماید که با فوران خاکستر هم همراه است. خاکسترهای ریز آتشفشانی که در هوا معلق می باشند، مانع رسیدن نور خورشید به سطح زمین می گردند و در نتیجه سبب کاهش دما می شوند.
▪ کمانهای نورانی
از پدیده های ثانوی دیگر می توان کمانهای نورانی را ذکر کرد که در هنگام انفجار شدید کوه وزوو مشاهده و حتی عکسبرداری شد و بسیار جالب و استثنایی است. کمانهای مزبور را باید امواج صوتی دانست که بخشهای متحدالمرکزی از انبساط و انقباض هوا در آنها پدید آمده است و این بخشها باعث شکست نور می شوند.
● شناخت زمین شناسی آتشفشان تحت مراقبت
در پیشگویی فورانها ، شناخت زمین شناسی دستگاه آتشفشان امری اساسی است. با بررسی تاریخچه فورانهای مختلف و تعیین سن دقیق یک آتشفشان می توان راجع به تعداد تقریبی فورانها ، نوع فعالیت و چگونگی تغییرات و تحولات ، نظم و قاعده فورانها و خواب آتشفشان آگاهی بدست آورد.
● بررسی ساختمان زمین شناسی آتشفشان
از قبل باید مناطق گسلی و نحوه جریان آب در اطراف آتشفشان تعیین شود. همچنین محلهایی که ممکن است لغزشهای زمین جریانهایی از گل بوجود آورد، مدنظر باشد. در پیشگویی از خسارات رعایت موارد فوق امری الزامی است. بر اساس همین مطالعات زمین شناسی است که ایسلندی ها دقیقا وقوع فورانها را پیشگویی کرده و به ندرت پیش بینی آنها خلاف از آب در آمده است، زیرا آنها مقدار و نحوه فورانهای هر آتشفشان را مشخص کرده اند.
● بررسی آب شناسی (هیدرولوژی)
امروزه در هر آتشفشان علاوه بر مطالعات زمین شناسی ، بررسی های آب شناسی نیز انجام می شود. مقدار بارانی که در منطقه می بارد، مقدار آبی که نفوذ می کند و بخشی که در روی آتشفشان به جریان می افتد، به دو دلیل زیر از اهمیت زیادی برخوردارند:
▪ اول آن که آب داغ و پر فشار در هنگام نفوذ در شکستگیها و روزنه های آتشفشان به بخار تبدیل شده و قدرت انفجاری زیادی پیدا می کند که خود فوق العاده خطرناک بوده و ممکن است همان طور که در مورد کوه سنت هلن دیده شد، پس از باز شدن مجرای آتشفشانی فورانی عظیم بروز نماید.
▪ دوم آن که آبهای سطحی چندین متر مکعب خاکستر دانه ریز را در خود خیس نموده و بدین وسیله جریانی از گل یعنی لاهار بوجود می آید که لاهارهای مشهور اندونزی از آن جمله اند. بر اثر همین جریان گل که در ۱۳ نوامبر ۱۹۸۵ در دامنه کوه آتشفشان نوادودل روئیز به جریان افتاد، شهر کلمبیایی آرمرو در زیر آن مدفون شد. با بررسی های دقیق زمین شناسی می توان کلیه این خطرات را محدود کرد.
● ایستگاههای مراقبت
برای پیشگویی یک فوران آتشفشانی ، استقرار یک ایستگاه مراقبت در دامنه های آتشفشان دومین شرط لازم است. بطور کلی ، در حال حاضر ، حداقل دستگاههای مشاهداتی قابل قبول که باید برای مراقبت از یک آتشفشان مورد استفاده قرار گیرد، شامل تقریبا ۱۰ زلزله سنج و شبکه ای از انحراف سنجها است که به نحو مناسب مستقر شده باشند. با چنان وسایل و به کمک چند متخصص وظیفه شناس و دقیق ، امروزه می توان اطمینان یافت که در مقابل بیداری هر آتشفشان غافلگیر نخواهیم شد.
آنچه که نسبت به آن احاطه کمتری داریم، پیش بینی حوادث محلی در هر بحران است، هنوز در تعین ساعت دقیق فوران ، ماهیت آن ، قدرت و میزان فوران یا انفجار در مراحل بحران بسیار نامطمئن عمل می کنیم و انجام این کار مستلزم پیشرفتهای دیگری است.
علاوه بر استقرار ابزار و مشاهداتی مدرن که به وسیله فرانسوی ها ، آمریکایی ها ، ژاپنی ها یا ایسلندی ها بکار گرفته شده است، وسایل محاسباتی و ارتباط جمعی دیگری هم به آن اضافه کرده اند. نتایج ایستگاهها بطور دائم در اختیار یک واحد مرکزی قرار می گیرد. محاسبات دائما به دستگاههای کامپیوتری هر ایستگاه سپرده می شود و فردای آن روز به کمک ماهواره ها تمام اطلاعات در اختیار آزمایشگاههای دور دست قرار می گیرد تا کارهای نهایی روی آن انجام شود.
استفاده از انرژی ژئوترمال آتشفشان
اگر در مناطق غیر آتشفشانی حفاریهایی به عمق ۴ تا ۵ کیلومتر انجام شود ممکن است مقدار افزایش دما به حدود ۱۰۰ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد برسد.
اگر در مناطق غیر آتشفشانی حفاریهایی به عمق ۴ تا ۵ کیلومتر انجام شود ممکن است مقدار افزایش دما به حدود ۱۰۰ تا ۱۳۰ درجه سانتیگراد برسد. بنابراین در جوار مناطق آتشفشانی ، مثلا دماوند یا سبلان که توده های مذاب گرمای خود را به افقهای بالا می رسانند، با حفاری می توان در اعماق ۱ تا ۳ کیلومتر به دمای ۱۰۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد رسید. در چنین حالتی می توان به کمک سیستم حفاری از انرژی محصور شده این توده های داغ کم عمق که گرمای خود را به سنگهای اطراف منتقل می کند، استفاده کرد.
بسیاری از مناطق ژئوترمالی با دمای بالا در مناطق آتشفشانی فعال یا جوان وجود دارند. ژئوترمالهایی که به فعالیتهای آتشفشانی وابسته اند به سه دسته تقسیم می شوند. ذخایر هیدروترمال ، سنگهای داغ و خشک و ذخایر ماگمایی.
● ذخایر هیدروترمال
ذخایر هیدروترمال ، به علت وزن خاص و استثنایی خود یعنی وجود آب داغ و بخار پرفشار آسانتر بدست می آیند و می توان آنها را مهار کرد. به علت آنکه فاز بخار این ذخایر از اهمیت بیشتری برخوردار است. استفاده از آن در بعضی مناطق رواج پیدا کرده است. با ارزشترین منابع ژئوترمال محسوب می شوند.
● استفاده از انرژی ژئوترمال چشمه آب گرم برای تولید اسید بوریک
یکی از این نقاط چشمه آب گرم لاردلو ایتالیا است. بیش از ۲۰۰ سال است که از آب چشمه ها اسید بوریک استخراج می کنند و برای آن که شرکت مسئول ، مقدار محصول خود را افزایش دهد، حفاریهای زیادی انجام داده است تا به این وسیله منابع بیشتری به دست آید.
● استفاده از آب گرم و نیروی بخار
ایسلندیها برای استفاده از آب گرم و نیروی بخار حفاریهایی از سال ۱۹۲۵ انجام داده اند. در حال حاضر ایسلندیها بیش از ۲۵۰ میدان ژئوترمل در اختیار دارند. تقریبا ۷۰ درصد پایتخت ایسلند از گرما و آب گرم طبیعی استفاده می کنند. این آبها از حدود ۱۰۰ چاه حفاری به عمق ۳۰۰ تا ۲۳۰۰ متر بدست می آید. این آب دارای دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد است و در داخل بازالتهای حفره دار به تله افتاده است. بنابرین وقتی چاهها لبریز از آب شد با عمل پمپاژ آب را خارج می کنند.
● استفاده از انرژی ژئوترمال برای تولید الکتریسیته
در سلسله کوههای ساحلی شمال سانفرانسیسکو سنگهای آتشفشانی جوانی وجود دارند که باعث فعالیتهای آبفشان در این ناحیه است. همین امر متخصصین را بر آن داشت تا با حفاری از انرژی ژئوترمال ذخیره شده این منطقه استفاده کنند و نهایتا برای تولید الکتریسیته در سال ۱۹۵۹ حفاریهایی انجام دادند. بیش از ۳۰۰ چاه به عمق ۵۰۰ تا ۲۶۰۰۰ متر حفر گردید و به این ترتیب به بخار آب گرم و پرفشار دست یافتند. این بخار آب در ماسه سنگ شیلی خردشده این منطقه به تله افتاده بود. امروزه تولید برق از آن از مرز ۲۰۰۰ مگاوات گذشته است که برای یک شهر ۲ میلیون نفری کافی به نظر می رسد. به این ترتیب عظیمترین تاسیسات مولد الکتریسیته از نیروی ژئوترمال در دنیا ایجاد می شود.
● سنگهای داغ و خشک
در سالهای اخیر ، تولید نیروی حرارتی از سنگهای خشک و داغ نیز مورد توجه بوده است. این موضوع خاص مناطقی است که درجه زمین گرمایی آنها بیش از حد متعارف یعنی حدود ۶۰ درجه سانتیگراد در هر کیلومتر عمق باشد. در عین حال زمین باید از سنگهای غیر قابل نفوذ تشکیل شده باشد. در این شرایط ، اگر چاههایی در سنگهای درز و ترک دار به عمق ۳ تا ۴ کیلومتر حفر شود. سرانجام به سنگهای داغی می رسد که می تواند آبهای موجود در این اعماق را گرم نماید. جهت استفاده از نیروی ژئوترمال ، در این قبیل مناطق دو چاه به موازات هم و به فاصله مشخصی حفر می کنند. دریکی ازآنها آب وارد می نمایند.
باتوجه به درجات زمین گرمایی منطقه ای ، آب ضمن فرورفتن تدریجا گرم می شود وقتی ممکن است به بخار تبدیل شود، با توجه به تراوایی زمین ، می توان به کمک مکنده هایی آب را از طریق چاه دوم به بالا کشید. بطور کلی فرآیند تولید و ساخت مخازن ژئوترمال مصنوعی با استفاده از سنگهای داغ اعماق زمین ، موضوع پیچیده ای است و به تجربه زیاد و مطالعه نیازمند است. ولی اگر به موفقیت برسد پتانسیل خوبی به بار خواهد آورد.
● ذخایر ماگمایی
فکر استفاده از سنگهای مذاب به عنوان منبع گرمایی توجه بعضی از محققین را به خود جلب کرده است. بطور کلی هر گرم ماگما واجد تقریبا ۱۰۰۰ ژول انرژی حرارتی است. به عقیده Decker.R , and Decker . B ، انرژی موجود در یک کیلومتر مکعب ماگما آنقدر زیاد است که می تواند به مدت ۲۰۰ سال نیاز شهری مانند سانفرانسیسکو را تامین کند. مسلما دستیابی به این نیروی خارق العاده ، به تکنولوژی پیشرفته نیاز دارد که در حال حاضر با آن فاصله بسیار داریم.
آتشفشان تفتان
کوه تفتان نوعی استراتوولکان است. آتشفشان تفتان در زون ساختاری نهبندان – خاش ( کوههای خاور ایران ) ، در ۵۰ کیلومتری شمال خاش و ۹۹ کیلومتری جنوب – جنوب خاوری زاهدان قرار دارد.
کوه تفتان نوعی استراتوولکان است. آتشفشان تفتان در زون ساختاری نهبندان – خاش ( کوههای خاور ایران ) ، در ۵۰ کیلومتری شمال خاش و ۹۹ کیلومتری جنوب – جنوب خاوری زاهدان قرار دارد.
ارتفاع این کوه از سطح دریا ۳۹۴۰ متر و نسبت به زمین های اطراف ۲۰۰۰ متر است.ساختار اصلی کوه شامل د قله مجزا است که بخش زین مانند و باریک به هم وصل می شوند. قله جنوب شرقی تا اندازه ای شکل مخروطی خود را حفظ کرده و بوسیله جریان گدازه آندزیتی ضخیم و جوانتر پوشیده شده است. لایه های خاکستری در این آتشفشان کم است و حد گسترش لاپیلی ها و آلگومرا هم زیاد نیست.
● دهانه آتشفشان تفتان
دهانه ای با شیب تند در دامنه جنوبی قله این آتشفشان وجود دارد که قسمتی از آن بوسیله انفجار شدید و فرسایش بعدی خراب شده است. از دیوارهایی که شیب تند دارند فومرولهای زرد و سفید رنگ صوت زنان بالا می آیند که همراه با فومرولهای متعددی که از بلندترین قله کوه بیرون می آیند ابر سفید و مشخصی را تشکیل می دهند که از فاصله ۱۰۰ کیلومتری قابل روئیت است و منظره یک آتشفشان فعال را بخوبی نشان می دهند. گدازه های تفتان مساحتی معادل ۱۳۰۰ کیلومتر مربع را زیر پوشش دارند.
● فعالیت آتشفشان تفتان
نخستین تکاپوی آتشفشانی ، در بیست کیلومتری شمال باختری قله فعلی بوده و سپس مراکز دیگری در خاور این نقطه فعال شده اند. فعالیت این مراکز به صورت فورانهای انفجاری بوده و حاصل آن برشهای داسیتی و آگلومرایی است. آخرین تکاپوی انفجاری تفتان دو فاز انفجاری است که حاصل آن ایگنمبریت دامنه جنوبی (شمال ترشاب) و توفهای گسترده در دشتهای اطراف آتشفشان است.
اولین فعالیتی که شکل امروزی مخروط شمال غربی آن را درست کرده است، باید سنی قبل از پلسیتوسن داشته باشد. فعالیتهای گدازه ای تفتان ، در کواترنری صورت گرفته که شامل گدازه های آندزیتی است که بر روی توفهای قبلی ریخته اند.
● ویژگیهای ساختمانی تفتان
تفتان یک آتشفشان چینه ای است که از پائین به بالا شامل سنگهای آذر آواری و گدازه های داسیتی در زیر ، توف و ایگنمبریت در وسط و گدازه های اندزیتی در بالاست که در بین آنها آذر آواریها و گدازه های داسیتی از همه بیشتر است. در قاعده آتشفشان تفتان چین هایی با شیب تند وجود دارد که بیشتر از رسوبات فلینشن گسل خورده ائوسن و بالا آمدگیهای محلی کرتاسه فوقانی (به صورت مجموعه افیولیتی تظاهر می کند و تحت عنوان کالرد میلانژ خوانده می شود) تشکیل شده است. به نظر می رسد که آتشفشان تفتان پیچیدگی تاریخی بیشتری نسبت به دماوند دارد.
● سنگ شناسی تفتان
جریانهای جدید و قدیم گدازه آتشفشان تفتان تقریبا یکنواخت و بیشتر شامل آندزیت است ولی این آندزیتها بیشتر از نوع آندزیت هورنبلنددار ، آندزیت هیپرستن دار ، داسیت و به مقدار کمتر دولریت هورنبلنددار بوده است.
● ویژگیهای ژئوشیمیایی سنگهای آتشفشان تفتان
مطالعه شیمیایی سنگ و سنگ زایی سنگهای آتشفشان تفتان نشان می دهد که تفتان ، آتشفشانی کلسیمی-قلیایی یعنی از نوع کالکوآلکالن است که ماگمای آن در نتیجه نیروهای فشاری و فاز کوهزایی نئوژن حاصل شده است.
● آتشفشانهای بازالتی پیرامون تفتان
آتشفشان بازالتی تخت رستم در ۲۰ کیلومتری جنوب تفتان و آتشفشان کوه چاه شاهی در شمال ایرانشهر ، از جمله بازالت های جوان کواترنری ایران هستند. بازالت های چاه شاهی بسیار جوان است به گونه ای که روانه های آن ، در مسیل ها ، هنوز به طور کامل تخریب نشده اند. در هر حال ، سن پرتوسنجشی این بازالت ها به روش پتاسیم – آرگون ، کمتر از نیم میلیون سال است که این سن نیاز به بازنگری دارد و سن های حدود چندده هزار سال پذیرفتنی است.
گفتنی است که تفتان یکی از مراکز آتشفشانی کمان ماگمایی حاصل از فرورانش پوسته اقیانوسی عمان به زیر منشور بر افزاینده قاره ای مکران است. دو مرکز آتشفشانی دیگر این کمان ماگمایی عبارتند از : قله بزمان در شمال جازموریان و کوه سلطان در پاکستان.
منابع :
1-سایت اطلاع رسانی دانشنامه رشد :
www.daneshnameh.roshd.ir
2- سایت اطلاع رسانی آفتاب :
www.aftab.ir
3- سایت اطلاع رسانی تبیان :
www.tebyan.net
4- سایت جستجوگر گوگل :
www.google.com
21