Zjawiska magmatyczne zachodzą głęboko pod ziemią, ale w sprzyjających warunkach geologicznych mamy możliwość ich obserwowania na powierzchni – w postaci wulkanów.

Spis tematów (kliknij, aby przejść do wyboru tematów)


Wnętrze Ziemi

V Plutonizm i wulkanizm

Zjawiska plutonizmu i wulkanizmu są wynikiem obecności pod ziemią magmy, czyli upłynnionych skał w warunkach wysokiej temperatury, wynoszącej nawet do 1000°C (z reguły 700-900°C). Procesy związane z powstawaniem i przemianą magmy, jej przemieszczaniem i krystalizacją noszą nazwę magmatyzmu. Ta część magmatyzmu, która zachodzi pod ziemią jest nazywana plutonizmem, z kolei ta, która zachodzi na powierzchni Ziemi – wulkanizmem.

1. Plutonizm

Plutonizm to wszystkie procesy dotyczące magmy, zachodzące pod powierzchnią Ziemi. Formy te obserwowane są na głębokości nawet kilkudziesięciu kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Są wynikiem różnicy gęstości i ciśnienia magmy i skał otaczających, co umożliwia magmie przemieszczanie się. Magma niszczy (roztapia, przepala) skały napotkane na swojej drodze i wypełnia przestrzenie między nimi. W wyniku następującego ochłodzenia, dochodzi do powstawania intruzji magmowych, czyli tworów będących wynikiem krystalizacji i krzepnięcia magmy w skałach. Intruzje magmowe dzielą się na zgodne i niezgodne.

Intruzje magmowe

Źródło: Własna modyfikacja na podstawie: https://en.wikipedia.org/wiki/Batholith#/media/File:Intrusion_types.svg

Intruzje zgodne – układają się zgodnie z kierunkiem ułożenia skał. Należą do nich:

  • Lopolit – intruzja o kształcie odwróconego bochenka lub miski, zaburza kształt warstw leżących poniżej, ale nie ma wpływu na warstwy leżące powyżej.
  • Lakolit – intruzja o kształcie bochenka lub grzyba, zaburza kształt warstw leżących powyżej, ale nie ma wpływu na warstwy leżące poniżej.
  • Sill – intruzja pozioma powstała w wyniku wdarcia się magmy między dwie różne warstwy skał na ich granicy. Nie jest zbyt gruba, ale może ciągnąć się na setki kilometrów.

Intruzje niezgodne – układają się w poprzek kierunku ułożenia skał, przecinając je. Należą do nich:

  • Batolit – intruzja o dużej miąższości, jej górna część odkształca skały leżące nad nią, z kolei dolna zalega na głębokościach trudnych do zbadania. Jest skutkiem połączenia wielu innych intruzji.
  • Dajka – intruzja w formie pionowej lub zbliżonej do pionowej żyły, przecinającej skały przez które przebiega.
  • Komin wulkaniczny – jest szczególnym rodzajem pionowej intruzji, która prowadzi do wydostania się magmy na powierzchnię Ziemi.

2. Wulkanizm

Wulkanizm obejmuje procesy prowadzące do wydostania się magmy na powierzchnię ziemi w postaci lawy oraz związane z tym tworzenie się wulkanów, czyli stożkowych, górzystych form terenu będących miejscem wydostania się magmy z wnętrza ziemi na powierzchnię.

Budowa wulkanu

Źródło: https://pl-static.z-dn.net/files/dd6/074da35167a996e84c72b0c6ad2aa916.jpg

Podstawowymi elementami budowy wulkanu są:

  • Ognisko magmowe (komora wulkaniczna) – podziemny zbiornik magmy zasilający wulkan.
  • Komin wulkaniczny – najczęściej pionowy kanał łączący ognisko magmowe z kraterem.
  • Komin boczny – najczęściej ukośny kanał łączący komin wulkaniczny ze stożkiem pasożytniczym.
  • Krater – zagłębienie o lejkowatym kształcie, końcowa część komina wulkanicznego, miejsce erupcji wulkanicznej.
  • Stożek wulkaniczny – wzniesienie (góra) zbudowane przez kolejne erupcje wulkanu i wydobywającą się z niego lawę.
  • Stożek pasożytniczy – mniejszy stożek w obrębie stożka wulkanicznego, powstały na jego stoku. Jest miejscem mniejszych erupcji i wydobycia lawy za sprawą komina bocznego.

Szczególnym elementem budowy wulkanu jest kaldera, czyli duże zagłębienie powstałe w wyniku zniszczenia stożka wulkanicznego przez bardzo potężną erupcję. Często tak powstały twór wypełnia woda, co prowadzi do powstania jeziora kalderowego.

Przykład kaldery z obecnością jeziora kalderowego

Źródło: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Crater_lake_oregon.jpg

Ze względu na różne kryteria wulkany dzieli się na kilka typów.

Wulkany dzieli się min. ze względu na rodzaj erupcji, czyli procesu wydobywania się z wulkanu lawy i substancji gazowych oraz odłamków skalnych. W tak pojmowanym podziale wyróżnia się wulkany:

  • O erupcji centralnej – gdzie lawa wydobywa się z krateru wulkanicznego
  • O erupcji linijnej – gdzie lawa wydobywa się przez szczeliny w skorupie ziemskiej. Takie wulkany nazywa się też wulkanami szczelinowymi.

Inny, bardziej popularny podział następuje według kryterium budowy stożka wulkanicznego, będącego wtórnym skutkiem rodzaju erupcji, jaką się cechuje. Wyróżniamy:

  • Wulkany eksplozywne (stożkowe) – cechują się budową stożkową, są strome. Wulkan cechuje się gwałtownymi erupcjami, podczas których wydobywa się lawa, gazy oraz materiał piroklastyczny. Wydobywająca się lawa jest kwaśna, przez co cechuje się dużą lepkością i może zastygać już w kraterze, co grozi zapchaniem komina, gwałtowną eksplozją i powstaniem kaldery. Występują w strefach subdukcji, jest ich niewiele. Należy do nich np. czy Gwatemalski Aguan.
  • Wulkany efuzywne (tarczowe) – stożek wulkaniczny jest łagodnie nachylony. W czasie erupcji z wulkanu wydobywa się wyłącznie lawa, która najczęściej jest zasadowa, przez co krzepnie wolniej i szybko rozlewa się na dużych obszarach. Zajmują najczęściej duże obszary, nierzadko tworząc potężne wulkaniczne wyspy. Takie wulkany występują min. na Hawajach – Mauna Kea i Mauna Loa.
  • Stratowulkan (wulkan mieszany) – jest połączeniem dwóch poprzednich typów. Gwałtowne erupcje występują naprzemiennie z wylewami lawy. Stożek jest raczej stromy, ale ma budowę przeplatających się warstw pochodzących z różnych typów erupcji (część warstw – pochodzenia lawowego, część – pochodząca z materiału piroklastycznego). Jest to najczęstszy typ wulkanu na Ziemi, zaliczamy do nich np. europejskie wulkany – Stromboli i Etnę.

Klasyfikacja wulkanów według budowy stożka

Źródło: Własna modyfikacja na podstawie: https://owlcation.com/stem/4-Different-Types-of-Volcanoes-Cinder-Cones-Lava-Domes-Shield-and-Composite-Volcanoes

Kolejny podział dotyczy aktywności wulkanów. Dzielimy je na:

  • Wulkany czynne – są aktywne i mogą mieć erupcję w każdej chwili. Stanowią ciągłe zagrożenie.
  • Wulkany drzemiące (uśpione) – ich aktywność była w przeszłości odnotowana, ale obecnie jej nie wykazują (za wyjątkiem ekshalacji), mogą się jednak przebudzić.
  • Wulkany wygasłe – ich aktywność nie była notowana w przeszłości, ani nie ma jej obecnie, a świadectwem dawnej działalności jest pozostały stożek wulkaniczny.

Jednym z czynnych wulkanów jest włoski stratowulkan Stromboli

Zupełnie inny typ erupcji prezentuje wulkan tarczowy Piton de la Fournaise

3. Produkty erupcji wulkanicznej

W trakcie erupcji wulkanicznej, wydobywają się z niego produkty gazowe do których należą:

– dwutlenek węgla
– tlenek węgla
– para wodna
– siarkowodór
– dwutlenek siatki
– chlorowodór
– chlor
– metan

Szczególnym rodzajem gazowej aktywności wulkanów są ekshalacje czyli gorące, gazowe wyziewy wulkaniczne, które występują także poza okresem erupcji oraz mogą dotyczyć wulkanów drzemiących. Zaliczamy do nich:

  • Fumarole (200-1000°C) – silnie trujące i żrące, ich składniki to: para wodna, dwutlenek węgla, wodór, siarkowodór, chlorowodór i inne.
  • Solfatary (100 – 300°C) – złożone głównie z pary wodnej z dwutlenkiem węgla i siarkowodorem.
  • Mofety (poniżej 100°C) – złożone głównie z pary wodnej i dwutlenku węgla, wykorzystywane czasami w celach leczniczych.

Solfatary – przykład ekshalacji

Źródło: https://staticserver2.com/edu/static/de/800/solfatare.jpg

Oprócz lawy i gazów, z wulkanu może się także wydobywać materiał stały zwany materiałem piroklastycznym. Ze względu na jego rodzaj, dzielimy go na:

  • bomby wulkaniczne – duże bloki skalne, lawa zastygła w powietrzu. Ich wielkość może przekraczać metr sześcienny.
  • lapille – małe kamyki o średnicy kilku centymetrów, powstałe z rozdrobnionej lawy lub rozkruszonych skał wulkanicznych.
  • popiół wulkaniczny (tefra) – bardzo drobne okruchy skalne o średnicy kilku milimetrów, powstają z krzepnącej w powietrzu lawy, albo z rozkruszonych fragmentów stożka wulkanicznego. Osiadające na stożkach popioły tworzą tuf wulkaniczny – skały, na których mogą tworzyć się żyzne gleby.
  • pumeks – porowata skała wulkaniczna, efekt szybko zastygającej lawy.

4. Rozmieszczenie wulkanów na Ziemi i skutki ich erupcji

Na ziemi występuje obecnie kilka tysięcy wulkanów, w większości wygasłych lub drzemiących. Ocenia się, że jedynie 600 z nich to wulkany aktywne. Wulkany występują najczęściej na granicach płyt litosfery lub nad plamami gorąca. Szczególnym skupiskiem wulkanów na Ziemi jest tak zwany Pacyficzny Pierścień Ognia (lub Ognisty Pierścień Pacyfiku – ang. pacific ring of fire). Jest to obszar na granicy płyty pacyficznej z otaczającymi ją innymi płytami tektonicznymi, gdzie występuje rekordowa liczba aktywnych wulkanów.

Pacyficzny Pierścień Ognia

Źródło: https://i0.wp.com/digitallylearn.com/wp-content/uploads/2019/03/ring-of-fire.jpg?ssl=1

Do innych istotnych miejsc występowania wulkanów należą: środkowo-wschodnia Afryka (Wielkie Rowy Afrykańskie), basen Morza Karaibskiego i Morza Śródziemnego oraz Islandia. Licznie występują także wulkany na Atlantyku, których efektem jest istnienie min. Wysp Kanaryjskich. Wiele wulkanów ma charakter podwodny i nie są widoczne na powierzchni Ziemi.


Aktywność wulkaniczna może wpływać na życie ludzi w następujący sposób:

  • Podczas erupcji mogą występować niewielkie trzęsienia Ziemi, a w czasie erupcji podwodnych także groźne fale tsunami
  • Zachodzą zmiany w krajobrazie – powstawanie gór wulkanicznych i kalder oraz powstawanie wysp wulkanicznych
  • Zachodzą zmiany klimatyczne powodujące tymczasowy spadek średniej globalnej temperatury powietrza w krótkiej perspektywie czasowej, a wzrost w długiej perspektywie czasowej
  • Tworzą się żyzne gleby wulkaniczne na tufach
  • Erupcje dostarczają niezbędnych w gospodarce skał, np. bazaltów czy pumeksu
  • Przyczyniają się do tworzenia zasobów niektórych surowców np. miedzi czy siarki
  • Stanowią atrakcje turystyczne
  • Niektóre ekshalacje mają zastosowanie w medycynie
  • Popioły wulkaniczne mogą utrudniać lub tymczasowo uniemożliwiać ruch lotniczy na dużym obszarze
  • Niektóre wulkany stanowią olbrzymie zagrożenie, mogąc prowadzić do zalania lawą i zasypania popiołami nawet całych miast czy wysp, prowadząc do śmierci ich mieszkańców. Najbardziej znaną katastrofą tego typu jest zagłada Pompei przez Wezuwiusz w 79 r.n.e. Podobne były skutki erupcji wulkanu Pinatubo w 1992 r. na Filipinach.