Zjawiska wulkaniczne 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 – układa 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 z wulkanu 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 powodować 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 wulkanicznych 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
  • 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.