ηφαίστεια

Α. Τα μέρη του ηφαιστείου.

1. Ηφαιστειακή περιοχή: Η περιοχή γύρω από το κυρίως η., σε ακτίνα περίπου 2 χλμ. Χαρακτηριστικό της περιοχής αυτής είναι η σύσταση των πετρωμάτων της (ηφαιστειακά πετρώματα), κυρίως ασβεσταλκαλικών (πλούσιων σε ασβέστιο), αλκαλικών (πλούσιων σε νάτριο) και καλιούχων (πλούσιων σε κάλιο).

2. Κρατήρας. Το κεντρικό σημείο του ηφαιστειακού σχηματισμού, απ' όπου εξέρχονται τα ηφαιστειακά αναβλήματα, σε υγρή, στερεή ή αέρια μορφή. Οι κρατήρες δεν είναι πάντοτε όμοιοι μεταξύ τους.

    Οι κρατήρες ανάλογα με τη μορφή τους διαιρούνται σε:

α) Κωνοειδείς, όπου ο κώνος του ηφαιστείου ανυψώνεται από τα αποθέματα της λάβας και στην κορυφή κλείνει απότομα προς το εσωτερικό, για να συνδεθεί με τον πόρο.

β) Χοανοειδείς, όπου ο κώνος του ηφαιστείου ανυψώνεται από τα αποθέματα της λάβας, στο εσωτερικό όμως σχηματίζει μία χοάνη, η βάση της οποίας συγκοινωνεί με τον ηφαιστειακό πόρο.

γ) Καλδέρα (λέβητας). Ο τύπος αυτός έχει μεγάλες διαστάσεις και συναντάται στα σύνθετα ηφαίστεια. Σχηματίζεται συνήθως μετά από έντονη διάβρωση του προϋπάρχοντα κρατήρα ή μετά από έκρηξη και διάλυση των κεντρικών σημείων (λεβητοειδής θαλάσσια λεκάνη της Σαντορίνης).

δ) Μaare. Είναι είδος χοανοειδούς μορφής. Το εσωτερικό της χοάνης έχει τέτοια κατασκευή, ώστε να συγκεντρώνει τα νερά της βροχής και να σχηματίζει λίμνη. Π.χ. εκρηξιγενές κοίλωμα στο Άιφελ της Γαλλίας.

3. Κώνος. Δημιουργείται από τη λάβα που στερεοποιείται γύρω από το σημείο της εξόδου της. Συνήθως είναι προσωρινός σχηματισμός, που μεταβάλλεται μετά από μία ηφαιστειακή ενέργεια ή καταστρέφεται μετά από μια βίαιη έκρηξη. Στο κέντρο υπάρχει ο κρατήρας. που

4. Πόρος. Είναι το τμήμα του η. απ' όπου γίνεται η έξοδος του μάγματος από μεγάλα βάθη (πρακτικά άγνωστα στον άνθρωπο), μέχρι την επιφάνεια της Γης. Ο πόρος συνδέει τη μαγνητική εστία με την επιφάνεια της Γης και είναι δυνατό σε όλο το μήκος του να διακλαδίζεται (παρασιτικοί πόροι) και να δημιουργεί δευτερεύοντες κρατήρες και κώνους (παρασιτικούς). Ο σχηματισμός τους συνδέεται με τη δημιουργία του η. και οφείλεται κυρίως στα αέρια που ελευθερώνει η υπόγεια μαγματική εστία και εξέρχονται με μεγάλη πίεση. Αυτό επιβεβαιώθηκε και πειραματικά από το Γάλλο γεωλόγο Ντομπρέ, που δημιούργησε τεχνητούς πόρους σε γρανιτικά πετρώματα από αέρια με τεχνητή πίεση 2.500 περίπου ατμοσφαιρών. Οι διαστάσεις των πόρων (μήκος και πλάτος) είναι διάφορες και συνήθως μεταβάλλονται.

5. Υποηφαιστειακή περιοχή. Είναι η περιοχή ακριβώς κάτω από την ηφαιστειακή, σε αρκετό βάθος, όπου είναι δυνατό να υπάρχει μαγματικό υλικό σε σχηματισμό κοίτης, λακκόλιθου ή σωρού (δευτερεύουσες μαγματικές εστίες).

6. Πλουτώνια περιοχή. Βρίσκεται σε μεγάλο βάθος κάτω από την υποηφαιστειακή και αποτελεί την κύρια μαγματική εστία, που δημιουργεί (και συγχρόνως τροφοδοτεί) τις δευτερεύουσες. Το βάθος των εστιών αυτών δεν είναι ακόμα γνωστό. Θεωρητικά όμως τις τοποθετούμε στη βάση του γήινου στερεού φλοιού. Μέχρι σήμερα κατορθώσαμε να μετρήσουμε το βάθος μόνο μιας τέτοιας δεξαμενής - εστίας: του Κλιουτσέφσκοϊ στην Καμτσάτκα. Συγκεκριμένα ο Γκόρσοφ την τοποθετεί σε βάθος 50-70 χλμ. κάτω από την

επιπες δυνάμεις, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγάλων ρηγμάτων, εσωτερικών ή εξωτερικών. Οι δυνάμεις αυτές είναι αποτέλεσμα των ρευμάτων μεταφοράς του μάγματος, κυρίως στα επιφανειακά του σημεία, τα ρεύματα μάλιστα μεταφοράς δημιουργούνται από τις μεγάλες διαφορές πίεσης που εμφανίζονται σε διαφορετικά σημεία, όταν διαταραχτεί είτε η ισοστατική είτε η θερμική είτε η υδροστατική ισορροπία. Οι πιέσεις, που επικρατούν στις περιοχές του μάγματος, είναι της τάξης των 20.000 ατμοσφαιρών (κατά μέσο όρο), με αποτέλεσμα το ιξώδες (δηλ. η εσωτερική αντίσταση της τριβής) του ρευστού (λιωμένου) μάγματος είναι περίπου 10²² (δέκα εξάκις εκατομμ.) πουάζ, δηλ. περίπου ένα εκατομμ. φορές μεγαλύτερη από το μόλυβδο (σε κανονικές συνθήκες).

   Στις συνθήκες αυτές οι μηχανικές ιδιότητες του μάγματος, ως ρευστού, είναι πολύ διαφορετικές από εκείνες που γνωρίζουμε για τα κανονικά ρευστά. Συγκεκριμένα το μάγμα συμπεριφέρεται ως στερεό σώμα σε δυνάμεις στιγμιαίες (π.χ. σεισμικά κύματα), ενώ σε δυνάμεις μεγάλης χρονικής διάρκειας συμπεριφέρεται ως υγρό που ρέει (υποχωρεί). Το αποτέλεσμα είναι να δημιουργούνται μαγματικά ρεύματα, που κινούνται κατά μέσο ό

Α. Τα μέρη του ηφαιστείου.

1. Ηφαιστειακή περιοχή: Η περιοχή γύρω από το κυρίως η., σε ακτίνα περίπου 2 χλμ. Χαρακτηριστικό της περιοχής αυτής είναι η σύσταση των πετρωμάτων της (ηφαιστειακά πετρώματα), κυρίως ασβεσταλκαλικών (πλούσιων σε ασβέστιο), αλκαλικών (πλούσιων σε νάτριο) και καλιούχων (πλούσιων σε κάλιο).

2. Κρατήρας. Το κεντρικό σημείο του ηφαιστειακού σχηματισμού, απ' όπου εξέρχονται τα ηφαιστειακά αναβλήματα, σε υγρή, στερεή ή αέρια μορφή. Οι κρατήρες δεν είναι πάντοτε όμοιοι μεταξύ τους.

    Οι κρατήρες ανάλογα με τη μορφή τους διαιρούνται σε:

α) Κωνοειδείς, όπου ο κώνος του ηφαιστείου ανυψώνεται από τα αποθέματα της λάβας και στην κορυφή κλείνει απότομα προς το εσωτερικό, για να συνδεθεί με τον πόρο.

β) Χοανοειδείς, όπου ο κώνος του ηφαιστείου ανυψώνεται από τα αποθέματα της λάβας, στο εσωτερικό όμως σχηματίζει μία χοάνη, η βάση της οποίας συγκοινωνεί με τον ηφαιστειακό πόρο.

γ) Καλδέρα (λέβητας). Ο τύπος αυτός έχει μεγάλες διαστάσεις και συναντάται στα σύνθετα ηφαίστεια. Σχηματίζεται συνήθως μετά από έντονη διάβρωση του προϋπάρχοντα κρατήρα ή μετά από έκρηξη και διάλυση των κεντρικών σημείων (λεβητοειδής θαλάσσια λεκάνη της Σαντορίνης).

δ) Μaare. Είναι είδος χοανοειδούς μορφής. Το εσωτερικό της χοάνης έχει τέτοια κατασκευή, ώστε να συγκεντρώνει τα νερά της βροχής και να σχηματίζει λίμνη. Π.χ. εκρηξιγενές κοίλωμα στο Άιφελ της Γαλλίας.

3. Κώνος. Δημιουργείται από τη λάβα που στερεοποιείται γύρω από το σημείο της εξόδου της. Συνήθως είναι προσωρινός σχηματισμός, που μεταβάλλεται μετά από μία ηφαιστειακή ενέργεια ή καταστρέφεται μετά από μια βίαιη έκρηξη. Στο κέντρο υπάρχει ο κρατήρας. που

4. Πόρος. Είναι το τμήμα του η. απ' όπου γίνεται η έξοδος του μάγματος από μεγάλα βάθη (πρακτικά άγνωστα στον άνθρωπο), μέχρι την επιφάνεια της Γης. Ο πόρος συνδέει τη μαγνητική εστία με την επιφάνεια της Γης και είναι δυνατό σε όλο το μήκος του να διακλαδίζεται (παρασιτικοί πόροι) και να δημιουργεί δευτερεύοντες κρατήρες και κώνους (παρασιτικούς). Ο σχηματισμός τους συνδέεται με τη δημιουργία του η. και οφείλεται κυρίως στα αέρια που ελευθερώνει η υπόγεια μαγματική εστία και εξέρχονται με μεγάλη πίεση. Αυτό επιβεβαιώθηκε και πειραματικά από το Γάλλο γεωλόγο Ντομπρέ, που δημιούργησε τεχνητούς πόρους σε γρανιτικά πετρώματα από αέρια με τεχνητή πίεση 2.500 περίπου ατμοσφαιρών. Οι διαστάσεις των πόρων (μήκος και πλάτος) είναι διάφορες και συνήθως μεταβάλλονται.

5. Υποηφαιστειακή περιοχή. Είναι η περιοχή ακριβώς κάτω από την ηφαιστειακή, σε αρκετό βάθος, όπου είναι δυνατό να υπάρχει μαγματικό υλικό σε σχηματισμό κοίτης, λακκόλιθου ή σωρού (δευτερεύουσες μαγματικές εστίες).

6. Πλουτώνια περιοχή. Βρίσκεται σε μεγάλο βάθος κάτω από την υποηφαιστειακή και αποτελεί την κύρια μαγματική εστία, που δημιουργεί (και συγχρόνως τροφοδοτεί) τις δευτερεύουσες. Το βάθος των εστιών αυτών δεν είναι ακόμα γνωστό. Θεωρητικά όμως τις τοποθετούμε στη βάση του γήινου στερεού φλοιού. Μέχρι σήμερα κατορθώσαμε να μετρήσουμε το βάθος μόνο μιας τέτοιας δεξαμενής - εστίας: του Κλιουτσέφσκοϊ στην Καμτσάτκα. Συγκεκριμένα ο Γκόρσοφ την τοποθετεί σε βάθος 50-70 χλμ. κάτω από την

επιπες δυνάμεις, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγάλων ρηγμάτων, εσωτερικών ή εξωτερικών. Οι δυνάμεις αυτές είναι αποτέλεσμα των ρευμάτων μεταφοράς του μάγματος, κυρίως στα επιφανειακά του σημεία, τα ρεύματα μάλιστα μεταφοράς δημιουργούνται από τις μεγάλες διαφορές πίεσης που εμφανίζονται σε διαφορετικά σημεία, όταν διαταραχτεί είτε η ισοστατική είτε η θερμική είτε η υδροστατική ισορροπία. Οι πιέσεις, που επικρατούν στις περιοχές του μάγματος, είναι της τάξης των 20.000 ατμοσφαιρών (κατά μέσο όρο), με αποτέλεσμα το ιξώδες (δηλ. η εσωτερική αντίσταση της τριβής) του ρευστού (λιωμένου) μάγματος είναι περίπου 10²² (δέκα εξάκις εκατομμ.) πουάζ, δηλ. περίπου ένα εκατομμ. φορές μεγαλύτερη από το μόλυβδο (σε κανονικές συνθήκες).

   Στις συνθήκες αυτές οι μηχανικές ιδιότητες του μάγματος, ως ρευστού, είναι πολύ διαφορετικές από εκείνες που γνωρίζουμε για τα κανονικά ρευστά. Συγκεκριμένα το μάγμα συμπεριφέρεται ως στερεό σώμα σε δυνάμεις στιγμιαίες (π.χ. σεισμικά κύματα), ενώ σε δυνάμεις μεγάλης χρονικής διάρκειας συμπεριφέρεται ως υγρό που ρέει (υποχωρεί). Το αποτέλεσμα είναι να δημιουργούνται μαγματικά ρεύματα, που κινούνται κατά μέσο όρο 10 εκατοστά σ' ένα χρόνο. Με τις συνθήκες αυτές που επικρατούν κάτω από το στερεό φλοιό της Γης, η ηφαιστειότητα (ικανότητα δημιουργίας ηφαιστείων) μιας περιοχής εξαρτάται πλέον από την αντίσταση του γήινου στερεού φλοιού της περιοχής. Οι εσωτερικές διαταράξεις δημιουργούν στο γήινο φλοιό ρήγματα, από τα οποία εξέρχεται το μάγμα στην επιφάνεια (γένεση ηφαιστείου). Χαρακτηριστικό είναι ότι στην περιοχή του ρήγματος το μάγμα αποκτά ακαριαία κανονικές ιδιότητες ρευστού σώματος, λόγω της απότομης μεταβολής των εσωτερικών συνθηκών (μηδενίζεται σχεδόν η πίεση και η θερμοκρασία στην περιοχή του ρήγματος). Η απότομη αυτή μεταβολή έχει ως αποτέλεσμα την έκλυση μεγάλων ποσοτήτων αερίων, που ήταν διαλυμένα στο μάγμα. Πράγματι, έχει αποδειχτεί ότι ο βασικός συντελεστής για τη δημιουργία (έκρηξη) ενός η. είναι η απελευθέρωση αυτών των αερίων.

ρο 10 εκατοστά σ' ένα χρόνο. Με τις συνθήκες αυτές που επικρατούν κάτω από το στερεό φλοιό της Γης, η ηφαιστειότητα (ικανότητα δημιουργίας ηφαιστείων) μιας περιοχής εξαρτάται πλέον από την αντίσταση του γήινου στερεού φλοιού της περιοχής. Οι εσωτερικές διαταράξεις δημιουργούν στο γήινο φλοιό ρήγματα, από τα οποία εξέρχεται το μάγμα στην επιφάνεια (γένεση ηφαιστείου). Χαρακτηριστικό είναι ότι στην περιοχή του ρήγματος το μάγμα αποκτά ακαριαία κανονικές ιδιότητες ρευστού σώματος, λόγω της απότομης μεταβολής των εσωτερικών συνθηκών (μηδενίζεται σχεδόν η πίεση και η θερμοκρασία στην περιοχή του ρήγματος). Η απότομη αυτή μεταβολή έχει ως αποτέλεσμα την έκλυση μεγάλων ποσοτήτων αερίων, που ήταν διαλυμένα στο μάγμα. Πράγματι, έχει αποδειχτεί ότι ο βασικός συντελεστής για τη δημιουργία (έκρηξη) ενός η. είναι η απελευθέρωση αυτών των αερίων.

Ηφαίστειο είναι η ανοιχτή δίοδος από το εσωτερικό της Γης (ή άλλου γεωειδούς ουράνιου σώματος) που επιτρέπει την εκροή ή έκρηξη ρευστών πετρωμάτων και αερίων από το εσωτερικό (μανδύας) στην επιφάνεια του στερεού φλοιoύ με την μορφή λάβας. Η δραστηριότητα αυτή οδηγεί στη δημιουργία ενός βουνού, το οποίο στην καθημερινή γλώσσα ονομάζουμε ηφαίστειο. Τα ηφαίστεια μελετά ένας ιδιαίτερος κλάδος της επιστήμης της Γεωλογίας, η Ηφαιστειολογία.