ساختمان درونی زمین (Earth's Internal Structure) :

اطلاعات اولیه

انسان از زمانهای بسیار قدیم مشتاق شناسایی ساختمان داخلی کره زمین بوده است و از آنجا که دسترسی مستقیم به قسمتهای درونی امکان‌پذیر نبوده - و حتی با تکنولوژی عصر حاضر نیز این کار مقدور نیست - روشهای غیر مستقیم همواره الهام بخش آدمی در کسب اطلاعات از قسمتهای داخلی زمین بوده است. از این میان می‌توان خروج مواد مذاب درونی توسط آتشفشانها ، چشمه‌های آب گرم ، بررسی امواج زلزله ، تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی شهاب‌سنگ‌ها و پدیده‌های مشابه را نام برد. آتشفشانها و چشمه‌های آب گرم ، از آنجایی که از درون زمین بیرون می‌آیند ، تا حدودی در شناسایی درون زمین به ما کمک می‌کنند. اما چگونه می‌توان از طریق بررسی شهاب‌سنگ‌ها به ساختار درونی زمین پی برد؟ انــــواع مشخصی از شهاب‌سنگ‌ها به نام کندریت ، از بقایای منظومه شمسی اولیه هستند که بدون تغییر در فضا باقی مانده‌اند و بعضی از آنها روی زمین افتاده و مورد مطالعه قرار می‌گیرند. (از آنجا که سیاره زمین یکی از سیارات همین منظومه است ، پس می‌توان ساختار و ترکیب شیمیایی اصلی داخل زمین را تا حدودی شبیه به ساختار و ترکیب شهاب‌سنگ‌های کندریت دانست.)

البته در سالهای اخیر توسعه علم ژئوفیزیک اطلاعات غیر مستقیم گران قیمتی از ترکیب و ساختمان درونی زمین در اختیار ما قرار داده است. از میان انواع مختلف روش‌های ژئوفیــــزیکی نحــوه‌ی حرکت امواج لرزه‌ای (امواج زمین لرزه) بیشترین کمک را در مورد شناساندن ترکیب و ساختمان درون زمین به بشر نموده است. زمین شناسان برای بررسی امواج زلزله از دستگاهی به نام سیسموگراف استفاده می‌کنند. سرعت حرکت لرزه‌ها که در داخل زمین سفر می‌کنند ، به ترکیب و تراکم موادی که از میانشان عبور می‌کنند (یعنی جنس و ضخامت لایه‌های درونی زمین) بستگی دارد. زمین شناسان می‌توانند بسیاری از نسبت‌های داخل زمین را با تجزیه و تحلیل این لرزه‌ها تعیین کنند.

هرگاه ساختمان زمین در عمق مورد مطالعه قرار گیرد ، سه قسمت مشخص را در آن می‌توان تشخیص داد ، که به ترتیب از خارج به درون زمین عبارتند از : پوسته ، گوشته (منتل) و هسته.

۱- پوسته

ضخامت پوسته

پوسته خارجی‌ترین لایه زمین است. ضخامت متوسط پوسته زمین 33 کیلومتر است. اما این ضخامت در تمام نقاط یکنواخت نیست؛ بلکه طبق نظریه « ایزوستازی » پوسته در زیر اقیانوسها به مراتب نازکتر از قاره‌ها است. ضخامت پوسته از حداقل 10 کیلومتر در زیر دریاها تا حداکثر 60 کیلومتر در زیر کوهها تغییر می‌کند. (پوسته در بالای گوشته قرار دارد. از آنجایی که قسمتی از گوشته (نرم کره) حالت خمیری شکل و مذاب دارد ، صفحات پوسته به آرامی - فقط چند سانتی‌متر در سال - در حال حرکت هستند.)

ترکیب شیمیایی پوسته

از نظر ترکیب شیمیایی می‌توان پوسته‌ی زمین را به دو قسمت بالایی و پائینی تقسیم کرد. قشر بالایی پوسته از سنگهای گرانیت و گرانودیوریت تشکیل شده است ، که به علت دارا بودن مقدار زیادی سیلیسیم و آلومینیوم به نام سیآل (Si , Al) نیز خوانده می‌شود. قشر زیرین پوسته بیشتر از سنگهایی با ترکیب بازالت تشکیــــل شده و به علت دارا بودن مقــــدار زیادی سیلیسیـــم و منیـــزیم به نام سیــما (Si , Mg) معروف است. ضخامت قشر گرانیتی در نقاط مختلف زمین 10 تا 24 کیلومتر محاسبه شده است.

بیش از 99 درصد جرم پوسته زمین را 10 عنصر و فقط در حدود ۱ درصد بقیه آن را سایر عناصر تشکیل می‌دهند. (بایستی توجه داشت که توزیع ترکیبات شیمیایی در تمام قسمتهای پوسته یکنواخت نیست و جنس مواد تشکیل دهنده پوسته در زیر اقیانوسها و قاره‌ها متفاوت است.)

جرم مخصوص پوسته

جرم مخصوص پوسته زمین در قسمتهای مختلف یکسان نیست و امروزه فرض بر این است که جرم مخصوص پوسته در زیر اقیانوسها کمی بیش از جرم مخصوص آن در زیر قاره‌هاست (نظریه ایزوستازی)؛ ولی می‌توان مقدار متوسط آن را ۲.۷ تا ۲.۸ گرم بر سانتیمتر مکعب در نظر گرفت.

مواد تشکیل دهنده پوسته

به طور کلی می‌توان گفت که پوسته زمین از سنگها و سنگها از کانی‌ها تشکیل شده‌اند. بیشتر سنگهای تشکیل دهنده پوسته زمین بازالت و گرانیت هستند.

۲- گوشته

قسمتی از زمین را که بین دو انفصال موهورویچ و گوتنبرگ قرار دارد ، گوشته می‌خوانند و بدین ترتیب این قسمت از زمین از عمق متوسط 33 تا 2900 کیلومتر گسترش دارد. هرچند منحنی تغییرات سرعت در زیر پوسته ، انفصال کاملا مشخصی را نشان می‌دهد ، ولی علت این انفصال هنوز به درستی روشن نیست. عده‌ای این انفصال را به علت وجود اختلاف اساسی در ترکیب شیمیایی بین این دو قسمت می‌دانند ، ولی به نظر عده‌ای دیگر ، این انفصال به علت تغییر خواص فیزیکی مواد موجود در این ناحیه است. به عبارت دیگر ، به نظر دانشمندان دسته دوم ، مواد تشکیل‌دهنده گوشته نیز نظیر پوسته زمین است ، ولی به علت فشار و درجه حرارت زیاد ، شبکه اتمی مواد موجود در این قسمت ، متراکم شده و در نتیجه جرم مخصوص آن افزایش یافته و این عامل باعث افزایش سرعت سیر امواج در این قسمت شده است.

دمای گوشته با افزایش عمق ، بیشتر می‌شود. در قسمت بالایی گوشته دما حدود ۱۶۰۰ درجه فارنهایت (۸۷۰ درجه سانتیگراد) است و در اعماق گوشته به ۴۰۰۰ تا ۶۷۰۰ درجه فارنهایت (۲۲۰۰ تا ۳۷۰۰ درجه سانتیگراد) می‌رسد.

بر اساس مطالعات ژئوفیزیکی دو انفصال در خواص گوشته زمین در اعماق 413 و 984 کیلومتری وجود دارد که آن را به گوشته بالایی ، ناحیه عبور و گوشته پایینی تقسیم می‌کند.

گوشته بالایی

منشأ بسیاری از پدیده‌های زمین شناسی مثل فعالیتهای ماگمایی ، زلزله‌های عمیق و تغییر مکان قاره‌ها ، در گوشته بالایی و ناحیه عبور است. فقط سه نوع سنگ : دونیت (غنی از الیوین) ، پریدوتیت (غنی از الیوین و پیروکسن) و اکلوژیت (مرکب از گرونا ، پیروکسن) می‌تواند در این لایه وجود داشته باشد. جرم مخصوص این قسمت از گوشته در حدود ۳.۹ گرم بر سانتیمتر مکعب است.

گوشته پایینی

گوشته پایینی که بین اعماق 984 تا 2900 کیلومتری قرار دارد ، متجانس به نظر می‌رسد و از سیلیکات‌های منیزیم و آهن ، و اکسیدهایی مثل کرنزون ، رتیل و اسپینل تشکیل شده است.

۳- هسته

هسته زمین از عمق 290 کیلومتری تا مرکز زمین گسترش دارد و ضخامت کلی آن 3471 کیلومتر است. مطالعات نشان داده است که در عمق تقریبی 5120 کیلومتری ، یک انفصال در خواص الاستیک هسته وجود دارد که بر مبنای آن می‌توان هسته را به دو قسمت خارجی و داخلی تقسیم کرد. هسته خارجی از نظر خواص الاستیک ، حالت مایع و هسته داخلی حالت جامد دارد. این تقسیم بندی از آنجا ناشی شده است که امواج عرضی از هسته خارجی عبور نمی‌کنند؛ بنابراین ، این قســـمت بایستی مایع باشد. ولی دلایل دیگری وجود دارد که نشان می‌دهد هسته داخلی خواص جامدات را داراست (مثلا سرعت سیر موج در هسته داخلی به طور ناگهانی افزایش می‌یابد).

قدیمی‌ترین نظریه‌ای که راجع به ترکیب شیمیایی هسته زمین بیان شده ، آن را از جنس آهن و نیکل می‌داند. امروزه نیز عقیده همگانی بر این است که ترکیب هسته خارجی و داخلی زمین هر دو از آهن و نیکل است و این دو فقط از نظر خواص فیزیکی متفاوت‌اند.

هسته خارجی

دمای این قسمت از زمین حدود ۶۷۰۰ تا ۷۸۰۰ درجه فارنهایت (۳۷۰۰ تا ۴۳۰۰ درجه سانتیگراد) است. این دمای زیاد ، بر فشار وارد شده به هسته خارجی غلبه کرده و در نتیجه هسته خارجی را به حالت مذاب درآورده است.

هسته داخلی

هسته داخلی داغ ترین قسمت درونی زمین است. زمین‌شناسان دمای تقریبی آن را ۱۲۶۰۰ درجه فارنهایت (۷۰۰۰ درجه سانتیگراد) - یعنی داغ تر از سطح خورشید - تخمین می‌زنند. این قسمت از زمین ، علیرغم دمای زیادی که دارد ، جامد است. جامدبودن هسته داخلی به دلیل فشار بسیار زیاد لایه‌های بالایی است.

---

سونامی چیست

سونامی یک سری از موج های عظیم هستند که موقعی که به ساحل برخورد می کنند، می توانند موجب خرابی های عظیم و تلفات انسانی شوند. سونامی در اثر زلزله های زیرآبی، لغزیدن صخره ها در زیر دریا یا خیلی به ندرت به وسیله شهاب سنگ یا سیارکی که از فضا به داخل آب برخورد می کند ایجاد می شود.

 یشتر سونامی ها در اثر زلزله های زیرآبی ایجاد می شوند. اما همه زلزله های زیرآبی موجب سونامی نمی شوند. یک زلزله باید بیش از 6.75 در مقیاس ریشتر بزرگی داشته باشد تا سونامی ایجاد کند. حدود 90 درصد همه سونامی ها در اقیانوس آرام رخ می دهند. بیشتر سونامی ها قبل از این که به خشکی برخورد کنند، خود را نشان می دهند و با استفاده از فناوری های نوین شامل (سیسموگراف که وقوع زلزله را نشان می دهد،‌ شناورهای ساحلی مجهز به رایانه که می توانند تغییرات در ارتفاع موج ها را اندازه گیری کنند و یک سیستم سوت زنی روی ساحل) می توان وقوع سونامی را پیش بینی کرد و مردم را از خطر احتمالی آن آگاه کرد.

اگر آب بسرعت از ساحل عقب بکشد و بعد به ارتفاعات بالاتر و به درون خشکی کشیده شود،‌ یعنی این که ممکن است سونامی رخ دهد. همچنین اگر مردم در کنار ساحل احساس کنند یک زلزله رخ داده است، ممکن است همین زلزله موجب سونامی شود. بنابراین باید به سمت بخش های مرتفع تر و داخلی تر خشکی بروند. بعضی از ساحل های اقیانوس آرام سوت های هشدار دهنده سونامی دارند. اولین موج سونامی اغلب بزرگ ترین موج نیست. بنابراین مردم وقتی موجی که به طور غیرطبیعی بزرگ است را مشاهده می کنند،‌ باید به سرعت به بخش های داخلی تر خشکی بروند. چون حتی ممکن است موج های بزرگ تری در راه باشد.

نکته: سونامی سال 2011 ژاپن حدود 5 میلیون تن زباله را شسته و وارد دریا کرده است که هنوز یک و نیم میلیون تن از آنها همچنان شناورند. این آشغال ها در حجمی معادل سه برابر ایالات متحده آمریکا سرگردانند.

معنی سونامی

 لمه سونامی از واژه ای ژاپنی به معنی "موج بندرگاه" می آید. سونامی بعضی وقت ها به اشتباه "موج های جزر و مدی" نامیده می شود. در حالی که سونامی در اثر جزر و مد ایجاد نمی شود (جزر و مدها به وسیله نیروی جاذبه ماه بر روی دریا ایجاد می شوند). در حالی که موج های منظم و همیشگی به وسیله باد ایجاد می شوند.

پیشرفت سونامی

سونامی موقعی شروع می شود که حجم عظیمی از آب بسرعت مرتفع می شود. این حرکت سریع می تواند در نتیجه یک زلزله زیرآبی رخ دهد (موقعی که کف دریا بسرعت به بالا یا پایین حرکت می کند)،‌ یا بر اثر لغزیدن صخره،‌ یا یک انفجار آتشفشانی و یا هر حادثه دیگری که انرژی زیادی دارد ایجاد شود.

بعد از این که حجم عظیمی از آب حرکت می کند،‌ موج حاصل از آن خیلی بلند می شود. فاصله از نوک یک موج تا نوک موج بعدی بیش از چند صد مایل طول دارد. دوره (فاصله زمانی از آمدن یک موج تا آمدن موج بعدی) هم خیلی طولانی است. و در آب های عمیق حدود یک ساعت طول می کشد.

در دریای عمیق،‌ ارتفاع سونامی ممکن است به حدود یک متر برسد. در آب های عمیق اغلب سونامی با چشم غیرمسلح قابل دیدن نیست. این امر کشف و ردیابی سونامی را در دریای عمیق خیلی مشکل می کند.

سرعت سونامی

یک سونامی ممکن است با سرعت بیش از 970 کیلومتر در ساعت در اقیانوس های باز حرکت کند. یعنی با سرعتی که جت پرواز می کند. یک سونامی ممکن است تنها چند ساعت طول بکشد تا سراسر اقیانوس را طی کند. در حالی که یک موج منظم (که به وسیله باد تولید می شود) با سرعتی در حدود 90 کیلومتر در ساعت حرکت می کند.

وقتی سونامی به ساحل برخورد می کند

هنگامی که یک موج سونامی به ساحل نزدیک می شود (جایی که دریا کم عمق می شود)،‌ کف آن به کف ساحل برخورد می کند و موجب می شود که سرعت موج آهسته شود و ارتفاع آن افزایش یابد. به عبارتی طول موج یعنی فاصله نوک یک موج تا نوک موج بعدی کاهش می یابد. بزرگی یک موج چند برابر افزایش می یابد و طول موج کاهش می یابد (فاصله نوک یک موج تا نوک موج بعدی).

در هنگام ورود به خشکی یک موج سونامی می تواند صدها متر ارتفاع پیدا کند. سرازیری های پلکانی ساحل موج های سونامی بلندتری را موجب می شود. به علاوه موج های سونامی بزرگ که با کناره ساحل تصادف می کنند،‌ مقدار عظیمی از آب را به داخل ساحل در بالای سطح دریای منظم و همیشگی هل می دهد. این امر می تواند موجب وارد آمدن خرابی های عظیمی به داخل خشکی شود.

سیستم های هشداردهنده سونامی

سیستم های هشدار دهنده سونامی در بسیاری از مکان های اطراف زمین وجود دارند. متأسفانه از آنجایی که سونامی ها موقعی که در داخل دریا هستند خیلی ارتفاع بلندی ندارند،‌ کشف آنها آسان نیست و علایم اشتباه بسیاری فرستاده می شود. هشدار دهنده ها در ساحل ها ممکن است به طول مؤثرتری فعالیت کنند و نباید آنها را نادیده گرفت.

مقایسه موج هایی که در اثر باد تولید می شوند با موج های سونامی

موج های منظم (که به وسیله باد ایجاد می شوند)، خیلی با موج های سونامی متفاوتند. موج های سونامی خیلی سریع تر از موج هایی هستند که به وسیله باد ایجاد می شوند و طول موج های خیلی بیشتری هم دارند (فاصله از نوک یک موج تا نوک موج بعدی). در دریای عمیق،‌ موج های سونامی خیلی کوچک هستند. اما در ساحل،‌ آنها دو تای موج های منظم هستند.

موج های سونامی هر چند مدت یک بار رخ می دهند؟

سونامی ها خیلی نادر هستند. معمولاً در هر قرن شش سونامی اساسی رخ می دهد.

مدل کوچکی از سونامی

شما می توانید مدل ریزی از سونامی را با انداختن یک سنگ به داخل کاسه آب ایجاد کنید. این کار موجب می شود موج هایی از محل برخورد به طرف خارج پخش شود.

آتشفشان چیست؟

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یاهر 3)از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید.
آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.
تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست.آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.
همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است.

فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد. زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود.
علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.

آتشفشان چیست؟

مقالات اطلاعات عمومی و گوناگون - آتشفشان چیست؟

آتشفشانها دستگاههایی هستند که سطح زمین را با مناطق درونی زمین ، یعنی جایی که بر اثر بالا بودن دما ، سنگها به صورت مذاب‌اند، مربوط می‌کند و از آن گدازه‌های آتشفشانی ، مواد آذر آواری و گازها خارج می‌شود. هنگامی که مواد مذاب به سطح زمین می‌رسند. غالبا برجستگیها و اشکال خاصی ایجاد می‌کنند. در بسیاری از آتشفشانها ، فعالیت به یکباره به اتمام نمی‌رسد و در اکثر موارد ، مراحل خروج مواد یا مراحل فعالیت آتشفشانها با مراحل آرامش توام است. مرحله آرامش یک آتشفشان ، که ممکن است بسیار طولانی هم باشد، به نام مرحله خاموشی آتشفشان نامیده می‌شود (مانند مرحله فعلی سهند).در بعضی از آتشفشانها مرحله خاموشی ممکن است دائمی باشد، اما این امر نسبی است. اصطلاح آتشفشان معمولا تصوری از کوه مخروطی را در خاط تجسم می‌کند که قله آن شکل قیف مانند داشته و دهانه آتششان در داخل آن قرار دارد و معمولا از آن دودهای غلیظ و رنگی خارج می‌شود. بسیاری از محققین سعی کرده‌اند برای فعالیتهای آتشفشانی که به صور مختلف انجام می‌پذیرد، نظم و ترتیب قائل شده و آنها را رده‌بندی نماید. انواع فعالیتهای آتشفشانی بر اساس اهمیت مواد خارج شده به قرار زیر است:

آتشفشان چیست؟

معمولا تحت عنوان فوران اصلی از مراحل تشکیل یک آتشفشان جدید صحبت می‌شود. این فورانها را نمی‌توان از فورانهایی که دودکش مسدود دارند مجزا نمود. ولی می‌توان ادعا کرد که در فورانهای اصلی دودکش جدید حاصل می‌شود در حالی که در فورانهای گازی فقط دودکش قدیمی دوباره باز می‌گردد از نظر توصیفی مراحل تولید یک آتشفشان به شرح زیر است:اول خاکهای محل دهانه بر اثر انفجار به اطراف پراکنه می‌شود. این عمل با لرزشهای موضعی شدید همراه است. بعد فوران گاز شروع می‌گردد که آبهای زیرزمینی و گل را به خارج پرتاب می‌کند و پس از باز شدن دودکش آغاز می‌گردد که قطعات سنگ با شدت به اطراف پراکنده می‌شود و برش خاصی تولید می‌کند که به آن برش حفر دودکش می‌گویند. و به این ترتیب آتشفشان متولد می‌شود و تمام آتشفشانهایی که در قرن اخیر فعالیت نموده‌اند در مجاورت آتشفشانهای قدیمی تولید شده‌اند.

فورانهای گازی

فوران گازی انفجاری ممکن است دهانه مسدود آتشفشان را باز نماید و یا قله آن را به خارج پرتاب کند. در حالی که فاقد هرگونه گدازه است. نمی‌توانیم منشا گازهایی را که سبب انفجار می‌شوند با اطمینان تعیین کنیم، زیرا انفجار ممکن است مربوط به خروج گازهای ماگمایی یا مربوط به آبهای زیرزمینی باشد که بر اثر گرما تبخیر گردیده‌اند. فورانهای گازی غالبا در آتشفشانهای نیمه خاموشی که دهانه مسدود دارند، حاصل می‌شود. فورانهای مزبور بوسیله دانا (Dana) نیمه ولکانیک ، بوسیله موکالی اولتراولکانیک و بوسیله فون‌ولف فوران غیر‌مستقیم نامگذاری گردید. از بین گازها هم بخار آب دارای اهمیت فوق‌العاده است.

فورانهای آبدار

درحالت کلی هنگامی که سفره‌های آبدار زیرزمینی در مجاورت ستونهای ماگمایی قرار گیرد، آب آن گرم و به بخار تبدیل می‌شود. افزایش فشار باعث انفجار مخزن بخار می‌گردد و در این حالت از فورانهای آبدار صحبت می‌شود. این قبیل فورانها انفجاری‌‌اند و به همین دلیل به آنها انفجار آبدار می‌گویند. مآرهای بازالتی به این طریق بوجود می‌آیند. انفجار آبدار دارای انواع متفاوتی به شرح زیر است:

نوع اول

یکی از انفجارهای آبدار شناخته شده مربوط به ناحیه گوگردزایی پما‌تانگ‌باتا در سوماتر در سال 1933 است. در ناحیه مزبور ، دو هفته قبل از فوران ، زمین لرزه‌ای سبب باز شدن شکافهایی در زمین گردید و آبهای سطحی به داخل آبها نفوذ نمود. این آبها در اثر برخورد با گازهای گرم ماگمایی به دمای جوش رسید و سپس تبخیر گردید. در نتیجه انفجارهایی تولید شد که بخار آب تا ارتفاع 2000 متری از سطح زمین بالا رفت و قطعات سنگهای قدیمی و گل تا 1100 متر به هوا پرتاب شد و دو دهانه بزرگ در محل خروج ایجاد شد.

نوع دوم

فوران سودتسی سال 1963 در ایسلند با انفجار آبدار شروع گردید. در این منطقه گدازه‌ها به کف دریای کم‌عمقتر نزدیک شد و از برخورد آن با آب دریا انفجار مهیبی به وقوع پیوست و بخار آب همرام خرده سنگ تا ارتفاع زیاد به هوا پرتاب شد.

نوع سوم

فوران آبدار کیلوئه در سال 1924 را نتیجه نشت سطح گدازه در دریاچه گدازه و حجاری آتشفشان و نفوذ بعدی آب به داخل مجاری خالی تصور می‌کنند. در اینجا تماس آب با گدازه ، فوران انفجاری بسیار شدیدی تولید نمود و تا 17 روز ادامه داشت.

مراحل فعالیت آتشفشان

هر آتشفشان را می‌توان بر حسب مراحل فعالیت در دو گروه قرار داد:

آتشفشان یک مرحله‌ای

که فعالیت آن در طی یک مرحله به صورت محصول انفجاری یا جریان گدازه خاتمه می‌یابد. مدت این قبیل فعالیت ممکن است کوتاه و تا چندین سال طول بکشد ولی ترکیب و نوع مواد مذاب یک سال است و تنها یک مسیر ساده برای خروج مواد وجود دارد.

آتشفشان چند مرحله‌ای

که فعالیت آن شامل مراحل مختلف است و هر مرحه بوسیله دوره آرامش نسبتا طولانی از هم جدا می‌شود، مثلا دماوند یا سبلان. در هر مرحله ممکن است مجاری خروج (دهانه و مخروط‌های فرعی) جدیدی بوجود آید. بنابراین مسیر خروج پیچیده و انشعابی است. به نحوی که در زمانهای مختلف بعضی از آنها فعال و بعضی به صورت غیر فعال باقی می‌مانند.

انواع گازهای آتشفشانی

اصولا با کاهش فشار ، حلالیت گازها در ماگما کم می‌شود، یعنی ابتدا گازها بیش از فشار خارج است، به سرعت انجام می‌شود و رفته رفته مقدار آن به حدی زیاد می‌شود که ماگما منظره جوشان پیدا می‌کند (پدیده وزیکولاسیون Visiculation) بنابراین پدیده وزیکولاسیون پدیده‌ای است که در آن ماگما به دو فاز مایع و گاز تفکیک می‌شود و به علت خروج سریع گاز ، گدازه حالت جوشان پیدا می‌کند.مقدار قابل ملاحظه‌ای از گازهای آتشفشانی ، هنگام فعالیت آتشفشان با شدت هر چه تمامتر از آن خارج می‌گردد که مشخص نمودن جنس آنها بسیار مشکل است، زیرا غالبا غیر ممکن است این گازها را که دارای دمای زیاد بدست آورد. به علاوه با ورود گازهای آتشفشانی به اتمسفر ، واکنشهای شیمیایی انجام می‌شود و ترکیب اصلی آنها تغییر می‌کند. جدیدترین بررسیهایی که در مورد گازهای آتشفشانی انجام شده است نشان می‌دهد که بسیاری از گازهای آتشفشانی منشا ثانوی دارند، چون اتمسفر اکسید کننده است در حالی که در اعماق زمین شرایط احیا غلبه دارد. از اینرو گازهای آتشفشانی را از دو نظر می‌توان تقسیم نمود.

تقسیم بندی گازهای آتشفشانی از نظر شیمیایی

آتشفشان چیست؟

تقسیم بندی گازهای آتشفشانی از نظر دما

اصولا انواع گازهای آتشفشانی را بر حسب دما تقسیم بندی می‌کنند. البته هر قدر از دهانه آتشفشان دور شویم دمای گازها کاسته می‌شود و هر قدر زمان استراحت آتشفشان زیادتر باشد دمای آنها کمتر می‌شود. با افزایش دما مقدار SO2 زیاد و SH2 کم می‌شود در همین شرایط نسبت Ca به H2 , CO2 به H2O افزایش می‌یابد.

گازهای خیلی گرم

گازهای خیلی گرم ، غالبا در دهانه دیده می‌شوند، دمای آنها ممکن است گاهی به 1000 درجه سانتیگراد نیز برسد. در ترکیب این نوع گازها H2/NH3BO3H3/SH3/CO2 و بویژه بخار آب وجود دارد (غالبا بخار آب بیش از 90 درصد حجم کل گازها را تشکیل می‌دهد). به علاوه در آن اسید کلریدریک و کلریدهایی مانند FeCl3/ALCl3/CLNa/NH3Cl نیز پیدا می‌شود.

گازهای گرم

در نزدیکی پوزول قدیمی در ایتالیا آتشفشانی وجود دارد که فقط بخار آب گرم از بعضی از نقاط آن خارج می‌شود. کف این منطقه به صورت تشتگی به قطر 400 تا 500 متر است و از خاکسترهای آتشفشانی بسیار حفره‌دار پوشیده شده است. در اینجا بخار آب سوت زنان خارج می‌شود. دمای این بخار آب که با مقداری کمی اسید کربنیک و سولفید هیدروژن مخلوط است بین 130 تا 165 درجه سانتیگراد است. در مجاورت اکسیژن هوا ، سولفید هیدروژن ابتدا به گوگرد و سپس به اسید سولفورو تبدیل می‌شود.به دلیل وجود همین گوگرد در گذشته آن را سولفاتارا یا گوگردزا می‌نامیدند. سیلیس موجود موجود در محیطهای سیلیکاته نیز به صورت اوپال ته نشین می‌شود که رنگ آن سفید و دارای حفره‌های فراوان است. در داخل حفره‌های مزبور گاهی سولفاتهای محلول به صورت زاج طبیعی آلونیت (سولفات آلومینیوم) رسوب می‌نمایند که از نظر اقتصادی دارای اهمیت است. بطور کلی سولفاتار عبارت از خروج بخار آب و سولفید هیدروژن ، با دمای 90 تا 300 درجه سانتیگراد است و در تمام مناطق آتشفشانی دیده می‌شود.

گازهای سرد

گازهای سرد که به آن موفت Moffette هم گفته می‌شود گازی است که کمی از هوای معمولی گرمتر باشد. این گازها ممکن است منشا ماگمایی داشته یا نتیجه تصاعد گازها از سنگهای آهکی باشد (انحلال آهک در مجاورت گازهای اسیدی). در ترکیب آن علاوه بر بخار آب ، گاز CO2 به فراوانی یافت می‌شود. در سال 1986 از یکی از دریاچه‌های کامرون (دریاچه نیوس Nyos) ناگهان گاز CO2 با نیروی عظیم از درون آب بیرون آمد و راه دهکده را در پیش گرفت. بیش از دو هزار نفر اهالی دهکده و چهارپایان را حقه کرد. این گاز منشا ماگمایی داشت و به صورت حباب عظیم در زیر آب دریاچه (از منشا آتشفشانی) پنهان بود.

چشمه‌های آب گرم و چشمه های معدنی

چشمه‌های آب گرم غالبا در اطراف نواحی آتشفشانی و حتی در اطراف آتشفشانهای خاموش دیده می‌شوند. این چشمه‌ها نشانه‌ای از آخرین مرحله سرد شدن مواد ذوب در درون زمین‌اند که از آن بخار آب و گازهای کم و بیش گرم متصاعد می‌گردد. ترکیب عمده مواد متصاعد بخار آب بسیار گرم و پرفشار و گاز کربنیک است که در هنگام بالا آمدن تدریجا از گرمای آن کاسته می‌شود. اگر صعود همچنان ادامه یابد بخار آب تقطیر می‌شود و به صورت چشمه‌های آب گرم تظاهر می‌کند. دمای چشمه‌های آب گرم عموما 5 تا 10 درجه سانتیگراد گرمتر از آب محیط اطراف است.فورانهای آتشفشانی معمولا براساس 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 Sio2 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 Sio2 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

آتشفشان چیست؟

2- 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.

3- 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.

4- 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.

5- 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

مشخصات آتشفشان

آتشفشانها دستگاههای طبیعی خروج مواد مذاب یا گاز و یا جامدی هستند که از درون زمین به خارج رانده می‌شوند. این مواد در سطح زمین پخش گردیده ، برجستگیهای خاصی متناسب با غلظت گدازه‌های خود تولید می‌نمایند. فعالیت آتشفشانها همیشگی نیست، بلکه منقطع و متناسب است. مثلا آتشفشان دماوند چندین مرحله فوران و آرامش را داشته است. آتشفشانهای امروزی هم خاموش و گاهی فعالند.

شدت انفجار

آتشفشانها از نظر وجود یا عدم وجود انفجار و نیز شدت انفجار اقسام مختلفی دارند که در زیر به انواع آنها اشاره می‌کنیم.• بدون انفجار : در این حالت قسمتی از پوسته جامد زمین شکافته شده و گدازه‌ها که غالبا غلظتی کم داشته و روان می‌باشند، به بیرون جاری می‌شوند.• با انفجار محدود : نمونه آتشفشانهای با انفجار محدود در مونالوآ (هاوایی) که در سال 1949 دیده شده است. اینگونه آتشفشانها در مراحل اولیه فعالیت ، بدون انفجار می‌باشند، ولی در مراحل آخر با انفجار همراهند.• انفجار نقطه‌ای : این نوع آتشفشانها را می‌توان گونه‌های حقیقی آتشفشان به حساب آورد انفجارهای نقطه‌ای ممکن است منفرد و تنها باشند یا تکراری و کم و بیش همیشگی. این نوع آتشفشانها احتمال دارد در هر نوبت گونه‌های خاصی از گدازه که ممکن است اسیدی یا قلیایی و یا حد واسط باشند، بیرون بریزند. نمونه این آتشفشانها ، آتشفشان استرومبولی در جزایر لیپاری است.

اشکال آتشفشان

اختلاف شکل ظاهری دهانه آتشفشانها ، گونه‌های مختلف آتشفشانها را مشخص می‌نماید. این اختلاف به ترکیب شیمیایی ، درجه سیالیت و مقدار گرمای مواد گداخته و نحوه انفجار و وجود یا فقدان گاز در هنگام فعالیت آتشفشان بستگی دارد. در زیر سعی داریم با معرفی گونه‌های مختلف آتشفشانها ، مشخصات و اشکال گوناگونی را که هر یک از این آتشفشانها می‌توانند داشته باشند، بررسی کنیم.

آتشفشان گونه هاوایی

این نوع آتشفشان ، دارای دهانه‌ای وسیع بوده و مخروط آن شیب کم دارد گدازه‌های آن غالبا باریک هستند و پس از سرد شدن سنگهایی تیره رنگ ، مثل بازالت ایجاد می‌کنند. این نوع گدازه‌ها به علت گرانروی بسیار کمی که دارند، مانند سیل روان می‌شوند. این آتشفشانها از آنجایی که فاقد انفجار می‌باشند، لذا بمب آتشفشانی ، لاپیلی و خاکستر آتشفشانی نیز در این آتشفشانها دیده نمی‌شود.

آتشفشان گونه استرومبولی

شکل مخروط اینگونه آتشفشان ، بر اثر داشتن گدازه‌های به شکل مایع ، جامد ، ریز و درشت ، در هنگام فعالیت منظم بوده و ارتفاع زیاد و شیب تند دارد و فقط ممکن است انحنای بعضی از قسمتهای مخروط کمی بیشتر باشد. آتشفشان گونه استرومبولی دارای گدازه‌ای نسبتا غلیظ بوده انفجار آن کمی شدید است و قطعات مختلف را به بیرون پرتاب می‌کند. اینگونه آتشفشان در هنگام فعالیت بدون خاکستر است و برعکس دارای مقدار بسیار زیادی از بمب‌ها و قطعات آذرین می‌باشد. آتشفشان خاموش دماوند نمونه‌ای حد واسط از آتشفشان نوع استرومبولی و ولکانو است.

آتشفشان گونه ولکانو

فوران آتشفشنهای گونه ولکانو ، از خاکستر ، بمب و لاپیلی و قطعات درشت تشکیل شده است. در اینگونه ، گدازه دارای غلظت زیاد بوده ، به همین جهت کمتر خارج می‌شود و دهانه را مسدود می‌کند و در نتیجه فشار مواد گداخته و گازهای زیرین مواد مسدود کننده منفجر شده به خارج پرتاب می‌شوند. نمونه این آتشفشانها ، آتشفشان ولکانو در جزایر لیپاری است.

آتشفشان گونه وزوو

اینگونه آتشفشان ، نوع متوسط گونه‌های استرومبولی و ولکانو است. در هنگام فوران متناوبا گازهای آتشفشانی و مواد گداخته به خارج می‌فرستد. غلظت گدازه آن به شرایط حرارتی بستگی دارد، از این نظر شکل مخروط آن در هر فعالیت فرق می‌کند. نمونه این آتشفشان ، آتشفشان وزوو در ایتالیاست.

آتشفشان گونه پله

1-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.بطور کلی گازهای آتشفشانی یا فومرولها از نظر شیمیایی به دو دسته تقسیم می‌شوند.• فرمرولهای قلیایی : به صورت آمونیاک ، نوشادر و بعضی از ترکیبات کلردار خارج می‌شوند.• فومرولهای اسید : به مراتب فراوانتر از فومرولها قلیایی است و شامل اسید کلریک ، گازهای سولفورو و سولفوریک و SH2 می‌شود. رنگ قهوه‌ای و گاه زرد و یا بنفش نتیجه تاثیر این گازها بر سنگها در محل خروج گازهاست.فورانهای اصلی

شفق چیست

به نوری که آخر شب و قبل از طلوع خورشید در آسمان دیده می شود، شفق می گوییم. شفق نمایشی طبیعی از نور درخشان رنگی در آسمان است که می توان آن را با چشم غیر مسلح و تنها در شب دید. شفق ها تأثیر قابل مشاهده فعالیت خورشید روی جو زمین هستند. در واقع شفق یک پدیده جوی و بیشتر به شکل نوارهایی از نور است که ذرات خورشیدی باردار و نیروی مغناطیسی زمین آن را ایجاد می کنند.

بیشتر شفق ها در مناطق شمالی تر و جنوبی تر زمین رخ می دهند. شفق های قطبی از این نظر زیباتر و مشهورترند. شفق ها به اشکال کمانی، ابری و نواری دیده می شوند.

شفق یک نمایش طبیعی از نور در آسمان است. بیشتر شفق ها در بخش های شمالی تر و جنوبی تر زمین به ویژه خود قطب ها ظاهر می شوند. نورهای رنگی به صورت خطوط منحنی، ابرها و نوارها ظاهر می شوند. بعضی از این شفق ها حرکت می کنند یا به ناگهان مانند شعله می لرزند و یا درخشان تر می شوند. عمومی ترین رنگ یک شفق، رنگ سبز است. اما شفق هایی که در ارتفاع بالا شکل می گیرند، می توانند رنگ قرمز یا ارغوانی بگیرند.

شفق ها موقعی تشکیل می شوند که بادهای خورشیدی به زمین می رسند. بادهای خورشیدی جریانی از ذرات ریزی از ماده خورشید هستند. این ذرات، ذرات باردار الکتریکی هستند. موقعی که این ذرات به حوزه مغناطیسی زمین می رسند به دام آن می افتند. بسیاری از این ذرات به سوی قطب های مغناطیسی زمین (در محل قطب های زمین) می روند. موقعی که ذرات باردار به اتم ها و مولکول های جو برخورد می کنند، انرژی آزاد می شود. مقداری از این انرژی به شکل شفق ظاهر می شود. بیشتر شفق ها در 97 تا 1000 کیلومتری بالای زمین ظاهر می شوند و طول آنها در آسمان به هزاران کیلومتر می رسد.