Shaping the Planets: vulkanisme
Wat is vulkanisme?Vulkanisme is de uitbarsting van gesmolten gesteente (magma) op het oppervlak van een planeet. Een vulkaan is de opening waardoor magma en gassen worden afgevoerd. Magma dat het oppervlak bereikt heet ” lava.”Vulkanen zijn vernoemd naar Vulcan — de Romeinse god van het vuur!
waarom en waar ontstaan vulkanen?Vulkanisme is het gevolg van het verlies van de inwendige warmte van een planeet. Vulkanen kunnen ontstaan waar gesteente dichtbij het oppervlak heet genoeg wordt om te smelten. Op aarde gebeurt dit vaak in samenhang met plaatgrenzen (bekijk het gedeelte over tektonisme). Waar twee platen uit elkaar bewegen, zoals bij vulkanische richels in het midden van de oceaan, stijgt materiaal uit het binnenste van de aarde langzaam op, smelt wanneer het een lagere druk bereikt, en vult het gat in. Waar een plaat wordt gesubducteerd onder een andere, kunnen kamers van magma vormen. Deze Magma lichamen voeden de vulkanische eilanden die subductiezones markeren. Hoewel de meeste vulkanische activiteit plaatsvindt op plaatgrenzen, kan vulkanisme ook voorkomen binnen de plaatinterieurs op hotspots. Hotspots worden verondersteld te zijn van grote “pluimen” van extreem heet materiaal dat opstijgt uit diep in het binnenste van de aarde. Het hete materiaal stijgt langzaam, en smelt uiteindelijk als het een lagere druk nabij het aardoppervlak bereikt. Wanneer het materiaal uitbarst, vormt het enorme lavastromen van fijnkorrelig donker vulkanisch gesteente-basalt. De brede, zachte Schild vulkanen van Hawai ‘ i komen uit een hotspot.
wat vertellen de vulkanen van de aarde ons?
het feit dat de aarde vulkanen heeft, vertelt ons dat het binnenste van de aarde circuleert en heet genoeg is om te smelten. De aarde koelt af; vulkanen zijn een manier om warmte te verliezen. Het patroon van de verspreiding van vulkanen op aarde geeft ons een aanwijzing dat de buitenkant van de aarde is verdeeld in platen; de ketens van vulkanen geassocieerd met mid-oceanische richels en subductiezones markeren de plaatranden. Andere planeten hebben vulkanische kenmerken — sommige recent actief-vertellen geologen dat ook zij warmte verliezen van hun interieur en dat er circulatie is. Deze planeten vertonen echter niet het patroon dat de vulkanen van de aarde wel hebben.
Welk bewijs is er voor vulkanisme op andere planeten?Maan: onze naaste buur heeft kleine vulkanen, scheuren (breuken in de korst) en uitgebreide stromen van basalt, een fijnkorrelig donker vulkanisch gesteente. De grote donkere bekkens die je kunt zien op de maan zijn de maria — gebieden van deze lavastromen. Echter, al deze vulkanische kenmerken zijn oud. Er zijn geen actieve vulkanische kenmerken op de maan. Het grootste deel van de vulkanische activiteit vond plaats vroeg in de geschiedenis van de maan, voor ongeveer 3 miljard jaar geleden. De meest recente lavastroom vond ongeveer 1 miljard jaar geleden plaats.
donkere gebieden op de maan zijn maan maria. Dit zijn lage, gladde gebieden van donker, fijnkorrelig vulkanisch gesteente-basalt.Galileo spacecraft image (PIA00405) geproduceerd door de U. S. Geological Survey, met dank aan NASA en het Jet Propulsion Laboratory.
dit gesteente werd verzameld door de Apollo 15 missie in 1971. Het is een basalt, een soort rots die stolt uit een vulkanische lava. Deze specifieke basalt gevormd 3,3 miljard jaar geleden en is vergelijkbaar met basalt gevormd op vulkanen zoals Hawai ‘ i op aarde.
Mars: Mars heeft vulkanische kenmerken die qua vorm vergelijkbaar zijn met die op aarde, hoewel veel groter. Er zijn grote schild vulkanen — zoals die in Hawai ‘ i-die 100 keer meer massa bevatten dan die op aarde. Olympus Mons is de hoogste vulkaan in ons zonnestelsel. Het is 22 kilometer (14 mijl) hoog, vergeleken met Mauna Loa ‘ s 9 kilometer (bijna 6 mijl). Het is 600 kilometer breed( 375 mijl), die groot genoeg is om de staat Arizona te dekken! Verschillende vulkanen op Mars, waaronder Olympus Mons, komen voor in de Tharsis regio; het magma voor de vulkanen kan afkomstig zijn van heet materiaal dat in pluimen uit het binnenste van Mars opwelt. Veel wetenschappers beschouwen Mars als vulkanisch actief, zelfs als we geen eruptie hebben waargenomen. Basaltmeteorieten van Mars geven aan dat vulkanisme de laatste 180 miljoen jaar heeft plaatsgevonden. Er zijn weinig inslagkraters op de lavastromen van Olympus Mons, wat erop wijst dat deze vulkaan waarschijnlijk is uitgebarsten in de laatste paar miljoen jaar.
schuine weergave van de Olympus Mons vulkaan op Mars. De grote inzinking in het bovenste midden van de afbeelding is de caldera. De caldera is gelegen in de buurt van de top van de vulkaan en is 65 × 80 kilometer (40 × 50 mijl) in doorsnede — ongeveer de grootte van Rhode Island. Toen magma uitbarstte uit ventilatieopeningen aan de kant van de vulkaan, stortte de rots bij de top in, waardoor de caldera ontstond.
Viking Orbiter afbeelding (641A52) met dank aan NASA.
Venus: Venus heeft meer dan 1700 vulkanische kenmerken en veel van deze lijken fris — niet verweerd. Een groot deel van het oppervlak van Venus is bedekt met enorme stromen basaltlava, waarschijnlijk in de laatste paar honderd miljoen jaar. Deze deken van lava bedekte de oppervlaktefuncties, zoals inslagkraters. Het feit dat er maar een paar kraters op het oppervlak staan, bewijst de recente aard van deze resurfacing.
computergegenereerde weergave van Maat Mons op Venus. Dit beeld is van Magellan ruimtevaartuig radargegevens; de atmosfeer van Venus is te dik voor telescopen om door te kijken. Donkere gebieden zijn glad, geïnterpreteerd als oudere lavastromen. Lichte gebieden zijn ruw, geïnterpreteerd als jonge lavastromen.
figuur met dank aan NASA en het Jet Propulsion Laboratory.
Io: Jupiter ‘ s binnenste maan, Io, is het meest vulkanisch actieve lichaam in ons hele zonnestelsel! NASA missies imaged massieve pluimen schieten honderden kilometers boven het oppervlak, actieve lavastromen, en wanden van vuur geassocieerd met magma stroomt uit scheuren. Het hele oppervlak van Lo is bedekt met vulkanische centra en lavastromen, die al zijn inslagkraters hebben bedekt.
Voyager beeld van Lo. De donkere vlekken markeren vulkanen.
figuur met dank aan NASA en het Jet Propulsion Laboratory.
het Galileo-ruimtevaartuig nam dit beeld op van een actieve vulkaanuitbarsting op Io in 2000. Het helder oranje gebied is hete lava. Deze valse kleurenfoto is ongeveer 250 kilometer (ongeveer 155 mijl) doorsnede.
beeld geproduceerd door de Universiteit van Arizona, met dank aan NASA.
waarom vinden we geen actieve vulkanen op alle planeten en manen?Actieve vulkanen komen voor op planeten die nog warm zijn. In het algemeen, hoe groter de planeet, hoe langzamer het afkoelt. Kleine planeten of manen, zoals Mercurius en onze maan, zijn zo afgekoeld dat ze niet langer heet genoeg zijn om steen te smelten. Grotere planeten, zoals de aarde en Venus, zijn nog steeds heet en hebben nog steeds actief vulkanisme.