Kształtowanie Planet: wulkanizm
czym jest wulkanizm?
wulkanizm to erupcja stopionej skały (magmy) na powierzchnię planety. Wulkan jest odpowietrznikiem, przez który odprowadzana jest magma i gazy. Magma, która dociera do powierzchni, nazywana jest ” lawą.”Wulkany są nazwane na cześć Wolkana-rzymskiego boga ognia!
dlaczego i gdzie powstają wulkany?
wulkanizm jest wynikiem utraty przez planetę ciepła wewnętrznego. Wulkany mogą tworzyć się tam, gdzie skała w pobliżu powierzchni staje się wystarczająco gorąca, aby się stopić. Na Ziemi dzieje się tak często w powiązaniu z granicami płyt (zobacz sekcję o tektonizmie). Tam, gdzie dwie płyty oddalają się od siebie, na przykład na śródoceanicznych grzbietach wulkanicznych, materiał z wnętrza ziemi powoli wznosi się, topi się, gdy osiągnie niższe ciśnienie i wypełnia lukę. Gdzie jedna płyta jest subdukcji pod inną, komory magmy mogą tworzyć. Te ciała magmy zasilają wyspy wulkaniczne, które zaznaczają strefy subdukcji.
chociaż większość aktywności wulkanicznej ma miejsce na granicach płyty, wulkanizm może również wystąpić w obrębie wnętrza płyty w hotspotach. Uważa się, że hotspoty pochodzą z dużych „pióropuszy” niezwykle gorącego materiału wydobywającego się z głębi wnętrza Ziemi. Gorący materiał rośnie powoli, w końcu topi się, gdy osiąga niższe ciśnienie w pobliżu powierzchni Ziemi. Kiedy Materiał wybucha, tworzy masywne strumienie lawy z drobnoziarnistej ciemnej skały wulkanicznej-bazaltu. Szerokie, łagodne wulkany tarczowe Hawai ’ i pochodzą z hotspotu.
co mówią nam wulkany Ziemi?
fakt, że Ziemia ma wulkany mówi nam, że wnętrze Ziemi krąży i jest na tyle gorące, że się topi. Ziemia ochładza się, wulkany są jednym ze sposobów na utratę ciepła. Wzór rozkładu wulkanów na Ziemi daje nam wskazówkę, że zewnętrzna powierzchnia Ziemi jest podzielona na płyty; łańcuchy wulkanów związane z grzbietami śródoceanicznymi i strefami subdukcji zaznaczają krawędzie płyty. Inne planety mają cechy wulkaniczne-niektóre ostatnio aktywne-mówiąc geologom, że one również tracą ciepło ze swoich wnętrz i że istnieje cyrkulacja. Jednak planety te nie wykazują wzorca, jaki mają ziemskie wulkany.
jakie są dowody na wulkanizm na innych planetach?
Księżyc: nasz najbliższy sąsiad ma małe wulkany, szczeliny (pęknięcia w skorupie) i rozległe strumienie bazaltu, drobnoziarnistej ciemnej skały wulkanicznej. Duże ciemne baseny, które można zobaczyć na Księżycu, to obszary maria tych strumieni lawy. Jednak wszystkie te cechy wulkaniczne są stare. Na Księżycu nie ma aktywnych cech wulkanicznych. Większość aktywności wulkanicznej miała miejsce na początku historii Księżyca, przed około 3 miliardami lat temu. Ostatni przepływ lawy miał miejsce około 1 miliarda lat temu.
ciemne obszary na Księżycu to księżycowa maria. Są to niskie, gładkie obszary ciemnych, drobnoziarnistych skał wulkanicznych-bazaltów.
zdjęcie sondy Galileo (PIA00405) wyprodukowane przez U. S. Geological Survey, dzięki uprzejmości NASA i Jet Propulsion Laboratory.
ta próbka skały została pobrana przez misję Apollo 15 w 1971 roku. Jest to bazalt, rodzaj skały, która krzepnie z lawy wulkanicznej. Ten konkretny bazalt powstał 3,3 miliarda lat temu i jest podobny do bazaltów powstałych na wulkanach, takich jak Hawai ’ i na Ziemi.
Mars: Mars ma cechy wulkaniczne, które są podobne w kształcie do tych na Ziemi, choć znacznie większe. Istnieją duże wulkany tarczowe — jak te na Hawajach-które zawierają 100 razy większą masę niż te na Ziemi. Olympus Mons jest najwyższym Wulkanem w naszym Układzie Słonecznym. Ma 22 kilometry (14 mil) wysokości, w porównaniu do 9 kilometrów Mauna Loa (prawie 6 mil). Ma 600 kilometrów średnicy (375 mil), co jest wystarczająco duże, aby pokryć stan Arizona! Kilka wulkanów na Marsie, w tym Olympus Mons, występuje w regionie Tharsis; magma dla wulkanów może pochodzić z gorącego materiału wylewającego się w piórach z głębi wnętrza Marsa. Wielu naukowców uważa, że Mars jest aktywny wulkanicznie, nawet jeśli nie zaobserwowaliśmy erupcji. Meteoryty bazaltowe z Marsa wskazują, że wulkanizm wystąpił w ciągu ostatnich 180 milionów lat. Bardzo niewiele kraterów uderzeniowych występuje na przepływach lawy Olympus Mons, co sugeruje, że wulkan ten prawdopodobnie wybuchł w ciągu ostatnich kilku milionów lat.
ukośny widok na wulkan Olympus Mons na Marsie. Duża depresja w górnym środku obrazu to kaldera. Kaldera znajduje się w pobliżu szczytu wulkanu i ma 65 × 80 kilometrów (40 × 50 mil) szerokości — mniej więcej wielkości Rhode Island. Kiedy magma wybuchła z otworów wentylacyjnych po stronie wulkanu, skała w pobliżu szczytu zapadła się, tworząc kalderę.
zdjęcie Viking Orbiter (641a52) dzięki uprzejmości NASA.
Wenus: Wenus ma ponad 1700 cech wulkanicznych, a wiele z nich wygląda na świeżo zwietrzałe. Znaczna część powierzchni Wenus została pokryta przez ogromne strumienie lawy bazaltowej, prawdopodobnie w ciągu ostatnich kilkuset milionów lat. Ten koc lawy całkowicie pokrył cechy powierzchni, takie jak kratery uderzeniowe. Fakt, że tylko kilka kraterów dotrze do powierzchni, świadczy o niedawnym charakterze tego wynurzenia.
komputerowo wygenerowany widok Maat Mons na Wenus. Ten obraz pochodzi z danych radarowych statku kosmicznego Magellan; atmosfera Wenus jest zbyt gęsta, aby teleskopy mogły przez nią przejrzeć. Ciemne obszary są gładkie, interpretowane jako starsze strumienie lawy. Jasne obszary są szorstkie, interpretowane jako Młode strumienie lawy.
Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA i Jet Propulsion Laboratory.
Io: Najskrytszy księżyc Jowisza, Io, jest najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem w całym naszym Układzie Słonecznym! Misje NASA przedstawiały ogromne pióropusze strzelające setki kilometrów nad powierzchnią, aktywne strumienie lawy i ściany ognia związane z magmą wypływającą ze szczelin. Cała powierzchnia Io pokryta jest centrami wulkanicznymi i przepływami lawy, które pokryły wszystkie jej kratery uderzeniowe.
Voyager obraz Io. Ciemne plamy oznaczają wulkany.
Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA i Jet Propulsion Laboratory.
sonda Galileo uchwyciła Ten obraz aktywnej erupcji wulkanu na Io w 2000 roku. Jasnopomarańczowy region to gorąca lawa. Ten fałszywy kolorowy obraz ma około 250 kilometrów (około 155 Mil) średnicy.
zdjęcie wykonane przez University of Arizona, dzięki uprzejmości NASA.
dlaczego nie znajdziemy aktywnych wulkanów na wszystkich planetach i księżycach?
aktywne wulkany występują na planetach, które są jeszcze gorące. Ogólnie rzecz biorąc, im większa planeta, tym wolniej się ochładza. Małe planety lub księżyce, jak Merkury i nasz Księżyc, ostygły do tego stopnia, że nie są już wystarczająco gorące, aby stopić skały. Większe planety, takie jak Ziemia i Wenus, są wciąż gorące i nadal mają aktywny wulkanizm.