Un vulcan este o deschidere în scoarța Pământului prin care roca topită, gazele și fragmentele de rocă ies la suprafață, precum și forma de relief construită în timp de aceste materiale. Vulcanii se formează acolo unde în adânc se produce magmă, care, fiind mai ușoară decât rocile solide din jur, urcă treptat, se adună în rezervoare și, la un moment dat, își face drum până afară.
Nu toți vulcanii arată ca un con perfect și nu toate erupțiile sunt explozii spectaculoase. Unii varsă liniștit râuri de lavă, alții aruncă nori de cenușă până în stratosferă. În acest articol afli cum se naște magma, unde apar vulcanii, cum sunt alcătuiți, ce decide stilul unei erupții și ce urme vulcanice impresionante poți vedea în România.
Ce este un vulcan și ce înseamnă „activ”
Un vulcan este un sistem complet, nu doar muntele vizibil: el cuprinde sursa de magmă din adânc, canalele prin care aceasta urcă și construcția de la suprafață. Când magma ajunge afară, se numește lavă.
Vulcanologii clasifică vulcanii după activitate, dar granițele nu sunt rigide:
- activ: a erupt în istoria recentă sau dă semne de neliniște, cum ar fi cutremure mici, emisii de gaze sau ridicarea solului; adesea se consideră activ orice vulcan care a erupt în ultimii aproximativ 10.000 de ani;
- adormit: nu a erupt de mult timp, dar ar putea erupe din nou;
- stins: nu mai are o sursă de magmă și nu se așteaptă să mai erupă.
Diferența dintre adormit și stins este uneori greu de stabilit; unii vulcani considerați stinși au surprins prin erupții după perioade lungi de liniște.
Cum se formează magma
Magma se formează când rocile din manta sau din scoarța inferioară se topesc parțial, iar asta se întâmplă în trei situații principale. Este important de reținut că mantaua nu este un ocean de rocă topită; topirea apare local, în condiții speciale. Structura internă a planetei este descrisă în ghidul despre structura Pământului.
Topirea prin scăderea presiunii
Rocile fierbinți din manta rămân solide pentru că sunt sub presiune mare. Dacă urcă spre suprafață, presiunea scade, iar o parte din ele se topește, deși temperatura nu a crescut. Așa se formează magma la dorsalele oceanice, unde plăcile se depărtează, și deasupra punctelor fierbinți.
Topirea prin adăugarea de apă
În zonele de subducție, placa oceanică ce coboară în manta conține minerale cu apă. La adâncime, apa este eliberată în mantaua de deasupra și îi scade temperatura de topire, cam cum sarea scade temperatura de îngheț a apei. Rezultă magmă, care alimentează vulcani precum cei din Anzi, Japonia sau Indonezia.
Topirea prin încălzire
Când magma foarte fierbinte urcă și stagnează în scoarță, poate încălzi și topi rocile din jur. Acest proces modifică de multe ori compoziția magmei și o face mai bogată în silice.
Unde apar vulcanii pe Glob
Cei mai mulți vulcani se află la marginile plăcilor tectonice, iar o parte mai mică deasupra punctelor fierbinți, în interiorul plăcilor. Legătura dintre vulcani, plăci și cutremure este explicată în Tectonica plăcilor: cum se mișcă și se ciocnesc continentele.
| Cadru tectonic | Ce se întâmplă | Tip de vulcanism | Exemple |
|---|---|---|---|
| Dorsale oceanice | plăcile se depărtează | lavă bazaltică fluidă, mai ales sub apă | Islanda |
| Rifturi continentale | un continent se rupe | variat | Riftul Est-African |
| Zone de subducție | o placă se scufundă sub alta | vulcani explozivi, conuri înalte | Anzii, Japonia, Indonezia |
| Puncte fierbinți | material cald urcă din manta | vulcani-scut, lavă fluidă | Hawaii |
Cea mai mare concentrare de vulcani activi se află în jurul Oceanului Pacific, în așa-numitul „Cerc de Foc”, care este și cea mai activă zonă seismică a lumii. Vulcanismul nu este specific doar Pământului: Marte are vulcani-scut uriași, iar satelitul Io al lui Jupiter este cel mai activ corp vulcanic cunoscut din Sistemul Solar, după cum vezi în Sistemul Solar: planetele, lunile și distanțele explicate.
Cum este alcătuit un vulcan
Un vulcan tipic are câteva părți principale, legate între ele ca un sistem de alimentare:
- Camera magmatică: un rezervor de magmă aflat la câțiva kilometri sau zeci de kilometri adâncime; de fapt, adesea o zonă de rocă parțial topită, ca un burete.
- Coșul vulcanic: canalul principal prin care magma urcă spre suprafață.
- Craterul: depresiunea din vârf, în jurul gurii principale.
- Conuri secundare și fisuri laterale: deschideri pe flancurile vulcanului, pe unde poate ieși lavă.
- Conul vulcanic: muntele construit din straturi de lavă și materiale aruncate.
Când o cameră magmatică se golește rapid într-o erupție mare, tavanul ei se poate prăbuși. Rezultă o depresiune largă, numită calderă, care poate avea kilometri sau zeci de kilometri în diametru și se umple uneori cu apă.
Tipurile de vulcani
Forma unui vulcan depinde în primul rând de cât de fluidă este lava și de cât de des alternează curgerile de lavă cu exploziile.
| Tip | Formă | Lava și erupțiile | Exemple |
|---|---|---|---|
| Vulcan-scut | larg, cu pante line, ca un scut culcat | lavă bazaltică fluidă, erupții liniștite | Mauna Loa (Hawaii) |
| Stratovulcan | con înalt, cu pante abrupte | straturi alternante de lavă și cenușă, erupții explozive | Fuji, Vezuviu, Etna |
| Con de zgură | mic, abrupt, simetric | fragmente de lavă aruncate în jurul gurii | Parícutin (Mexic) |
| Dom de lavă | movilă rotunjită | lavă foarte vâscoasă, care se adună deasupra gurii | domurile din craterele unor stratovulcani |
| Calderă | depresiune largă | rezultă după golirea camerei magmatice | Santorini, Yellowstone |
Conul de zgură Parícutin este un exemplu rar documentat de la început: a apărut în 1943 într-un câmp de porumb din Mexic și a crescut în câțiva ani cât un deal mare. Există și erupții fisurale, în care lava iese de-a lungul unor crăpături lungi, nu dintr-un con; ele sunt tipice pentru Islanda.
De ce unele erupții sunt liniștite, iar altele explozive
Stilul unei erupții depinde în principal de vâscozitatea magmei, adică de cât de greu curge, și de cantitatea de gaze dizolvate în ea. Vâscozitatea crește odată cu conținutul de silice (dioxid de siliciu) și scade odată cu temperatura.
| Tip de magmă | Conținut de silice | Temperatură orientativă | Comportament |
|---|---|---|---|
| Bazaltică | scăzut (în jur de 45–52%) | ridicată, circa 1.000–1.200 °C | fluidă, gazele scapă ușor, erupții efuzive |
| Andezitică | mediu (în jur de 52–63%) | intermediară | vâscoasă, erupții adesea explozive |
| Riolitică | ridicat (peste circa 69%) | mai scăzută, circa 650–800 °C | foarte vâscoasă, erupții foarte explozive |
Gazele, în principal vapori de apă, dioxid de carbon și dioxid de sulf, sunt dizolvate în magmă la presiune mare, ca dioxidul de carbon într-o sticlă de apă minerală închisă. Pe măsură ce magma urcă, presiunea scade și gazele formează bule. Într-o magmă fluidă, bulele scapă ușor și lava curge. Într-o magmă vâscoasă, bulele rămân prinse, presiunea crește, iar magma se fragmentează brusc într-o explozie care aruncă cenușă și bucăți de rocă. Transformarea energiei termice și a presiunii în energie de mișcare este discutată în Energia: formele ei și legea conservării pe înțeles.
Indicele de explozivitate vulcanică
Pentru a compara erupțiile, vulcanologii folosesc indicele de explozivitate vulcanică (VEI), o scară de la 0 la 8, bazată pe volumul de material aruncat și pe înălțimea coloanei eruptive. De la treapta 2 în sus, fiecare treaptă înseamnă de aproximativ zece ori mai mult material. Erupția muntelui Pinatubo din Filipine, în 1991, a avut indicele 6, iar cea a vulcanului Tambora din Indonezia, în 1815, indicele 7.
Ce aruncă un vulcan: lavă, cenușă și gaze
Produsele unei erupții sunt de trei feluri: lavă, fragmente solide numite piroclaste și gaze, iar fiecare are pericolele lui.
- Curgerile de lavă înaintează de obicei încet, așa că oamenii au timp să se îndepărteze, dar distrug tot ce întâlnesc. Lava bazaltică cu suprafața netedă, ca niște funii, se numește pahoehoe; cea cu suprafața aspră, colțuroasă, se numește aa, ambele denumiri fiind preluate din limba hawaiiană.
- Cenușa vulcanică este formată din particule fine de rocă și sticlă vulcanică, nu din cenușă ca la foc. Poate prăbuși acoperișuri, afectează motoarele avioanelor și plămânii.
- Lapilii și bombele vulcanice sunt fragmente mai mari, de la mărimea unei pietricele până la blocuri de metri.
- Curgerile piroclastice sunt amestecuri de gaze fierbinți, cenușă și rocă ce coboară pe pantele vulcanului cu viteze foarte mari. Sunt cel mai mortal fenomen vulcanic; astfel au fost îngropate Pompei și Herculaneum, în anul 79, la erupția Vezuviului.
- Laharurile sunt curgeri de noroi formate din cenușă amestecată cu apă din ploi sau din topirea zăpezii, care pot parcurge zeci de kilometri pe văi.
Erupțiile foarte mari pot influența clima. Dioxidul de sulf ajuns în stratosferă formează picături fine care reflectă o parte din lumina Soarelui. După erupția Pinatubo, temperatura medie globală a scăzut ușor, pentru un an sau doi, iar anul 1816, de după erupția Tambora, a rămas cunoscut în Europa și America de Nord drept „anul fără vară”. Straturile atmosferei sunt explicate în Atmosfera Pământului: straturile ei și rolul fiecăruia.
Cum sunt supravegheați vulcanii
Erupțiile nu se pot prezice la oră, dar vulcanii activi dau adesea semne înainte, iar observatoarele vulcanologice le urmăresc continuu. Principalele metode sunt:
- Seismometrele, care înregistrează cutremurele mici produse de magma care își face drum prin roci; legătura cu seismologia o găsești în Cutremurele: cum se produc și ce înseamnă magnitudinea.
- Măsurătorile deformării solului, cu GPS și radar din satelit, care arată dacă vulcanul „se umflă”.
- Analiza gazelor: creșterea emisiilor de dioxid de sulf sau dioxid de carbon poate anunța magmă nouă.
- Camerele termice și observația directă a craterului.
Pe baza acestor date, autoritățile din țările cu vulcani activi stabilesc niveluri de alertă și, la nevoie, evacuează populația.
Sfat: Dacă vizitezi o zonă vulcanică activă, cum sunt Etna, Vezuviul sau Islanda, verifică înainte nivelul de alertă publicat de autoritățile locale, mergi doar pe traseele permise și urmează indicațiile ghizilor.
Vulcanii din România
România nu are vulcani activi, dar are unul dintre cele mai lungi lanțuri vulcanice din Europa, format în urmă cu milioane de ani, în timpul ridicării Carpaților. Lanțul Oaș–Gutâi–Țibleș–Călimani–Gurghiu–Harghita se întinde prin nordul și estul Carpaților Orientali, iar vârsta erupțiilor scade de la nord spre sud. Contextul geologic este explicat în Munții Carpați: cum s-au format din punct de vedere geologic.
Locuri în care poți vedea urmele vulcanismului:
- Vulcanul Ciomatu și Lacul Sfânta Ana, în județul Harghita. Lacul ocupă un crater, iar în alt crater învecinat se află turbăria Tinovul Mohoș. Ciomatu este cel mai tânăr vulcan din țară, cu ultimele erupții datate la câteva zeci de mii de ani în urmă; unele studii sugerează că sub el ar mai exista rocă parțial topită.
- Munții Călimani, cu o calderă mare, una dintre cele mai mari din Carpați.
- Coloanele de bazalt de la Racoș, în județul Brașov, și de la Detunatele, în Munții Apuseni, formate prin răcirea și contractarea lavei în prisme.
- Mofetele din Covasna și din zona Balvanyos, emanații de dioxid de carbon rămase după activitatea vulcanică.
Rocile vulcanice, precum andezitul și bazaltul, sunt descrise în Rocile și mineralele: cum se formează și cum le deosebești. Vulcanii noroioși de la Berca, din Buzău, nu sunt vulcani adevărați: noroiul este împins de gazele naturale din adânc, nu de magmă.
Atenție: În mofete și în peșterile cu emanații de gaze, dioxidul de carbon este mai greu decât aerul și se adună la nivelul solului, unde poate provoca leșin sau sufocare. Respectă indicatoarele și nu lăsa copiii sau animalele să se aplece în zonele marcate.
Rezumatul ghidului
Vulcanii sunt locurile în care căldura internă a Pământului ajunge vizibil la suprafață. Magma se formează prin scăderea presiunii, prin adăugarea de apă sau prin încălzire, apoi urcă, se adună în camere magmatice și iese prin cratere și fisuri. Silicea și gazele decid dacă erupția este o curgere liniștită de lavă sau o explozie cu cenușă și curgeri piroclastice. România nu are vulcani activi, dar păstrează cratere, calderă și coloane de bazalt spectaculoase.
De reținut:
- magma este rocă topită în adânc, iar lava este magma ajunsă la suprafață;
- majoritatea vulcanilor apar la marginile plăcilor sau deasupra punctelor fierbinți;
- magma bogată în silice și gaze produce erupțiile cele mai explozive;
- curgerile piroclastice sunt cel mai periculos fenomen vulcanic;
- Ciomatu, cu Lacul Sfânta Ana, este cel mai tânăr vulcan din România.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre magmă și lavă?
Magma este roca topită aflată sub pământ. Când iese la suprafață printr-o erupție, aceeași materie se numește lavă.
De ce erup vulcanii?
Pentru că magma, mai ușoară decât rocile din jur, urcă, iar gazele dizolvate în ea se dilată pe măsură ce presiunea scade. Când presiunea gazelor și a magmei învinge rezistența rocilor, are loc erupția.
Există vulcani activi în România?
Nu. Ultimele erupții, la vulcanul Ciomatu din Harghita, au avut loc acum câteva zeci de mii de ani, iar vulcanul este monitorizat științific.
Care sunt cei mai periculoși vulcani?
Stratovulcanii din zonele de subducție, cu magmă vâscoasă și bogată în gaze, pentru că produc erupții explozive și curgeri piroclastice. Pericolul real depinde și de câți oameni trăiesc în apropiere.
Pot vulcanii să schimbe clima?
Erupțiile foarte mari pot răci temporar clima globală, pentru un an sau doi, prin particulele de sulf trimise în stratosferă, care reflectă o parte din lumina Soarelui.
