زمین شناسی

انواع بافت سنگ های آتشفشانی :

پورفیریک:

بلورهای درشت یا فنوکریست در متن ریز بلور یا شیشه ای.

بافت اینترسرتال:

در بین کانی های سنگ فضاهای خالی دیده می شود که این فضاها با شیشه یا محصول دگرسانی آن پر می شود.

بافت تراکیتی:

نوعی بافت پورفیریک با خمیره میکرولیتی یا میکرولیتی –شیشه ای که در آن میکرولیت های فلدسپار، حالت جریانی دارند.

بافت اسفرولیتی:

بافتی که در آن شیشه ای فلدسپاری و سیلیسی به صورت شعاعی متبلور شده اند.

بافت شیشه ای:

قسمت اعظم سنگ از شیشه تشکیل شده و گاهی حالت جریانی دارد که بافت شیشه ای جریانی می گویند.

بافت دم چلچله ای:

بلورهای سنگ و شیشه به حالت دم پرستویی و حاصل سرد شدن یا تبلور سریع می باشند.

بافت اسپینیفکیس:

بافتی که در سنگ های اولترامافیک خروجی ( گدازه کوماته ایت ) دیده می شود. در این بافت الیوین ها و پیروکسن ها به صورت اسکلتی، داربستی یا زنجیره ای دیده می شوند.

انواع سنگ های آتشفشانی:

سنگ داسیتی – ریولیتی:

دارای فنوکریستهای کوارتز همراه با کانی فلدسپار و پلاژیوکلاز در یک زمینه دانه ریز فلدسپار و کوارتز. این سنگ ها معادل آتشفشانی سنگ های گرانیتی می باشند.

سنگ تراکیتی:

حجم اصلی این سنگ ها را فلدسپار به ویژه فلدسپات آلکالن تشکیل می دهد که به صورت فنوکریست و خمیره سنگ یافت می شود.

سنگ آندزیت و بازالت:

فراوانترین سنگ های آتشفشانی که دارای کانی های رنگین زیادی است. مانند تراکیتها، فنوکرسیت کوارتز وجود ندارد ولی فنوکرسیت پلاژیوکلاز و کانی های رنگین زیاد است. در خمیره نوع سنگ فلدسپار آلکالن وجود ندارد و خمیره عمدتا از پلاژیوکلاز و پیروکسن می باشد.

سنگ های فنولیتی، تفریتی و بازانیت:

تشخیص صحرایی این سنگ ها بسیار مشگل است، مگر اینکه سنگ دارای مقدار زیادی فنوکریست های فلدسپاتوئید مانند لوسیت، نفلین و آنالسیم باشد. این سنگ ها در بازالت آلکالن و مناطق ریفت قاره ای وجود دارد.

سنگ لاتیت:

معادل آتشفشانی سنگ مونزونیتی که در مقایسه بازالت و آندزیت، دارای فلدسپار غنی از پتاسیم می باشد.

سری ماگمایی:

سنگهای آتشفشانی شامل سریهای تولئیتی، کالکوآلکالن، آلکالن و شوشونیتی می باشند.

سری تولئیتی:

شامل بازالت تولئیتی، سنگ های حدواسط و اسیدی می باشد. سری تولئیتی از نظر سدیم و پتاسیم و دیگر عناصر آلکالن و همچنین عناصر خاکی نادر و سیلیس غنی می باشد که در مناطق سازنده و در داخل صفحات و گاهی در مناطق در حال فرورانش یافت می شوند.

سری کالکوآلکالن:

یا سری هیپرستن که مانند سری تولئیتی غنی از سیلیس است و درصد Al2O3 آن بیش از 17% است و در مناطق فرورانش دیده می شود.

سری آلکالن:

فقیر از سیلیس، عناصر آلکالن، عناصر خاکی نادر، مواد فرار، ارتوپیروکسن و پیژونیت و حاوی الیوین پایدار و بدون حاشیه واکنشی و دارای فلدسپاتوئید ( نفلین – آنالیسم، لوسیت ) می باشد و در داخل صفحات قاره ای و اقیانوسی دیده می شوند.

سری شوشونیتی:

دارای پتاسیم زیاد نسبت 1= Kzo/ NazO می باشد و در مناطق در حال فرورانش فراوان است ولی مانند کالکوآلکالن نمی تواند شاخص خوبی برای این مناطق باشد، زیرا سری شوشونیتی در داخل صفحات قاره ای نیز دیده می شود.

اشکال مختلف دهانه آتشفشان

1- دهانه های دریاچه مانند (Lake Crater): در آتشفشانهای نوع هاوایی دیده می شود.
2- دیاترم (Diatreme): عبارت از حفره ها و چاههایی است که بر اثر انفجار گاز بوجود می آید. منشا این گازها ممکن است ماگمایی باشد و یا از بخار شدن آبهای زیرذ زمینی بر اثر حرارت حاصل شود. دیاترم های که انواعی از پایپ یا دودکشهستند که در اعماق پوسته واقع شده اند و پر از برش های سنگی هستند. هنوز بدرستی ، مکانیسم ایجاد دیاترم ها مشخص نشده است. منشا گازهای داغ و پرفشار در اعماق ، قدرت انفجار گازهایی که بتواند حجم های زیاد برش ها را در داخل پایپ ها در اعماق ایجاد کند، و مکانیسم حرکت مواد فرار هنوز بدرستی شناخته نشده است. گاهی پیدایش حفره ها ، ممکن است بدون انفجار و بر اثر خروج گازها در دهانه های بعضی از آتشفشانها باشد. این عمل سبب پراکنده شدن مواد سبک وزن وخاکستری می گردد و حفره های قیفی شکل حاصل می شود که به آنها نیز ، دیاترم می گویند.
3- مآر (Maar): به دهانه انفجاری اطلاق می شود که قطر بزرگ داشته و بوسیله دریاچه یا برکه اشغال شده باشد. قطر آن ممکن است 100 تا 1000 متر برسد. معمولا مآر در راس مخروط آتشفشانی قرار ندارد و بلکه بر اثر انفجار به صورت گودال هایی در زمین های اطراف آتشفشان حاصل می شود مآر ممکن است بوسیله ماگمای بازیک و یا ماگمای اسیدی بوجود آید.
مآرهای بازالتی : قطعات پرتابی به صورت هلال کم و بیش منظم در اطراف دهانه دیده می شود و حداقل نصف اطراف دهانه را در بر می گیرد. جنس این مواد متفاوت است و شامل قطعات لاپیلی ، گدازه شیشه ای ، بمب های گل کلمی می باشد. مآرهای بازالتی بر اثر فوران فراتوماگماتیک (pheratlo-magmatic) حاصل می شود. یعنی بر اثر برخورد سفره های آب دار زیرزمینی با ستون ماگما که از شکاف سنگها نفوذ می کند. در این عمل بدون اینکه ماگما با آب مخلوط شود و در محل برخورد ، در اثر تبخیر آب فشار هیدرواستاتیک فوق العاده ایجاد می کتند. که مانع صعود ماگما می شود. در این حالت کشش بخار در قاعده ستون زیاد می شود. هنگامی که این کشش بیشتر از فشار هیدرواستاتیک گردید انفجار شدید گاز حاصل می شود و بمب های گل کلمی . قطعات جدا شده از جدار دودکش را با خود جدا میکند و از این ماگما لاپیلی های فراوان همراه با بخار آب خارج می گردد. پس از انفجار، نفوذ دوباره آب سبب تکرار این پدیده می شود. انفجار سبب پرتاب مواد به ارتفاع زیاد می شود به نحوی که مواد سنگین تر در مجاورت دهانه و اجزای سبکتر به وسیله ابرهای گازی به اطراف برده می شود. اختلاف عمده مآرهای بازالتی با مآرهای اسیدی در علت انفجار در اثر فشار فوق العاده گازهایی است که در گدازه خیلی غلیظ محبوس مانده و ایجاد آتشفشانهایی از نوع ولکانو، این نوع مآرها را بوجود می آورد.
4- کالدارها (caldera)
کالدراها ، گودیهای نسبتا مهمی هستند که در ساختمان آتش فشانها پدید می آید و قطر آنها ممکن است به چند کیلومتر برسند کالدراها بر سه نوع هستند: کالدراهای انفجاری ، کالدراهای ریزشی ، کالدراهای فرسایشی.
کالدراهای انفجاری :این کالدراها فقط بر اثر انفجار حاصل می شوند، تراکم و فراوانی گازهای تحت فشار که به انفجار همراه است دهانه وسیعی ایجاد می کند. موادپرتابی ممکن است آتش فشانی نباشد. حتی بعد از انفجار هم گدازه ای ظاهر نمی شود. فوران آتنشفشان باندائی سان در ژاپن نمونه جالب این انفجارات در مقیاس های کوچک کالدراهای انفجاری را می توان دیاترم نامید.
کالدراهای ریزشی :فراوان ترین انواع کالدراها ، کالدراهای ریزشی هستند. در واقع وقتی از کالدراها صحبت می شود منظور فقط کالدراهای ریزشی است. به دنبال تغییر شکل مخازن ماگمایی در اعماق و خالی شدن بخش های زیرین و سنگین قسمت های فوقانی ، ریزش انجام می شود (در سبلان قطر کالدراهای ریزش 12 کیلومتر و در دماوند 9 کیلومتر است). با پیدایش کالدراهای ریزشی شکاف هایی در مخروط ایجاد می شود که ممکن است حلقه مانند بوده و در اطراف مخروط ظاهر شود در این صورت آن را دایک حلقوی گویند.
کالدراهای فرسایشی: این قبیل کالدراها کمیابند. بر اثر فرسایش جوی مخصوصا یخچالی و بادی فرورفتگیهایی در دهانه بوجود می آید که می توان آن را کالدرا نامید. مسلما این قبیل کالدراها در انواع قدیمی آتشفشانها قابل رویت هستند.

مفاهیم آتشفشان شناسی

ماگما Magma:

ماده طبیعی، داغ و سیال که عمدتا سیلیکاته بوده و ماده اصلی سازنده سنگ ها به شمار می رود.

گدازه Lava:

ماگمایی است که به سطح زمین راه یافته است. گدازه می تواند در سطح زمین مانند رودخانه جریان یابد یا تشکیل دریاچه را بدهد.

گرانروی ماگما ( ویسکوزیته Viscosity) :

هر چه میزان Sio2 در ماگما بیشتر باشد، گرانروی ماگما بیشتر شده و سیالیت کاهش می یابد.
گرانروی ماگما، میزان مقاومت ماگما در مقابل جریان یافتن است یا میزان اصطکاک داخلی ماگما که به ترکیب شیمیایی، دما و فشار حاکم بر ماگما بستگی دارد. واحد گرانروی NS/m2 که به آن پواز می گویند و با u نشان داده می شود.

آشیانه های ماگمایی:

شواهد ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی و پترولوژیکی نشان دهنده آن است که در زیر اغلب آتشفشان ها آشیانه های ماگمایی وجود دارد. اشیانه های ماگمایی دارای اشکال و اندازه های متعددی می باشد (از 001/0 تا 1000 کیلومتر مکعب یا بیشتر) و به صورت منفرد تا شبکه ای پیچیده که توسط دایک ها و سیل ها برهم مرتبط می شوند. ژرفای آشیانه های ماگمایی متغیر می باشد ولی به طور کلی آشیانه های ماگمایی در ژرفای کم، بهتر تشکیل می شوند.
آشیانه های ماگمایی در اعماق بیشتر از نظر حرارتی گرم تر و از نظر شیمیایی مافیک تر و دارای بلورهای درشت تری می باشند.

دیاپیر Diapirs:

واژه دیاپیر از دو کلمه Dia به معنی ( از وسط یا از میان ) و Peiro به معنی ( سوراخ کردن یا رخنه کردن ) اقتباس شده است. تصور بر این است که معمولا ماگماها از گوشته ( اغلب استنوسفر ) منشاء می گیرد و به صورت دیاپیر حرکت می کند.
دیاپیرها توده های سنگی یا ماگمایی شناوری هستند که ضمن حرکت به سمت بالا، سنگ بالائی را سوراخ می کنند.
در زون زاگرس، به ویژه در جنوب ایران و در مناطق بندرعباس ، داراب و شهرکرد گنبدهای نمکی با چگالی و گرانروی کمتر به سن کامبرین زیرین وجود دارند که سنگ های رسوبی بالایی خود را با چگالی و گرانروی بیشتر قطع کرده اند و از میان آنها خود را به سطح زمین رسانده اند. به نظر می رسد که سنگ هایی که توسط این گنبدها قطع شده اند، اغلب بیش از 15 کیلومتر ضخامت دارند.

توده های نفوذی:

شکل توده های نفوذی با توجه به سنگ های دربرگیرنده (میزبان) به 2 دسته تقسیم می شوند:
الف – توده های نفوذی که سنگ میزبان و سنگ های مجامد را قطع می کنند مانند باتولیت ، ایتوک و دایک
ب – توده های نفوذی که با سنگ میزبان حالت موازی مانند سیل ، لاکولیت و فاکولیت

دایک:

توده های آذرین نفوذی تخته ای یا دیواره مانند که شیب تندی داشته و لایه بندی یا فولیاسیون سنگ های دربرگیرنده را قطع می کند.

سیل:

توده های آذرین نفوذی تخته ای که به موازات ساختمان های صفحه ای سنگ در برگیرنده نفوذ می نماید.

باتولیت:

توده های نفوذی بزرگ و معمولا متقاطع با سنگ های درونی که وسعت بیرون زدگی های آنها بیش از 100 کیلومتر مربع می باشد.
استوک : توده های کوچک و متقاطع سنگ های درونی، با بیرون زدگی کمتر از 100 کیلومتر مربع.

اکولیت:

مجموعه وسیعی از سنگ های آذرین در بین لایه های رسوبی را لاکولیت گویند که به صورت عدسی شکل می باشد. لاکولیت ها معمولا از سیل ها ستبرتر ولی در ازای آن کمتر است. که لویولیت، فاکولیت و بیسمالیت حالات خاصی از آن می باشند.

بیسمالیت:

لاکولیتی است که قسمتی از سقف آن بر اثر شکستگی ها به طرف بالا رانده شده است.

فاکولیت:

اشکالی از مواد گداخته که به صورت هم شیب باتاق تاقدیس یا ناو ناودیس لایه های رسوبی، انجماد می یابد. فاکولیت می تواند بی ریشه باشد و از ذوب موضعی سنگ های رسوبی به هنگام چین خوردن به وجود آید.

لوپولیت:

توده های بزرگ و معمولا هم شیب با سنگ های درونی بوده و به شکل عدسی شکل یا با سطح محدب می باشد.

ماگما (Magma )

Magma کلمه‌ای است یونانی به معنی خیر که برای مذابهای طبیعی سیلیکاته بکار گرفته می‌شود. اما در اصطلاح زمین شناسی، ماگما مایعی است سیلیکاته با گرانروی زیاد همراه با گاز و مواد فرار گدازه یا لاوا ماگمایی است که مواد فرار خود را از دست داده باشد. ماگماها ممکن است کاملا مایع و یا نیمه متبلور باشند. گدازه‌ها معمولا نیمه متبلورند. زیرا محتوی بلور ، کانیهایی هستند که نقطه ذوب و یا انجماد بالاتر دارند. این بلورها یا مستقیما از ماگما متبلور شده‌اند و یا کانیهای دیرگداز سنگ ما در ماگما هستند که از سنگ مادر جدا شده و به داخل ماگما افتاده‌اند.

انواع ماگما

"یاگار" ماگماها را از لحاظ محتوی گاز به سه دسته به قرار زیر تقسیم می‌کند:
1) هیپوماگما: ماگمایی است محتوی گاز فراوان و تحت فشار که به علت فشار زیاد لیتوستاتیک گازها در ماگما بصورت محلول باقی مانده‌اند.
2) پیرو ماگما: ماگمایی است پرگاز و کف مانند که گازهای آن آزاد شده اما از ماگما خارج نشده است.
3) اپی ماگما: ماگمایی است فقیر از گاز شبیه به گدازه ها.

گرانروی ماگماها

گرانروی ماگما بسته به ترکیب شیمیایی ، درجه حرارت و مقدار درصد گاز محلول تغییر می‌کند. گرانروی ماگماهای بازالتی حداقل 100 پواز و گرانروی ماگماهای گرانیتی بین 3 10 تا 6 10 پواز می‌باشد. گازهای محلول در ماگما سبب پایین آمدن وزن مخصوص کلی ماگما و نیز تقلیل گرانروی می‌شوند. گرانروی یک ماگما با پیشرفت تبلور در آن ماگما نسبت مستقیم دارد. زیرا افزایش فازهای جامد و بالا رفتن درصد سیلیس در مایع باقی مانده موجب افزایش گرانروی می‌شود.

حرارت ماگماها

حرارت ماگماها بین 1500 تا 500 درجه سانتیگراد است. ماگماها وقتی می‌توانند به سطح زمین برسند که حرارتی بین 950 ( ریولیتها ) تا 1200 درجه سانتیگراد ( بازالتها ) داشته باشند زیرا در کمتر از این حدود حرارتی ، ماگماها منجمد شده و در همان عمقی که هستند متوقف می‌شوند.

ترکیب شیمیایی ماگماها

مطالعات زیادی برای تشخیص ترکیب شیمیایی ماگماها از لحاظ کانی شناسی ، درصد اکسیدها و مواد فرار صورت گرفته و نتیجه این شده که ماگماها اصولا از اکسیدهای مختلف تشکیل شده‌اند اما بسته به نوع ماگما درصد هر اکسید متفاوت است. اکسیدها عمده سازنده ماگماها عبارتند از:
Si O2 , Al2 O3 , Fe O , Fe2 O3 , Ca O , Mg O ,
Na2 O , K2 O , Ti O2 , Mn O , P2 O5 , H2 O , C O2
علاوه بر اکسید‌ها فوق ، ترکیبات زیر نیز در ماگماها دیده شده‌اند:
Fe Cl3 , Al cl3 , B O3 , H F , H CL , C O , S O2 , S H2 , H2 , N H3 , C H4 ,
نمونه‌های مشخص این آتشفشان در هاوایی و ایسلند قرار دارد. در هاوایی دو آتشفشان فعال از این نوع وجود دارد که ارتفاع یکی از آنها 4166 متر است و دیگری 1230 متر از سطح دریا ارتفاع دارد. مخروط این نوع آتشفشان تقریبا مسطح است و فوران مواد هم شدید نیست. گدازه از نوع بازالتی است و بنابراین سیالیت آن بسیار زیاد است.

فوران آتشفشان

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

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.

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

مهمترین آتشفشان هاوایی

مهمترین آتشفشانی که به این طریق فعالیت می‌نماید آتشفشان کوه کیلوآ واقع در جزیره هاوایی است، این نوع آتشفشان را امروزه تحت عنوان فعالیت با دریاچه گدازه مشخص می‌نمایند. فعالیت این آتشفشان از نظر حرارتی شدید مداوم بوده و ممکن است دهها سال ادامه داشته باشد. دریاچه آتشفشانی کیلوآ در گودالی به شکل دایره قرار دارد که قطر تقریبی آن در حدود 350 متر است. جدار گودال وضع تقریبا قائمی دارد. حرکت گدازه‌ها را می‌توان در این گدال مشاهده نمود. سطح دریاچه گدازه از پوسته نازکی به رنگ تیره مفروش شده است که بر اثر حرکت گدازه موج‌دار است. این پوسته گاهی پاره می‌شود و مواد گداخته از آن تراوش می‌کند.
گاهی چشمه‌ای از مواد گداخته به ارتفاع 10 تا 15 متر در سطح دریاچه ظاهر می‌شود و مواد مذاب را به بیرون هدایت می‌کند. و حبابهای گاز ضمن خروج از چشمه قطرات و رشته‌هایی از گدازه را به هوا پرتاب می‌کند. این قطرات و رشته‌ها ضمن دوران در هوا و سرد شدن سریع به شیشه تبدیل می‌شوند و سپس باد آنها را به اطراف پراکنده می‌کند. قطرات و رشته‌های مزبور اشکها و موهای پله (در اصطلاح محلی یعنی خدای آتش) نامیده می‌شود که گاهی در هسته مرکزی آنها بلورهایی از الیوین و منیتیت وجود دارد.

حرارت دریاچه کیلوآ

بر طبق ارزیابی ، در هر ثانیه بیش از 309 میلیون کالری حرارت از دریاچه آتشین کیلوآ به هدر می‌رود، ولی این اتلاف حرارتی در سرد شدن دریاچه تاثیر مهمی ندارد. زیرا مواد گداخته پیوسته از درون به سطح می‌رسد و به علاوه احتراق گازها که در سطح دریاچه صورت می‌گیرد تا اندازه‌ای جبران حرارت از دست رفته را می‌نماید.

گدازه آتشفشان هاوایی

گدازه آتشفشانهای نوع هاوایی سیالیت زیاد دارد و مواذد مذاب ، مانند آبی که از چشمه‌های گرم و جوشان خارج می‌شود، در دریاچه گدازه وارد می‌گردند و پس از لبریز شدن دریاچه ، از دهانه آشفشان جاری می‌شود و گدازه‌های آن روی هم قرار می‌گیرد. در نتیجه انفجار وجود ندارد و پرتاب قطعات جامد ، خاکستر ، اسکوری و لاپیلی در آن بندرت دیده می‌شود.
این نوع آتشفشانها غالبا گسترده و بسیار وسیع می‌باشند. به دلیل شکل نسبتا مسطح و کم ارتفاع مخروط که به سپر شباهت دارد، این قبیل آتشفشانها را به نام آتشفشان گسترده سپری یا بطور ساده آتشفشان سپری می‌گویند. ماهیت سنگ شناسی این نوع آتشفشان باز است، هاوایی‌ایت و بازانیت است. غیر از کیلوآ ، آتشفشان مونالوآ ، در هاوایی ، میهارایاما در ژاپن و نیراگنگو در کنگو و ماسایا در نیکاراگوئه دارای دریاچه گدازه و از انواع آتشفشانهای هاوایی به شمار می‌روند.

نگاهی به پراکندگی آتشفشانها در سطح زمین

ملاحظه می کنیم که اولا بین مناطق آتشفشانی و نقاط زلزله خیز زمین رابطه غیر قابل انکاری وجود دارد و ثانیا این دو پدیده در مناطق خاصی از زمین یعنی در حد و مرز صفحات لیتوسفری زمین اتفاق می‌افتند.
در مجاور دراز گودالهای اقیانوسی ، یعنی در مناطق فرورانش ، آتشفشانها از نوع انفجاری اند ( مانند نواحی ژاپن ، اندونزی ، فیلیپین ، مغرب ایالات متحده ، مکزیک ، اکوادور ، پرو ، ایتالیا و یونان).
پشته‌های اقیانوسی ( Ridge ) نیز محل وقوع آتشفشانهای فعال و تقریبا دائمی است. این آتشفشانها عموما غیر قابل روئیت‌اند، زیرادر اعماق زیاد آب دریا (۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ متری) اتفاق می‌افتند و به ندرت در سطح زمین نمایان می‌شوند. با این وصف با اکتشافات و بررسیهای کف اقیانوسها به کمک اطاقکهای شناور ، توانسته‌اند تظاهرات آتشفشانی این مناطق را از نزدیک مشاهده کنند.

● آتشفشانهای پشته میان اقیانوسی

این آتشفشانها از شکافهای یک دره اصلی و دره‌ای فرعی کوچکتر در کف اقیانوس به بیرون سرازیر می شوند. ترکیب آنها اساسا بازالتی است که به آن بازالت مور می‌گویند و در آن گدازه پاشی به وفور یافت می‌شود. پشته میان اقیانوسی ، دارای شکستگی و گسلهای فراوان است که کم و بیش با محور پشته موازی است. رسوبات این ناحیه اساسا از نوع پلاژیک اند. با بررسیها و مطالعات دقیق ثابت شده است که لایه‌های سازنده پوسته اقیانوسی به اقیانوسها شباهت دارند.
بازالتهای سازنده کف اقیانوس از نوع تولئیت اقیانوسی است که ماگمای کم تحول یافته‌ای محسوب می‌شود. تشخیص آتشفشانهای بازالتی در پوسته اقیانوسی قدیمی که از مراکز گسترش کف اقیانوس ناشی شده باشد بسیار مشکل است، چه به دلیل دگرسانهای شدید ، ویژگیهای ژئوشیمیایی آن دستخوش تغییر زیاد می شود، از اینرو تنها به کمک توالی سنگ شناسی مثلا وجود گدازه‌های بالشی که به سمت پائین به مجموعه ای از دایکهای صفحه‌ای ختم شود و حضور قطعاتی از بقایای لیتوسفر اقیانوسی می‌توان وجود مراکز گسترش قدیمی را آشکار ساخت.

● آتشفشانهای ممتد وسط صفحه اقیانوسی

این قبیل آتشفشانها بر روی پی سنگی از لیتوسفر اقیانوسی بنا می‌شوند که گاهی به صورت کوه آتشفشان منفرد (سی مونت) و یا به صورت رشته جزایر آتشفشانی (مثلا جزایر آتشفشانی هاوایی) به دنبال هم قرار دارند. قطر سی مونتها متفاوت است و ممکن است کمتر از یک کیلومتر تا دهها کیلومتر تغییر کند. در قاعده کوه دریایی (یاسی مونت) ، گدازه‌های بالشی بازالتی و هیالوکلاستیتها دیده می‌شود ولی در نزدیک به سطح دریا ، با پوششی از لایه‌های پیروکلاستی و گدازه‌های آتشفشانی مفروش می‌شود.
رشته جزایر آتشفشانی وسط اقیانوس به صورت دانه‌های تسبیح به دنبال هم قرار می‌گیرند که امتداد آنها بر پشته میان اقیانوس عمود است و با دور شدن از این پشته سن آنها زیادتر می‌شود. این نوارهای آتشفشانی بر اثر عبور صفحه لیتوسفری از روی نقاط داغ زیر لیتوسفر بوجود می آیند. مسلما با حرکت و فرورانش صفحات لیتوسفری ، این جزایر نیز ممکن است به همراه پوسته اقیانوسی به زیر صفحات مجاور وارد شده، و بلعیده شوند. یا بخشهایی از آن به صورت تکه های مجزا به حالات فرورانش در قطعه مجاور باقی بماند.

● آتشفشانهای جزایر قوسی

این آتشفشانها به صورت خط باریک و با پهتای کمتر از ۵۰ کیلومتر به موازات محور دراز گودالهای اقیانوسی قرار دارند. بر حسب شکل گودال (مستقیم یا منحنی) ، امتداد خطی آتشفشانهای مزبور ممکن است مستقیم (جزایر تونگا - کرمارک) یا داری انحنا باشد (جزیره ماریانا). ساختمان زمین شناسی این مناطق به ترتیب بعد از گودال ، منطقه منشور به هم افزوده ، قوس حیهه‌ای و دریای حاشیه‌ای و قوس برجا مانده قرار دارد. آتشفشانهای فعال که به آن آتشفشانهای پشت قوس می گوییم، در کنار دریاهای حاشیه‌ای قرار دارند.
سنگهای جزایر قوسی اکثرا از نوع بازالتی یا آندزیتهای بازالتی با ماهیت تولئی ایتی اند و از لیتوسفر فرو رانده یا از گوه گوشته‌ای روی آن منشات گرفته اند. اخیرا سنگهایی به نام بونینیت (Boninte) ( بازالتی یا آندزیتی که غنی از منیزیم ، کروم و نیکل اند ) به عنوان ماگمای اصلی سنگهای جلوی قوس آتشفشانی معرفی شده است که در مراحل اولیه تکامل جزایر قوسی ظاهر می‌شوند.

● آتشفشانهای منفرد کف اقیانوس

این قبیل آتشفشانها دور از پشته میان اقیانوسی و سیستم ریفت اصلی آن قرار دارند. پی این آتشفشانها بر روی پوسته اقیانوسی با ترکیب تولئیت اقیانوسی بنا نهاده شده است. تعداد آنها به چندین هزار می رسد. بعضی از آنها در شمال اقیانوس اطلس (نظیر جزایر تنریف ، هیرو ، لاپالما) از نظر تحولات آتشفشان شناسی و فرسایشی در مراحل مختلف قرار دارند. سنگهای آتشفشانی این جزایر غالبا از نوع آلکالن سدیک اند که بعضی از آنها تامئولیت نیز تفریق یافته اند.بعضی دیگر استثنائا از نوع آلکالن پتاسیک اند (تریستان داکونها که در جنوب اقیانوس اطلس و در فاصله ۵۰۰ کیلومتری از ریفت وسط اقیانوس قرار دارد ). به نظر می‌رسد که ماگمای مولد این آتشفشانهای منفرد از مناطق عمیقتر منشا گرفته و بنابراین درجه آلکالینیته آنها بیشتر است. مثلا جزیره اسیتر در نزدیکی پشته میانی اقیانوس آرام از نوع بازالت حد واسط و ساب آلکانی است و به ریولیت تفریق یافته است، در حالی که جزیره کوک Cock Island و تاهیتی واقع در ۳۰۰۰ کیلومتری مغرب پشته مزبور از نوع آلکالی و غیر اشباع از سیلیس اند.

آتشفشان و بلای طبیعی

بطور کلی تعداد تلفات آتشفشانها خیلی کمتر از حوادث طبیعی دیگر مانند زلزله ، تسونامی ، سیل و امراض خطرناک واگیردار است. شرط این که آتشفشانها حادثه‌زا باشند، آن است که فعالیت انفجاری داشته و فوران آن در مناطق مسکونی باشد. مهمترین عواملی که سبب مرگ و میر می‌شوند، عبارتند از: جریانهای گدازه و جریانهای گلی (لاهار) ، پرتاب خاکستر و ابرهای سوزان. لازم است برای ایمنی در برابر آتشفشان ابتدا در مورد پدیده‌های همراه آتشفشان یادآوری مختصر شود.

پدیده‌های همراه آتشفشانها

پدیده‌های ویرانگر : پدیده‌های ویرانگر قدرت تخریب زیادی دارند و عموما خطرناک‌اند، مانند هنگامی که فورانها در زیر پوششی از آب دریا یا یخ یخچالها صورت گرفته باشد. اگر فوران در اعماق دریا صورت گیرد، انفجار و مخصوصا فرونشستن آب دریا که پس از آن صورت می‌گیرد، باعث پیدایش امواج بسیار شدید (تسونامی) می‌شود.
بهمنهای سوزان : بهمنهای سوزان فقط در نتیجه قوه ثقل بر روی توده‌ای از گدازه که قسمتی از آن جامد گردیده، بوجود می‌آیند. اگر گدازه ویسکوز که سطح آن جامد باشد و با فشار مواد مذاب زیرین از جا کنده شود و از دهانه لبریز و روی دامنه سرازیر گردد، نیروی ثقل از یک طرف و خروج شدید گازهای متراکم و محبوس از طرف دیگر ، سبب تحرک بیشتر قطعات ریزشی و سوزان در شیبهای تند دامنه آتشفشان می‌شود.
بارانهای ناشی از فوران : فوران آتشفشانی همیشه بخار آب زیاد وارد اتمسفر می‌نماید که با فوران خاکستر هم همراه است. خاکسترهای ریز آتشفشانی که در هوا معلق می‌باشند، مانع رسیدن نور خورشید به سطح زمین می‌گردند و در نتیجه سبب کاهش دما می‌شوند.
کمانهای نورانی : از پدیده‌های ثانوی دیگر می‌توان کمانهای نورانی را ذکر کرد که در هنگام انفجار شدید کوه وزوو مشاهده و حتی عکسبرداری شد و بسیار جالب و استثنایی است. کمانهای مزبور را باید امواج صوتی دانست که بخشهای متحدالمرکزی از انبساط و انقباض هوا در آنها پدید آمده است و این بخشها باعث شکست نور می‌شوند.

شناخت زمین شناسی آتشفشان تحت مراقبت

در پیشگویی فورانها ، شناخت زمین شناسی دستگاه آتشفشان امری اساسی است. با بررسی تاریخچه فورانهای مختلف و تعیین سن دقیق یک آتشفشان می‌توان راجع به تعداد تقریبی فورانها ، نوع فعالیت و چگونگی تغییرات و تحولات ، نظم و قاعده فورانها و خواب آتشفشان آگاهی بدست آورد.

بررسی ساختمان زمین شناسی آتشفشان

از قبل باید مناطق گسلی و نحوه جریان آب در اطراف آتشفشان تعیین شود. همچنین محلهایی که ممکن است لغزشهای زمین جریانهایی از گل بوجود آورد، مدنظر باشد. در پیشگویی از خسارات رعایت موارد فوق امری الزامی است. بر اساس همین مطالعات زمین شناسی است که ایسلندی‌ها دقیقا وقوع فورانها را پیشگویی کرده و به ندرت پیش بینی آنها خلاف از آب در آمده است، زیرا آنها مقدار و نحوه فورانهای هر آتشفشان را مشخص کرده‌اند.

بررسی آب شناسی (هیدرولوژی)

امروزه در هر آتشفشان علاوه بر مطالعات زمین شناسی ، بررسی‌های آب شناسی نیز انجام می‌شود. مقدار بارانی که در منطقه می‌بارد، مقدار آبی که نفوذ می‌کند و بخشی که در روی آتشفشان به جریان می‌افتد، به دو دلیل زیر از اهمیت زیادی برخوردارند:
اول آن که آب داغ و پر فشار در هنگام نفوذ در شکستگیها و روزنه‌های آتشفشان به بخار تبدیل شده و قدرت انفجاری زیادی پیدا می‌کند که خود فوق‌العاده خطرناک بوده و ممکن است همان طور که در مورد کوه سنت هلن دیده شد، پس از باز شدن مجرای آتشفشانی فورانی عظیم بروز نماید.
دوم آن که آبهای سطحی چندین متر مکعب خاکستر دانه ریز را در خود خیس نموده و بدین وسیله جریانی از گل یعنی لاهار بوجود می‌آید که لاهارهای مشهور اندونزی از آن جمله‌اند. بر اثر همین جریان گل که در 13 نوامبر 1985 در دامنه کوه آتشفشان نوادودل روئیز به جریان افتاد، شهر کلمبیایی آرمرو در زیر آن مدفون شد. با بررسی‌های دقیق زمین شناسی می‌توان کلیه این خطرات را محدود کرد.

ایستگاههای مراقبت

برای پیشگویی یک فوران آتشفشانی ، استقرار یک ایستگاه مراقبت در دامنه‌های آتشفشان دومین شرط لازم است. بطور کلی ، در حال حاضر ، حداقل دستگاههای مشاهداتی قابل قبول که باید برای مراقبت از یک آتشفشان مورد استفاده قرار گیرد، شامل تقریبا 10 زلزله سنج و شبکه‌ای از انحراف سنجها است که به نحو مناسب مستقر شده باشند. با چنان وسایل و به کمک چند متخصص وظیفه شناس و دقیق ، امروزه می‌توان اطمینان یافت که در مقابل بیداری هر آتشفشان غافلگیر نخواهیم شد.آنچه که نسبت به آن احاطه کمتری داریم، پیش بینی حوادث محلی در هر بحران است، هنوز در تعین ساعت دقیق فوران ، ماهیت آن ، قدرت و میزان فوران یا انفجار در مراحل بحران بسیار نامطمئن عمل می‌کنیم و انجام این کار مستلزم پیشرفتهای دیگری است.
علاوه بر استقرار ابزار و مشاهداتی مدرن که به وسیله فرانسوی‌ها ، آمریکایی‌ها ، ژاپنی‌ها یا ایسلندی‌ها بکار گرفته شده است، وسایل محاسباتی و ارتباط جمعی دیگری هم به آن اضافه کرده‌اند. نتایج ایستگاهها بطور دائم در اختیار یک واحد مرکزی قرار می‌گیرد. محاسبات دائما به دستگاههای کامپیوتری هر ایستگاه سپرده می‌شود و فردای آن روز به کمک ماهواره‌ها تمام اطلاعات در اختیار آزمایشگاههای دور دست قرار می‌گیرد تا کارهای نهایی روی آن انجام شود.

نمایه شدت فوران آتشفشان

نمایه شدت فوران آتشفشان (‎VEI) به روش اندازه گیری و محاسبه نیروی فورانی کوه‌های آتشفشان اطلاق می گردد.
این روش مشابه با دستگاه اندازه گیری زمین‌لرزه، و واحد آن ریشتر است. طراح این سیستم دو نفر زمین شناس به نام های «کریس نیوهال» و «استیو سلف» می باشند. ارتفاع ستون دودکش و مقدار مواد خارج شده، فاکتورهای عمده درترتیب جدول سنجش انفجار هستند. ترتیب درجات برحسب افزایش لگاریتمی محاسبه شده، یعنی نیروی هر درجه، ده برابر درجه پیشین است. تقسیم درجات از صفر تا هشت است که درجه صفر مبین فعالیت تقریبأ کم خطر آتشفشان می باشد در صورتیکه عدد هشت، فوران عظیم و سهمناکی را با تأثیرات جهانی نمایش می دهد. درجه 9 نیز در این جدول قابل محاسبه می باشد اما در صورت وقوع چنین آتشفشانی، احتمال نابودی جهان را می توان پیش بینی کرد.

جدول سنجش انفجار

VEI	ارتفاع ستون دود	مقدار مواد خارج شده	نوبت انفجار
0	<100 متر	>1000 متر مکعب	روزانه
1	100 - 1000 متر	>10٬000 متر مکعب	روزانه
2	1 - 5 کیلومتر	>1000٬000 متر مکعب	هفتگی
3	3 - 15 کیلومتر	>10٬000٬000 متر مکعب	هر یک سال
4	10 - 25 کیلومتر	0،1 کیلومتر مکعب	هر ده سال
5	>25 کیلومتر	>1 کیلومتر مکعب	هر صدسال
6	>25 کیلومتر	>10 کیلومتر مکعب	هر صدسال
7	>25 کیلومتر	>100 کیلومتر مکعب	هر هزارسال
8	>25 کیلومتر	>1000 کیلومتر مکعب	هر ده هزارسال