By: Alan V. Morgan
Ważne jest, aby pamiętać, że wulkany nie są rozrzucone losowo po powierzchni Ziemi. Zazwyczaj, choć nie zawsze, znajdują się one w pobliżu krawędzi ogromnych płyt litosferycznych, które tworzą powierzchnię Ziemi. Kształty wulkanicznych form terenu są odzwierciedleniem składu lawy, która jest wyciskana przez wulkan.
Skład lawy wpływa również na rodzaj aktywności wykazywanej przez wulkan. Zanim wrócimy do typów wulkanów powinniśmy powrócić do natury magmy i sposobu w jaki lawy docierają na powierzchnię. Rysunek 1a ilustruje hipotetyczny przekrój skorupy ziemskiej rozciągający się około 10-15 km pod wulkanem. Magma powstaje pod wpływem ciepła i ciśnienia głęboko pod powierzchnią Ziemi w komorach magmowych lub batolitach (dolna część Rys. 1a). Typami skał widocznymi po ostygnięciu magmy w batolicie mogą być granit (jeśli typ skały jest kwaśny), być może sjenit lub dioryt (jeśli jest pośredni) lub gabro (jeśli jest zasadowy) – (zobacz klasyfikację skał iglastych w innym miejscu tego wydania).
Magma wynurzająca się z batolitu toruje sobie drogę ku powierzchni. Po zastygnięciu typ skały (na 1) będzie bardzo gruboziarnisty lub fanerytowy (z powodu powolnego stygnięcia i obfitości pierwiastków). Fragmenty, a także znacznie większe kawałki stropu batolitu można zaobserwować, jak opadają do komory magmowej. Często ulegają one całkowitemu stopieniu lub są w znacznym stopniu zmienione. W niektórych przypadkach mniejsze fragmenty mogą być szybko wyniesione na powierzchnię w prawie niezmienionej formie, gdzie mogą nam powiedzieć o naturze skał znajdujących się na głębokości. Te „dziwne skały” znane są jako ksenolity.
Rysunek 1a: lewa strona. Przekrój skorupy ziemskiej około 15 km
Rysunek 1b: prawa strona. Trzy wulkany (Góra) Skalbreid, Islandia, wulkan z lawą bazaltową; (Środek) Ngauruhoe, Nowa Zelandia, wulkan o składzie andezytowym i (Dół) Beerenberg na Jan Mayen, wulkan złożony z trachitu i bazaltu, na przemian z popiołem.
Magma wypływająca na powierzchnię chłodzi się coraz szybciej w miarę jak wznosi się do regionów o niższych temperaturach i ciśnieniach. Płynne odgałęzienia od głównego dopływu wnikają w skały krajowe tworząc groble i żleby. Żłoby to długie, płaskie intruzje, które biegną równolegle do „ziarna” skały. Groble przecinają ziarno skały. Progresywny próg, to taki, w którym płaska intruzja przemieszcza się w górę z jednego poziomu na inny poziom w skale krajowej. Obszar oznaczony numerem 2 ilustruje mniejszą komorę lub zbiornik, w którym magma może gromadzić się poniżej prawie pionowego przewodu prowadzącego na powierzchnię. Kryształy tworzące się tutaj są mniejsze i mogą zawierać izolowane większe kryształy, które zostały przetransportowane z dołu. Ta dwuwymiarowa struktura skały iglastej to „hypabyssal”. Niewielkie odgałęzienie, w którym magma wypchnęła skałę macierzystą ku górze w kopulastą strukturę, jest przedstawiane jako laccolith. Wielkość ziaren jest średnia w skałach, które zastygają na tym poziomie.
Magma kontynuuje w górę, penetrując pęknięcia i rozszerzając stawy w skale krajowej do punktu, w którym ostatecznie wydostaje się na powierzchnię. To jest właśnie położenie wulkanu. Na powierzchni, w warunkach stosunkowo niskiej temperatury i ciśnienia, magma szybko się odgazowuje i schładza, tworząc lawę z bardzo małymi (drobnoziarnistymi lub afanitycznymi) kryształami (na 3). Kształt wulkanu jest odzwierciedlony przez skład chemiczny lawy i jest to widoczne na rysunku 1b.
Zilustrowano trzy wulkany. Na górze jest Skalbreid, na północ od Thingvellir w południowo-środkowej Islandii. Jest to typowy przykład wulkanu „tarczowego”. (Tak zwany, bo przypomina starą tarczę Wikingów spoczywającą na jego podstawie). Tutaj lawy bazaltowe są bardzo płynne i szybko przemieszczają się po krajobrazie. Są to wulkany z „zemstą Montezumy” i można je łatwo porównać do ludzi z „biegami”! Ponieważ lawa łatwo płynie, wulkany te mają niskie kąty nachylenia i zazwyczaj nie są wybuchowe. Zdarzają się jednak spektakularne fontanny lawowe, które produkują ogromne ilości lawy. Są one dobrze reprezentowane przez wulkany w oceanicznych obszarach planety, takich jak Hawaje i Islandia, ale istnieją również w kontynentalnych obszarach gdzie indziej.
Środkowe zdjęcie to Ngauruhoe, duży (2291m-wysoki) wulkan w Parku Narodowym Tongariro, Wyspa Północna, Nowa Zelandia. Wulkany pośrednie są powszechnie widoczne w obszarach subdukcji marginesu płyty, gdzie skorupa oceaniczna schodzi pod kontynentami. Wulkany na zachodniej stronie Ameryki Północnej, Ameryki Środkowej i Południowej oraz na Karaibach są często tego typu. Wulkany te są strome i ze względu na ich wybuchowy charakter, mogą być bardzo katastrofalne. Są one reprezentowane przez niektóre z karaibskich wulkanów (i wiele innych w innych miejscach). Często opisuję je jako „wulkany zatwardziałe”, a ich gazowa i wybuchowa natura może być łatwo odniesiona do ludzkiego układu pokarmowego! Typ lawy to zazwyczaj ryo-dacyt (bardziej pośredni skład niż ryolit), trachit lub andezyt (nazwa pochodzi od skał wulkanicznych w Andach). Ngauruhoe często wyrzuca andezyt i jest jednym z najbardziej aktywnych wulkanów na świecie.
Na dole znajduje się wulkan Beerenberg, na Nord Jan, wyspa Jan Mayen, północny Atlantyk. Beerenberg jest klasycznym stratowulkanem – ogromną kupą wulkaniczną, która składa się z naprzemiennych warstw lawy i popiołu. Wulkan ma 2277 m wysokości i rozciąga się kolejne trzy kilometry poniżej poziomu morza. Stożek ten pokazuje również, że wulkany mogą zmieniać swój skład w czasie. Większość współczesnych erupcji to erupcje bazaltowe, ale Beerenberg ma również długą historię erupcji trachitowych. (Zobacz też artykuł Jan Mayen w tym numerze).
Podsumowując, skały iglaste, gdy powstają na głębokości, mają gruboziarniste tekstury (duże kryształy), ale gdy są wyciskane jako lawy, rozmiary kryształów są dość małe. Wulkany, których położenie jest zwykle określone przez granice płyt lub naprężenia w płytach, zwłaszcza w pobliżu „gorących miejsc”, różnią się kształtem i aktywnością w zależności od składu chemicznego law, które są wyciskane.
.