Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Börzsöny a kialudt vulkán

Egy vulkán fő szerkezeti elemei:

• magmakamra (vagy magmatűzhely) – olvadt kőzetekkel teli üreg a Föld szilárd kérgében. Az olvadék a rétegnyomás hatására a törésvonalak mentén a felszín (alacsonyabb nyomás) felé mozdul el, széttolva, felboltozva, illetve magába olvasztva a felette levő kőzeteket. A magmakamrák helyzetét nehéz meghatározni, ezért elsősorban a felszín közeli (1-10 km mély) kamrákat ismerjük. Ha a magma hosszabb ideig tartózkodik a kamrában, összetevői sűrűségének megfelelően rétegeződni kezd. Ahogy a kihűl, a szilikátos olvadék egyre kevesebb vizet képes oldatban tartani, és gáztalanodik. A felszabaduló vízgőz (széndioxid, kénes gázok stb.) jelentősen megnövelik a kamrában uralkodó nyomást, és amikor a belső nyomás túllépi a rétegnyomást, a vulkán robbanásos kitöréssel kezd működni. Ha a feltörekvő magma megreked a földkéregben, és ott szilárdul meg, mélységi magmás testek keletkeznek, amiket alakjuk és helyzetük függvényében: batolitnak, lakkolitnak, szillnek, kőzettelérnek (dyke-nak) stb. nevezünk.

• vulkáni csatorna (avagy diatréma) egy olyan nyílás a földkéregben, amelyen a magma a felszínre tör. A diatrémát általában automagmatikus breccsa tölti ki: a megszilárdult magmában a csatorna oldalairól leszakított kőzetdarabok "úsznak".

• vulkáni kráter – a felszínnek az a tölcsér alakú mélyedése a kürtő felszíni végénél, amelyen a törmelékanyag és a láva a felszínre jut. Alakja, átmérője és mélysége változó. • vulkáni kúpot – a felszínre hozott törmelékanyag és láva építi fel.

• kaldera – a robbanásos kitörések eredménye. Olyankor képződik, amikor a magmakamrában annyira megnő a túlnyomás, hogy a felszabadult gázok kúp alakban lerobbantják a magmakamrát fedő kőzeteket. Ezután a fedő maradéka koncentrikus törésvonalak mentén berogy a kiürült gázok helyére. A teljes beomló terület elérheti a több száz, vagy akár a párezer négyzetkilométert is. A vulkánok keletkezése A vulkanológiai és lemeztektonikai kutatások során megállapították, hogy a földi vulkánok elhelyezkedése (néhány kivételével) követi a litoszféralemezek határait. Ezek a vidékek nyitott és mély törésrendszerek, amelyeken keresztül a magma a felszínre juthat. A lemezszegélyek típusától függően a vulkánok divergens vagy konvergens lemezszegélyeken keletkezhetnek. Létezik egy harmadik típusú keletkezési mód is, a forró pont (vulkán) (hot-spot) vulkanizmus, amely csak áttételesen kötődik a lemeztektonikai mozgásokhoz. A magma A vulkánok kialakulása a magma mozgásának direkt következménye. Definíció szerint több komponensű, nyílt rendszerű szilikátos kőzetolvadék, változatos (és változó) kristály- és illótartalommal, változó hőmérséklettel, sűrűséggel, folyási jellemzőkkel és viszkozitással. A magma felszín alatti tevékenységét magmatizmusnak nevezzük. A vulkánok keletkezését befolyásoló tényezők A vulkánok keletkezésének legfontosabb tényezője a Föld belső hője, melyet az ősidőktől a radioaktív anyagok bomlása gerjeszt. Ennek két típusa ismert:

• a rövid életű radioaktivitás, mely kozmikus anyagokból (pld. meteoritok) származik. A Föld keletkezésének idején a bolygó heves meteoritbombázásoknak volt kitéve, aminek következtében a becsapódások hatására óriási mennyiségű hő keletkezett. Ennek a radioaktivitásnak a Föld kialakulása kezdetén volt nagy szerepe.

• a hosszú életű radioaktivitás a Föld belsejében levő radioaktív izotópok (235U, 238U, 232Th, 40K) bomlásának köszönhető. Az ebből származó hőenergia átlagosan 82 mW/m2. A vizsgálódások kimutatták, hogy az elmúlt 3-4 milliárd évben a radioaktív bomlásból származó energia mennyisége exponenciálisan csökken. A Föld belső hője a földköpenyben konvekciós áramlásokat (cellákat) hoz létre, amelyek elmozdítják az asztenoszféra tetején úszó kőzetlemezeket, amelyek egymáshoz képest eltávolodhatnak (divergens lemezszegélyek) vagy egymásra tolódhatnak (konvergens lemezszegélyek). Ezeken a vidékeken, ahol a litoszféralemezekben repedések keletkeznek, az izzó magma a felszínre juthat. A radioaktivitás egy másik fontos eredménye a köpeny magas hőmérsékletének és nyomásának kialakulása. Ez részlegesen beolvasztja a köpeny, illetve litoszféra anyagát: ez az olvadék a magma. A vulkánok kialakulásának további fontos tényezői a szerkezetföldtani viszonyok. A kőzetekre ható erők ún. feszültségtérben jelennek meg, amelyek három fő elmozdulás típust (vetődést) idéznek elő: • normál vetőt vagy lezökkenést,

• reverz vetőt vagy feltolódást,

• oldalelmozdulásos vetőt vagy eltolódást. A kőzetnyomás hatására ezeken a vetődéseken nyomul a felszínre a magma. Vulkánok keletkezése divergens lemezszegélyeken A divergens (azaz egymástól távolodó) lemezszegélyeken, ahol az asztenoszféra magmaáramlásai megrepesztik az óceáni kőzetburkot, folyamatosan bázikus (bazaltos) kőzetolvadék nyomul a felszínre, ahol megszilárdulva óceánközépi hátságokat hoz létre. A köpeny vízszintesen áramló anyaga fokozatosan távolítja egymástól a kőzetlemezeket. Az ilyen vulkánokra nem jellemző sem a gázrobbanások sora, sem a törmelékszórás, működésük közben csak kevés vízgőzt termelnek. A vulkáni kitörések egyenletesebbek és nyugodtabbak, a kísérő földrengések gyengébbek, mint a konvergens lemezszegélyeken. A felszínre törő láva rendszerint forró (1100-1200°C), mert sok benne a magnézium és a feketefém (vas, mangán). Jellemző kőzete a MORB (Mid-oceanic Ridge basalt) bazalt, amelyben az inkompatibilis elemek (olyan elemek, amelyek a magma kihűlésekor nem ásványokba épülnek be, hanem sokáig az olvadékban maradnak: Rb, Ba, U, Th, Ta, Na, K) koncentrációja alacsony. Másik jellemző kőzetük a tholeiites bazalt, amiben kevés az alkálifém, de sok a vas és a magnézium. A vulkanizmus nemcsak az óceáni hátságok területén jöhet létre, hanem az ún. ív mögötti medencékben is. Ezeken a területeken a magma a földkéreg tágulása során keletkező repedéseken jut a felszínre. Divergens lemezszegélyek a kontinensek területén is kialakulhatnak: ezek a kontinentális hasadékvölgyek vagy riftek. Ezekre az alkálifémekben gazdag magma a jellemző (riolitok, alkáli bazaltok). Ilyen jellegű a Kelet-Afrikai árok vulkanizmusa (a világ egyetlen működő karbonatit vulkánjával). Vulkánok keletkezése konvergens lemezszegélyeken A konvergens (szubdukciós) lemezszegélyeken a hegységképződést aktív vulkanizmus kíséri. A lefelé növekvő hőmérséklet részlegesen megolvasztja az alábukó – általában óceáni – kőzetlemez anyagát és az általa szállított, évmilliók alatt felhalmozódott tengeri üledéket. A friss olvadék a kőzetlemez repedésein a felszín felé igyekszik, és út közben beolvasztja a gránitos-üledékes szárazföldi kéreg egy részét is. Az így feltörő magma többnyire réteges szerkezetű (sztratovulkán), meredek lejtőkkel letörő andezit vulkánokat hoz létre. A vulkáni tevékenység erősen explozív, erős törmelékszórással és gőzkitörésekkel. A vulkáni tevékenység kiszámíthatatlan; benne bizonytalan hosszú aktív és alvó periódusok változnak. A vulkáni tevékenységet erős földrengések kísérik. Az intermedier jellegű andezit láva jellemzően 800–900°C-n szilárdul meg, tehát nemcsak összetétele, de viszkozitása is közepes; a tufaszórás lávaömlésekkel váltakozik. A legismertebb ilyen zóna a Csendes-óceán Tűzgyűrűje, amelynek része többek között egész Japán (tehát a Fuji is), Kamcsatka és a Kordillerák tűzhányói, köztük a Chimborazo, a Popocatepetl, az Egyesült Államokban pedig a Mount St. Helens. Forró pont vulkanizmus A forró pont (vagy hot-spot) típusú vulkánok a lemezszegélyektől távol, a lemeztektonikai folyamatoktól többé-kevésbé függetlenül keletkeznek. Kialakulásukban a fő szerepet a köpenyoszlopok (köpenycsóvák) játsszák. Az elsődleges köpenyoszlopokban a magma a földköpeny "D" szintjéből (a köpeny és külső mag határzónájából) tör a felszín felé, a másodlagos köpenyoszlopokban pedig a déli féltekén található két, úgy nevezett szuperfelboltozódásból. Mivel a forró pont helyzete többé-kevésbé állandó, a litoszféra lemez viszont elmozdul fölötte, a vulkán mindig újabb kúpot épít magának, és ezzel tűzhányóláncot alakít ki. A forró pontok viszonylag kicsik (átmérőjük ritkán több 100 km-nél), és alattuk a hőáramlás lényegesen nagyobb, mint egyébként (innen származik a nevük is). Lávájuk többnyire híg, bazaltos: az ilyen, úgynevezett OIB bazaltok kémiai és izotóp-összetétele jelentősen különbözik a hátságokban feltörő MORB bazaltokétól. Az OIB szigetvulkánok "csendesek": működésüket a lávaömlések jellemzik (effúziós vulkánok); robbanásos kitöréseik nem jellemzőek (leginkább csak hosszú szünet után fordulhatnak elő). Jellegzetes példájuk a Hawaii-szigetek vulkanizmusa. A vulkánok anyagprodukciója A vulkanizmus legfőbb terméke a láva, tehát a felszínre került, jórészt gáztalanodott magma. Legnagyobb része a kőzetüveg, de a legtöbb lávában vannak szabad szemmel látható (porfíros) ásványok is. Minél bázikusabb (minél kevesebb benne a kovasav) annál magasabb az olvadáspontja és annál kisebb a viszkozitása. Az ilyen, forró és hígfolyós magma viszonylag gyorsan hűl ki, tehát kevésbé gáztalanodik. Ezért a bazaltvulkánok többnyire kevés tufát és sok lávát termelnek. Ez a láva a bazalt, aminek csak kis része kristályos (szinte az egész kőzetüveg). Az átmeneti típusú vulkánok felváltva szolgáltatnak lávát és vulkáni-üledékes kőzeteket: a láva és tufa váltakozása hozza létre a jellegzetes andezit rétegvulkánokat (mint például a Börzsöny). A savanyú magmából csak alárendelt mennyiségű láva keletkezik; ez a riolit. A riolitláva annyira viszkózus, hogy gyakran már a vulkáni kürtőben megszilárdul, és egyáltalán nem folyik ki. A vegyi szerkezet és gáztartalom a lávafolyás felületét is meghatározza: a gázokban szegény láva tömbös, lemezes, üveges vagy kötélláva alakú lehet, míg a gázokban gazdag láva rögös, likacsos felületű. A láva vegyi szerkezete határozza meg a lávafolyások típusait is. A bázikus láva meredekebb lejtőkön keskeny folyásban halad, míg kisebb ejtésű lejtőkön takaróként szétterül. Sokszor 50–80 km-re is eljuthat, a lávaár szélessége elérheti az 1 km-t (pl. Mauna Loa, Hawaii-szigetek). A feltörő gázok gyakran kisebb kürtőket, kúpokat építenek a lávaár felszínére, ezeket salakkürtőknek (hornito) nevezik. A savanyú láva viszkózusabb természetéből adódóan rövidebb és keskenyebb, de vastagabb lávafolyásokat produkál. A láva kiömölhet:

• a főkráterből;

• a vulkáni kúp oldalán kialakult másodlagos, ún. parazitakráterekből. A láva haladási sebessége annak tömegétől és viszkozitásától, illetve a lejtő meredekségétől függ. A lávaárak sebessége a 20–30 km/órától a néhány centiméter/napig változik. Vulkáni kőzetek A felszínre jutott, gáztalanodott láva megszilárdulásával alakulnak ki a vulkáni kőzetek, amelyeket vegyi összetételük és megszilárdulásuk formája szerint is csoportosítunk. Összetétel szerint fő csoportjaik: a bazalt (szürkésfekete), az andezit (szürkés, vörösbarna), a riolit (fehéres).