Envulkan er en åbning eller sprække i jordoverfladen der tillader varm, smeltet bjergart (magma),aske og gasser at undvige til overfladen fra dybe niveauer under overfladen.
Der er omkring 1900 vulkaner på land og på øer, men der er mange flere undervands vulkaner.[1]
Hvor tooceanbundsplader glider væk fra hinanden kanmagma trænge op og udfylde det opståede tomrum. Dette fænomen danner de såkaldteoceanrygge ved undersøiske lavaudbrud. Enkelte steder i verden forekommer spredningszoner på land, blandt andet iØstafrika og iIsland. Under Island findes desuden ethotspot, som i kombination med denMidtatlantiske ryg forårsager den intensive vulkanaktivitet på Island.
Eksplosive vulkaner dannes typisk vedsubduktionszoner, hvor enoceanplade dykker ned under enkontinentalplade. Derved dannes i stor dybdemagma, som stiger op mod overfladen. Magmaen vil normalt ikke trænge direkte op til overfladen, men samle sig i etmagmakammer i nogle kilometers dybde. Her kan den opholde sig i lang tid, ofte hundreder eller tusinder af år. Måske størkner magmaen i dybden og når aldrig overfladen. Hvistrykket i magmakammeret imidlertid bliver højt nok, kan magmaen bryde frem til overfladen som et vulkanudbrud. Magma ved subduktionszoner har ofte en højviskositet, idet den indeholder megetkiselsyre. Dette tenderer til at gøre magmaen eksplosiv, da opløstegasser såsomvanddamp ogkuldioxid ikke nemt kan undslippe. Når magmaen udsættes for et pludseligt trykfald ved udbruddet vil gasserne få den til at udvide sig eksplosivt og danneaske og andre faste udbrudsprodukter. Sådan magma kan forårsage enorme eksplosive vulkanudbrud, som f.eks.Krakatau i 1883 ellerPinatubo i 1991. Men hvis magmaen er i stand til at slippe af med det meste gas, før den når overfladen, vil den hovedsagelig blive til flydendelava. Denne type udbrud er mindre voldsomme og karakteristiske for vulkaner som f.eks.Etna.
Vulkaner forekommer dog også nogle steder inde midt på de tektoniske plader. Dette kaldes ethotspot. Årsagen til hotspots er ikke fuldt afklaret, men de formodes at skyldes opstigende søjler af varmt materiale kaldet diapirer, som fra grænsen afjordens kerne stiger op gennemkappen lidt ligesom i enlavalampe. Et hotspot er stationært, hvilket betyder, at efterhånden som den tektoniske plade flytter sig, vil der blive dannet nye vulkaner.
Det mest berømte hotspot har skabt øgruppenHawaii midt iStillehavet. Et andet velstuderet hotspot erYellowstone, hvis aktivitet kan spores 50 millioner år tilbage.[2]
Det skønnes at mere end 70% af den vulkanske aktivitet finder sted under vandet, og at de undersøiske vulkaner, aktive som udslukte, understøtter rige økosystemer, jf.hydrotermisk væld.[3] Nogle af de undersøiske vulkaner dukker op af havet og bliver til øer som f.eks.Surtsey,Hawaii ogDe kanariske øer.
En af de mest aktive undersøiske vulkaner er Axial Seamount iStillehavet.[4]
I spredningszoner såsom på Island kan udbrud opstå som kilometerlange spalter i landskabet, hvor letflydende lava vælder op, ofte i form af imponerende fontæner. Sådanne udbrud kan producere meget store mængder lava og dække store områder med lavamarker. Et aktuelt eksempel er det voluminøseHoluhraun-udbrud i Island.
Enskjoldvulkan har en bred, men ret flad profil med kun let skrånende sider. Sådanne vulkaner dannes af letflydende lava, som kan strømme over store afstande. Skjoldvulkaner forekommer mest i spredningszoner og ved hotspots. Kendte eksempler erSkjaldbreiður på Island, der har givet navn til vulkantypen, ogMauna Loa påHawaii.
Den mest almindelige type erstratovulkanen eller keglevulkanen. En stratovulkan består af mange lag af lava ogtefra, som er dannet ved gentagne udbrud. Resultatet er en vulkan med stejle skråninger. Stratovulkaner er normalt knyttet til subduktionszoner og forårsager typisk eksplosive udbrud, omend mere fredelige lavaudbrud også forekommer. Et klassisk eksempel erFujibjerget i Japan.
I tilfælde af meget voldsomme udbrud kan magmakammeret tømmes for så meget magma, at trykket falder stærkt og "loftet" ikke længere kan bære den overliggende vulkankegle. Derved styrter hele vulkanen ned i magmakammeret og danner encaldera, som er en mere eller mindre cirkelformet fordybning, hvor keglen lå før. Calderaer er typisk adskillige kilometer i diameter og dannes kun ved meget store udbrud med flere kubikkilometer udbrudt materiale.
Et ekstremt voldsomt, men også meget sjældent fænomen er såkaldte superudbrud på mange hundrede eller sågar over tusind kubikkilometer udbrudt materiale. En sådan vulkan kaldes ensupervulkan. Konsekvenserne af et sådan udbrud er enorme, ikke mindst på grund af gigantiske mængdersvovldioxid, som sendes højt op istratosfæren og derved kan forårsage alvorlige klimaændringer med kraftige temperaturfald på globalt plan i mange år. Heldigvis forekommer sådanne udbrud kun med mange tusinde års mellemrum. Det meste kendte eksempel er nokYellowstone i USA, som sidst forårsagede et superudbrud for 600.000 år siden. Et mere nyligt eksempel erLake Toba, som eksploderede for bare 70000 år siden i et af de størst kendte udbrud i den geologiske historie. Udbruddet frigav en enorm mængde på 2800 km3 materiale.
Den relative størrelse af eksplosive vulkanudbrud er forsøgt standardiseret ved indførelse af en skala fra 0 til 8 af vulkansk eksplosiv indeks (VEI-skalaen, efterVEI, Volcanic Explosivity Index).Krakatau VEI 6 eksploderede i 1883 med en energiudladning på ca. 150 megaton TNT (630 PJ)– et af de største vulkanudbrud i historisk tid.Mount St. Helens eksploderede i 1980 med en energiudladning på 24 megaton TNT (100 PJ) svarende til VEI 5. Udbrud på VEI 8 betragtes som superudbrud.VEI skalaen gælder i princippet kun for eksplosive udbrud, selvom store, men ikke særligt eksplosive lavaudbrud sommetider også tildeles en VEI værdi. Det enormeLaki-udbrud i 1783 på over 12 km3 lava regnes derfor for et VEI-6 udbrud, selvom udbruddet i hovedsagen var ikke-eksplosivt.
Jordens overflade er delvis et resultat af store lavaudbrud igennem Jordensgeologiske tidsaldre:
De sibiriske trapper er et enormt område i Sibirien oversvømmet med lava for 251 millioner år siden. Det anslås at udbruddet har været på 3 millioner km3 og har sammenhæng medPerm–Trias udslettelsen, enmassedød, hvor 97% af livet på jorden uddøde.
Deccan-trapperne er et stort område i Indien,Deccanplateauet, oversvømmet med lava for 66,25 millioner år siden. Det anslås at udbruddet har haft en vis betydning for bl.a.dinosaurernes udryddelse i forbindelse medKridt-Palæogen-grænsen.
Emeishan-trapperne er et stort område i Kina der blev oversvømmet med 300,000 km3 lava for 262-261 millioner år siden.
Vulkanudbrud påvirker afhængigt af deres størrelse og type deres omgivelser i større eller mindre omfang. Store udbrud kan ligefrem have globale effekter i form af temperaturændringer. Hvor mennesker lever tæt på vulkaner kan udbrud forårsage store materielle skader og kræve menneskeliv.[5]
Ved udbrud slipper der typisk store mængder gasser ud. Gasser somkuldioxid ogsvovldioxid udgør en stor fare for omgivelserne. Kuldioxid er tungere end luft og kan samle sig i lavninger, hvor den kvæler levende væsener. En berygtet katastrofe indtraf vedNyossøen i 1986, hvor søen pludselig frigav store mænger kuldioxid, som dræbte 1700 mennesker. Søen ligger i et vulkansk område og kuldioxiden fra en magmalomme var trængt op i søen fra undergrunden, hvorved vandet blev mættet med gas, som så blev frigivet ved en voldsom bundvending. Svovldioxid er giftigt. I moderate mængder forårsager det irritation i luftvejene og i store koncentrationer er det akut giftigt. Desuden omdannes svovldioxid i løbet af kort tid til svovlsyre. Itroposfæren bliver svovlsyren opløst i vanddråber og kan falde til jorden som skadeligsyreregn. Hvis svovldioxiden bliver pumpet op istratosfæren ved meget kraftige udbrud kan der dannesaerosoler af svovlsyredråber, som effektivt reflekterer sollys ud i verdensrummet. Resultatet kan være en afkøling af jorden. Det gigantiskeTambora-udbrud i 1815 var årsagen til en global afkøling, som blev kendt somÅret uden sommer i Europa.
Vulkansk aske kan forårsage skader på forskellig vis. Omend asken ikke er direkte giftig, kan den trænge ned i luftvejene på mennesker og forårsage luftvejsirritationer og værre problemer. Asken er stærkt slibende og kan skade køretøjer, hvis den bliver suget ind i motoren.Jetmotorer er meget følsomme overfor aske og kan i værste fald sætte helt ud, hvis etfly flyver ind i en askesky. Denne bekymring forårsagede denomfattende lukning af luftrummet over Europa i forbindelse med vulkanenEyjafjallajökulls udbrud i 2010. Tæt på vulkanen kan vægten af tykke askelag på tage få bygninger til at styrte sammen. Askelag deponeret nær vulkanen kan også mobiliseres af kraftig nedbør og danne ødelæggende mudderstrømme kaldetlahars. Sådanne lahars forårsagede blandt andet 1500 døde i tiden efterPinatubo udbruddet i 1991. Dette var langt flere end det antal, som døde direkte som resultat af udbruddet.
Et særligt farligt fænomen ved eksplosive vulkaner er glødende laviner af gasser og aske kaldetpyroklastiske strømme, som bevæger sig nedad vulkanens sider med høj hastighed. Sådanne laviner med temperaturer op til 1000°C kan bevæge sig med flere hundrede kilometer i timen og tilintetgør alt undervejs. Det var pyroklastiske strømme, som ødelagde byernePompeii ogHerculaneum som følge afVesuvs kæmpeudbrud i år 79.
Lavastrømme kan også lave alvorlige skader, hvis byer eller infrastruktur ligger i vejen. Direkte dødsofre er sjældne, da lava normalt bevæger sig ret langsomt og beboere derfor har tid til at evakuere.
Store vulkanudbrud ledsages ofte afjordskælv, som kan skade bygninger nær vulkanen. En særlig risiko er vulkaner i eller ved havet, som kan forårsagetsunamier, hvis de eksploderer. Langt de fleste af de 36000 dødsofre vedKrakataus udbrud i 1883 omkom som følge af op til 30 meter høje tsunamier, som skyllede op på kysterne på de omkringliggende øer.
Forskere har udnævnt ti vulkaner som de farligste, vurderet efter den realistiske risiko for at de kommer i udbrud inden for de næste 100 år og dræber mere end en million mennesker.[6]
1.Iwo Jima (Ioto), Japan. Risiko for et stort udbrud og at en 25 mtsunami rammer Japan, Filippinerne og Kina.
Livescience har en liste over de ti største vulkanudbrud i historien.[9]Global Volcanism Program har en omfattende liste over alleJordens aktive vulkaner.[10]
Vulkanen Tvashtar påIo, en afJupitersgalileiske måner, sprøjter vulkansk materiale 330 km op over overfladen, som derved skaber friktion og også danner underjordiske jordskælv
