Vulkanisme K. Segerstrom United States Geological Survey

Vulkaner udspyer ”ild” i form af lava, smeltet og flydende bjergarter. Dannelse af magma Vulkaner udspyer ”ild” i form af lava, smeltet og flydende bjergarter. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Vi ved, at Jorden ikke er flydende inden i før man når den ydre kerne i 2900 km dybde. Hvor kommer så store mængder magma fra? USGS Smeltede bjergarter kaldes magma under jordoverfladen og lava når det er kommet op over jordoverfladen.

Dannelse af magma Hvor er Jorden flydende? Opfattelsen af at Jordens skorpe ”flyder” på smeltet magma er forkert. Skorpen og den øverste del af kappen er fuldstændig fast. Resten af kappen derimod er plastisk og kan ligesom opvarmet stearin flyder langsomt, men er fast. Jorden bliver først flydende i den ydre kerne 2900 km nede. Kernen er derimod igen fast. Der er tre måder magma kan dannes på: Opsmeltning ved hjælp dekompression Opsmeltning ved hjælp af volatiler Opsmeltning ved hjælp af overførelse af varme

Opsmeltning via dekompression Dannelse af magma Jordens indre er meget varm. Ved bunden af Lithosfæren er det ca. 1280 °C varmt. Men på trods af den høje temperatur forbliver bjergarterne dér faste grundet det meget høje tryk. Men tager man bjergarter i A og flytter dem til B vil der ske en opsmeltning. Da bjergarter isolerer godt vil temperaturen ikke falde meget fra A til B. Men trykket falder betydeligt og en opsmeltning kan foregå. Opsmeltning via dekompression foregår fx. ved oceanrygge og Hot Spots hvor kappen bevæger sig opad. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company I denne zone er der både flydende og fast materiale. Bjergarterne er delvist opsmeltede.

Opsmeltning via volatiler Dannelse af magma Volatiler er stoffer der let fordamper og kan eksistere på gas form ved Jordens overflade fx. vand (H2O) og kuldioxid (CO2). Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Tilføjelsen af volatiler nedsætter smeltepunktet. Lidt som at strø vejsalt på is for at smelte det. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Opsmeltning via volatiler sker fx. ved subduktion hvor vand i og mellem sediment føres med ned. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company

Opsmeltning via overførelse af varme Dannelse af magma Opsmeltning via overførelse af varme Magma stiger op mod overfladen fordi massefylden er mindre end det omgivende og fordi vægten af det oven liggende presser magmaet opad. På vejen op kan den meget varme magma opsmelte nogen af de bjergarter det kommer i kontakt med. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company

Hvad består magma af? Opsmeltning af skorpen giver surt magma! Dannelse af magma Alle magmaer indeholder silicium, oxygen og varierende mængder af Al, Ca, Na, K, F og Mg m.m.. Magma inddeles i 4 forskellige typer efter deres indhold af siliciumdioxid (SiO2): Surt magma: Indeholder 66 – 76 % SiO2, danner meget feldspat og kvarts når det størkner, lys bjergart fx. rhyolit. Intermediært magma: Indeholder 52 – 66 % SiO2 danner fx. andesit. Basisk magma: Indeholder 45 – 52 % SiO2, danner mineraler med højt indhold af MgO, FeO og Fe2O3 når det størkner, mørk bjergart fx. basalt. 4. Ultrabasisk magma: Indeholder kun 38 – 45 % SiO2 danner fx. komatiit. Opsmeltning af skorpen giver surt magma! Opsmeltning af kappen giver basisk magma!

Hvorfor går vulkaner i udbrud? Vulkaner går i udbrud fordi der er gasser/volatiler i magmaet neden under en vulkan. Når et magma nedkøles krystalliseres mineraler. De fleste mineraler kan ikke indeholde gasser og derfor bliver der mindre og mindre plads til gasserne i magma kammeret. Større andel af gasser i det tiloversblevne magma betyder lavere massefylde og hurtigere opstigning gennem Jorden. Opstigningen betyder at trykket falder og gasserne udvider sig. Det betyder en endnu hurtigere opstigning. Hvis laget der holder magmaet nede ikke er stærkt nok bryder gassen igennem og tager noget magma med. Processen er lidt ligesom at åbne en rystet sodavand eller når mælk koger over.

Magma type bestemmer typen af udbrud og efterfølgende form Hvorfor går vulkaner i udbrud? Hvordan en vulkan ser ud afhænger af dens magma! Der er stor forskel på de forskellige magmaers viskositet (måles i Poise, Pascal/sek.): Surt magma danner eksplosive udbrud Vand = 1 Poise Motorolie = 10 Poise Modellervoks = 1000 Poise Asfalt = 10 000 Poise Basisk magma = 100 – 1000 Poise Sur magma = 1000 000 – 1000 000 000 000 Poise Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Basisk magma danner effusive udbrud Basisk magma flyder meget lettere end sur magma!

Magma type bestemmer form Hvorfor går vulkaner i udbrud? Når magma kommer til overfladen kaldes det lava og benævnes efter overflade bjergarten lavaen vil størkne til. Viskositeten af magmaet/lavaen bestemmer udformningen af vulkanen. Typer af vulkaner: Skjoldvulkaner (Basisk/Basaltisk lava) Keglevulkaner (Intermediær/Andesitisk lava) Askevulkaner (Sur/Rhyolitisk lava) Stigende SiO2 indhold og viskositet Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company

Udbrudsprodukter Det ekstrusive miljø På overfladen og Hvorfor går vulkaner i udbrud? Det ekstrusive miljø På overfladen og kølet hurtigt af. Det intrusive miljø Under overfladen og kølet langsomt af. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Jo mere sur et magma er desto voldsommere bliver udbruddet, da gasser ikke undslipper let. Herved kan der opbygges et enormt tryk.

Forskellige bjergarter Hvorfor går vulkaner i udbrud? Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Hurtig nedkøling giver små krystalkorn, langsom nedkøling giver store krystalkorn! Magma med den samme kemiske sammensætning kan blive til forskellige bjergarter. En Rhyolit og en Granit er fx. kemisk set det samme, men forskellig nedkøling gør at de ikke ser ens ud! Lava typen benævnes efter overfladebjergarten.

Vulkantyper Bruce Molnia USGS Michael Collier Lyn Topinka USGS USGS CVO

Skjoldvulkan Dannelse af en caldera Vulkantyper Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Dannelse af en caldera Skjoldvulkaner dannes af basaltisk lava der kan flyde langt. Udbruddene sker relativ ofte, men er ikke så voldsomme. Vulkanerne på Island og Hawaii er af denne type.

Askevulkan Vulkantyper Askevulkaner dannes af rhyolitisk lava, er meget eksplosive og kan slynge aske højt op i atmosfæren. Efter et udbrud kan man ofte ikke se, at der har været en vulkan. Der dannes ikke et vulkanbjerg. Den kæmpe caldera som eksplosionen efterlader fyldes tit med vand. I krateret fra udbruddet kan der også dannes en prop bestående af rhyolitisk materiale. Vulkansk aske set gennem elektron mikroskop. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Eksempler på askevulkaner er Hverfjall på Island og Taupo søen i New Zealand.

Keglevulkan Pyroclastisk flow Sky af varme gasser og sten der vælter Vulkantyper Keglevulkan Pyroclastisk flow Sky af varme gasser og sten der vælter ned langs siden. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Keglevulkaner har andesitisk lava og er relativ eksplosive i deres udbrud. Fuji i Japan og Etna i Italien er eksempler.

Slaggevulkaner Vulkansk bombe Slaggevulkaner er en speciel Vulkantyper Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Vulkansk bombe Slaggevulkaner er en speciel form for vulkan der kun slynger materiale op i luften og danner flotte kegleformede vulkaner. Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company Lapilli Thomas McGuire

Størrelser på udbrud VEI indekset er logaritmisk (styrke 4 er 10x stærkere end styrke 3) og bestemmes via volumen af sprængt materiale, hvor højt materialet slynges op og varigheden. USGS

lå under vand. Aske lagene kan ses i dag på Mors og Fur. Vulkaner i Danmark? Der eksisterer ikke vulkaner i Danmark, men vi har beviser for vulkansk aktivitet i nærheden. For ca. 55 mio. år siden åbnede Nord Atlanten sig mellem Grønland og Norge og vulkansk aktivitet spyede store skyer af aske ned over Danmark, der dengang lå under vand. Aske lagene kan ses i dag på Mors og Fur. Lotte M. Larsen Aske lagene er blevet foldet af istider. Lotte M. Larsen et al. 2003 Lithos nr. 73

Vulkanske trusler og varsling Aske nedfald Lava strømme Pyroclastiske flows Giftige gasser Lahars (mudderstrømme) Earth: Portrait of a Planet, 2nd edition Copyright (c) WW. Norton & Company

Varsling af vulkanudbrud Vulkanske trusler og varsling Geologer inddeler verdens vulkaner i tre kategorier efter deres aktivitet: Aktive vulkaner (har været i udbrud for nyligt og gør det snart igen) Sovende vulkaner (ingen udbrud sidste 100-1000 år, men kan gå i udbrud) Udslukte vulkaner (vulkaner der aldrig mere kommer i udbrud) På større tidsskala (måneder – år) kan man ikke forudsige udbrud. Men på små tidsskalaer (uger – måneder) er det muligt. Målbare indikatorer: Jordskælvsaktivitet Ændringer i varmeudledning Ændringer i form Øget udledning af gasser USGS