ภูเขาไฟระเบิดได้อย่างไร

ภูเขาไฟมีรูปร่างและขนาดต่าง ๆ มากมายตั้งแต่ภูเขาไฟรูปกรวยทั่วไปที่สร้างขึ้นจากการปะทุซ้ำและโดมลาวาที่กองผ่านช่องระบายอากาศของภูเขาไฟไปจนถึงปล่องภูเขาไฟกว้างและภูเขาไฟผสม แม้ว่าพวกเขาจะมีโครงสร้างและรูปลักษณ์ที่แตกต่างกัน แต่พวกเขาก็มีสองสิ่งร่วมกัน ในอีกด้านหนึ่งพวกเขาล้วนเป็นพลังแห่งธรรมชาติที่น่ากลัวและเป็นแรงบันดาลใจ

ที่อื่นกิจกรรมภูเขาไฟทั้งหมดมาถึงหลักการพื้นฐานเดียวกัน ในสาระสำคัญการปะทุทั้งหมดเป็นผลมาจากแมกมาจากใต้โลกที่ถูกผลักขึ้นสู่พื้นผิวที่มันปะทุเช่นลาวาเถ้าและหิน แต่กลไกอะไรที่ขับเคลื่อนกระบวนการนี้ มันคืออะไรที่ทำให้หินหลอมเหลวเพิ่มขึ้นจากภายในโลกและระเบิดไปสู่ภูมิประเทศ

เพื่อให้เข้าใจว่าภูเขาไฟระเบิดได้อย่างไรเราต้องพิจารณาโครงสร้างของโลกก่อน ที่ชั้นบนสุดคือธรณีภาคชั้นนอกสุดของโลกที่ประกอบด้วยชั้นบนและเปลือกโลก เปลือกโลกทำขึ้นในปริมาณเล็กน้อยของโลกตั้งแต่ความหนา 10 กม. บนพื้นมหาสมุทรไปจนถึงสูงสุด 100 กม. ในพื้นที่ภูเขา มันเย็นและแข็งและประกอบด้วยหินซิลิเกตเป็นหลัก

ภายใต้เปลือกโลกเสื้อคลุมของโลกแบ่งออกเป็นส่วนของความหนาที่แตกต่างกันไปตามแผ่นดินไหว สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยเสื้อคลุมชั้นบนซึ่งทอดตัวจากความลึก 7 - 35 กม. (4.3 ถึง 21.7 ไมล์)) ถึง 410 กม. (250 ไมล์); เขตเปลี่ยนผ่านซึ่งอยู่ในช่วง 410-660 กม. (250–410 ไมล์); ชั้นล่างซึ่งมีตั้งแต่ 660–2,891 กม. (410–1,796 ไมล์); และเขตแดนแกนแมนเทิลซึ่งมีความหนาโดยเฉลี่ยประมาณ 200 กม. (120 ไมล์)

ในภูมิภาคแมนเทิลสภาพการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากเปลือกโลก แรงกดดันเพิ่มขึ้นอย่างมากและอุณหภูมิสูงถึง 1,000 ° C ซึ่งทำให้หินมีความหนืดพอที่จะทำตัวเหมือนของเหลว กล่าวโดยย่อคือมันมีความยืดหยุ่นตามเวลาที่กำหนดเป็นพัน ๆ ปีหรือมากกว่านั้น หินที่หลอมละลายและเหนียวหนืดนี้จะถูกรวบรวมไว้ในห้องขนาดใหญ่ใต้เปลือกโลก

เนื่องจากหินหนืดนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าหินที่อยู่ล้อมรอบมันจึง "ลอย" ขึ้นสู่ผิวน้ำเพื่อหาความแตกและจุดอ่อนในเสื้อคลุม ในที่สุดเมื่อมันถึงพื้นผิวมันจะระเบิดจากยอดภูเขาไฟ เมื่ออยู่ใต้พื้นผิวหินที่หลอมละลายจะเรียกว่าแมกมา เมื่อถึงพื้นผิวมันจะปะทุเป็นลาวาเถ้าและหินภูเขาไฟ

เมื่อเกิดการระเบิดแต่ละครั้งหินลาวาและเถ้าถ่านจะก่อตัวขึ้นรอบ ๆ ปล่องภูเขาไฟ ธรรมชาติของการปะทุขึ้นอยู่กับความหนืดของแมกมา เมื่อลาวาไหลได้อย่างง่ายดายมันสามารถเดินทางไกลและสร้างภูเขาไฟแนวกว้าง เมื่อลาวามีความหนามากมันจะสร้างรูปทรงของภูเขาไฟรูปกรวยที่คุ้นเคยมากขึ้น (หรือที่รู้จักว่าเป็นรูปกรวยภูเขาไฟขี้เถ้า) เมื่อลาวามีความหนามากมันสามารถสร้างขึ้นในภูเขาไฟและระเบิด (โดมลาวา)

อีกกลไกหนึ่งที่ขับเคลื่อนภูเขาไฟคือการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก เมื่อต้องการทำลายลง lithosphere จะถูกแบ่งออกเป็นหลาย ๆ แผ่นซึ่งมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลาบนยอดเสื้อคลุม บางครั้งแผ่นเปลือกโลกชนกันดึงหรือเลื่อนเข้าหากัน ส่งผลให้เกิดการลู่เข้ามาบรรจบกันการแปรผันและการเปลี่ยนขอบเขต กิจกรรมนี้เป็นสิ่งที่ขับเคลื่อนกิจกรรมทางธรณีวิทยาซึ่งรวมถึงแผ่นดินไหวและภูเขาไฟ

ในกรณีของอดีตพื้นที่มุดตัวมักเกิดขึ้นเมื่อแผ่นที่หนักกว่าหลุดไปใต้แผ่นที่มีน้ำหนักเบาทำให้เกิดร่องลึก การมุดตัวนี้เปลี่ยนแมนเทิลที่หนาแน่นเป็นแมกมาลอยตัวซึ่งลอยผ่านเปลือกโลกไปยังพื้นผิวโลก เป็นเวลากว่าหลายล้านปีมาแล้วที่แมกมาที่ก่อตัวขึ้นนี้ได้สร้างชุดของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่เรียกว่าส่วนโค้งของภูเขาไฟ

ในระยะสั้นภูเขาไฟจะถูกผลักดันโดยความดันและความร้อนในเนื้อโลกรวมถึงกิจกรรมการแปรสัณฐานที่นำไปสู่การปะทุของภูเขาไฟและการฟื้นฟูทางธรณีวิทยา ความชุกของการระเบิดของภูเขาไฟในบางภูมิภาคของโลก - เช่นวงแหวนแห่งไฟแปซิฟิก - ยังมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อสภาพภูมิอากาศและภูมิศาสตร์ท้องถิ่น ตัวอย่างเช่นภูมิภาคดังกล่าวมักเป็นภูเขามีดินอุดมสมบูรณ์และมีประสบการณ์ในการก่อตัวของทวีปใหม่เป็นระยะ

เราได้เขียนบทความมากมายเกี่ยวกับภูเขาไฟที่นี่ที่ Space Magazine นี่คือภูเขาไฟประเภทต่าง ๆ คืออะไร, ส่วนต่าง ๆ ของภูเขาไฟคืออะไร, 10 ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับภูเขาไฟ?, วงแหวนแห่งไฟแปซิฟิกคืออะไร, Olympus Mons: ภูเขาไฟที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ

ต้องการทรัพยากรเพิ่มเติมบนโลก? นี่คือลิงก์ไปยังหน้า Human Spaceflight ของ NASA และนี่คือ Visible Earth ของนาซา

เราได้บันทึกเรื่องราวของ Astronomy Cast เกี่ยวกับ Earth ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทัวร์ของเราผ่านระบบสุริยะตอนที่ 51: Earth