Yanardağ

bilgipedi.com.tr sitesinden
Endonezya'daki Bromo yanardağı. Bu ülkede biri süper volkan olmak üzere 130'dan fazla aktif yanardağ bulunmaktadır ve bu da Endonezya'yı dünyanın en aktif yanardağlarına sahip ülkesi yapmaktadır.
El Salvador'daki Cordillera de Apaneca volkanik sıradağları. Ülke, biri süpervolkan olmak üzere iki kaldera da dahil olmak üzere 23'ü aktif 170 volkana ev sahipliği yapmaktadır. El Salvador, La Tierra de Soberbios Volcanes (Muhteşem Volkanlar Ülkesi) lakabını hak etmiştir.
Sabancaya volkanı patlarken, 2017 yılında Peru
Alaska'nın Aleutian Adaları'ndaki Cleveland Yanardağı Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan fotoğraflandı, Mayıs 2006

Volkan, Dünya gibi gezegen kütleli bir nesnenin kabuğunda sıcak lav, volkanik kül ve gazların yüzeyin altındaki bir magma odasından kaçmasına izin veren bir yırtılmadır.

Dünya'da volkanlar çoğunlukla tektonik plakaların ayrıştığı veya birleştiği yerlerde bulunur ve çoğu su altında bulunur. Örneğin, Orta Atlantik Sırtı gibi bir okyanus ortası sırtında ıraksak tektonik plakaların neden olduğu volkanlar bulunurken, Pasifik Ateş Çemberi'nde yakınsak tektonik plakaların neden olduğu volkanlar bulunur. Volkanlar ayrıca Doğu Afrika Rift'i ve Kuzey Amerika'daki Wells Gray-Clearwater volkanik alanı ve Rio Grande rift'inde olduğu gibi yerkabuğu plakalarının gerildiği ve inceldiği yerlerde de oluşabilir. Levha sınırlarından uzaktaki volkanizmanın, Dünya'nın 3.000 kilometre (1.900 mil) derinliğindeki çekirdek-manto sınırından yukarı doğru şişen diyapirlerden kaynaklandığı varsayılmıştır. Bu da Hawai sıcak noktasının bir örnek olduğu sıcak nokta volkanizmasıyla sonuçlanır. Volkanlar genellikle iki tektonik plakanın birbirinin yanından geçtiği yerlerde oluşmaz.

Büyük patlamalar, kül ve sülfürik asit damlacıklarının Güneş'i gizlemesi ve Dünya'nın troposferini soğutması nedeniyle atmosferik sıcaklığı etkileyebilir. Tarihsel olarak, büyük volkanik patlamaları, felakete yol açan kıtlıklara neden olan volkanik kışlar izlemiştir.

Öte yandan magma düşük oranlarda (%52'den az) silikat içerirse lava "mafik" adı verilir ve püskürürken çok akışkan hâle gelir. Uzun mesafelerce akabilir. Mafik lav akışının iyi bir örneği, İzlanda'nın neredeyse coğrafî merkezindeki bir püskürme yarığının aşağı yukarı 8.000 yıl önce oluşturduğu Büyük Thjórsárhraun akıntısıdır. Bu lav akıntısı, 130 km ötedeki denize varıncaya kadar akmaya devam etmiş ve 800 km²lik bir alanı kaplamıştır. Felsik ve mafik terimleri yerine bazen daha eski olan "asidik" ve "bazik" terimlerinin kullanıldığı görülür; ancak bu terimler artık daha az kullanılır olmuşlardır.

Etimoloji

Volkan kelimesi Türkçeye Fransızcadan geçmiş olup Türkçedeki ilk kullanımı 1862'ye tarihlenmiştir. Fransızcaya ise İtalyanca dilinden aktarılmıştır ve kökensel olarak İtalya'da yer alan Vulcano volkanik adası ile ilişkilidir. Adanın ismi ise Roma mitolojisindeki demircilik, ateş ve yanardağ tanrısı Vulcanus'dan türemiştir. Yanardağ kelimesi ise Türkçe kaynaklarda ilk olarak 1876 yılında kullanılmıştır. 19. yy sonlarında aynı kökten ortaya çıkmış bürkân (بركان) kelimesi ise modern Arap dillerinde yaygındır ve Osmanlıcaya yeni Mısır Arapçasından alınmıştır. Osmanlıcada yanardağlar için kûh-i ateşfeşân kullanımı da yer almıştır.

Pinatubo Dağı'nın 12 Haziran 1991'deki patlamasından üç gün önce meydana gelen bir patlama
Hawaii'deki bir volkanik koniden püsküren lav fıskiyesi, 1983
Barren Adası, Andaman Adaları, Hindistan'ın 1995 yılındaki bir patlama sırasında havadan görünümü. Güney Asya'daki tek aktif yanardağdır.

Volkan kelimesi, İtalya'nın Aeolian Adaları'ndaki volkanik bir ada olan Vulcano'nun adından türetilmiştir ve adı da Roma mitolojisindeki ateş tanrısı Vulcan'dan gelmektedir. Volkanların incelenmesine volkanoloji denir, bazen vulkanoloji olarak da yazılır.

Levha tektoniği

Farklı plaka sınırlarını (okyanus yayılma sırtları) ve yakın zamandaki hava altı volkanlarını (çoğunlukla yakınsak sınırlarda) gösteren harita

Levha tektoniği teorisine göre, Dünya'nın sert dış kabuğu olan litosfer, on altı büyük ve birkaç küçük levhaya bölünmüştür. Bunlar, altta yatan sünek mantodaki konveksiyon nedeniyle yavaş hareket halindedir ve Dünya'daki volkanik faaliyetlerin çoğu, levhaların birbirine yaklaştığı (ve litosferin yok olduğu) veya birbirinden uzaklaştığı (ve yeni litosferin oluştuğu) levha sınırları boyunca gerçekleşir.

Ayrışan levha sınırları

Okyanus ortası sırtlarında, sıcak manto kayası incelmiş okyanus kabuğunun altından yukarı doğru çıkarken iki tektonik plaka birbirinden ayrılır. Yükselen manto kayasındaki basıncın azalması adyabatik genişlemeye ve kayanın kısmen erimesine yol açarak volkanizmaya neden olur ve yeni okyanus kabuğu oluşturur. Birbirinden uzaklaşan levha sınırlarının çoğu okyanusların dibindedir ve bu nedenle Dünya'daki volkanik faaliyetlerin çoğu denizaltındadır ve yeni deniz tabanı oluşturur. Kara dumanlar (derin deniz bacaları olarak da bilinir) bu tür volkanik faaliyetlerin kanıtıdır. Okyanus ortası sırtın deniz seviyesinin üzerinde olduğu yerlerde, İzlanda gibi volkanik adalar oluşur.

Yakınsak levha sınırları

Dalma-batma bölgeleri, genellikle bir okyanus levhası ve bir kıta levhası olmak üzere iki levhanın çarpıştığı yerlerdir. Okyanus levhası, kıtasal levhanın altına dalarak hemen açıkta derin bir okyanus çukuru oluşturur. Akı erimesi adı verilen bir süreçte, dalmakta olan plakadan salınan su, üstteki manto kamasının erime sıcaklığını düşürerek magma oluşturur. Bu magma, yüksek silika içeriği nedeniyle son derece viskoz olma eğilimindedir, bu nedenle genellikle yüzeye ulaşmaz, ancak derinlerde soğur ve katılaşır. Ancak yüzeye ulaştığında bir yanardağ oluşur. Bu nedenle dalma-batma bölgeleri volkanik yay adı verilen volkan zincirleriyle sınırlanır. Tipik örnekler Pasifik Ateş Çemberi'ndeki Cascade Volkanları veya Japon Takımadaları ya da Endonezya'daki Sunda Yayı gibi volkanlardır.

Sıcak Noktalar

Sıcak noktalar, çekirdek-manto sınırından yükselen sıcak malzeme sütunları olduğu varsayılan manto bulutları tarafından oluşturulduğu düşünülen volkanik alanlardır. Okyanus ortası sırtlarında olduğu gibi, yükselen manto kayası dekompresyon erimesi yaşar ve bu da büyük hacimlerde magma üretir. Tektonik plakalar manto plumları boyunca hareket ettiğinden, her volkan plumdan uzaklaştıkça inaktif hale gelir ve plakanın plum üzerinde ilerlediği yerde yeni volkanlar oluşur. Hawaii Adaları'nın da Snake Nehri Ovası gibi bu şekilde oluştuğu düşünülmektedir; Yellowstone Kalderası ise Kuzey Amerika plakasının şu anda Yellowstone sıcak noktasının üzerinde kalan kısmıdır. Ancak manto plüsü hipotezi sorgulanmaktadır.

Kıtasal riftleşme

Sıcak manto kayasının sürekli yükselmesi bir kıtanın iç kısmında gelişebilir ve riftleşmeye yol açabilir. Riftleşmenin ilk aşamaları sel bazaltları ile karakterize edilir ve tektonik bir levhanın tamamen bölündüğü noktaya kadar ilerleyebilir. Daha sonra bölünen levhanın iki yarısı arasında ıraksak bir levha sınırı gelişir. Bununla birlikte, riftleşme genellikle kıtasal litosferi (aulakojen gibi) tamamen bölmeyi başaramaz ve başarısız riftler, olağandışı alkali lav veya karbonatitler püskürten volkanlarla karakterize edilir. Örnekler arasında Doğu Afrika Riftinin volkanları bulunmaktadır.

Volkanik özellikler

1783-84'teki büyük dünya iklim değişikliğinin kaynağı olan İzlanda'daki Lakagigar fissür menfezi, uzunluğu boyunca bir volkanik koniler zincirine sahiptir.
Skjaldbreiður, adı "geniş kalkan" anlamına gelen bir kalkan yanardağı

En yaygın yanardağ algısı, zirvesindeki bir kraterden lav ve zehirli gazlar püskürten konik bir dağdır; ancak bu, birçok yanardağ türünden yalnızca birini tanımlar. Volkanların özellikleri çok daha karmaşıktır ve yapıları ile davranışları bir dizi faktöre bağlıdır. Bazı volkanlar bir zirve krateri yerine lav kubbelerinden oluşan engebeli zirvelere sahipken, diğerleri büyük platolar gibi peyzaj özelliklerine sahiptir. Volkanik malzeme (lav ve kül dahil) ve gaz (çoğunlukla buhar ve magmatik gazlar) çıkaran bacalar yeryüzü şeklinin herhangi bir yerinde gelişebilir ve Hawaii'deki Kīlauea'nın bir kanadındaki Puʻu ʻŌʻō gibi daha küçük konilere yol açabilir. Diğer volkan türleri arasında, özellikle Jüpiter, Satürn ve Neptün'ün bazı uydularında bulunan kriyovolkanlar (veya buz volkanları) ve genellikle bilinen magmatik faaliyetle ilişkili olmayan oluşumlar olan çamur volkanları yer alır. Aktif çamur volkanları, çamur volkanının aslında magmatik bir volkanın menfezi olduğu durumlar hariç, magmatik volkanlarınkinden çok daha düşük sıcaklıklar içerme eğilimindedir.

Çatlak delikleri

Volkanik fissür bacaları, içinden lav çıkan düz, doğrusal kırıklardır.

Kalkan volkanları

Geniş, kalkan benzeri profillerinden dolayı bu şekilde adlandırılan kalkan volkanları, bir menfezden çok uzaklara akabilen düşük viskoziteli lavların püskürmesiyle oluşur. Genellikle yıkıcı bir şekilde patlamazlar, ancak nispeten hafif efüzyonlu püskürmelerle karakterize edilirler. Düşük viskoziteli magma tipik olarak düşük silika içerdiğinden, kalkan volkanları kıtasal ortamlardan ziyade okyanuslarda daha yaygındır. Hawaii volkanik zinciri bir dizi kalkan konisidir ve İzlanda'da da yaygındırlar.

Lav kubbeleri

Lav kubbeleri yüksek viskoziteli lavların yavaş patlamasıyla oluşur. Bazen St. Helens Dağı örneğinde olduğu gibi önceki bir volkanik patlamanın krateri içinde oluşurlar, ancak Lassen Zirvesi örneğinde olduğu gibi bağımsız olarak da oluşabilirler. Stratovolkanlar gibi şiddetli ve patlayıcı püskürmeler meydana getirebilirler ancak lavlar genellikle oluştukları yerden çok uzağa akmazlar.

Kriptodomlar

Kriptodomlar, viskoz lavın yukarı doğru itilerek yüzeyin kabarmasına neden olmasıyla oluşur. St. Helens Dağı'nın 1980'deki patlaması buna bir örnektir; dağın yüzeyinin altındaki lavlar yukarı doğru bir çıkıntı oluşturmuş ve bu çıkıntı daha sonra dağın kuzey tarafına doğru çökmüştür.

Kül konileri

Izalco yanardağı, El Salvador'daki en genç yanardağdır. Izalco 1770'ten (oluştuğu zaman) 1958'e kadar neredeyse sürekli olarak patlamış ve "Pasifik'in Deniz Feneri" lakabını kazanmıştır.

Cüruf konileri, havalandırma deliği etrafında biriken çoğunlukla küçük skorya ve piroklastik parçalarının (her ikisi de cürufa benzer, dolayısıyla bu volkan türünün adıdır) patlamalarından kaynaklanır. Bunlar 30 ila 400 metre (100 ila 1.300 ft) yüksekliğinde koni şeklinde bir tepe oluşturan nispeten kısa ömürlü patlamalar olabilir. Çoğu cüruf konisi yalnızca bir kez patlar. Cüruf konileri daha büyük volkanların yan bacaları olarak oluşabilir veya kendi başlarına meydana gelebilir. Meksika'daki Parícutin ve Arizona'daki Sunset Krateri cüruf konilerine örnektir. New Mexico'daki Caja del Rio, 60'tan fazla kül konisinden oluşan volkanik bir alandır.

Uydu görüntülerine dayanarak, Güneş sistemindeki diğer karasal cisimlerde de kül konilerinin oluşabileceği öne sürülmüştür; Mars ve Ay'ın yüzeyinde.

Stratovolkanlar (bileşik volkanlar)

Bir stratovolkandan kesit (dikey ölçek abartılıdır):
  1. Büyük magma odası
  2. Bedrock
  3. Boru hattı (boru)
  4. Üs
  5. Eşik
  6. Dike
  7. Volkan tarafından yayılan kül katmanları
  8. Kanat
  9. Volkan tarafından yayılan lav katmanları
  10. Boğaz
  11. Parazitik koni
  12. Lav akışı
  13. Havalandırma
  14. Krater
  15. Kül bulutu

Stratovolkanlar (bileşik volkanlar), lav akıntıları ve tephra'dan oluşan uzun konik dağlardır. Kompozit volkanlar olarak da bilinirler çünkü farklı türdeki patlamalar sırasında birden fazla yapıdan oluşurlar. Klasik örnekleri arasında Japonya'daki Fuji Dağı, Filipinler'deki Mayon Yanardağı ve İtalya'daki Vezüv Yanardağı ve Stromboli yer almaktadır.

Stratovolkanların patlamasıyla ortaya çıkan kül, tarihsel olarak medeniyetler için en büyük volkanik tehlikeyi oluşturmuştur. Stratovolkanların lavları silis bakımından daha yüksektir ve bu nedenle kalkan volkanlarından gelen lavlara göre çok daha viskozdur. Yüksek silisli lavlar ayrıca daha fazla çözünmüş gaz içerme eğilimindedir. Bu kombinasyon ölümcüldür ve büyük miktarlarda kül üreten patlayıcı püskürmelerin yanı sıra 1902'de Martinik'teki Saint-Pierre şehrini yok eden gibi piroklastik dalgalanmaları teşvik eder. Ayrıca kalkan volkanlardan daha diktirler, genellikle 5-10°'lik eğimlere kıyasla 30-35°'lik eğimlere sahiptirler ve gevşek tephra tehlikeli laharlar için malzeme oluşturur. Büyük tephra parçalarına volkanik bomba denir. Büyük bombalar 4 fitten (1,2 metre) daha geniş ve birkaç ton ağırlığında olabilir.

Süper volkanlar

Bir süpervolkan, tek bir patlayıcı olayda 1.000 kilometreküpten (240 cu mi) fazla volkanik tortu üreten bir veya daha fazla patlama yaşamış bir yanardağdır. Bu tür patlamalar, gaz bakımından zengin, silisik magma ile dolu çok büyük bir magma odasının katastrofik bir kaldera oluşturan patlamayla boşaltılmasıyla meydana gelir. Bu tür patlamalarla ortaya çıkan kül akıntısı tüfleri, sel bazaltlarına rakip hacimlere sahip tek volkanik üründür.

Bir süpervolkan kıta ölçeğinde yıkım yaratabilir. Bu tür volkanlar, atmosfere saldıkları devasa hacimlerdeki sülfür ve kül nedeniyle patlamadan sonra uzun yıllar boyunca küresel sıcaklıkları ciddi şekilde soğutabilir. Bunlar en tehlikeli yanardağ türüdür. Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki Yellowstone Kalderası ve New Mexico'daki Valles Kalderası (her ikisi de ABD'nin batısında); Yeni Zelanda'daki Taupō Gölü; Endonezya, Sumatra'daki Toba Gölü ve Tanzanya'daki Ngorongoro Krateri bunlara örnek olarak verilebilir. Neyse ki, süper volkan patlamaları çok nadir görülen olaylardır, ancak kapladıkları muazzam alan ve daha sonra bitki örtüsü ve buzul birikintileri altında gizlenmeleri nedeniyle, dikkatli jeolojik haritalama yapılmadan jeolojik kayıtlarda süper volkanları tespit etmek zor olabilir.

Denizaltı volkanları

Hunga Tonga-Hunga Haʻapai'nin 15 Ocak 2022'deki patlamasının uydu görüntüleri

Denizaltı volkanları okyanus tabanının yaygın özelliklerindendir. Holosen Dönemi boyunca volkanik faaliyetler sadece 119 denizaltı volkanında belgelenmiştir, ancak okyanus tabanında bir milyondan fazla jeolojik olarak genç denizaltı volkanı olabilir. Sığ sularda aktif volkanlar, okyanus yüzeyinden yükseklere buhar ve kayalık döküntüler püskürterek varlıklarını belli ederler. Derin okyanus havzalarında, suyun muazzam ağırlığı buhar ve gazların patlayıcı şekilde salınmasını engeller; ancak denizaltı patlamaları hidrofonlarla ve volkanik gazlar nedeniyle suyun renginin değişmesiyle tespit edilebilir. Yastık lav, denizaltı volkanlarının yaygın bir püskürme ürünüdür ve su altında oluşan süreksiz yastık şeklindeki kütlelerin kalın dizileriyle karakterize edilir. Büyük denizaltı püskürmeleri bile, hızlı soğuma etkisi ve sudaki (havaya kıyasla) artan kaldırma kuvveti nedeniyle okyanus yüzeyini rahatsız etmeyebilir, bu da genellikle volkanik bacaların okyanus tabanında dik sütunlar oluşturmasına neden olur. Hidrotermal bacalar bu volkanların yakınında yaygındır ve bazıları çözünmüş minerallerle beslenen kemotroflara dayanan kendine özgü ekosistemleri destekler. Denizaltı volkanlarının yarattığı oluşumlar zamanla o kadar büyüyebilir ki okyanus yüzeyini yeni adalar ya da yüzen pomza salları olarak yarabilir.

Mayıs ve Haziran 2018'de, dünyanın dört bir yanındaki deprem izleme ajansları tarafından çok sayıda sismik sinyal tespit edildi. Bu sinyaller olağandışı uğultu sesleri şeklindeydi ve o yılın Kasım ayında tespit edilen bazı sinyallerin süresi 20 dakikaya kadar çıkmıştı. Mayıs 2019'da yapılan bir oşinografik araştırma kampanyası, daha önce gizemli olan uğultu seslerinin Mayotte kıyılarında bir denizaltı yanardağının oluşumundan kaynaklandığını gösterdi.

Buzul altı volkanları

Buzul altı volkanları buzulların altında gelişir. Geniş yastık lavları ve palagoniti örten lav platolarından oluşurlar. Bu volkanlara masa dağları, tuyalar veya (İzlanda'da) mobergler de denir. Bu tip volkanların çok iyi örnekleri İzlanda ve British Columbia'da görülebilir. Terimin kökeni, kuzey Britanya Kolumbiyası'ndaki Tuya Nehri ve Tuya Sıradağları bölgesindeki birkaç tuyadan biri olan Tuya Butte'den gelmektedir. Tuya Butte, analiz edilen bu tür ilk yeryüzü şeklidir ve bu nedenle adı bu tür volkanik oluşumlar için jeoloji literatürüne girmiştir. Tuya Dağları İl Parkı, Tuya Gölü'nün kuzeyinde ve Yukon Bölgesi sınırına yakın Jennings Nehri'nin güneyinde yer alan bu olağandışı manzarayı korumak için yakın zamanda kurulmuştur.

Çamur volkanları

Çamur volkanları (çamur kubbeleri), jeo-boşaltılmış sıvılar ve gazlar tarafından oluşturulan oluşumlardır, ancak bu tür bir faaliyete neden olabilecek çeşitli süreçler vardır. En büyük yapılar 10 kilometre çapındadır ve 700 metre yüksekliğe ulaşır.

Püsküren malzeme

Hawaii'deki Pāhoehoe lav akıntısı. Resimde bir ana lav kanalının taşması görülmektedir.
Sicilya kıyılarındaki Stromboli stratovolkanı binlerce yıldır sürekli püskürerek "Akdeniz'in Feneri" lakabını almasına neden olmuştur

Volkanik bir patlamada dışarı atılan malzeme üç tipte sınıflandırılabilir:

  1. Volkanik gazlar, çoğunlukla buhar, karbondioksit ve bir sülfür bileşiğinden (sıcaklığa bağlı olarak sülfür dioksit, SO2 veya hidrojen sülfür, H2S) oluşan bir karışım
  2. Lav, magmanın yüzeye çıktığı ve aktığı zamanki adı
  3. Tephra, havada püsküren ve fırlatılan her şekil ve boyutta katı madde parçacıkları

Volkanik gazlar

Farklı volkanik gazların konsantrasyonları bir volkandan diğerine önemli ölçüde değişebilir. Su buharı tipik olarak en bol bulunan volkanik gazdır, bunu karbondioksit ve sülfür dioksit takip eder. Diğer başlıca volkanik gazlar arasında hidrojen sülfür, hidrojen klorür ve hidrojen florür bulunur. Volkanik emisyonlarda hidrojen, karbon monoksit, halokarbonlar, organik bileşikler ve uçucu metal klorürler gibi çok sayıda küçük ve eser gaz da bulunur.

Lav akıntıları

Tayvan'daki Güney Penghu Deniz Milli Parkı'nda bir yanardağdan püsküren sütunlu eklemli bazalt lav

Kompozisyon

Sarychev Peak patlaması, Matua Adası, eğik uydu görüntüsü

Bir volkanın püskürme şekli ve tarzı büyük ölçüde püsküren lavın bileşimi tarafından belirlenir. Viskozite (lavın ne kadar akışkan olduğu) ve çözünmüş gaz miktarı magmanın en önemli özellikleridir ve her ikisi de büyük ölçüde magmadaki silika miktarı tarafından belirlenir. Silika bakımından zengin magma, silika bakımından fakir magmadan çok daha viskozdur ve silika bakımından zengin magma da daha fazla çözünmüş gaz içerme eğilimindedir.

Lavlar genel olarak dört farklı bileşimde sınıflandırılabilir:

  • Püsküren magma yüksek oranda (>%63) silika içeriyorsa, lav felsik olarak tanımlanır. Felsik lavlar (dasitler veya riyolitler) oldukça viskozdur ve kubbeler veya kısa, güdük akıntılar olarak püskürür. Kaliforniya'daki Lassen Zirvesi, felsik lavlardan oluşan bir volkan örneğidir ve aslında büyük bir lav kubbesidir.
Felsik magmalar çok viskoz olduklarından, mevcut uçucu maddeleri (gazları) hapsetme eğilimindedirler, bu da patlayıcı volkanizmaya yol açar. Piroklastik akıntılar (ignimbritler) bu tür volkanların son derece tehlikeli ürünleridir, çünkü volkanın yamaçlarını sararlar ve büyük patlamalar sırasında menfezlerinden uzağa giderler. Piroklastik akışlarda 850 °C'ye (1.560 °F) kadar yüksek sıcaklıkların oluştuğu bilinmektedir, bu da yollarındaki yanıcı her şeyi yakar ve genellikle metrelerce kalınlıkta kalın sıcak piroklastik akış tortuları tabakaları oluşabilir. Alaska'nın Katmai yakınlarındaki Novarupta'nın 1912'deki patlamasıyla oluşan On Bin Duman Vadisi, kalın bir piroklastik akış veya ignimbrit birikintisine örnektir. Bir püskürme sütunu olarak Dünya atmosferinin yükseklerine püskürtülecek kadar hafif olan volkanik kül, bir serpinti tüfü olarak yere düşmeden önce yüzlerce kilometre yol kat edebilir. Volkanik gazlar stratosferde yıllarca kalabilir.
Felsik magmalar kabuk içinde, genellikle altta yatan mafik magmaların ısısından kabuk kayasının erimesi yoluyla oluşur. Daha hafif olan felsik magma, önemli bir karışım olmaksızın mafik magma üzerinde yüzer. Daha az yaygın olarak, felsik magmalar daha mafik magmaların aşırı fraksiyonel kristalleşmesi ile üretilir. Bu, mafik minerallerin yavaşça soğuyan magmadan kristalleştiği ve kalan sıvıyı silika bakımından zenginleştirdiği bir süreçtir.
  • Püsküren magma %52-63 silika içeriyorsa, lav orta bileşimli veya andezitiktir. Ara magmalar stratovolkanların karakteristik özelliğidir. En yaygın olarak tektonik plakalar arasındaki yakınsak sınırlarda, çeşitli süreçlerle oluşurlar. Süreçlerden biri manto peridotitinin hidratasyonla erimesi ve ardından fraksiyonel kristalleşmedir. Dalmakta olan bir levhadan gelen su, üstteki mantoya yükselerek, özellikle silika bakımından daha zengin mineraller için erime noktasını düşürür. Fraksiyonel kristalleşme magmayı silika açısından daha da zenginleştirir. Ara magmaların, yitim levhası tarafından aşağıya doğru taşınan tortuların erimesiyle oluştuğu da öne sürülmüştür. Bir başka süreç de, felsik riyolitik ve mafik bazaltik magmalar arasında, yerleşme veya lav akışı öncesinde bir ara rezervuarda magma karışımıdır.
  • Püsküren magma <%52 ve >%45 silika içeriyorsa, lav mafik (daha yüksek oranda magnezyum (Mg) ve demir (Fe) içerdiği için) veya bazaltik olarak adlandırılır. Bu lavlar genellikle felsik lavlardan daha sıcak ve çok daha az viskozdur. Mafik magmalar, sınırlı fraksiyonel kristalleşme ve kabuk malzemesinin asimilasyonu ile kuru mantonun kısmi erimesiyle oluşur.
Mafik lavlar çok çeşitli ortamlarda meydana gelir. Bunlar arasında okyanus ortası sırtları; hem okyanus hem de kıta kabuğu üzerindeki Kalkan volkanları (Mauna Loa ve Kilauea dahil olmak üzere Hawaii Adaları gibi); ve kıtasal sel bazaltları bulunur.
  • Bazı püskürmüş magmalar ≤%45 silika içerir ve ultramafik lav üretir. Komatitler olarak da bilinen ultramafik lavlar çok nadirdir; gerçekten de gezegenin ısı akışının daha yüksek olduğu Proterozoik dönemden bu yana Dünya yüzeyinde çok az sayıda lav püskürmüştür. Bunlar en sıcak lavlardır ve muhtemelen sıcak bazalt magmanın onda birinden daha az viskoziteye sahip olan yaygın mafik lavlardan daha akışkandırlar.

Lav dokusu

Mafik lav akıntıları iki çeşit yüzey dokusu gösterir: ʻAʻa ([ˈʔaʔa] olarak telaffuz edilir) ve pāhoehoe ([paːˈho.eˈho.e]), her ikisi de Hawaii dilinde kullanılan kelimelerdir. ʻAʻa pürüzlü, çınlayan bir yüzey ile karakterize edilir ve daha soğuk bazalt lav akışlarının tipik dokusudur. Pāhoehoe, pürüzsüz ve genellikle ip gibi veya buruşuk yüzeyi ile karakterize edilir ve genellikle daha akışkan lav akıntılarından oluşur. Pāhoehoe akıntılarının bazen menfezden uzaklaştıkça ʻaʻa akıntılarına geçtiği gözlemlenir, ancak bunun tersi asla olmaz.

Daha silisik lav akıntıları, akıntının köşeli, kesecik bakımından fakir bloklarla kaplı olduğu blok lav şeklini alır. Riyolitik akıntılar tipik olarak büyük ölçüde obsidiyenden oluşur.

Tephra

İnce kesitte görülen tüfün ışık mikroskobu görüntüsü (uzun boyut birkaç mm'dir): Cam kısmen değişmiş olmasına rağmen, değişime uğramış cam parçalarının (kül parçaları) kavisli şekilleri iyi korunmuştur. Bu şekiller genişleyen, su bakımından zengin gaz kabarcıklarının etrafında oluşmuştur.

Tephra, volkanın içindeki magmanın sıcak volkanik gazların hızlı genişlemesiyle parçalanması sonucu oluşur. Magma genellikle içinde çözünmüş halde bulunan gazın yüzeye doğru akarken basıncın düşmesiyle çözeltiden çıkması sonucu patlar. Bu şiddetli patlamalar, daha sonra yanardağdan uçabilecek malzeme parçacıkları üretir. Çapı 2 mm'den küçük katı parçacıklara (kum büyüklüğünde veya daha küçük) volkanik kül denir.

Tephra ve diğer volkanik plastikler (parçalanmış volkanik malzeme) birçok volkanın hacminin lav akıntılarından daha fazlasını oluşturur. Volkanik plastikler jeolojik kayıtlardaki tüm tortullaşmanın üçte birine kadar katkıda bulunmuş olabilir. Büyük hacimlerde tephra üretimi patlayıcı volkanizmanın karakteristik özelliğidir.

Volkanik püskürme türleri

Püskürme tarzları genel olarak magmatik, freatomagmatik ve freatik püskürmeler olarak ayrılır.

Magmatik püskürmeler

Magmatik püskürmeler öncelikle dekompresyona bağlı gaz salınımı ile gerçekleşir. Az miktarda çözünmüş gaza sahip düşük viskoziteli magma nispeten yumuşak püskürmeler üretir. Yüksek oranda çözünmüş gaz içeren yüksek viskoziteli magma ise şiddetli patlayıcı püskürmeler üretir. Gözlemlenen püskürme tarzlarının aralığı tarihsel örneklerle ifade edilmektedir.

Hawaii püskürmeleri, nispeten düşük gaz içeriğine sahip mafik lav püskürten tipik volkanlardır. Bunlar neredeyse tamamen efüsiftir, yerel ateş fıskiyeleri ve oldukça akışkan lav akıntıları üretir, ancak nispeten az tephra üretir. Adlarını Hawaii volkanlarından alırlar.

Strombolian püskürmeleri orta derecede viskoziteler ve çözünmüş gaz seviyeleri ile karakterize edilir. Yüzlerce metre yüksekliğinde püskürme sütunları oluşturabilen sık ancak kısa ömürlü püskürmelerle karakterize edilirler. Birincil ürünleri skoriyadır. Adlarını Stromboli'den alırlar.

Vulkan püskürmeleri, daha yüksek viskoziteler ve genellikle orta bileşimde olan magmanın kısmi kristalleşmesi ile karakterize edilir. Patlamalar, merkezi bir kubbeyi tahrip eden ve büyük lav blokları ve bombalar fırlatan birkaç saat süren kısa ömürlü patlamalar şeklindedir. Bunu, merkezi kubbeyi yeniden inşa eden bir efüzyon aşaması izler. Vulkan patlamaları adını Vulcano'dan alır.

Peléan patlamaları daha şiddetlidir ve çeşitli piroklastik akıntılar üreten kubbe büyümesi ve çökmesi ile karakterize edilir. Adlarını Pelée Dağı'ndan alırlar.

Plinian patlamaları tüm volkanik patlamaların en şiddetlisidir. Çöküşleri katastrofik piroklastik akıntılar üreten sürekli büyük püskürme sütunları ile karakterize edilirler. Adlarını MS 79 yılında Vezüv Yanardağı'nın Plinian patlamasını anlatan Genç Pliny'den alırlar.

Patlayıcı volkanizmanın yoğunluğu, Hawaii tipi patlamalar için 0'dan süper volkanik patlamalar için 8'e kadar değişen Volkanik Patlama İndeksi (VEI) kullanılarak ifade edilir.

Freatomagmatik püskürmeler

Freatomagmatik patlamalar, yükselen magmanın yeraltı suyu ile etkileşimi ile karakterize edilir. Bunlar, aşırı ısınmış yeraltı suyunda ortaya çıkan hızlı basınç artışı tarafından yönlendirilir.

Freatik püskürmeler

Freatik püskürmeler, sıcak kaya veya magma ile temas eden yeraltı suyunun aşırı ısınması ile karakterize edilir. Freatomagmatik püskürmelerden ayrılırlar çünkü püsküren malzemenin tamamı kır kayasıdır; magma püskürmez.

Volkanik faaliyet

Pompeii'deki Yüzüncü Yıl Evi'nde görülen, Bacchus ve Agathodaemon'un arkasında Vezüv Yanardağı'nın yer aldığı fresk

Volkanlar faaliyet düzeyleri bakımından büyük farklılıklar göstermekte olup, her bir volkanik sistem yılda birkaç kezden on binlerce yılda bire kadar değişen bir patlama tekrarına sahiptir. Volkanlar gayri resmi olarak aktif, uykuda veya sönmüş olarak tanımlanır, ancak bu terimler tam olarak tanımlanmamıştır.

Aktif

Volkanologlar arasında "aktif" bir volkanın nasıl tanımlanacağı konusunda bir fikir birliği yoktur. Bir volkanın ömrü aylardan birkaç milyon yıla kadar değişebilir, bu da insanların ve hatta medeniyetlerin ömürleriyle kıyaslandığında böyle bir ayrımı bazen anlamsız kılar. Örneğin, Dünya'daki birçok volkan son birkaç bin yıl içinde onlarca kez patlamıştır ancak şu anda patlama belirtileri göstermemektedir. Bu tür volkanların uzun ömürleri göz önüne alındığında, çok aktif oldukları söylenebilir. Ancak insan ömrüne göre aktif değillerdir.

Hareketsiz ve yeniden aktif

Hindistan'daki Narcondam Adası, Hindistan Jeolojik Araştırmalar Kurumu tarafından sönmüş bir yanardağ olarak sınıflandırılmıştır

Sönmüş bir yanardağı uykuda olan (aktif olmayan) bir yanardağdan ayırt etmek zordur. Hareketsiz volkanlar, binlerce yıldır patlamamış olan ancak gelecekte tekrar patlaması muhtemel olan volkanlardır. Faaliyetlerine dair yazılı kayıt bulunmayan volkanlar genellikle sönmüş olarak kabul edilir. Bununla birlikte, volkanlar uzun bir süre boyunca uykuda kalabilir. Örneğin, Yellowstone'un yaklaşık 700.000 yıllık, Toba'nın ise yaklaşık 380.000 yıllık bir dinlenme/yeniden dolma süresi vardır. Vezüv, Herculaneum ve Pompeii şehirlerini yok eden MS 79 yılındaki patlamasından önce Romalı yazarlar tarafından bahçeler ve üzüm bağlarıyla kaplı olarak tanımlanmıştır. Pinatubo, 1991 yılındaki feci patlamasından önce, çevredeki çoğu insan tarafından bilinmeyen, göze çarpmayan bir yanardağdı. Diğer iki örnek ise Montserrat adasında uzun süredir uykuda olan Soufrière Hills yanardağıdır. 1995 yılında faaliyete geçmeden önce sönmüş olduğu düşünülüyordu (başkenti Plymouth'u hayalet bir kasabaya dönüştürdü) ve Alaska'daki Fourpeaked Dağı, Eylül 2006'daki patlamasından önce M.Ö. 8000'den beri patlamamıştı ve uzun süredir sönmüş olduğu düşünülüyordu.

Alaska Volkan Gözlemevi'ndeki volkanologlar, Alaska'daki Mount Edgecumbe volkanının "uykuda" iken "aktif" olarak yeniden sınıflandırılmasını gerekçelendiren bir makalede, volkanlara atıfta bulunan "uykuda" teriminin son birkaç on yıldır kullanımdan kaldırıldığına ve "[t] "uykuda volkan" teriminin modern volkanolojide o kadar az kullanıldığına ve tanımlanmadığına dikkat çekti ki, Volkanlar Ansiklopedisi (2000) sözlüklerde veya dizinde yer almıyor."

Soyu tükenmiş

Alaska'daki Fourpeaked yanardağı, 10.000 yılı aşkın bir süredir sönmüş olduğu düşünüldükten sonra Eylül 2006'da
Endonezya, Lombok'ta 1994 yılında meydana gelen Rinjani Dağı patlaması
Shiprock in New Mexico, ABD
New Mexico, ABD'deki Capulin Volkanı Ulusal Anıtı

Sönmüş yanardağlar, bilim insanlarının yanardağın artık bir magma kaynağına sahip olmaması nedeniyle bir daha patlamasının olası olmadığını düşündükleri yanardağlardır. Sönmüş volkanlara örnek olarak Pasifik Okyanusu'ndaki Hawai - İmparator deniz dibi zincirindeki birçok volkan (zincirin doğu ucundaki bazı volkanlar aktif olsa da), Almanya'daki Hohentwiel, ABD New Mexico'daki Shiprock, ABD New Mexico'daki Capulin, Hollanda'daki Zuidwal volkanı ve İtalya'daki Monte Vulture gibi birçok volkan verilebilir. İskoçya'daki Edinburgh Kalesi, Castle Rock'ı oluşturan sönmüş bir volkanın üzerinde yer almaktadır. Bir volkanın gerçekten sönmüş olup olmadığını belirlemek genellikle zordur. "Süper volkan" kalderalarının püskürme ömürleri bazen milyonlarca yılla ölçülebildiğinden, on binlerce yıldır püskürme meydana gelmemiş bir kaldera sönmüş yerine uykuda kabul edilebilir.

Volkanik uyarı seviyesi

Volkanların üç yaygın popüler sınıflandırması öznel olabilir ve sönmüş olduğu düşünülen bazı volkanlar yeniden patlamıştır. İnsanların bir volkanın üzerinde veya yakınında yaşarken risk altında olmadıklarına yanlış bir şekilde inanmalarını önlemeye yardımcı olmak için ülkeler, volkanik aktivitenin çeşitli seviyelerini ve aşamalarını tanımlamak için yeni sınıflandırmalar benimsemiştir. Bazı uyarı sistemleri farklı aşamaları belirtmek için farklı sayılar veya renkler kullanmaktadır. Diğer sistemler renkleri ve kelimeleri kullanır. Bazı sistemler ise her ikisini bir arada kullanır.

Amerika Birleşik Devletleri'nin yanardağ uyarı şemaları

Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmalar Kurumu (USGS) yanardağlardaki huzursuzluk ve püskürme faaliyetlerinin seviyesini belirlemek için ülke çapında ortak bir sistem benimsedi. Yeni volkan uyarı seviyesi sistemi, volkanları artık normal, tavsiye, izleme veya uyarı aşamasında olarak sınıflandırıyor. Ayrıca, üretilen kül miktarını belirtmek için renkler kullanılmaktadır.

On yıllık volkanlar

Kamçatka Yarımadası, Uzak Doğu Rusya'da Petropavlovsk-Kamchatsky üzerinde yükselen Koryaksky yanardağı

On Yıllık Volkanlar, Uluslararası Volkanoloji ve Dünya'nın İç Kimyası Birliği (IAVCEI) tarafından büyük, yıkıcı patlamalar ve nüfuslu bölgelere yakınlık geçmişleri ışığında özel olarak incelenmeye değer olarak tanımlanan 16 volkandır. Projenin Birleşmiş Milletler destekli Uluslararası Doğal Afet Azaltma On Yılı'nın (1990'lar) bir parçası olarak başlatılması nedeniyle On Yıl Volkanları olarak adlandırılmışlardır. Şu anki 16 On Yıllık Volkan şunlardır:

  • Avachinsky-Koryaksky (birlikte gruplandırılmış), Kamchatka, Rusya
  • Nevado de Colima, Jalisco ve Colima, Meksika
  • Etna Dağı, Sicilya, İtalya
  • Galeras, Nariño, Kolombiya
  • Mauna Loa, Hawaii, ABD
  • Merapi Dağı, Orta Java, Endonezya
  • Nyiragongo Dağı, Demokratik Kongo Cumhuriyeti
  • Rainier Dağı, Washington, ABD
  • Sakurajima, Kagoshima Prefecture, Japonya
  • Santa Maria/Santiaguito, Guatemala
  • Santorini, Kiklad Adaları, Yunanistan
  • Taal Yanardağı, Luzon, Filipinler
  • Teide, Kanarya Adaları, İspanya
  • Ulawun, Yeni Britanya, Papua Yeni Gine
  • Unzen Dağı, Nagasaki Prefecture, Japonya
  • Vezüv, Napoli, İtalya

Derin Karbon Gözlemevi'nin bir girişimi olan Derin Dünya Karbon Gaz Giderme Projesi, ikisi Decade volkanı olmak üzere dokuz volkanı izlemektedir. Derin Dünya Karbon Gaz Giderme Projesinin odak noktası, CO2/SO2 oranlarını gerçek zamanlı ve yüksek çözünürlükte ölçmek için Çok Bileşenli Gaz Analiz Sistemi cihazlarını kullanmak ve böylece yükselen magmaların patlama öncesi gaz giderme sürecini tespit ederek volkanik faaliyetlerin tahminini iyileştirmektir.

Volkanlar ve insanlar

Aerosol ve gazların volkan enjeksiyonu şeması
Büyük volkanik patlamalardan sonra radyasyonun nasıl azaldığını gösteren 1958-2008 güneş radyasyonu grafiği
Ekim 2005'teki patlama sırasında Sierra Negra Yanardağı, Galapagos Adaları üzerindeki sülfür dioksit konsantrasyonu

Volkanik patlamalar insan uygarlığı için önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Bununla birlikte, volkanik faaliyetler insanlara önemli kaynaklar da sağlamıştır.

Tehlikeler

Volkanik püskürmelerin ve bunlarla ilişkili faaliyetlerin birçok farklı türü vardır: freatik püskürmeler (buharla oluşan püskürmeler), yüksek silisli lavların (örn. riyolit) patlayıcı püskürmesi, düşük silisli lavların (örn. bazalt) püskürmesi, piroklastik akıntılar, laharlar (enkaz akışı) ve karbondioksit emisyonu. Tüm bu faaliyetler insanlar için tehlike oluşturabilir. Depremler, sıcak su kaynakları, fumaroller, çamur kapları ve gayzerler genellikle volkanik faaliyetlere eşlik eder.

Volkanik gazlar stratosfere ulaşabilir ve burada güneş radyasyonunu yansıtabilen ve yüzey sıcaklıklarını önemli ölçüde düşürebilen sülfürik asit aerosolleri oluştururlar. Huaynaputina patlamasından kaynaklanan sülfür dioksit 1601-1603 Rus kıtlığına neden olmuş olabilir. Stratosferdeki sülfat aerosollerinin kimyasal reaksiyonları da ozon tabakasına zarar verebilir ve hidrojen klorür (HCl) ve hidrojen florür (HF) gibi asitler asit yağmuru olarak yere düşebilir. Patlayıcı volkanik püskürmeler sera gazı karbondioksiti serbest bırakır ve böylece biyojeokimyasal döngüler için derin bir karbon kaynağı sağlar.

Patlamalarla havaya savrulan küller uçaklar, özellikle de parçacıkların yüksek çalışma sıcaklığı nedeniyle eriyebildiği jet uçakları için tehlike oluşturabilir; eriyen parçacıklar daha sonra türbin kanatlarına yapışarak şekillerini değiştirir ve türbinin çalışmasını bozar. Bu da hava yolculuğunda büyük aksaklıklara neden olabilir.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki büyük süper patlamaların (VEI 7 ve 8) 19. ve 20. yüzyıldaki büyük tarihsel volkanik patlamalarla karşılaştırılması. Soldan sağa doğru: Yellowstone 2.1 Ma, Yellowstone 1.3 Ma, Long Valley 6.26 Ma, Yellowstone 0.64 Ma. 19. yüzyıl patlamaları: Tambora 1815, Krakatoa 1883. 20. yüzyıl patlamaları: Novarupta 1912, St. Helens 1980, Pinatubo 1991.

Yaklaşık 70.000 yıl önce Endonezya'nın Sumatra adasındaki Toba Gölü'nün patlamasının ardından volkanik bir kış yaşandığı düşünülmektedir. Bu durum, günümüzdeki tüm insanların genetik mirasını etkileyen bir nüfus darboğazı yaratmış olabilir. Volkanik patlamalar, End-Ordovician, Permian-Triassic ve Late Devonian kitlesel yok oluşları gibi büyük yok oluş olaylarına katkıda bulunmuş olabilir.

1815 yılında Tambora Dağı'nın patlaması, Kuzey Amerika ve Avrupa hava durumu üzerindeki etkisi nedeniyle "Yazsız Yıl" olarak bilinen küresel iklim anormallikleri yaratmıştır. Kuzey Avrupa'da yaygın kıtlığa yol açan 1740-41 dondurucu kışı da kökenini volkanik patlamaya borçlu olabilir.

Faydaları

Volkanik patlamalar insanlar için önemli tehlikeler oluştursa da, geçmişteki volkanik faaliyetler önemli ekonomik kaynaklar yaratmıştır.

Volkanik kül ve ayrışmış bazalt, demir, magnezyum, potasyum, kalsiyum ve fosfor gibi besinler açısından zengin, dünyanın en verimli topraklarından bazılarını üretir.

Volkanik külden oluşan tüf nispeten yumuşak bir kayadır ve eski çağlardan beri inşaat için kullanılmıştır. Romalılar, İtalya'da bol miktarda bulunan tüfü inşaat için sıklıkla kullanmışlardır. Rapa Nui halkı Paskalya Adası'ndaki moai heykellerinin çoğunu yapmak için tüf kullanmıştır.

Volkanik faaliyet, metal cevherleri gibi değerli mineral kaynaklarının yeryüzüne çıkmasından sorumludur.

Volkanik faaliyete Dünya'nın içinden yüksek oranda ısı akışı eşlik eder. Bunlar jeotermal güç olarak kullanılabilir.

Diğer gök cisimlerindeki volkanlar

Tvashtar yanardağı Jüpiter'in uydusu Io'nun yüzeyinden 330 km (205 mil) yukarıda bir duman püskürtür.

Dünya'nın Ay'ında büyük volkanlar ve mevcut volkanik faaliyetler yoktur, ancak son kanıtlar hala kısmen erimiş bir çekirdeğe sahip olabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, Ay'da maria (Ay'da görülen koyu lekeler), riller ve kubbeler gibi birçok volkanik özellik vardır.

Venüs gezegeninin yüzeyinin %90'ının bazalt olması, volkanizmanın yüzeyinin şekillenmesinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bilim insanlarının yüzeydeki çarpma kraterlerinin yoğunluğundan anladıkları kadarıyla, gezegen yaklaşık 500 milyon yıl önce büyük bir küresel yüzey yenileme olayı geçirmiş olabilir. Lav akıntıları yaygındır ve Dünya'da bulunmayan volkanizma biçimleri de ortaya çıkar. Venüs'ün hala volkanik olarak aktif olup olmadığına dair bir doğrulama olmamasına rağmen, gezegenin atmosferindeki değişiklikler ve şimşek gözlemleri devam eden volkanik patlamalara bağlanmıştır. Bununla birlikte, Magellan sondası tarafından yapılan radar sondajı, Venüs'ün en yüksek yanardağı Maat Mons'ta, zirvenin yakınında ve kuzey kanadında kül akıntıları şeklinde nispeten yakın zamanda volkanik faaliyete dair kanıtlar ortaya koymuştur. Ancak bu akıntıların kül akıntıları olarak yorumlanması sorgulanmıştır.

Mars gezegeninde bulunan Olympus Mons (Latince, "Olimpos Dağı"), Güneş Sistemi'nde bilinen en yüksek dağdır.

Mars'ta çok sayıda sönmüş volkan bulunmaktadır ve bunlardan dördü Dünya'dakilerden çok daha büyük kalkan volkanlardır. Bunlar arasında Arsia Mons, Ascraeus Mons, Hecates Tholus, Olympus Mons ve Pavonis Mons bulunmaktadır. Bu volkanlar milyonlarca yıldır sönmüş durumdadır, ancak Avrupa Mars Express uzay aracı Mars'ta yakın geçmişte de volkanik faaliyetlerin meydana gelmiş olabileceğine dair kanıtlar bulmuştur.

Jüpiter'in uydusu Io, Jüpiter ile gelgit etkileşimi nedeniyle Güneş Sistemi'nde volkanik olarak en aktif nesnedir. Sülfür, sülfür dioksit ve silikat kayası püskürten volkanlarla kaplıdır ve sonuç olarak Io sürekli olarak yeniden yüzeye çıkmaktadır. Lavları Güneş Sistemi'nde bilinen en sıcak lavlardır ve sıcaklıkları 1.800 K (1.500 °C)'yi aşmaktadır. Şubat 2001'de Güneş Sistemi'nde kaydedilen en büyük volkanik patlamalar Io'da meydana gelmiştir. Jüpiter'in Galilean uydularının en küçüğü olan Europa da aktif bir volkanik sisteme sahip gibi görünmektedir, ancak volkanik aktivitesi tamamen soğuk yüzeyde donarak buz haline gelen su şeklindedir. Bu süreç kriyovolkanizma olarak bilinir ve görünüşe göre Güneş Sistemi'nin dış gezegenlerinin uydularında en yaygın olanıdır.

Voyager 2 uzay aracı 1989 yılında Neptün'ün bir uydusu olan Triton'da kriyovolkanlar (buz volkanları) gözlemlemiş ve 2005 yılında Cassini-Huygens sondası Satürn'ün bir uydusu olan Enceladus'tan püsküren donmuş parçacık fıskiyelerini fotoğraflamıştır. Bu püskürmeler su, sıvı nitrojen, amonyak, toz ya da metan bileşiklerinden oluşuyor olabilir. Cassini-Huygens ayrıca Satürn'ün uydusu Titan'da, atmosferinde bulunan metanın önemli bir kaynağı olduğuna inanılan metan püskürten bir kriyovolkanın kanıtlarını buldu. Kriyovolkanizmanın Kuiper Kuşağı Nesnesi Quaoar'da da mevcut olabileceği tahmin edilmektedir.

2009 yılında geçiş yoluyla tespit edilen COROT-7b ötegezegeni üzerine 2010 yılında yapılan bir çalışma, gezegene ve komşu gezegenlere çok yakın olan ev sahibi yıldızdan gelen gelgit ısınmasının Io'da bulunana benzer yoğun volkanik aktivite yaratabileceğini öne sürmüştür.

Volkanolojinin tarihçesi

Birçok eski anlatı volkanik patlamaları tanrıların ya da yarı tanrıların eylemleri gibi doğaüstü nedenlere bağlamaktadır. Eski Yunanlılar için volkanların kaprisli gücü ancak tanrıların eylemleri olarak açıklanabilirken, 16./17. yüzyıl Alman astronomu Johannes Kepler bunların Dünya'nın gözyaşları için kanallar olduğuna inanıyordu. Buna karşı çıkan ilk fikirlerden biri, Etna ve Stromboli Yanardağlarının patlamalarına tanık olan, ardından Vezüv kraterini ziyaret eden ve sülfür, bitüm ve kömürün yanmasından kaynaklanan çok sayıda diğerine bağlı merkezi bir ateşi olan bir Dünya görüşünü yayınlayan Cizvit Athanasius Kircher (1602-1680) tarafından öne sürülmüştür.

Dünya'nın manto yapısının yarı katı bir malzeme olduğuna dair modern anlayış geliştirilmeden önce volkan davranışı için çeşitli açıklamalar önerilmiştir. Sıkıştırma ve radyoaktif maddelerin ısı kaynağı olabileceğinin farkına varılmasından sonra onlarca yıl boyunca bunların katkıları özellikle göz ardı edilmiştir. Volkanik hareket genellikle kimyasal reaksiyonlara ve yüzeye yakın ince bir erimiş kaya tabakasına bağlanmıştır.

Yanardağ türleri

  • Kalkan yanardağlar: Şekli kalkana benzeyen dağlar oluşturacak şekilde zamanla biriken yüksek miktarda lav çıkartan yanardağlar çoklukla Havai ve İzlanda'da görülürler. Lav akışları genellikle çok kızgın ve çok akışkan olup uzun akıntılara neden olurlar. Yeryüzündeki en büyük lav kalkanı, 120 km çapındaki ve deniz tabanından zirvesine 9.000 m yüksekliğindeki Mauna Loa'dır. Mars'taki Olympus Mons, bir kalkan yanardağıdır ve Güneş Sistemi'nde şimdiye kadar keşfedilmiş olan en yüksek dağdır.
  • Lav kalkanının daha küçük olanlarına "lav kubbesi" (İngilizcetholoid), "lav konisi" ve "lav kümbeti" adı verilir.
  • Volkanik koniler, yanardağın ağzında biriken ufak kaya parçacıkları fırlatan püskürmelerden dolayı oluşur. Bu püskürmeler, 30–300 m yüksekliğinde, koni şeklinde tepeler oluşturur ve nispeten kısa ömürlü olurlar.
  • Japonya'daki Fuji Dağı, İtalya'daki Vezüv, Antarktika'daki Erebus ya da kuzeybatı Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Rainier gibi stratovolkanlar ya da kompozit yanardağlar, hem lav akıntılarından hem de püskürtülerden oluşmuş yüksek, koni şeklinde dağlardır.
  • Süper yanardağlar, geniş çanakları olan, kıtasal yıkım ve küresel iklim değişiklikleri yaratma potansiyelleri bulunan yanardağ sınıfına verilen addır. Bu sınıftaki yanardağlara aday olarak Yellowstone Millî Parkı ve Toba Gölü gösterilebilir; ancak kesin bir tanımlama yapmak, asgari bir tanımlayıcı şart bulunmadığı için çok zordur.

Yanardağlar genellikle ya tektonik plaka sınırlarında ya da sıcak noktalarda yer alırlar. Yanardağlar uyuyan (etkin olmayan) ya da faal (aktif -neredeyse sürekli çıkış ve kesikli püskürmeler) olabilirler, önceden tahmin edilemeden hâlâ değiştirebilirler.

Karadaki yanardağlar genellikle, çıkışların yıllar içinde sürekli birikmesiyle koni ya da kül konisi şeklini alırlar. Suyun altında ise, yanardağlar genellikle fazlasıyla dik sütunlar oluşturur ve yıllar içinde okyanus yüzeyine çıkarak yeni adacıklar hâline gelirler.

Yanardağ etkinlikleri genellikle depremler, sıcak su kaynakları, çamur kazanları ve kaynaçlar gibi yer etkinlikleriyle beraber görülürler. Püskürmelerden önce genellikle düşük şiddette depremler görülür.

Şaşırtıcı olsa da, volkan bilimciler, etkin (aktif) yanardağların sınıflandırılmasında fikir birliğine varmamışlardır. Bir yanardağın yaşam süresi, birkaç aydan birkaç milyon yıla kadar değişebilir. Bu tür bir sınıflandırma yapmak, insanların, hatta bazen uygarlıkların bile varlık süreleri göz önüne alındığında anlamsız görünebilir. Örneğin, yeryüzündeki yanardağların birçoğu, geçen birkaç binyılda birçok kez püskürmüşlerdir, ama günümüzde herhangi bir etkinlik göstermemektedirler. Bu tür yanardağların uzun ömürleri göz önüne alındığında çok etkin oldukları söylenebilir. Ancak ömürlerimiz düşünülürse etkin değildirler. Bu tanımı daha da karmaşıklaştıran ise, harekete geçen ama püskürmeyen yanardağlardır. Bu yanardağlar etkin midir?

Bilim insanları genellikle, püsküren ya da yeni gaz çıkışları veya beklenmedik deprem etkinliği gibi hareketlilikler gösteren yanardağları etkin olarak kabul ederler. Birçok bilim insanı, yazılı tarihte püskürdüğü bilinen yanardağların da etkin olduğunu kabul ederler. Yazılı tarihin bölgeden bölgeye farklılıklar gösterdiğini, örneğin Akdeniz'de 3.000 yıl geriye, ABD'nin Büyük Okyanus kıyısında 300 yıl, Havai'de ise 200 yıl geriye kadar gittiğini göz önünde bulundurmak gerekir.

Uyuyan yanardağlar, şu an (yukarıdaki tanıma göre) etkin olmayan, ama her an hareketlenmesi ya da patlaması muhtemel yanardağlardır.

Sönmüş yanardağlar ise, bilim insanlarının bir daha püskürmelerini olası görmedikleri yanardağlardır. Bir yanardağın gerçekten sönmüş olup olmadığının belirlenmesi zordur. Örneğin, çanakların milyonlarca yıllık ömürleri olduğu bilindiğinden, on binlerce yıl püskürmemiş bir çanağın sönmüş değil uyuyan olarak tanımlanması gerekir. Yellowstone Millî Parkı'nda bulunan Yellowstone Çanağı, en az 2.000.000 yaşındadır ve 70.000 yıldan beri hiç püskürmemiştir, fakat bilim insanları tarafından sönmüş olarak tanımlanmaz. Doğrusu, çanak sık sık depremler yarattığı, etkin bir jeotermal sistemi bulunduğu ve yüzeyi hızlı değiştiği için, birçok bilim insanı tarafından çok etkin bir yanardağ olarak kabul edilir.

Teoride yanardağlar

Adı Yüksekliği
(m)
Bölge Yer Notlar
Ağrı Dağı 5.137 Doğu Anadolu Bölgesi Türkiye faal olmayan stratovolkan
Erebus Dağı 3.794 Ross Adası Antarktika
Etna 3.350 Sicilya İtalya
Hekla 1.488 Kuzey Atlantik İzlanda
Kilauea 4.091 Havai ABD
Krakatoa 813 Rakata Endonezya
Llaima 3.125 Güney Amerika Şili
Mauna Kea 4.207,3 Havai ABD
Mauna Loa 4.169 Havai ABD
Mount Baker 3.286 Washington ABD
Mount Fuji 3.776 Honshu Japonya
Mount Hood 3.426 Oregon ABD
Rainier Dağı 4.392 Washington ABD
Mount Shasta 4.322 Kaliforniya ABD
Novarupta 841 Alaska ABD
Pelée 1.397 Martinik Martinik
Popocatépetl 5.462 Meksiko Meksika
Santorini 300 Santorini adası Yunanistan
St. Helens Dağı 2.550 Washington ABD
Surtsey 155 Surtsey adası İzlanda 1963'te meydana geldi.
Tambora 2.722 Sumbawa Endonezya
Teide 3.718 Tenerife Kanarya Adaları, İspanya
Tungurahua 5.016 Güney Amerika Ekvador
Vezüv Yanardağı 1.281 Napoli Koyu İtalya

Püskürmeleri tahmin etmek

Bilim, henüz yanardağ püskürmelerinin tam olarak ne zaman meydana geleceğini tahmin edememektedir; ancak geçmişte püskürme olasılığını tahmin etmekte ilerlemeler kaydedilmiştir.

18 Mayıs 1980'de püsküren St. Helens Yanardağı

Volkan bilimciler, püskürmeleri tahmin etmek için aşağıdaki belirtileri kullanırlar:

Sismisite

Yanardağlar uyanırlarken ve püskürmeye hazırlanırlarken her zaman sismik hareket (küçük depremler ve sarsıntılar) gösterirler. Bazı yanardağlar sürekli düşük düzeyde sismik faaliyet gösterirler ama bu faaliyetteki bir artış, patlamaya işaret edebilir. Ortaya çıkan depremlerin türleri, nerede başlayıp bittikleri de önemli sinyallerdir. Volkanik sismisite üç ana biçimde görülür: kısa dönemli depremler, uzun dönemli depremler ve dalgalı sarsıntı.

Kısa dönemli depremler fay depremleri gibidirler. Bunlar, magma yukarı doğru çıkarken gevrek kayanın kırılmasından ortaya çıkarlar. Bu kısa dönemli depremler magmanın yüzeye yakın bir yerde büyüdüğünü işaret eder.

Uzun dönemli depremlerin, bir yanardağın "tesisat sistemindeki" gaz basıncının artışına işaret ettiği düşünülür. Bu depremler, ev tesisatlarında bazen duyulan tangırtıları andırır. Bu salınımlar, yanardağ kubbesinin altındaki magma odacıkları düşünülürse, bir bölmedeki akustik titreşimlere eşdeğerdir.

Dalgalı sarsıntı, yüzey altında sürekli bir magma hareketi olduğu zaman ortaya çıkar.

Sismik örüntüler, karmaşık ve yorumlanması zor olgulardır. Ancak artan faaliyet, özellikle de uzun dönemler baskın olmaya başlayıp dalgalı sarsıntılar olunca korku yaratırlar.

Aralık 2000'de, Meksika'daki Ulusal Felaket Önleme Merkezi'ndeki bilim insanları, Meksika Kenti dışındaki Popocatépetl Yanardağı'nın püskürmesini iki gün öncesinden tahmin ettiler. Tahmin, İsviçreli bir volkanbilimci olan M. Chouet tarafından yapılan ve uzun dönemli salınımların artışı üzerine sürdürülen araştırmalar sonucunda yapıldı. Hükûmet 10 binlerce kişiyi şehirden uzaklaştırdı. 48 saat sonra, yanardağ püskürdü. Bu püskürme, Popocatépetl Yanardağı'nın bin yıl boyunca karşılaşılan en büyük püskürmesiydi.

Yeryüzü şeklinin bozulması

Yanardağın şişmesi, yüzeye yakın bir yerde magma biriktiğini gösterir. Etkin bir yanardağı gözlemleyen bilim insanları genellikle dağın eteklerindeki eğimi ölçer ve şişmedeki değişim oranını gözlerler. Artan bir şişme oranı, özellikle de kükürtdioksit çıkışlarında ve dalgalı sarsıntılarda bir artış varsa, kısa bir süre içinde gerçekleşebilecek bir püskürme ya da patlamayı işaret eder.