Vulkaan on mägi või maakoore nõrk koht, kust maa all asuvast magmakambrist väljub või on minevikus väljunud laava (kuum, vedel kivim). Vulkaanid tekivad peamiselt siis, kui tektoonilised plaadid liiguvad

Kuidas vulkaan tekib

Maakoor on jaotunud umbes 17 suureks jäigaks tektooniliseks plaadiks, mis hõljuvad kuumemal ja pehmemal kihil Maa mantlis. Vulkaaniline tegevus on seotud sageli plaatide piiridega:

  • Plaadid liiguvad lahku (divergents) — magma tõuseb üles ja tekitab uue ookeanipõhja või vulkaane riftides.
  • Plaadid ühinevad (konvergents) — allanesva plaadi sulamise ja rõhu tõttu tekivad sageli plahvatuslikud mägedes paiknevad vulkaanid.
  • Plaatide servadelt mööda libisemine vähendab tavaliselt vulkaanilist aktiivsust.

Vulkaane võivad põhjustada ka plaatidest eemal asuvad mantlipiirded, nii‑öelda „kuumad kohad“. Näiteks Hawaii tekkis, kui Vaikse ookeani plaadi liikumine ületas ühe sellise kuuma koha mantlis. Selle teooria kohaselt võib magma tekkida väga sügaval (saadetakse üles ~3000 km sügavuselt tuumamantli piirist).

Vulkaani ehitus

Vulkaan koosneb tavaliselt magmakambrist, tõuskanalistest ja pinnalsetest avadest. Enamiku vulkaanide tipus on vulkaaniline kraater või laiem kalder, kuhu võib pärast tugevat purset sisse vajuda. Aktiivse vulkaani kaudu väljuvad materjalid: laava, aur, gaasilised väävliühendid, tuhk ning purunenud kivimitükid.

Pursked ja nende liigid

Vulkaani purse võib olla kas aeglane ja voolav (effusive) või kiire ja plahvatuslik (explosive). Kui rõhk magmakambris kasvab piisavalt, vulkaan purskab. Mõned vulkaanipursked on nii tugevad, et lõhuvad vulkaani tipu ära ja tekib suur kraater või kalder. Pursekuju sõltub magmasoone viskoossusest ja gaasi sisaldusest:

  • Madala viskoossusega basaltne magma tekitab kilbivulkaane ja laavavoolusid.
  • Kõrgema viskoossusega magma (näiteks andesiit või rioliit) võib põhjustada plahvatuslikke purskeid, piroklastilisi laineid ja vulkaanilisi pomme.

Vulkaani liigid (lühidalt)

  • Kilbivulkaan – laia aluse ja lohkuseta kallakutega (näiteks Hawaii vulkaanid).
  • Stratovulkaan (komposiitvulkaan) – järsude külgedega ja vahelduvate laava- ning tuhapursetega (paljud mägedes paiknevad vulkaanid).
  • Tuhamägi (cinder cone) – suhteliselt väike, tekkinud püramiidja pudrust tuhast ja pommidest.
  • Kaldeerad – väga suured lohud, mis tekivad pärast massiivseid purskeid ja mäe sissevajumist.

Vulkaanilised materjalid

Vulkaanilisest tegevusest väljuvad mitmesugused aineliselt erinevad materjalid: laava, tuhapilved, piroklastilised vood (ignimbrite), pumice ehk poorne vulkaaniline kivi, tuhapilved, vulkaanilised pommid ja gaasid (nt väävliühendid, CO2).

Ohtud ja mõjud

  • Laavavood – hävitavad rajatisi ja taimi, kuid liiguvad tavaliselt aeglaselt.
  • Püroklastilised vood ja tuhapilved – väga kuumad ja kiirelt levivad, tõsine oht elule.
  • Vulkaaniline tuhk – kahjustab hingamisteid, masinate tööd ja mõjutab õhuliiklust.
  • Lahharid – vulkaanilise tuha ja vee segunemisel tekivad muda‑laavad, mis võivad kaugele liikuda.
  • Gaasid – toksilised väävliühendid ja CO2 võivad põhjustada mürgistusi või surma.
  • Globaalne mõju – suured pursked võivad paisata atmosfääri hulgaliselt tahma ja gaase, jahutades ajutiselt kliimat.

Vulkaani jälgimine ja ennustamine

Vulkanoloogid kasutavad eri meetodeid, et jälgida vulkaanilist aktiivsust ja hinnata purseohtu: seismomeetrid (maavärinate sageduse muutused), deformatsiooni mõõtmine (GPS, InSAR), gaasiaanalüüs, termilised pildid ja proovid (mägedest väljunud kivimite keemia). Need meetodid kokku aitavad anda hoiatusi ja vähendada inimkaotusi.

Tuntud näited

Maailma suurim vulkaan on Mauna Loa Hawaiil. Mauna Loa on osa viiest vulkaanist Hawaii "Suurel saarel". Viimati purskas see 1984. aastal. Viimase 170 aasta jooksul on ta pursanud 33 korda. Nagu kõik teisedki Hawaii vulkaanid, tekkis Mauna Loa Vaikse ookeani tektoonilise plaadi liikumise tagajärjel, mis liikus üle Hawaii kuuma punkti Maa mantlis. Mauna Loa on 4196 meetri kõrgune ja tegemist on kilbivulkaaniga. Sellel on väga suured laavavood: üks hiljutine purskejälg ulatus laavavoodena kuni 51 kilomeetri pikkustena. Mauna Loa maht ja pindala on ühed Maa suurimad ning kui mõõta kõrgust ookeani põhjast, ulatub tema kõrgus veelgi suuremale — see on üks Maa kõrgeimaid mägesid aluspinnast mõõdetuna.

Vulkaanilisus ei piirdu Maaga: vulkaane leidub ka teistel planeetidel. Üks tuntud näide on Olympus Mons Marsil. Olympus Mons on päikesesüsteemi suurim vulkaan ja mägi – selle kõrgus on ligikaudu 21 000 meetrit (sõltuvalt allikast) ja põhja‑ala ulatus on sadu kilomeetreid. Olympus Mons on kilbivulkaan, mille nõlvad on suhteliselt loivad; Marsi madalam gravitatsioon ja puuduv plaattektoonika võimaldasid vulkaanil kasvada väga suureks ilma, et pursked ja laavavood seda kiirelt pärastlizzaksid.

Kes uurib vulkaane

Vulkanoloogid on teadlased, kes uurivad vulkaane kasutades geoloogia, keemia, geograafia, mineralogia, füüsika ja vahel ka sotsioloogia meetodeid — sest vulkaaniline tegevus mõjutab ja seab ohtu inimesi ning kogukondi. Hea jälgimine ja teaduspõhine riskijuhtimine aitavad vähendada kahjusid ja päästa elusid.