Vulcanismul

Un vulcan se formează când materialul topit din interiorul Pământului ajunge la suprafață. În adâncime, materialul se numește magmă; după ieșire, lavă. Un vulcan are camera magmatică (vatra magmatică), coșul vulcanic prin care urcă magma, craterul de la suprafață și conul vulcanic construit din materialul depus. O erupție poate aduce lavă, cenușă, gaze și fragmente de rocă.

Mulți vulcani activi sunt la marginile plăcilor litosferice. În jurul Oceanului Pacific se află Cercul de foc al Pacificului. Vezuviul din Italia a avut o erupție distrugătoare în anul 79 d.Hr.; Etna este un alt vulcan cunoscut din Italia. Islanda are vulcani pe o zonă unde plăcile se depărtează, iar Hawaii are vulcani legați de un punct fierbinte din interiorul unei plăci.

În România, lanțul Călimani–Gurghiu–Harghita păstrează urme ale vulcanismului trecut. Lacul Sfânta Ana ocupă un crater al masivului Ciomatu. Acești munți nu înseamnă că astăzi România are erupții precum Etna. Cenușa unui vulcan activ poate afecta aerul și transportul, iar curgerile de noroi vulcanic pot coborî pe văi. Localizarea vulcanului și tipul erupției contează pentru riscul dintr-o anumită așezare.

Prin urmare, un munte cu aspect de con nu este neapărat periculos, iar un lac de crater nu înseamnă că vulcanul este activ.

Forma unui vulcan ne spune ce fel de lavă a ieșit din el. Lava fluidă curge departe și construiește un vulcan lat, cu pante line, numit vulcan-scut, precum cei din Hawaii. Lava vâscoasă, care se întărește aproape de crater, adună material și construiește un con înalt, cu pante abrupte, precum Vezuviul. Oamenii locuiesc totuși lângă vulcani deoarece solurile din cenușă veche sunt foarte fertile, iar apa încălzită de roca fierbinte alimentează izvoare termale.

Exemplu rezolvat. Cum recunoști un vulcan activ, unul adormit și unul stins?

1. Un vulcan activ a avut erupții în perioada istorică recentă sau eliberează gaze și cutremure mici, ca Etna.
2. Unul adormit nu a mai erupt de mult, dar poate erupe din nou.
3. Unul stins nu va mai erupe, ca majoritatea vulcanilor din Carpații Orientali, unde craterele sunt acum păduri, lacuri sau turbării.

Lava bazaltică, relativ fluidă, formează adesea vulcani scut, ca în Hawaii. Magmele mai vâscoase pot produce erupții explozive și conuri stratificate, întâlnite frecvent la subducție. Cenușa este alcătuită din fragmente fine de material vulcanic, nu din funingine. Vulcanismul apare și pe dorsale oceanice, și deasupra punctelor fierbinți, nu numai la convergența plăcilor. USGS arată că mai mult de jumătate dintre vulcanii activi aflați deasupra nivelului mării înconjoară Pacificul în Cercul de foc; proporția depinde de inventarul și definiția folosite.

În România, urmele vulcanismului neogen se întind în Oaș–Gutâi–Țibleș și Călimani–Gurghiu–Harghita; în Apuseni, Detunatele arată coloane de bazalt. În Călimani, Pietrosul Călimanilor atinge aproximativ 2 100 m; în Gurghiu, Saca circa 1 777 m, iar Harghita-Mădăraș circa 1 800 m. Altitudinea indică înălțimea actuală a reliefului, nu intensitatea fostei erupții. Lacul Sfânta Ana ocupă craterul vulcanului Ciomatu.

Exemple istorice analizate. Erupția Krakatau din 1883 a produs valuri tsunami în Indonezia; erupția Mount St. Helens din 1980 a inclus o avalanșă de resturi și o explozie laterală; Pinatubo în 1991 a trimis aerosoli în stratosferă și a influențat temporar temperatura globală. Efectele diferă după tipul erupției și după așezările expuse; un lac de crater românesc nu arată un vulcan activ în prezent.

Erupțiile se împart în efuzive, cu curgeri de lavă fluidă, și explozive, cu cenușă, bombe vulcanice și nori fierbinți de gaze și fragmente. Tipul erupției depinde de vâscozitatea magmei și de conținutul ei de gaze. Pentru a compara erupțiile se folosește indicele de explozivitate vulcanică (VEI), o scară logaritmică: o treaptă în plus înseamnă un volum aproximativ de zece ori mai mare de material aruncat. Temperatura lavei este de ordinul a 700–1 200 °C. Zonele vulcanice aduc și avantaje: soluri fertile, izvoare termale, resurse geotermale și minerale; din aceste motive, oamenii locuiesc adesea pe versanții vulcanilor.

Cel mai cunoscut vulcan-scut din lume este Mauna Loa din Hawaii, iar zona hawaiiană este un exemplu de vulcanism al unui punct fierbinte, deasupra unui curent ascendent din manta, cu placa Pacifică care se deplasează lent deasupra lui.

Exemplu rezolvat 1 — vulcanii din România. Altitudinile din lanțul Călimani–Gurghiu–Harghita sunt: Pietrosul Călimanilor 2 100 m, Harghita-Mădăraș 1 800 m, Saca 1 777 m. Media lor este $(2100+1800+1777)/3\approx 1892$ m, iar diferența dintre cel mai înalt și cel mai scund este $2100-1777=323$ m. Vulcanii din lanțul Călimani–Gurghiu–Harghita au erupt acum milioane de ani și au fost erodați; singura excepție este Ciomatu (Ciomadul), care a erupt ultima dată acum circa 30 000 de ani.

Exemplu rezolvat 2 — scara VEI. O erupție cu VEI 6 (ca Pinatubo în 1991) expulzează de aproximativ $10^{6-4}=100$ de ori mai mult material decât una cu VEI 4. Fiecare treaptă înmulțește volumul cu 10, deci două trepte înseamnă 100.

Greșeli frecvente

• Greșit: Lava este materialul topit din adâncime.
  Corect: În adâncime se numește magmă; devine lavă după ce iese la suprafață.
• Greșit: Toți vulcanii apar numai la marginea plăcilor.
  Corect: Hawaii arată vulcanism și în interiorul unei plăci.
• Greșit: Lacul Sfânta Ana este un lac glaciar.
  Corect: Este într-un crater vulcanic.
• Greșit: Un vulcan cu lac în crater este mereu activ.
  Corect: Lacul Sfânta Ana se află în craterul vulcanului Ciomatu (Ciomadul), care a erupt ultima dată acum circa 30 000 de ani și nu mai este activ.

Înainte și după